【摘 要】
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在设施番茄的实际生产中,水肥盲目过量投入现象普遍存在,呈现出经验型管理,水肥资源利用率低、劳动力成本高等问题。合理的灌溉制度是提高作物产量和品质的关键,也是提高作物经济效益的基础。植物所吸收水分的大量用于蒸腾消耗,了解作物在不同水分状态下的蒸腾规律对于实现精确灌溉至关重要。本试验通过设置不同灌溉处理,对不同水分条件下的番茄蒸腾规律进行了研究,分析不同灌溉处理对番茄光合作用、水势、叶片解剖结构、形态
【基金项目】
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国家重点研发计划项目基金（编号:2019YFD1001903）
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在设施番茄的实际生产中,水肥盲目过量投入现象普遍存在,呈现出经验型管理,水肥资源利用率低、劳动力成本高等问题。合理的灌溉制度是提高作物产量和品质的关键,也是提高作物经济效益的基础。植物所吸收水分的大量用于蒸腾消耗,了解作物在不同水分状态下的蒸腾规律对于实现精确灌溉至关重要。本试验通过设置不同灌溉处理,对不同水分条件下的番茄蒸腾规律进行了研究,分析不同灌溉处理对番茄光合作用、水势、叶片解剖结构、形态指标、干物质积累量及品质的影响。旨在为完善设施番茄蒸腾模型决策与智能灌溉系统提供依据。主要取得了以下研究结果:1.依据自动连续记录仪实际称重获得的番茄单株小时蒸腾量,分析番茄蒸腾与温室环境因子的时滞关系,构建了基于光辐射时滞效应的温室番茄蒸腾量模型,并对模型进行了检验。晴天时,光辐射与蒸腾量存在1 h的时滞关系,阴天时无时滞关系,考虑时滞效有利于提升晴天蒸腾模型的精度,时滞模型标准误差与相对误差分别从无时滞模型的0.117 2 mm和31.00%降至0.088 5 mm和23.42%,纳什系数从0.72升至0.84。2.试验基于前期构建的温室番茄蒸腾量模型计算出的蒸腾量（Evapotranspiration,ET）设置了1.0 ET、1.2 ET、1.4 ET三个处理。研究发现,1.4 ET处理的光合能力强于1.2 ET、1.0 ET;1.2 ET与1.4 ET处理的叶片厚度、栅栏组织厚度和栅海比显著高于1.0 ET;1.4 ET的干物质积累量显著高于1.0 ET,但与1.2 ET间差异不显著。考虑水分利用效率因素认为1.2 ET处理综合最优,Topsis法对各类指标进行综合分析的结果也表明1.2 ET处理下番茄的综合评分最高,说明依据番茄蒸腾量模型决策的最优灌溉量为1.2 ET。3.试验根据番茄的蒸腾规律分别在两个时段集中灌溉:蒸腾量弱的6:00-10:00,18:00-19:00;蒸腾量强的11:00-17:00。研究发现,于6:00-10:00,18:00-19:00灌溉的处理的蒸腾量高于11:00-17:00灌溉的处理,尤其在7:00—11:00时间段内最为明显。不同的灌溉时间对番茄的形态指标、干物质积累量影响不大;于6:00-10:00,18:00-19:00灌溉的处理的品质优于在11:00-17:00灌溉的处理。根据TOPSIS法进行综合评价,蒸腾量弱时灌溉的处理的综合评价值高于强时灌溉的处理,说明在植株蒸腾量弱时集中灌水要优于强时集中灌水。4.试验通过设置间歇干旱,比较不同水分状态下番茄植株天与天间的蒸腾变化规律。研究发现,间歇干旱处理会明显降低番茄植株蒸腾量,也会显著降低番茄植株的光合能力。隔1天进行1次干旱处理的番茄蒸腾量受间歇干旱影响,正常灌溉时的蒸腾量大于干旱处理时的蒸腾量;正常灌溉1天,进行2天干旱处理的蒸腾量受间歇干旱影响不明显,蒸腾量始终保持在低水平。5.为实现高糖番茄生产及筛选适宜椰糠条栽培的营养液配方与番茄品种组合。试验共设4种营养液配方;种植4个番茄品种。将营养液配方与番茄品种二因素耦合,共得16个处理。糖度最高的处理为F2V3（有机无机混合营养液配方2+童年味）,产量最高及综合糖度和产量均最优处理为F2V2（有机无机混合营养液配方2+120-150）,说明F2V3与F2V2 2个组合较适合在甘肃地区进行推广,能为酒泉地区高糖番茄生产提供依据。综上所述取得了以下结论:晴天时,光辐射与蒸腾量存在1 h的时滞关系,利用时滞效应理论建立的水分决策模型,精度显著提高,可实现精准灌溉的目标;水分利用效率及TOPSIS综合分析结果表明,1.2 ET灌溉品质及水分利用效率综合表现最优。以小时尺度蒸腾模型1.2 ET进行灌溉能够实现设施生产高频、精准化的水分管理;不同的灌溉时间对番茄的形态指标、干物质积累量影响不大,考虑品质因素及TOPSIS综合分析结果,在蒸腾量弱时集中灌溉优于在蒸腾量强时集中灌溉,因此在实际生产中应当在蒸腾量弱时集中灌溉;间歇干旱处理会明显降低番茄植株蒸腾量及植株的光合能力,因此在生产中应当规范灌溉频率,避免植株遭受短期干旱胁迫;有机无机混合营养液配方处理产量及综合糖度和产量显著提高。
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