基于温室番茄产量和果实品质对加气灌溉处理的综合评价

【目的】研究不同灌水水平和滴头埋深条件下加气灌溉对温室番茄产量、灌溉水分利用效率(IWUE)和果实品质的影响,进而对不同试验处理进行综合评价。【方法】试验以常规地下滴灌(S)为对照,设置在W1、W2和W3(对应作物-皿系数kcp分别为0.6、0.8和1.0)3个灌水水平与D1和D2(分别对应15 cm和25 cm)2种滴头埋深下进行加气灌溉(O),共12个处理。基于各处理下果实产量和品质指标的差异,通过主成分分析法探索较优的试验处理。【结果】加气灌溉下单株产量、单果重、IWUE、果实中番茄红素、Vc、可溶性糖含量和糖酸比较对照分别显著增加了21.2%、23.9%、21.0%、28.1%、36.0%、22.8%和28.0%(P<0.05)。主成分分析中,第1主成分主要受番茄红素、Vc、灌溉水分利用效率和糖酸比的正影响,且处理W2D1O和W2D2O的得分分列第1和2名。因此处理W2D1O和W2D2O在兼顾节水和番茄果实营养品质方面较优。第2主成分主要受单株产量的正影响和有机酸的负影响,各处理有机酸含量未形成显著性差异且处理W3D1O的单株产量最高,因此得分最高。处理W3D1O的综合得分在12个处理中位列第1位。【结论】灌水水平kcp为1.0,滴头埋深15 cm的加气灌溉处理可兼顾节水和温室番茄高产、优质的要求,为加气灌溉的实际应用提供理论依据。

水肥气耦合对温室番茄地土壤N2O排放及番茄产量的影响

为揭示水肥气耦合对温室番茄地土壤N2O排放的影响,提出适宜的温室番茄增产减排措施,采用静态暗箱-气相色谱法监测土壤N2O的排放,分析水肥气耦合条件下土壤温度、灌溉水利用效率(WFPS)、NO3^--N、O2含量的变化规律以及N2O排放的影响机制.加气条件下设两个灌水水平0.6 W和1.0 W(分别代表亏缺40%灌溉和充分灌溉,W代表充分灌水时的灌水量)和3个施氮水平(120、 180和240 kg·hm^-2,分别代表低、中和高氮,以50%F、 75%F和F表示,其中F为当地推荐施氮量),以不加气充分灌溉(O为加气灌溉,CK为常规滴灌)条件下3种施肥水平为对照,共9个处理.结果表明,充分灌溉(W2F1O、W2F2O和W2F3O)的N2O累积排放量较亏缺灌溉(W1F1O、W1F2O和W1F3O)处理平均增加了55.7%(P<0.05);高氮条件下(W1F3O、W2F3O和W2F3CK)土壤N2O排放较中氮和低氮平均增大13.4%和43.8%(P<0.05),充分灌溉条件下加气处理(W2F1O、W2F2O和W2F3O)较相应不加气处理(W2F1CK、W2F2CK和W2F3CK)N2O排放平均增加11.2%(P<0.05).加气、施氮量和灌水量的增加可增加番茄产量和单产N2O排放量.高氮处理番茄产量和单产N2O排放量较中氮处理分别增加了12.5%(P<0.05)和3.9%(P>0.05),高氮处理番茄产量和单产N2O排放量较低氮处理显著增加了30.4%和9.6%(P<0.05),加气充分灌溉较加气亏缺灌溉处理番茄产量和单产N2O排放量分别显著增加了29.7%和18.7%(P<0.05),加气处理(W2F1O、W2F2O和W2F3O)较不加气处理产量(W2F1CK、W2F2CK和W2F3CK)平均增加了10.4%(P<0.05),单产N2O排放量增加但不显著.灌水量增加、施肥量降低、加气均可显著增大肥料偏生产力,减小灌溉水分利用效率(IWUE).综合考虑N2O累积排放量、作物产量、氮肥利用效率、IWUE和单产N2O排放量,得出加气低氮充分灌溉为较优的管理模式.本研究结果为温室番茄的增产减排提供了一定的参考.

灌水量对温室番茄土壤CO2、N2O和CH4排放的影响

为揭示不同灌水量对温室番茄土壤CO2、N2O和CH4排放及作物产量的影响,提出有效的减排措施,试验设置充分灌溉(1.0W,W1.0;W为充分供水的灌水量)、亏缺20%灌溉(0.8W,W0.8)和亏缺40%灌溉(0.6W,W0.6)3个灌水水平,采用静态暗箱/气相色谱法于2017年4—12月对两茬温室番茄土壤CO2、N2O和CH4进行全生长季监测,分析土壤CO2、N2O和CH4排放对不同灌水量的响应.结果表明:番茄两个生长季中,土壤CO2、N2O和CH4排放量均随着灌水量增加呈现逐渐增加的趋势(W1.0>W0.8>W0.6),除W0.6和W1.0处理间土壤N2O排放具有显著差异外,其他各处理间气体排放差异均不显著.与W1.0处理相比,W0.6和W0.8处理土壤CO2排放分别减小了12.2%和8.3%,N2O分别减小了19.1%和8.0%,CH4分别减小了11.0%和6.2%.番茄产量和由土壤N2O和CH4引起的全球增温潜势(GWP)均随灌水量增加而增加;与W1.0处理相比,W0.6处理产量和GWP显著减小,降幅分别为17.0%和22.9%,而W0.8处理对两者未产生显著影响.单位产量GWP随灌水量增加表现为先增加后降低的趋势(W0.8>W1.0>W0.6),处理间差异不显著.灌溉水利用效率(IWUE)随灌水量增加而降低,与W1.0处理相比,W0.6和W0.8处理IWUE分别增加了38.3%和9.4%.回归分析表明,土壤CO2排放通量与土壤水分呈指数负相关关系;土壤CH4通量与土壤水分呈线性正相关关系;当土壤温度小于18℃和大于18℃时,土壤N2O排放通量与土壤温度间均呈指数负相关关系.灌水增加了番茄产量和温室气体排放,但降低了IWUE.综合考虑番茄产量、IWUE和温室效应,推荐W0.8处理为较佳的灌溉模式.