地下穴贮滴灌系统的设计及其对‘赤霞珠’葡萄生长和水分利用效率的影响

【目的】探讨有效解决地上滴灌所引起的果树根系上浮问题和地下滴灌在应用过程中的堵塞问题,促进先进节水技术应用于果业生产。【方法】提出了新型地下穴贮滴灌系统的工作原理、设计要求,通过田间试验验证该系统进行大田推广应用的可行性,采用土柱栽培法探讨地下穴贮滴灌、膜下滴灌、普通滴灌3种不同滴灌方式对‘赤霞珠’葡萄幼苗生长和水分利用效率的影响。【结果】田间试验表明,在一次灌水量201.9 m3·hm-2、穴贮容器间距为0.25m或0.5 m、灌水压强高于15 kPa时,地下穴贮滴灌系统灌水均匀度大于85%,符合中国农田水利标准规定的标准;通过不同滴灌方式对‘赤霞珠’葡萄根系发育的影响的土柱试验结果表明,地下穴贮滴灌系统(SDI)较膜下滴灌(MDI)和普通滴灌(DI)能够保持土壤深度30~50 cm处土壤体积含水率的稳定性,在同一灌水量和灌水频次条件下MDI和SDI均能促进植株的生长,SDI能更有效促进根系的生长和下扎,MDI则更明显的促进地上部的生长,DI水分散失较快,葡萄幼苗较易受到干旱胁迫的影响,其根冠比排列为MDI【SDI【DI;在同一灌水周期内的叶片水分利用效率和整个生育期内的植株水分利用效率SDI和MDI处理均高于DI。【结论】地下穴贮滴灌系统促进根系生长和下扎,提高水分利用效率,达到中国农田水利标准规定的标准可应用于我国林果业的生产。

穴贮砖对沙地梨树养分含量及土壤理化性质的影响

以‘爱宕’梨树为试材,采用设置对照(CK)、穴贮砖A(T1)、穴贮砖B(T2)3个处理,研究了不同处理对南疆重盐碱沙地条件下种植的‘爱宕’梨树养分含量、土壤理化性质的影响,以期为改善南疆果园水肥提供参考依据。结果表明:施用穴贮砖能显著促进‘爱宕’生物量以及根茎叶中矿质营养元素含量;穴贮砖的施用显著提高了‘爱宕’梨树0~60 cm土层一个灌水周期的土壤含水量,提高了‘爱宕’梨品种0~80 cm土层中的全N、全P、全K、碱解氮、速效磷、速效钾含量及有机质含量,且在20~40 cm土层处T1、T2处理的提升效果最为显著,对其土壤的全N含量分别提高了20.42%、17.08%,全P含量分别提高了20.18%、12.65%,全K含量分别提高了18.58%、8.47%。综上所述,施加穴贮砖的T1、T2处理对南疆‘爱宕’梨树土壤理化性质及生长发育均有促进作用,促进效果表现为T1>T2>CK。

果树穴贮砖对葡萄幼苗光合荧光的影响

为探究果树穴贮砖对葡萄幼苗光合荧光的影响,以2年生‘夏黑’葡萄幼苗为试验材料,采用箱栽法,设置无果树穴贮砖(CK)、果树穴贮砖a(T1)、果树穴贮砖b(T2)3种处理,研究不同果树穴贮砖对葡萄幼苗叶片叶绿素含量、光合特性、荧光特性的影响。结果显示,在同一灌水周期内,T1、T2处理显著提高了葡萄幼苗叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量,葡萄幼苗叶片的净光合速率和瞬时水分利用率呈先升高后降低的趋势;整个灌水周期内,T1、T2处理的净光合速率均显著高于CK处理的净光合速率。说明T1、T2处理显著提高了叶片净光合速率、瞬时水分利用率,并且提高了叶片荧光强度,有效增强了葡萄在干旱区水分胁迫下叶片光合性能的稳定性。

不同根区交替滴灌方式对赤霞珠葡萄幼苗根冠生长的影响

为探讨不同根区交替滴灌供水模式对赤霞珠葡萄幼苗生长的影响,筛选出适合中国干旱区酿酒葡萄生产的最佳滴灌供水模式和方法。该研究以酿酒葡萄品种赤霞珠（Vitis vinifera L.‘Cabernet Sauvignon’）为试验材料,分别测定左侧地下穴贮滴灌,右侧地表滴灌（SDI-DI）、两侧地下穴贮滴灌（SDI-SDI）、左侧地表滴灌,右侧地下穴贮滴灌（DI-SDI）、两侧地表滴灌（DI-DI）4种根区交替滴灌处理对赤霞珠葡萄幼苗根冠生物量、根系分布、根系活力及叶片生理功能的影响。结果表明：同一灌水条件下SDI-SDI、DI-SDI、SDI-DI能保持根冠比在较适宜水平（1-1.3）,DI-DI所受胁迫较大,根冠比增加,植株正常生长受到限制;根系水平分布上DI-SDI与SDI-DI根区左侧与根区右侧根量指标差异较大,DI-DI与SDI-SDI根区左右两侧根量指标差异较小,其中DI-SDI根区右侧根量指标分别比根区左侧高13.3%、10.5%、14.0%、22.1%;根系垂直分布上一侧为SDI的根区交替滴灌能促进根系下扎,提高土层深度20-60 cm处根系的根系活力,其中根区右侧SDI-SDI与DI-SDI处理根表面积、根体积在土层深度〉20-40 cm处分布最多,根表面积分别占右侧根总表面积的48.8%、49.2%,根体积分别占右侧根总体积的47.5%、46.3%;灌水量一定的条件下,灌水侧为SDI的根区交替滴灌能有效维持同一灌水周期内地上部叶片光合性能的稳定,保持叶片瞬时水分利用效率在较高水平,适宜降低表层根量增加深层根量可提高植株叶片的净光合速率和蒸腾速率。综合生产成本、田间实际操作与植株根冠生长差异,该试验条件下采用一侧地表滴灌、一侧地下穴贮滴灌的根区交替滴灌供水模式为最佳处理。

滴灌方式对干旱区葡萄植株生长及果实品质的影响

为了比较膜下滴灌(MDI)、地表滴灌(DI)、地下穴贮滴灌(自主设计,SDI)3种滴灌方式对干旱区成龄鲜食葡萄红地球(Eriobotrya japonica)生长发育和果实品质的影响。于2014、2015年连续2年在新疆石河子大学农学院试验站葡萄生产高标准园进行试验,设MDI、SDI、DI等3种滴灌方式处理。研究结果表明,MDI、SDI处理在较DI处理分别节水35.2%、30.6%的基础上,葡萄生长及产量并没有显著降低,但对根系的分布有较明显影响。在根系水平分布上,DI、MDI、SDI处理均表现出灌水侧根系显著高于未灌水侧;在根系垂直分布上,MDI处理根系长度、根表面积指数在土层深度30~60 cm显著高于0~30、60~90 cm土层,SDI处理根系长度、根表面积指数在各土层深度的分布比较均衡。在果实品质调控方面,MDI、SDI处理较DI处理未表现出明显优势,但MDI处理较SDI、DI处理能够促使果实提早转色。

加气灌溉对温室葡萄生长及不同形态氮素吸收利用影响

为探讨地下穴贮滴灌条件下根际注气对"红地球"葡萄幼苗生长及不同形态氮素吸收代谢的影响,以2年生"红地球"葡萄幼苗为试验材料,通过地下穴贮滴灌注气技术和15N示踪技术研究根际注气条件下葡萄对铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)吸收、分配和利用的影响。研究结果表明,地下穴贮滴灌根际注气可促进葡萄新梢增长,茎粗增加,显著提高葡萄新梢、细根等植株干物质量的积累。在同一灌水周期内,地下穴贮滴灌根际注气可提高叶片叶绿素、净光合速率,延缓植株胁迫,但对植株叶片瞬时水分利用效率具有负面影响。通过氮同位素示踪标记表明,地下穴贮滴灌条件下无论是否注气,葡萄新生部位对硝态氮的征调能力、吸收利用效率均显著高于铵态氮;与不注气相比,注气处理可显著促进新生部位对硝态氮的吸收,抑制铵态氮的吸收利用。地下穴贮滴灌根际注气可促进葡萄的生长,提高叶片光合效率,15N示踪表明根际注气并未影响葡萄根系对硝态氮的偏好,在地下穴贮滴灌注气条件下氮素形态宜选择硝态氮作为氮肥来源。

加气灌溉改善干旱区葡萄根际土壤化学特性及细菌群落结构

为探讨地下穴贮滴灌条件下根际注气对干旱区葡萄根际土壤化学性质、细菌多样性及群落结构影响。该研究以3a箱栽‘红地球’葡萄为试验材料,以自行设计的地下穴贮滴灌"水肥气"一体化设备作为注气装置,16S高通量基因组测序作为研究土壤细菌多样性及群落结构的关键技术手段。结果表明地下穴贮滴灌根际注气可有效提高土壤pH值,显著增加土壤速效磷(40~50 cm除外)和速效钾含量,促进土层深度20~30 cm土壤有机质分解;对氮磷钾相关菌属的分析表明,根际注气可促进与硝化作用相关的亚硝化螺菌属,磷钾代谢相关的假单胞菌属、芽孢杆菌属,抑制与反硝化相关的罗尔斯通菌属,表明加气灌溉能促进植株对氮磷钾的吸收与能提高硝化作用、解磷解钾相关菌群数量有关。chao1、shannon指数分析表明地下穴贮滴灌根际注气可有效改变细菌群落丰度,但对细菌群落多样性影响较小;对于细菌门,注气处理增加了放线菌门和硝化螺旋菌门的丰度,其中在40~50 cm土层注气处理放线菌门和硝化螺旋菌门分别比未注气高16.7%与22.7%,达到极显著水平;典型相关分析及相关分析表明,地下穴贮滴灌注气条件下土壤pH值、速效磷和硝酸盐含量是影响细菌群落结构的重要指标。该研究结果可为干旱区地下穴贮滴灌条件下科学合理注气提供理论依据。