不同灌水方式对温室芹菜生长及产量的影响

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适宜的灌水方式是推行节水灌溉重要的措施之一。研究缺水地区经济作物的节水响应机理,并以此建立水分高效利用的灌溉制度对促进当地水资源可持续利用、农业可持续发展以及保障生态安全具有重要的理论意义和实用价值。本试验以西芹为供试作物,共设置5个处理(畦灌处理T1、T2:灌水上限分别为80%θFc(土壤田间持水率)、90%θFc和滴灌处理T3、T4:灌水上限分别为80%θFc、90%θFc,对照处理CK采用当地传统灌溉方式。本试验设计从缓苗水开始每隔3周左右灌溉一次,灌水始点为水分达到灌水下限),分析了不同灌水方式对温室芹菜生长及生理变化、土壤水分动态变化、产量和水分利用效率等的影响,确定了有利于温室芹菜生长的灌水模式,为制定芹菜的灌水制度提供依据。主要研究结果如下:(1)不同灌水方式下温室芹菜土壤水分变化规律。芹菜生育期内土壤水分随灌溉和植株蒸发蒸腾而呈锯齿形波动,并有随灌水量的增加而增大的趋势,相同灌水方式下,土壤平均含水率在各生育期内与灌水量成正相关。随着生育期的推进,土壤含水率波动越来越小。滴灌处理相较于畦灌处理,含水率变异系数更小,水分分布趋于稳定。外叶生长期土壤水分随土层深度增加表现为先增大后减小的趋势,畦灌40~60cm土层含水率整体比滴灌高2.66~16.39%。立心期滴灌在0~40cm土层中水分表现更有优势。心叶生长期含水率最大值位于40~60cm土层,畦灌处理均高于滴灌处理。(2)不同灌水方式下温室芹菜生长指标变化规律。芹菜生育期内株高、叶柄宽随着生育期的推进呈现出先缓慢增加后迅速增长的变化趋势,其中T2处理增长最快。同一灌水方式下灌水量多的处理增长量大,不同灌水方式下灌水量略低的滴灌处理T4比畦灌处理T1增长量大。各处理株高整齐度大小依次排列为:T4>T3>CK>T2>T1,畦灌和滴灌之间呈显著性差异。在生育期内芹菜叶片数随生育期的推进呈现出先缓慢增加后迅速增加最后趋于平缓的变化趋势,立心期各叶片差异达到显著性水平。在芹菜生育期内,滴灌灌水量对叶片数的影响未达到显著性差异,而畦灌达到显著性差异。各处理芹菜叶水势在生育期内的变化趋势受土壤水分的影响较大,随灌水量的增大,叶水势呈上升的趋势。滴灌在较少的灌水量下维持适中的叶水势。同一灌水方式下随着灌水量的增多,芹菜地上部鲜重和干重逐渐增加。在畦灌处理下,T2处理总鲜重和总干重显著高于T1处理,但与T1处理差异不显著。滴灌处理下,高水处理T4鲜、干重显著大于低水处理T3,并且达到显著性水平。滴灌处理T4灌水量比T1处理小13.41%,但鲜、干重分别比T1处理大2.47%和17.08%。(3)不同灌水方式下温室芹菜生理特性变化规律。不同处理芹菜叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均随着生育期的推进表现为先增大后减小再增大的趋势。峰值均出现在第49d,随着灌水量的增加,Pn、Tr和Gs逐渐增大。胞间二氧化碳浓度(Ci)表现出相反的变化规律。滴灌相较于畦灌更有利于减少芹菜叶片光合特性的波动。不同处理芹菜叶片Pn、Tr、Gs和Ci日变化曲线都呈单峰曲线,且Pn、Tr、Gs的峰值和Ci最低值出现在12:00~14:00。CK处理的Pn、Tr和Gs日均值均为各个处理中的最大值,T3处理均为最小值,并且两者差异达到显著性水平。Ci呈相反的规律。T1、T2、T3和T4处理叶绿素含量(SPAD值)变化规律基本一致,前期芹菜叶绿素SPAD值相接近,无明显差异。在定植35~70d内,各处理之间差异明显。(4)不同灌水方式对芹菜产量产生不同的影响,各处理产量大小依次排列为T2>CK>T4>T1>T3,从灌水量来看,畦灌处理T1、T2和滴灌处理T3、T4均以高水处理时的产量为高。芹菜全生育期内CK处理耗水总量最大,较畦灌处理T1、T2高1.47~24.63%,较滴灌处理T3、T4高30.63~49.17%。各处理均表现为在立心期的作物耗水强度最大,耗水量最大的生育期是心叶生长期。(5)各处理水分利用效率整体表现为T4>T1>T3>T2>CK,差异达到显著性水平。不同灌溉方式下的灌溉水利用效率与水分利用效率表现出不同的差异,整体表现为T3>T4>T1>T2>CK。滴灌处理的灌溉水利用效率比畦灌处理高18.28~49.74%,达到显著性差异。(6)通过主成分分析法对芹菜进行综合分析,综合得分排名为T2﹥CK﹥T4﹥T1﹥T3。由综合主成分排名可得出最佳的处理为T2处理,即灌水上限为90%θFc的畦灌T2处理。
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