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地面覆盖和水分对温室辣椒生理特性及土壤环境的影响

周茂娟  
【摘要】: 设施农业是近年来得到快速发展的高技术产业,在解决“三农”问题以及保护西部地区退耕还林还草生态环境建设成果方面发挥着重要作用。本文针对设施农业发展中存在的问题,主要研究了覆盖和水分处理对辣椒产量、生理及土壤环境的影响,探讨温室辣椒适宜的覆盖方式和灌溉水平,为温室辣椒合理覆盖方式的选择和节水灌溉提供科学依据。其主要结果如下: 1.探讨了棚室辣椒不同地表覆盖措施的水分利用效率、作物产量品质、肥料利用及土壤NO3--N、NH1+-N分布土特征,提出覆盖秸秆加塑料薄膜的棚室蔬菜栽培双元覆盖方式,有效地提高了棚室土壤可持续生产力和水分利用效率。地膜覆盖与双元覆盖处理可改善辣椒品质,覆盖尤其是双元覆盖能显著增加辣椒的产量和经济收入,提高产量水分利用效率、经济水分利用效率以及氮肥利用率。降低土壤中的速效氮、磷、钾和硝态氮含量。双元覆盖可显著降低0-20cm耕层范围土壤硝态氮和铵态氮含量,降低氮肥因地表径流和地下渗漏进入土壤和水体而引起土壤和水体污染的潜在风险。 2.系统研究了不同地表覆盖方式对辣椒生理生化特性的影响,提出双元覆盖具有较强的抗逆境能力,为辣椒生长创造有利条件。覆盖能增加叶片硝酸还原酶活性,秸秆覆盖与双元覆盖能增加辣椒叶片中的相对叶绿素含量,增强根系活力,增加植株高度,这是这两种覆盖处理下辣椒增产的基础。双元覆盖可显著降低脂质过氧化产物(MDA)的产生,而其保护酶POD与CET活性显著高于其它处理,这表明双元覆盖具有较强的抗逆境能力,在相同环境条件下所受的逆境胁迫小,即双元覆盖能为辣椒生长创造良好的生长条件。双元覆盖能显著提高辣椒的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率,光系统Ⅱ最大量子产量(Fv/Fm)、光系统Ⅱ量子产量(∮PS2)、CO2量子同化效率(∮CO2)、光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)及光系统Ⅱ光下最大量子产量Fv’/Fm’显著高于其它处理方式,可以减少夏季因地膜覆盖产生的高温问题,为作物生长创造有利的环境条件。 3.分析了前茬覆盖处理对后茬洋葱生物量、产量以及品质的影响。结果表明,覆盖处理比不覆盖能显著提高后茬洋葱产量,但是不同覆盖处理之间差异不显著;对生物量而言,前茬辣椒秸秆覆盖处理洋葱生物量最高,其次是前茬双元覆盖处理。前茬地膜覆盖可比对照显著提高洋葱中维生素C含量和可溶性糖含量,而前茬覆盖对洋葱PH值无显著影响。前茬不同处理对后茬洋葱土壤生物学特性影响差异显著,前茬秸秆覆盖和双元覆盖处理土壤呼吸CO2释放量一直高于其他处理,前茬双元覆盖处理土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性显著高于其他前茬处理,而前茬秸秆覆盖处理过氧化氢酶活性最高。 4.捉出了辣椒节水增产和改善品质以及维持土壤环境的上壤水分控制指标。当土壤相对含水量控制在70-80%时,辣椒具有最高的产量和经济收入,因而其产量水分利用效率和经济水分利用效率相对较高;辣椒果实中的维生素C、可溶性糖含量和硝酸盐含量随土壤含水量的增加而降低;电导率与pH随土壤含水量的增加而增加,但当:土壤含水量达到80-90%时达到最大值,以后含量随土壤水分的增加而降低;土壤水分过高或过低都会增加果实中的阳离子交换量。土壤水分含量对土壤pH值、电导率及速效钾含量无显著影响;土壤中的碱解氮和硝态氮含量随水分含量的增加而降低,而有机质含量则随土壤水分的增加而增加;水分过高或过低都会影响辣椒对速效磷的吸收利用。不同水分处理下,土壤呼吸强度、脲酶和蔗糖酶随土壤含水量的增加而增加,当土壤相对含水量达到80%左右时达到最大值,以后土壤呼吸强度和酶活性随土壤水分含量的增加而降低;磷酸酶活性随土壤含水量的增加而增加;而土壤过氧化氢酶活性受土壤水分含量的影响较小,各水分处理间差异不显著。当土壤含水量为80-90%时,根系活力、光合速率、蒸腾速率、气孔导度最大,辣椒叶片具有最高的水分利用效率;当土壤含水量达到田间持水量的70-90%时,叶片中硝酸盐含量最高,丙二醛和保护酶POD、CAT含量低。综合辣椒生产的增产和节水效果及辣椒营养品质、食品安全卫生品质、土壤物理化学性质、辣椒生理等各因素考虑,当土壤含水量为70-80%时是比较适宜的土壤含水量。


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