微孔陶瓷根灌温室番茄耗水规律及技术参数确定研究

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我国温室番茄种植面积居世界第一,已成为蔬菜种植区的重要产业,对菜农增收和我国乡村振兴具有重要作用。目前温室番茄种植常用沟灌、滴灌和微喷灌,这些灌溉方式均属于间歇灌溉,其土壤水分随时间均呈现干湿交替的变化状态。在一个灌溉周期内,前期大量灌水导致土壤含水率过高造成番茄根区缺氧,而在后期,由于土壤蒸发和番茄植株蒸腾消耗大量水分,导致土壤含水率降低造成番茄根区缺水,影响番茄生长。微孔陶瓷根灌作为一种新型节水灌溉技术,具有绿色、节能环保的特点,并且陶瓷灌水器可根据土壤水分状况自动调节出流量,实现自适应连续灌溉,为作物提供稳定适宜的土壤水分环境。为了确定温室番茄微孔陶瓷根灌适宜的技术参数,本文研究了微孔陶瓷根灌条件下灌水器不同设计流量对番茄耗水特性、土壤蒸发和植株蒸腾的影响,构建了微孔陶瓷根灌温室番茄蒸散发估算方法,并利用主成分分析法,结合番茄产量和品质,确定了温室番茄微孔陶瓷根灌适宜技术参数,可为温室番茄科学合理灌溉提供一定的理论依据。获得如下主要结论:(1)揭示了微孔陶瓷根灌温室番茄耗水特性。秋冬茬,地下滴灌番茄全生育期耗水量和植株蒸腾量分别为307.8 mm和273.8 mm,而微孔陶瓷根灌的分别为282.7 mm和255.0 mm,较地下滴灌分别降低了8.9%和7.4%。春夏茬,地下滴灌番茄全生育期耗水量和植株蒸腾量分别为434.3 mm和396.5 mm,而微孔陶瓷根灌的分别为391.0mm和361.4 mm,较地下滴灌分别降低了11.1%和9.7%。两季番茄试验表明,在应用技术参数适宜的条件下,微孔陶瓷根灌具有较好的节水增产效果,与地下滴灌相比,番茄耗水量平均降低了8.1%,产量平均增加了1.6%,水分利用效率平均提高了11.6%。(2)建立了微孔陶瓷根灌温室番茄蒸散量估算方法。依据微孔陶瓷根灌番茄耗水特性,综合考虑气象要素、土壤水分状况和番茄生长特性,构建了微孔陶瓷根灌温室番茄蒸散量估算模型,并通过试验验证了模型的准确性。应用模型分析了陶瓷灌水器设计流量与埋深对番茄蒸散量的影响,结果表明:番茄棵间土壤蒸发量和植株蒸腾量均随着陶瓷灌水器设计流量的增加而增大,当灌水器设计流量从0.15 L/h增至0.30 L/h时,土壤含水率从田间持水率的69.7%增至83.5%,土壤蒸发量从21.0 mm增至28.7mm,蒸发量增大了39.5%;而番茄植株蒸腾量从272.5 mm增大至362.6 mm,增大了32.3%。陶瓷灌水器埋深越大,表层土壤含水率越低,土壤蒸发量越小,当灌水器埋深从5 cm增至30 cm时,表层土壤含水率从田间持水率的67.9%降至55.7%,土壤蒸发量从30.4 mm减小至20.6 mm,降低了31.0%;而番茄植株蒸腾量随着陶瓷灌水器埋深的增加呈先增大后减的趋势,在埋深为20 cm时其值达到最大值为326.3 mm。(3)确定了适宜于温室番茄的微孔陶瓷根灌应用技术参数。为了实现温室番茄增产提质的目的,将番茄耗水量、产量和水分利用效率作为节水高产评价指标,番茄果实糖酸比、番茄红素、维生素C和单果重作为优质品质评价指标,通过主成分分析法,最终确定了温室番茄微孔陶瓷根灌适宜的应用技术参数:陶瓷灌水器设计流量为0.26L/h,埋深为15 cm。
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