微润管不同埋深土壤水分入渗特性及对作物的影响

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随着经济的发展,水资源的消耗量也随之增加,发展节水灌溉势在必行。人们生活水平提高的同时对温室蔬菜需求量越来越大,因此温室大棚蔬菜节水灌溉方式得到了空前的发展。本文以微润管不同埋深为研究对象,2017年3月-7月在河北工程大学水利水电学院无加温型日光温室大棚内开展了微润管不同埋深的土壤水分入渗特性试验,及对青椒和油白菜的影响的试验,分析了微润管不同埋深对入渗量、湿润锋运移、湿润体各方向上土壤含水量的影响,及对青椒和油白菜生长指标、生理指标、根系、产量、水分利用效率和气孔结构的影响,主要成果如下:  (1)微润管不同埋深对单位长度微润管累计入渗量有明显作用,在相同的时间内,单位长度微润管的累计入渗量随着微润管埋深的增加而增加,并且单位长度微润管的累计入渗量与时间之间符合一次函数的关系;  (2)在相同时间下,微润管不同埋深各个方向的湿润锋运移距离均与时间呈正相关,且湿润锋水平向左与湿润锋水平向右湿润锋运移距离相等;在埋深相同的情况下,湿润锋竖直向上的入渗距离<湿润锋水平向右的入渗距离<湿润锋水平向下的入渗距离,在入渗初期,湿润体截面形状为以微润管为中心扩散的圆形,随着入渗时间的增长逐渐变成一个不规则的椭圆形,微润管不同埋深湿润锋各方向上入渗距离与时间之间符合乘幂函数的关系;  (3)湿润体内部竖直向上、水平向右和竖直向下三个方向上的土壤含水量均随着距微润管中心距离的增加而减小;在方向相同,不同埋深相同距离的情况下,土壤含水量随着微润管埋深的逐渐增加呈减小的趋势;在距离相同,相同埋深不同方向的情况下,土壤含水量的大小关系表现为:竖直向下>水平方向>竖直向上,并且土壤含水量和距微润管中心的距离之间符合二次函数的关系;  (4)在油白菜整个生育期内,温室内气温始终高于温室外气温,温室内气温和温室外气温均随着生育期的进程逐渐升高,沟灌冠层温度始终高于微润灌各处理的冠层温度,微润灌油白菜的叶片数与叶面积均高于沟灌处理,微润管不同埋深的土壤含水量动态变化为T2(微润管埋深15cm)土壤体积含水量高于其它埋深与沟灌处理,其光合速率、气孔导度、蒸腾速率等生理指标均优于其他埋深微润灌处理及沟灌处理,微润灌不同埋深油白菜的根系形态、根体积、主根直径、根表面积、根长、根冠比及地下生物量均大于沟灌,微润管埋深15cm时根系形态及根系各项指标最优,微润管不同埋深对油白菜产量及水分利用效率均有明显影响,微润灌处理的油白菜其产量与灌溉水利用效率均优于沟灌处理,其水分利用效率为沟灌对照处理CK的1.41~2.67倍,微润管不同埋深对油白菜叶片气孔的结构和密度均有明显影响,微润管15cm埋深的气孔的长度、宽度、周长、面积、密度均优于微润灌其他埋深处理;微润灌处理气孔的长度、周长、面积均优于沟灌处理;  (5)微润灌与沟灌相比青椒的株高、茎粗、叶绿素含量、叶面积、光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度均存在明显差异,均高于沟灌对照处理,微润管埋深为15cm时,青椒的株高、茎粗和叶面积等生长指标以及光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和叶绿素含量等生理指标均优于其他微润管不同埋深的微润灌处理及沟灌处理,微润灌不同埋深青椒的根系形态、根冠比以及地下生物量均大于沟灌,沟灌青椒的根体积、主根直径、根表面积、以及根长均大于微润管埋深15cm处理,微润管埋深15cm时根系形态及根系各项指标最优,微润管不同埋深对青椒产量及水分利用效率均有明显影响,微润灌处理灌溉水分利用效率为沟灌对照处理CK的2.31~4.95倍,微润管不同埋深对青椒叶片气孔的长度、宽度、密度、周长均有明显影响,微润管不同埋深处理的青椒叶片气孔周长和长度均大于沟灌对照处理,微润管埋深15cm时气孔密度最大、气孔宽度最大。
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