不同沼液配比和灌溉量对番茄生长及根区土壤环境的影响

【摘要】：随着我国广大农村沼气工程事业和设施蔬菜种植面积的日益壮大,探索出一条资源循环利用的可持续发展道路日渐成为人们关注的焦点。本课题选用设施农业中主要栽培的作物番茄为研究对象,结合沼液穴孔灌溉技术,按照少量多次的灌溉原则,将水、沼液一体定时定量的浇灌到植株根部附近的穴孔里,研究不同沼液配比和不同灌溉量对设施番茄全生育阶段生理生态指标(株高、茎粗、干物质含量、叶绿素含量等)、产量品质(可溶性固形物、维生素C、蛋白质等)、水肥利用效率及土壤环境的影响,主要研究结论为:(1)不同沼液配比和灌溉量下,冬、春两茬番茄随着生育期的不断推进,各处理株高与茎粗均表现出增长的趋势,但在幼苗期差异不明显,而之后差异逐渐增大;在灌溉量(0.8Ep)一定时,随着沼液配比的增加,番茄的株高也依次增加,而茎粗先增加后减小;在沼液配比(1:4)一定时,随着灌溉量的增加,番茄的株高也依次增加,而茎粗也是先增加后减小,并且各处理的增长变化的动态过程比较相似。(2)冬、春两茬番茄的主根长在整个生育期里均呈现出T3T4T2T1T5的趋势,即主根长随着沼液配比增加或灌溉量的增加而减小,而叶面积呈现出相反的趋势,即T5T1T2T4T3;当灌溉量(0.8Ep)一定时,随着沼液配比的增加,根干质量、茎干质量、叶干质量、果干质量及总生物量也逐渐增加;当沼液配比(1:4)一定时,根干质量、茎干质量、叶干质量随着灌溉量的增加而增加,而果干质量和生育后期的总生物量随着灌溉量的增加呈现出先增后减的趋势。(3)冬、春两茬番茄的叶片叶绿素的含量变化过程相似,当灌溉量(0.8Ep)一定时,叶片叶绿素a、b与(a+b)的含量随着沼液配比的增加而增加,即T1T2T3,而(a/b)呈现相反的趋势;当沼液配比(1:4)一定时,叶片叶绿素a、b与(a+b)的含量随着沼液配比的增加而增加,即T5T1T4,而(a/b)呈现相反的趋势。(4)不同沼液配比和灌溉量对冬、春两茬番茄单株产量、品质、经济效益影响显著。单株产量呈现出与每公顷产值相同的趋势,即T1T5T2T4CFT3CK,春茬番茄各处理的单株产量与每公顷产值均优于冬茬。其中T1处理每公顷产值最大,为29.66×10~4元和36.92×10~4元,且高于当地常规化肥处理,沼液处理组比清水对照组每公顷产值增加明显,每公顷经济收入增产值达1.36~2.45×10~4元和1.86~4.31×10~4元。通过对冬、春茬番茄品质测定表明,各处理果实可滴定酸度表现出T5T1T2T4CFT3CK的趋势,而果实的可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白质、可溶性固形物含量及硬度表现出T1T5T2T4CFT3CK的趋势,说明了通过施用沼液同样可以提高番茄果实的品质。(5)冬、春两茬番茄水分利用效率却与单株产量的趋势不一致,呈现出T4T1T2CFT3CKT5的趋势。通过计算沼液中的氮、磷、钾素的农学利用率来表示不同沼液配比中氮、磷、钾素的生产效率,结果显示,冬春两茬番茄氮、磷、钾素农学利用效率均呈现出T2T1T3T4T5CF的趋势。综合番茄品质分析、水分利用率及养分农学利用率分析、经济效益分析,并通过建立基于信息熵理论的多层次多目标综合评价模型,可以得出T1处理决策优属度明显高于其他处理,因此按照T1处理的沼液配比和灌溉量进行科学高效的管理,可以实现作物高产优质和较高的水肥利用效率相统一。(6)不同沼液配比和灌溉量下冬、春两茬番茄各处理的根区土壤含水量随时间的变化趋势比较相似,即幼苗期开花结果期果实膨大期果实成熟期。在幼苗期根区土壤的含水率均有增加的趋势,并且达到了整个生育期含水率的最高点,之后各处理呈现出降低的趋势。(7)冬、春两茬番茄各生育期土壤全氮、全磷、全钾含量变化表明,施用沼液处理能使土壤中的全氮、全磷、全钾含量增加,并且土壤中全氮、全磷、全钾含量的盈余量随着沼液配比和灌溉量的提高而增加。