论文部分内容阅读
温室蔬菜种植中过量灌溉和施肥极易导致水肥资源浪费、土壤板结、肥力下降、农作物品质降低和环境污染等一系列问题。研究节水灌溉条件下化肥减施、化肥有机替代和有机无机肥配施对温室作物产量和品质、水分养分利用以及土壤环境的影响是当前我国设施农业绿色发展的关键所在,对于实现温室作物优质高效生产和农业可持续发展有重要的理论与实际意义。本研究在陕西省关中平原地区日光温室内开展了4个连续番茄生长季的灌溉施肥试验,设置了100%ETc(W1)、75%ETc(W2)和50%ETc(W3)3个灌水量和基施鸡粪+追施无机肥(CC)、追施可溶性有机肥(SO)、追施无机肥(SC)和可溶性有机肥和无机肥配施(SOSC)4种施肥模式,高水(W1)不施肥处理为对照(CK),共13个处理。研究不同水肥供应模式对温室番茄生长、生理特性、产量和品质、养分吸收与转运、土壤环境、水肥利用效率和经济效益的影响。主要结论如下:(1)揭示了不同水肥供应模式对番茄生长、生理和耗水特性的影响不同水肥供应模式对番茄茎粗、叶面积、干物质量和叶片SPAD值有极显著影响(P<0.01)。适宜的灌水量有利于提高温室番茄叶面积、干物质量和叶片SPAD值。与秋季相比,春季的温度环境更适宜提高番茄株高和干物质量。在同一灌水条件下,SOSC处理能够显著提高温室番茄的株高、干物质量和叶片SPAD值。SC处理在春季W1条件下养分与水分供应充足,导致番茄植株徒长,抑制了后期番茄果实部位的生长和养分吸收,并获得最小的叶片SPAD值。不同水肥供应模式对温室番茄耗水有显著的影响(P<0.05)。SC和SOSC处理提高了苗期和开花坐果期耗水量,而CC处理最小。除2017春季外,SO和SOSC处理的果实膨大期耗水量显著大于SC(P<0.05)。在收获期,SO和SOSC的耗水量仍显著大于SC处理(P<0.05)。此外,SOSC处理下各生育期耗水强度均最大。W2条件下CC处理降低了苗期、开花坐果期和果实膨大期的耗水强度。SC处理在W1条件下增加了开花坐果期耗水强度,在W2条件下降低了收获期耗水强度且增加了苗期和开花坐果期耗水模数。(2)探明了温室番茄各器官的养分吸收对不同水肥供应模式的响应灌水量减少,番茄植株氮(N)、磷(P)和钾(K)吸收量也随之降低。SOSC处理有效促进了各器官的N吸收,且SO提升了果和根的N吸收量。SOSC和SO处理能够增加各器官和总植株P和K吸收量。SO处理植株总P吸收量在2016年和2017年春季W1和2017年春季W3条件下小于SOSC处理。2016春季后,SC处理的植株P吸收量在W1和W2条件下均显著大于CC处理(P<0.05)。SC处理的植株K吸收量在2015秋季W3处理下显著大于CC处理(P<0.05)。(3)明确了不同水肥供应模式对土壤养分和微生物环境的影响SC处理在秋季W1条件和春季W3条件下增加了土壤NO3--N残留量,而在W2条件下春秋季残留量均高于其他施肥模式。W1和W2条件下SOSC处理30 cm以下土层土壤NO3--N残留低于其他施肥模式。其次,SC处理土壤速效磷累积峰值随着时间下移至30 cm土层,而W3条件下增加了表层土壤速效磷残留量。CC处理的土壤速效磷在表层土壤含量较低,在深层土壤却偏高。SC处理增加了0~60 cm总土壤速效钾残留量。在W1条件下SO和SC处理增加了速效钾残留量,而在W2和W3处理下速效钾残留量降低。W1和W3处理分别降低了30~40 cm土层和0~10 cm土层的有机质含量。SC处理维持或减少了土壤有机质含量。随着种植季的累积,CC、SO和SOSC处理具有改善土壤有机质存储的潜力。CC、SO和SOSC处理提高了土壤细菌、放线菌和真菌数量以及土壤酶活性,但SC处理呈相反趋势。主成分分析方法综合评价所得在春季W3供水条件下CC和SOSC处理对土壤环境具有消极影响。不同生长季和灌水条件下,肥料类型能够对土壤环境产生积极影响的排序为SOSC>SO>CC>SC。(4)分析了不同水肥供应模式对温室番茄产量和品质的影响番茄总产量和经济产量均与灌水量呈正相关关系。随着灌水量减少,不同施肥模式处理下产量差异变小。W2处理降低了弃果产量,其次是W1和W3。SOSC处理提高了番茄单果重和单株果数,且显著增加产量(P<0.05)。CC与SC处理减少了单果重和单株果数,且无显著差异(P>0.05)。灌水量减小时CC与SC处理产量的差异缩小。果实中可溶性固形物、维生素C和可溶性糖的含量随着灌水量减少而增加。有机肥添加提高果实品质并降低硝酸盐含量。CC处理提高了果实可溶性糖和可滴定酸含量,而SC处理增加了糖酸比。与CK相比,施肥增加了果实的可溶性固形物含量,但不同施肥模式差异不显著(P>0.05)。(5)提出了适合当地温室番茄高效优质生产的最佳灌水量和施肥模式组合番茄水分利用效率随灌水量增加而减小。SOSC处理水分利用效率最大。W1和W2有利于促进SC处理提高水分利用效率,CC处理仅在W3条件下提高了水分利用效率。除2015秋外,四种施肥模式氮吸收效率存在显著差异(P<0.05),表现为SOSC>SO>SC>CC。2016秋和2017春SOSC处理氮农艺效率高于其他施肥模式。W1收获了更多重量小于100 g的果实,而W2提升了中大果毛收益。SOSC处理增加了各果重毛收益和总净收益,CC处理在W1和W2条件下降低了经济效益。利用主成分分析方法进行综合评价,得出秋季优先推荐W2SOSC处理,春季综合排名第一处理为W1SOSC。