蒸腾模型决策灌溉对甜瓜生长发育及产量与品质的影响

摘要

蒸腾是作物水热传输的重要驱动力和水分消耗的主要途径，受作物生理作用和气象环境的综合影响。本文基于温室环境因子的驱动作用，采用相关性分析和通径分析的方法，探讨甜瓜日蒸腾量与其影响因子的关系，分析了温室环境因子及叶面积对甜瓜日蒸腾量的影响。利用温室环境数据和叶面积指数，建立甜瓜的日蒸腾量模型，并对模型进行验证。以甜瓜品种‘绿翠宝’为材料，依据蒸腾模型以不同灌溉量为试验因子，设置80％ET、100％ET、120％ET、140％ET共4个灌溉水平。研究蒸腾模型决策下不同灌溉量对甜瓜形态指标、光合特性、水分传输、水分利用效率、干物质量积累与分配的影响，同时对产量和品质做综合评价，为温室甜瓜的智能化灌溉和高效生产提供参考和依据。主要研究结果如下:
　　1、叶面积指数及温室环境因子对甜瓜日蒸腾量影响显著。随着叶面积指数的增加或日平均空气温度的升高，甜瓜日蒸腾量呈现出上升的趋势;而随着日平均空气相对湿度的增大，甜瓜日蒸腾量呈现出下降的趋势。各因子对甜瓜蒸腾作用大小表现为叶面积指数LAI＞日平均气温T＞日平均空气相对湿度RH＞太阳辐射强度M，叶面积指数LAI和日平均气温T对温室甜瓜日蒸腾量的影响主要是直接影响，日平均空气相对湿度RH和太阳辐射强度M主要是间接影响。采用麦夸特法参数估计，进行多因素非线性回归分析，所建立的甜瓜日蒸腾量模型拟合较好，回归标准误差RMSE=41.83g，相对误差RE=11.4％，具有较好的准确度。
　　2、基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜生长发育影响显著。甜瓜株高的增长呈“慢-快-慢”的趋势，开花坐果期增长量最大，其次是伸蔓期，各处理植株长势整体表现为ET4＞ET3＞ET2＞ET1;甜瓜茎粗的增加呈逐步放缓的趋势，伸蔓期增长量最大，其次是开花坐果期，各处理茎粗表现为ET4＞ET3＞ET2＞ET1。净光合速率、气孔导度、叶绿素等指标随着蒸腾灌水量的增加表现出上升的趋势，超过一定范围后下降。胞间CO2浓度从整体水平上看在开花坐果期略高于结果期，伸蔓期则低于后两个时期。各处理在开花坐果期的净光合速率最高，ET3处理分别比ET1、ET2和ET4处理高36.6％、17.8％和11.4％。随着蒸腾灌水量的增加，基质水势Φs和叶水势Φ1均升高，叶片水力导度Kt不断增大。
　　3、基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜干物质积累与分配影响显著。从伸蔓期到结果期，各处理植株的干物质总量大小表现为ET4＞ET3＞ET2＞ET1。各处理的叶干物质量积累表现为ET4＞ET3＞ET2＞ET1，结果期各处理果实的干物质量积累表现为ET3＞ET4＞ET2＞ET1。植株各器官干物质分配在伸蔓期呈现出叶＞茎＞根，叶片占干物质总量的比例为68％～71％，茎所占的比例为19％～22％，根的干物质分配比例为8％～10％;开花坐果期呈现出叶＞果＞茎＞根，叶片所占比重为50％～56％，果实占干物质总量的比例为18％～22％，茎和根的分配比例为分别为16％～19％和7％～9％;结果期呈现出果＞叶＞茎＞根，果实干物质占总量的比例为58％～61％，叶片分配比例下降为22％～24％，茎和根的分配比例为10％～14％和5％～％。
　　4、基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜产量和品质影响显著。蒸腾模型决策的灌溉量过高或过低均使产量下降，各处理产量大小顺序为ET3＞ET4＞ET2＞ET1。ET3处理产量最高为1.23kg/plant，分别比ET1、ET2和ET4处理高24.2％、10.8％和3.4％。在相同生产管理条件下，甜瓜的水分利用效率随单株蒸腾灌溉量的升高而降低。果实中可溶性固形物、可溶性蛋白和可溶性糖随灌溉量的增加呈先升高后降低的趋势，果实综合品质的隶属函数值排序为ET3(4.69)＞ET2(3.45)＞ET1(3.34)＞ET4(2.27)。
　　综合考虑甜瓜的形态指标、光合作用、水分传输、干物质量积累与分配、水分利用效率、产量及品质因素，蒸腾模型决策的灌溉量ET3处理效果最好。依据甜瓜单株日蒸腾模型120％ET灌溉量可作为最优的灌溉水平。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 我国农业用水的现实情况

1．2 我国设施栽培发展现状及趋势

1．2．1 我国设施栽培的现状

1．2．2 我国设施栽培的发展形势

1．2．3 我国设施栽培存在的问题

1．3 我国基质栽培研究现状及发展趋势

1．3．1 我国基质栽培的研究现状

1．3．2 我国基质栽培的发展趋势

1．4 灌溉量及水分对植物的影响

1．4．1 灌溉量及水分对植物生长发育的影响

1．4．2 灌溉量及水分对植物光合相关特性的影响

1．4．3 灌溉量对水分利用效率、产量和品质的影响

1．5 温室作物蒸腾模型研究

1．5．1 温室作物模型研究

1．5．2 作物蒸腾研究进展

1．5．3 蒸腾模型影响因子分析

第二章 材料与方法

2．1 选题目的与意义

2．2 研究的主要内容

2．3 试验地点及材料

2．4 试验设计

2．5 测定项目和方法

2．5．1 甜瓜日蒸腾量

2．5．2 甜瓜叶面积指数

2．5．3 温室内环境因子

2．5．4 甜瓜形态指标的测定

2．5．5 甜瓜光合特性的测定

2．5．6 甜瓜水势和水力导度的测定

2．5．7 各器官干物质量的测定

2．5．8 产量与水分利用效率

2．5．9 果实品质的测定

2．6 数据处理与统计分析

2．7 技术路线

第三章 试验结果与分析

3．1 叶面积指数对甜瓜日蒸腾量的影响

3．2 温室环境因子对甜瓜日蒸腾量的影响

3．3 温室甜瓜日蒸腾量与其影响因子的相关分析

3．4 温室甜瓜日蒸腾量与其影响因子的通径分析

3．5 温室甜瓜日蒸腾量模型的建立与验证

3．6 基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜形态指标的影响

3．7 基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜光合特性的影响

3．8 基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜水分传输的影响

3．9 基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜干物质量的影响

3．10 基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜产量的影响

3．11 基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜果实品质的影响

第四章 讨论

4．1 温室甜瓜日蒸腾量与其影响因子

4．2 基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜生长发育的影响

4．3 基于蒸腾模型的不同灌溉量对甜瓜产量和品质的影响

第五章 结论

参考文献

致谢

缩略词

作者简介