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分类号：S275.4学校代码：10712UDC：633研究生学号:2012050901密级：公开荔澉家林奇教大学2015届攻读硕士学位研究生学位论文膜下微润灌对温室番茄土壤水盐运移影响学科专业农业水土工程______研究方向节水灌溉理论与新技术研究生张子卓指导教师牛文全研究员完成时间2015年5月__________中国陕西杨凌 研究生学位论文的独创性声明本人声明：所呈交的全日制硕士专业学位论文是我个人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究结果；论文中的研究数据及结果的获得完全符合学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》，如果违反此规定，一切后果与法律责任均由本人承担。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究结果，也不包含其他人和自己本人已获得西北农林科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文的致谢中作了明确的说明并表示了意。研究生签名：时间••丨^r■月>、曰导师指导研究生学位论文的承诺本人承诺：我的全日制硕士专业学位研究生所呈交的硕士学位论文是在我指导下独立开展研究工作及取得的研究结果，属于我现岗职务工作的结果，并严格按照学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》而获得的研究结果。如果违反学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》，我愿接受按学校有关规定的处罚处理并承担相应导师连带责任。导师签名:时间：年y月外曰 关于研究生学位论文使用授权的说明本学位论文的知识产权归属西北农林科技大学。本人同意西北农林科技大学保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；同意西北农林科技大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。本人保证，在毕业离开（或者工作调离）西北农林科技大学后，发表或者使用本学位论文及其相关的工作成果时，将以西北农林科技大学为第一署名单位，否则，愿意按《中华人民共和国著作权法》等有关规定接受处理并承担法律责任。任何收存和保管本论文各种版本的其他单位和个人（包括研究生本人）未经本论文作者的导师同意，不得有对本论文进行复制、修改、发行、出租、改编等侵犯著作权的行为，否则，按违背《中华人民共和国著作权法》等有关规定处理并追究法律责任。(保密的学位论文在保密期限内，不得以任何方式发表、借阅、复印、缩印或扫描复制手段保存、汇编论文） Classificationcode:S275.4Universitycode:10712UDC:633Postgraduateumber:2011051326Confidentialitylevel:publicThesisforMastersDegreeNorthwestA＆FUniversityin2015EffectofMoistube-irrigationonwaterandsalttransportoftomatounderfilmingreenhouseMajor:AgriculturalSoilandWaterEngineeringResearchfield:PrincipleandAdvancedTechniqueofWater-savingIrrigationNameofPostgraduate:ZhangZizhuoAdviser:Prof.NiuWenquanDateofsubmission:May2015YanglingShaanxiChina 膜下微润灌对温室番茄土壤水盐运移的影响摘要土地次生盐渍化导致农业生产力严重衰退、农作物减产、绝收，已成为了目前制约农业发展的一个严重问题。微润灌溉作为一种新型节水灌溉方式，不仅具备滴灌的节水优势，如省水，省工，减少土面蒸发，提高作物水分利用效率等，同时又弥补了滴灌存在的一些缺陷，如滴头高能耗，易堵塞,不能连续供水等，切合了当前世界范围内节水灌溉向低能耗、精确灌溉技术方向的发展趋势，同时又因自身连续灌溉特性，成为了一种控制和改善土壤次生盐渍化的灌溉方式。关于微润灌研究目前大多还集中在室内模拟研究阶段，田间试验研究相对较少，本研究针对温室轻度含盐土的有效利用以及不合理灌溉引起的土壤次生盐渍化问题，以温室覆膜番茄为研究对象，分析研究了不同微润带埋设深度对温室膜下番茄的生长状况、土壤水盐运移规律以及含盐量对番茄的影响，提出微润灌溉最优的埋设深度和番茄各生育阶段关键盐分，为微润灌的应用和推广提供参考。本研究主要得出以下结论：（1）不同埋深和压力水头处理对番茄生长和水分利用效率具有较大的影响。埋深过浅会导致地表无效蒸发增大，水分利用效率降低；埋入较深会导致水分深层渗漏影响湿润体的形状与位置，影响作物根系的分布和水分吸收。埋深为15cm、压力水头为140cm的处理提高了番茄水分利用效率，具有良好的节水效果。（2）番茄整个生育期平均含水率最大值出现在埋深15cm，埋深20cm次之。本次试验中，微润灌埋深为15cm时更有利于番茄根系水分的吸收，提高了番茄水分利用效率。（3）随着土壤深度的增加，膜内、膜间土壤含水量差距减小。最高土壤含水量和最低含盐量均出现在10～20cm土层，此阶段埋深15cm时土壤含水量最高、含盐量最低。膜内土壤0～40cm土层处于相对脱盐状态，离微润带越近，脱盐效果越明显，40～60cm土层为相对积盐状态。++2+2+（4）整个番茄生育期，根区土壤阳离子的易于淋洗的顺序是：Na>K>Mg>Ca，--2-+-阴离子的易于淋洗的顺序是：Cl>HCO3>SO4。根区盐分随时间降低主要是其中Na与Cl+2+含量降低，其次是K、Mg2种离子，其它离子随时间呈增长趋势。埋深为15cm的处理++2+2+（Na+K）/(Ca+Mg)中其比值最低，土壤状态最佳。（5）苗期、开花结果期和结果末期含盐量对株高、干物质重和叶面积指数产生显著危害的关键盐分分别为0.134%、0.116%和0.125%，影响产量的关键盐分是0.108%。在各生育阶段，土壤含盐量与株高、干物质重、叶面积指数和产量均极呈显著的负相关。关键词：微润灌溉；番茄生长；水盐运移；埋深；关键盐分 EFFECTOFMOISTUBE-IRRIGATIONONWATERANDSALTTRANSPORTOFTOMATOUNDERFILMINGREENHOUSEABSTRACTSoilsecondarysalinizationcausedaseriousrecession,suchasaseriousofagriculturalproductionrecession,agriculturalproductivityreduceornoproduction,hasbecomeaseriousproblemrestrictingthedevelopmentofagricultureatpresent.Moistube–irrigationasanewtypeofwatersavingirrigationmethods,notonlyhasthedripirrigationwatersavingadvantages,suchassavewater,savework,decreasesoilsurfaceevaporation,increasecropwateruseefficiency,etc.Butalsoithasmakedupforsomedefectsexistinginthedripirrigationatthesametime,suchashighenergyconsumption,easyjam,cannotcontinuouswatersupply,etc.Ithasmeetthecurrentworldwithinthescopeofwatersavingirrigationinthedirectionoflowenergyconsumptionandaccurateirrigationtechnologydevelopmenttrend.Becauseofitscharacteristicsofcontinuousirrigation,ithasbecomedakindofcontrolandimprovetheirrigationsoilsecondarysalinizationatthesametime.Researchonmoistube–irrigationwerelargelyconcentratedintheindoorsimulationstudystageatpresent,thefieldexperimentalstudyisrelativelylittle.Theresearchstudiedtheeffectiveutilizationofmildsalinesoilandproblemsofsoilsecondarysalinizationcausedbyunreasonableirrigationingreenhouse.Theresearchchoosedtomatocoverdofmembraneingreenhouseastheresearchobject.Wehaveanalyzedtheeffectofthedifferentburieddepthonthegrowthoftomatoundergreenhousefilm,soilwaterandsaltmigrationregularityandtheeffectofsalinityontomato.Theresearchhasputforwardthebestburieddepthandthekeysaltindifferentgrowthstages.Itprovidedreferenceforapplicationandpopularizationofmoistube–irrigation.Thisresearchmainlydrawthefollowingconclusion:(1)Differentburieddepthandpressureheadontomatogrowthandwateruseefficiencyhasalargerimpact.Ashallowdepthincreaseswillleadtoineffectiveevaporationsurface,wateruseefficiency;Todivedeepercausesmoisturedeepseepageinfluenceofwettingbodyshapeandposition,affectthedistributionandthewaterabsorptionofcroprootsystem.Burieddeeply15cmis140cm,pressureheadtoimprovetheprocessingoftomatowateruseefficiency,withgoodwatersavingeffect.(2)Themaximumaveragemoisturecontentduringwholegrowthperiodwastomatoin theembeddeddepthof15cm,20cmdepth.Inthisexperiment,themicroembellishfillingandburieddeeplywhenthe15cmmorefortomatorootwaterabsorption,improvedthetomatowateruseefficiency.(3)Withtheincreaseofsoildepth,soilmoisturecontentbetweenmembrane,membranewithingapisreduced.Thehighestsoilmoisturecontentandsalinityarelowestin10~20cmsoillayer,thephasedepthsoilmoisturecontent,saltcontenthighestminimum15cm.Membranewithin0~40cmsoillayersinastateofrelativedesalting,thenearerthemicroembellishbelt,desaltingeffectmoreapparent,40~60cmsoillayerfortherelativestateofsalt.(4)Thewholegrowthperiodoftomato,therootzonesoilcationeasyelutionorderis:++2+2+--2-Na>K>Mg>Ca，anioniceasyelutionorderis:Cl>HCO3>SO4.Rootzonesaltovertimeand+-+2+reducethemainistoreducethecontentofNaandCl,followedbyKandMg,otherionsisa++2+2+growingtrendovertime.Burieddeeplytheprocessingof15cm（Na+K）/(Ca+Mg)intheminimumratioofsoilbest.(5)Intheendofseedling,floweringresultsandsaltcontentofdrymatterweightandplantheight,leafareaindexsignificantlyharmthekeysaltwere0.134%,0.116%and0.125%,respectively,thekeytoaffecttheproductionofsaltis0.108%.Ineachgrowthstage,thesoilsaltcontentandplantheight,drymatterweight,leafareaindexandyieldwereextremelysignificantnegativecorrelation.KEYWORDS:moistube-irrigation，thegrowoftomatoes,waterandsalttransport，buryingdepth,thekeyofsalt 目录笫一牮洁.........................................1.1砑究苛衆、§的及麻义.......1.2E内外砑究进莰..............1.2.1胲下构潘技木的砑究进莰........................................................................................................................21.2.1.1胲下昀堠土壊水&运移期袪的彩响砑究......................................................................21.2.1.2胺下昀潘忭物生fe研究进莰......................................................................................................31.2.2构港帒埋深对土壊水&运移谀袪的彩响砑究.................................................................................41.2.3含&g对作物生fe的彩响砑宄...............................................................................................................41.3存在的味忽.....................................................................................................................................................................5^3^1#内与.........................................................................................................................................................62.1砑穴内容..........................................................................................................................................................................62.1.1撤润帒埋深对湓室番«生佚的彩响......................................................................................................62.1.2撤润带埋深对湓室番葙土壊水水分动态的彩晌.............................................................................S2.1.3橄润帒埋深对胲Tfl室番葙土壊水&运移期谂的彩响................................................................62.1.4撤润帒埋深对胲TS室番葙浪区&分嗖化彩晌..................................................................................62.1.5土壊含&g对组室番®生fe的彩响.............................................................................................................72.2^H7TH.........................................................................................................................................................................................72.2.1试验树科.....................2.2.2试验兹迓与布g..•.…2.2.3试验丌法5和试指杬2.3技术路g12第三®撤润帒埋深对湓室番葙生fe的彩响.........................................................................................................................143.1埋深和I；作压力对番葙生fe的彩晌.........................................................................................................................143.1.1对番i&採®的彩响..............................................................................................................................................143.1.2对番箱签粗的彩响.............................................................................................................................................153.2埋深和I作压力对番葙光合及蒸膪的彩响..........................................................................................................163.3对番命耗水规•{$的^响....................................................................................................................................................173.4对番«水分利用效卒（WUE>及产g的彩响193.5小结与H染.................................................................................................................................................................................20笫匹牮撤润带埋深对土壊水分动态的彩响...........................................................................................................................2i4.1埋深和I作压力对土壊水分动态的彩响...............................................................................................................214.1.1埋深对土壊水分动态的彩响..........................................................................................................................214.1.2：C作压力对土壊水分动态的彩响...............................................................................................................244.2小结与H染.................................................................................................................................................................................26笫五坌胲下撤润帒埋深对湓室番葙土壊水&运移彩响.................................................................................................285.1徹润帒埋採对土壤含水星的彩响..................................................................................................................................295.1.1土壊&分与电导牟标定的关系.......................................................................................................................295.1.2不冋埋採H胲内、胲间土壊含水卒随H间的变化........................................................................29 5.1.3不同埋深时番茄不同生育阶段膜内、膜间土壤含水率变化.................................................315.2微润带埋深对土壤含盐星:的影响........................................................................................................................32I2.1不同埋深时膜内、膜间土壤含盐星:随时间的变化......................................................................325.2.2不同埋深时番茄不同生育阶段膜内、膜间土壤含盐率变化...................................................335.2.2.1不同生育阶段膜内、膜间土壤含盐率随土层深度的变化.........................................335.2.2.2不同生育阶段土壤相对脱盐情况..........................................................................................345.3Wife..................................................................................................................................................................................355.4/J、g...................................................................................................................................................................................36第六章膜下微带埋深对番茄根区离子运移的影响...................................................................................................376.1膜内根区0〜60cm总盐及离子变化特征....................................................................................................376.2微润带埋深对土壤盐分运移的影响..................................................................................................................406.3Wife..................................................................................................................................................................................416.4/J、g...................................................................................................................................................................................42第七章土壤含盐星:对膜下温室番茄生长的影响........................................................................................................437.1膜下微润灌溉土壤含盐量对番茄生长发育的影响.....................................................................................437.1.1苗期土壤含盐星:对番茄生长的影响..................................................................................................437.1.2幵花结果期和结果末期土壤含盐星:对番茄生长的影响.............................................................447.2盐分与番茄各生长指标的关系.............................................................................................................................457.346%}%銳..................................................................................................................................................................................488.1主要结论.........................................................................................................................................................................488.2存在不足及有待深入研究的问题......................................................................................................................48............................................................................................................................................................................................50_......................................................................................................................................................................................................57储Mf/r............................................................................................................................................................................................58 第一章绪论1第一章绪论1.1研究背景、目的及意义土地次生盐渍化是目前世界农业面临的主要环境问题之一。土地次生盐渍化会导致农业生产力的严重衰退，造成农作物减产，更为严重的会使农作物绝收，在目前全国耕地资源不断减少的背景下，土地次生盐渍化严重影响着国家的粮食安全。此外，土地次生盐渍化可能造成森林和草原的退化，从而导致盐渍荒漠化，造成对生态环境的破坏。膜下滴灌是将滴灌和覆膜种植技术有机地结合起来的一种既节水又可开发利用盐碱地和防治次生盐碱化的新技术。这种新技术因为覆膜种植，大大减少了棵间蒸发，抑制地下水盐分的上移，防止土壤积盐，同时又减少了灌溉水量，减少了由于灌溉用水带入田间的盐分，而且缩小了作物根系活动层深度，利于滴灌淋洗，容易为作物生长创造一个良好的水盐环境。1996年，新疆农八师开始研究膜下滴灌技术，同时通过研究膜下滴灌水盐运移机制，提出了利用膜下滴灌来开发利用盐碱地的初步技术参数，并于20002年开始大面积推广这一技术，到2012年新疆兵团实施的滴灌面积已达到62万hm，并多用于棉花灌溉（何华等2001；王建东等2009；于颖多等2008）。新疆膜下滴灌为内陆干旱区发展高效节水灌溉开辟了一条新途径，近年来，膜下滴灌技术已经在全国各地得到了迅猛发展（余美等2011）。众所周知，滴灌具有省水，省工，减少土面蒸发，提高作物水分利用效率等优点，且滴灌的淋洗作用，使盐分向湿润锋附近积累，有利于在滴头附近形成淡化区，为作物生长提供良好的水盐环境。但同时也存在很多问题，比如滴头高能耗，易堵塞,不能连续供水等（DanGoldbergetal.1976）。随着世界灌溉技术的日益发展进步，目前节水灌溉的发展趋势是向低能耗、精确灌溉技术方向发展。微润灌溉正是近年在地下滴灌基础上研制出的一种新型节水灌溉方式，它不仅具备明显的节水效果（山仑等2011）（据统计微灌比地面灌节水1/3-1/2,比喷灌省水15%～20%）,而且该技术在无外加动力情况下，可实现自动供水灌溉。与其他灌溉技术相比，该灌溉方式可保证作物根区土壤具有良好的通透性，棵间无效蒸发量小，具有节水效果明显、运行成本低、抗堵塞性能强等优点，适宜旱区作物的用水需求（GǒlcǔMetal.2006；KoumanovKSetal.2006）具有广阔的应用前景。本文研究目的正是在这种背景下提出来的。土壤水盐运移研究是认识并解决干旱半干旱地区灌溉后的土壤盐渍化问题的重要基础。在干旱半干旱地区，降水稀少导致土壤的淋溶作用较弱，同时强烈的潜水蒸发促进可溶性盐分的向上迁移，造成盐分在地表的积聚。在这些地区，灌溉农业如果没有良好的排水系统，灌溉势必增加土壤溶液的含盐量，加之使用高矿化度的灌溉水，最终将导致该地区土壤的次生盐渍化。干旱半干旱地区土壤盐渍化是阻碍水土、植被健康发展与开发利用过程中最严重也是最难以处理的问题。土壤盐渍化影响持久，很难或根本不可能修复。因此，研究干旱半干旱地区灌溉条件下土壤水盐运移的规律不仅是改良盐渍 2膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响化土壤的关键，而且是定量评价灌溉水质和确定灌溉水量、有效预报和防治土壤次生盐渍化的前提（冶金明2012）。土壤次生盐渍化防治的关键是对盐渍化土地水盐运移规律的研究与调控，掌握了盐渍化土地水盐运移规律，才能有效地实施正确的改良措施，制定合理的作物灌溉制度。目前对土壤水盐运移规律的研究主要有室内模拟分析和田间实验两种途径。本试验采用温室田间试验的办法开展膜下微润灌溉土壤中水盐运移规律的研究，试图为农业节水灌溉生产实践提供基本的理论依据。1.2国内外研究进展1.2.1膜下滴灌技术的研究进展膜下滴灌技术最早出现在新疆兵团石河子垦区。1996年，农八师水利局等部门的水2利工作者，在1.7hm弃耕的次生盐碱地上进行了棉花膜下滴灌实验并取得了成功。之后连续三年的试验使膜下灌溉技术的不断完善，及全疆团场的推广为大规模推广应用奠定了基础。棉花膜下滴灌技术的成功应用，不仅使滴灌技术成功的在大田应用，还拓宽了应用作物的种类范围。在全疆的示范及指导下，其他地区也纷纷投入应用推广，膜下滴灌技术在全国推广。2010年年初，国家农业部农垦局在河北省、甘肃省、宁夏回族自2治区安排总面积为15.88hm的滴灌实验示范区（顾烈烽2003），施行全国大范围公益性科研推广项目。在作物种类方面，不仅棉花、番茄、大豆等条播类作物应用该技术，甜瓜、马铃薯、辣椒、打瓜、药材，甚至水稻都开始应用膜下滴灌技术，越来越多的地区及作物加入到膜下滴灌的行列当中（朱齐超等2013）。1.2.1.1膜下滴灌土壤水盐运移规律的影响研究由于膜下滴灌特有的界面特征，显现出在水盐运行环境、运移变化特点、脱盐程度等方面与传统和单一的灌溉方式有着明显不同的特点。何华(2000)试验观测表明,随着灌水次数的增加覆膜灌溉土壤容重增加远比露地灌溉的土壤容重小，因而膜下滴灌条件下的灌水入渗能力和土壤毛细管作用较强有助于土壤盐分向作物行间运移转化。覆膜种植抑制土壤盐分效果也是明显的,同一地段不同深度覆膜与非覆膜种植的土壤盐分的含量试验分析，地膜覆盖条件下有利于抑制一定土层内土壤的积盐，其数值仅为无覆膜种植的73.35%,即比常规不进行覆膜种植的土壤盐分减少了26.65%，效果是明显的(周和平-等2006)。丁新利等（2005）对比研究表明，有膜条件下Cl在土壤含盐量中的比重减2-少而SO4比重增加，因此地膜覆盖具有抑制盐分向土层上移，减少和降低耕层土壤有害盐分作用。众多试验研究与实践表明，膜下滴灌条件下的土壤水盐运移在水平与垂直方向上的 第一章绪论3变化在一定的灌溉水量情况下与灌水频率、是否地膜覆盖以及土壤质地等主要因素相关。灌水频率增加，作物生长区的地膜覆盖效果好，土壤质地较轻，土壤结构及土壤毛管作用良好等条件，将有利于滴灌盐分向两侧迁移和耕作层以下移动，为作物在田间水盐动态平衡中创造适宜的生长环境。柴付军等（2005）盐碱地膜下滴灌试验结果表明，滴灌的灌水次数多、频率高具有稀释土壤盐分浓度的能力，可以将盐分排移到作物根系层以外区域而避免了盐分积累的损害。王全九等（2000）室内模拟实验得出，滴头流量增加有利于水平压盐,而不利于垂直向下压盐。吕殿青等（2002）通过室内盐碱土入渗模拟试验得出，灌水量相同时，增加膜下滴灌的滴头流量,将导致湿润土体的垂直距离变小，不利于在作物根区形成正常生长的淡化区，因而滴头也流量不宜过大。马东豪等（2005）田间试验得出，滴头下方土壤水分在纵向的分布与滴头流量关系不明显,而水平方向上土壤含水量随滴头流量的增大而增大；滴头流量越小,土壤盐分的淋洗越充分。王振华等（2006）实验结果表明，水平方向上，流量越大，在距滴头一定距离内，含水率越高；垂直方向，流量越大，滴头下方的含水率越高，滴头上方的含水率相应越小。并且流量越大滴头附近的脱盐效果较好。随着我国膜下滴灌技术的成熟与创新，该技术成功地得到大面积的推广应用。在中国内地推广的同时膜下滴灌技术也受到了许多国家的青睐。国务院的一份报告称，随着这项技术在更大范围的推进，将带来的是一场必然发生的农业革命。1.2.1.2膜下滴灌作物生长研究进展土壤中的水分分布、变化及其含量情况直接影响作物对水分的吸收利用，进而影响作物根系及其地上部分生长发育和土壤水分利用效率（FereresEandGoldhamerDA2003；Munoz-CarpenaRetal.2008）。在干旱半干旱区，通过提高土壤水分利用效率可有效提高作物产量（BrylaDRetal.2003；DukesMDandScholbergJM2005）。“膜下滴灌”把地膜栽培与滴灌技术结合在一起,不仅可以提高地温增加湿度、减少棵间蒸发、抑制根区土壤盐分，还可利用滴灌的控制灌溉特性起到了减少深层渗漏的作用,达到一个综合的节水增产保肥效果,是先进的覆膜种植技术和灌水技术的集成。将覆膜滴灌技术应用于经济作物与蔬菜的生产,Mai等(2013)分析比较了覆膜滴灌与覆膜沟灌条件下棉田土壤水盐动态规律及根系分布特征；对耕作层进行覆膜处理不仅可以提高滴灌西红柿、辣椒等的生长速率(BROWNJEandBUTCHERC2001；HELENYPandKEITHJF1999)，还可增加滴灌西红柿、辣椒、卷心菜等产量并调节其土壤温度(ASIEGHAJE1991;SRIVASTAVAPKetal.1994;TIWARIKNetal.2003)。众多学者对膜下滴灌棉作物的需水规律及其水分利用效率亦进行了大量研究,并取得了一定的研究成果。刘新永等(2006)对南疆膜下滴灌棉花耗水规律及灌溉制度进行了相关研究；刘建军等(2002)研究了膜下滴灌棉花植株耗水率与土壤水分的关系；孔德杰等(2010)温室膜下滴灌试验表明，番茄 4膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响整个生育期耗水量随灌水量增加而增加,各处理均为结果盛期耗水量最大，营养生长期耗水量最低。覆膜滴灌技术表现出的强大优势，为覆膜滴灌技术的大面积推广提供了参考。1.2.2滴灌带埋深对土壤水盐运移规律的影响研究滴灌带在土壤中的埋设深度对土壤含水率和植株的根系发育具有至关重要的意义，因此，合理的埋设深度，应当结合当地的土壤质地、作物种类、灌溉制度等因素。关于滴灌带埋深已有大量研究，诸葛玉平(2003)等认为适宜的渗灌管埋设深度取决于土壤性质、作物种类等情况，轻质土壤导水性能较强，渗灌管埋深要较浅；粘质土壤导水率小，持水量大，埋深可稍大，这样既不会造成深层渗漏，也可防止土壤蒸发。李道西等(2004)模拟试验得出，滴头最适宜埋深是20cm。吴琼等(2006)认为，地下滴灌种植棉花时，最有利于棉花生长的毛管埋深约为35～40cm。王坚(2007)田间实验得出，滴灌管在地下10cm的埋置方式时，0cm～10cm和10cm～20cm的土层含水率高于其它层，为黄瓜的最佳埋深。任杰等(2007)分析地下滴灌毛管埋深得出，随着毛管埋深的增加，土壤湿润体垂直方向的运移距离在不断增加，而水平方向的湿润体却没有增加多。埋深越深，在距滴头一定距离内,含水率越低，所形成的饱和区域也越大。李蓓等(2009)砂壤土春玉米田间滴灌实验得出产量较高和水氮淋失较少的滴灌带埋深为15cm。刘玉春等(2009)日光温室试验得出毛管埋深15cm和30cm时，番茄根区水氮动态影响了根系的垂直分布,但对总根长密度影响不显著,尚需通过对番茄产量、品质、水氮利用效率的研究确定其适宜毛管埋深。作为新型的微灌技术，微润灌溉已得到初步应用发展，牛文全等(2013)通过室内土箱模拟试验，发现压力水头和土壤压力势是微润灌流量的驱动因子，最适埋深为应为15～20cm之间；薛万来等(2013)研究认为土壤含水率最大值均出现在微润带附近，并向管带四周逐渐减小，同一水平位置，压力水头越大，土壤水分分布范围越广，土壤平均含水率越高；张俊等(2014)室内土箱模拟实验得出土壤初始含水率对微润灌溉土壤水分扩散有很大影响，湿润锋推进速率与初始含水率呈正相关关系。1.2.3含盐量对作物生长的影响研究针对土地盐碱化的防止和改良,开展区域内土地盐碱化预警研究,并及时的提出警告,对抑制土壤盐碱化的发生、发展，合理开发利用土地资源,以及区域可持续发展具有重要的理论和实践意义。近年来，关于作物耐盐特性和耐盐机理的研究进展前人已有所呈现(刘友良等1987；孙小芳等1998)，已有研究表明，较低浓度的盐分刺激对棉花等一些作物不但没有产生不利影响，适当补充其它盐分还可促进植株生长(陈国安1992；贾玉珍等1987)，但当盐分浓度增大到0.2%时，将会对棉株体产生离子毒害和渗透胁迫, 第一章绪论5且盐分浓度越高,伤害作用越大(沈法富1991),并且长期盐分胁迫，将会对作物的生长发育和产量产生严重影响。CuarteroJ(1999)认为盐分胁迫延长了番茄种子的萌发时间，增大了培根/胚芽的比、降低了发芽率；周琦等(2008)试验表明，盐分胁迫影响了番茄种子对水分的吸收。盐分胁迫对番茄生长方面的影响也是极大的，陈建林等(2008)对比试验结果表明，盐分胁迫下的番茄株高、茎粗、根长均低于无盐分胁迫下的对照组番茄；陈火英等(2001)得出盐分浓度越高，番茄株高越小的结论；姚静等(2008)试验发现番茄根直径、根表面积、根体积均随盐分浓度的增加而显著降低。盐分胁迫通过抑制植株的根系生长，进而影响其对水分和营养的吸收，导致植株的正常生长受阻，引起生物量和干质量的下降。朱建萍(1992)研究结果表明，盐分浓度为0.3%~0.6%是引起番茄幼苗生长和植株干质量下降的关键盐分，且浓度越高，两者越低。盐分胁迫使有机酸含量升高，对番茄品质也产生了一定影响(李伟等2006)。对番茄进行耐盐性鉴定时，常用的形态指标有株高、鲜质量、干质量、根冠比等，Saranga等(1992)认为，番茄干物质及其产量可以作为耐盐性鉴定的一个指标；吴运荣等(1999)试验结果表明，RPH可作为番茄耐盐性的相关参考；此外，盐害指数、组织鲜质量、芽化分率等也可作为番茄耐盐性鉴定的指标(李乃坚1990)。对番茄进行耐盐性鉴定的最佳时期是种子萌发期和幼苗期。1.3存在的问题综上所述，虽然国内外学者在土壤水盐运移方面取得了很多研究成果，但仍存在着一些不足，需要进一步深化研究和讨论。具体存在的问题如下：（1）地下线源入渗条件下土壤中水盐运移的研究相对较少，以往研究主要集中在点源入渗地表以及地下滴灌条件下土壤水盐的运移。（2）微润灌溉半透膜技术在大田应用的试验研究还未见报道，亟需加强这方面的研究。（3）以往研究主要集中在对氮、磷的研究，对作物土壤中其他离子如Na+、K+、Ca2+、Mg2+的实验研究相对较少。（4）对滴灌带的最适宜埋深实验组相对较少，需要大量的实验来确定。（5）以往研究主要集中在调控土壤水盐运动特征，对一些相关的基础性问题的研究，如膜下滴灌条件下作物的生长规律、需水量以及作物的耐盐度等缺乏研究。 6膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响第二章研究内容与方法2.1研究内容作为一种新型的灌溉方式，国内外有关微润灌溉研究及文献较少，甚至还是空白。微润灌溉对作物根区土壤微环境的影响还少见报道，该灌溉方式下微润带埋对作物根区土壤水盐运移规律的影响研究就成为微润灌溉推广应用亟待解决的关键问题。本研究以番茄为例，研究温室条件下微润带适宜埋深对作物生长和根区土壤水盐运移规律的影响。2.1.1微润带埋深对温室番茄生长的影响以温室番茄为研究对象，本次试验将微润带设置共4个处理，定期测定番茄的生长状况，如株高，茎粗，净光合速率、蒸腾速率、气孔导度，产量，耗水规律等特征，分析不同埋设深度和压力水头对温室番茄的生长、耗水及产量的影响，提出微润灌溉最优的埋设深度和压力组合模式，为微润灌的应用和推广提供参考。2.1.2微润带埋深对温室番茄土壤水水分动态的影响10cm、15cm和20cm三个埋深，140cm、180cm两个压力水头处理下，通过分析0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm6六个土层土壤水分动态变化情况，以期探讨不同埋深条件下土壤水分动态的变化规律。2.1.3微润带埋深对膜下温室番茄土壤水盐运移规律的影响本次试验将微润带设置为10cm、15cm和20cm三个埋深，将覆膜和微润灌溉相结合，探讨埋深对膜下微润灌溉番茄膜内外土壤水盐运移的影响，为轻度盐碱土微润灌溉技术的应用提供参考。2.1.4微润带埋深对膜下温室番茄根区盐分变化影响2+++2---在埋深为10cm，15cm，20cm的处理下，分析整个生育期Ca、Na、K、SO4、Cl、HCO3、2+7种离子在番茄根区土壤运移情况及演变类型，探讨微润带埋深对土壤离子运移的影Mg响及土壤次生盐渍化迁移和转化特点。 第二章研究内容与方法72.1.5土壤含盐量对温室番茄生长的影响设置埋深为15m，设置6个不同含盐量小区分别为，0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%。通过分析不同含盐量对膜下微润灌溉番茄各个生育期形态指标的不同影响，并利用回归分析的方法探讨番茄耐盐性的问题，同时确定盐渍化土壤提高产量的关键因子，以期为防治土壤次生盐渍化提供科学依据。2.2研究方法2.2.1试验材料本试验分别于2013年4月—7月、2013年9月—2014年4月、2014年4月—2014年8月三个时期在杨凌温室内进行。温室结构为房脊型，长8m，宽3.5m，高3.8m。温室位于东经108°04′，北纬34°20′，所处地理位置属暖温带季风半湿润气候区，年均日照时数2163.8h，无霜期210d，温室所用土壤取自陕西渭南市的卤阳湖洼地地区，所用土壤的初始含盐量为1.755g/kg（己配）,系轻度盐渍化黏壤土,其中粒径0.050～1.000mm的砂粒占27%，粒径0.050～0.005mm的粉砂颗粒占32%，粒径≤0.005mm的黏粒占41.7%。实验数据采用Excel2007作图和SPSS22软件中的Duncan多重比较法分析数据差异，各图表中的数据均为平均值。2.2.2试验装置与布置由于本次实验为膜下微润灌溉，需直径为25mm微润带若干（其表面采用化学溶解方式，形成均匀而密集的微孔，经电镜检验，微孔的孔径分布为10—900nm，数量约为10万个/cm2）；导水软管若干；马氏瓶4个（直径为为25cm）；可调节高度支架一台。微润带总长度为400cm，进口端连接供水系统，出口端封闭，试验微润带与马氏瓶由橡皮软管连接。整个生育期连续灌水；为防止各小区间水分相互渗透，相邻小区间用埋深为60cm的塑料布隔开。 8膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响图2-1试验装置示意图Fig.2-1Schematicofexperimentalequipment注：1－马氏瓶；2－活动支架；3－阀门；4－橡胶软管；5－微润带；6－垄：7—番茄（a）温室实验布置图（b）温室实验装置图图2-2试验装置图Fig.2-2Schematicofexperimentalequipment 第二章研究内容与方法92.2.3试验方法与测试指标本实验分为三个阶段。（一）微润带埋深对温室番茄生长和土壤水分动态的影响本试验分别于2013年4月—7月进行。60cm土层内土壤平均容重为1.37g/cm3，田间持水量为25%（质量含水率），体积饱和含水率为51.7%。种植前测得土壤养分状况：有机质含量为16.11g.kg-1，全氮含量为1.85g.kg-1，全磷含量为1.21g.kg-1，全钾含量为20.13g.kg-1，土壤肥力中等，土壤初始含水率为13%。供试番茄品种为荷兰普罗旺斯，属中晚熟品种。定植时间为2013年4月25日，试验结束时间为2013年7月20日，番茄种植起垄，垄宽50cm，高15cm，长3.6m，垄顶为平顶，垄间距40cm，株距35cm，行距40cm，每行种植10棵，微润带埋入垄上两行作物中心。本试验将番茄全生育期划分为苗期、开花着果期、结果盛期、结果后期4个阶段。根据室内土箱模拟实验研究结果（牛文全等2013），在0.2-2.0m水头范围内，微润带流量与压力水头近乎呈线性关系，适宜的埋深为15-20cm。综合考虑番茄生长的需水特性，本试验埋深设置了3个水平，分别为10cm、15cm和20cm；工作压力水头设置了140cm和180cm两个水平。试验供水装置为马氏瓶，每两行埋设一条微润带（深圳市微润灌溉技术有限公司生产）。表2-1试验设计表Table2-1testdesign处理埋深（cm）工作压力（cm）总灌水量（mm）T120180210.88T215140211.84T315180224.37T410180270.24试验测定指标：采用烘干法测定土壤含水率，取样深度为0-60cm，每10cm一层，每11天测定一次；定植后17天开始测定番茄生长状况，每隔11天用米尺测定一次株高、游标卡尺测定一次茎粗；在番茄定植后的第20天，采用L1-6400便携式光合作用测置仪(美国LI-COR公司生产)测定净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）；番茄生育末期（定植94天），采用电子称测量产量。（二）膜下微润带埋深对温室番茄土壤水盐运移影响本试验于2013年9月19日‐2014年4月27日进行。60cm土层内土壤平均容重为31.38g/cm，田间持水率为25%（质量含水量），饱和含水量为50.7%，土壤平均含盐量为‐11.4g/kg。种植前测得土壤养分状况：有机质含量为16.11g.kg，全氮含量为1.85‐1‐1‐1g.kg，全磷含量为1.21g.kg，全钾含量为20.13g.kg，土壤肥力中等，土壤各层含 10膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响盐量和初始含水量见表2-2,2-3。表2-2各层土壤水盐分布Table2-2Thelayersofsoilwatersaltdistribution土层深度/(cm)土壤含盐量/(g·kg-1)土壤初始含水量/(%)SoildepthsSoilsalinityInitialsoilmoisturecontent0～101.916.2210～201.715.2320～301.415.6630～401.313.7140～501.211.7650～601.112.13-1表2-3试验地各土层离子含量(g·kg)-1Table2-3Thebasicpropertiesoftestingsoil(g·kg)土层土壤含2+2+++--2-深度GaMgNaKHCO3ClSO4总盐水率(%)(cm)0~101.10.380.130.040.010.020.221.916.2210~201.210.270.050.020.010.010.131.715.2320~301.090.160.020.010.020.020.081.415.6630~401.060.080.030.020.010.010.091.313.7140~500.880.110.070.030.020.010.081.211.7650~600.760.120.080.030.020.030.061.112.13供试番茄品种为荷兰普罗旺斯。定植时间为2013年9月19日，试验结束时间为2014年4月27日，起垄种植，垄宽50cm，高15cm，长3.6m，垄顶为平顶，垄间距40cm，株距35cm，行距40cm，每行种植10棵，每个处理理论种植番茄20棵，采用覆膜微润灌溉。2013年9月19日—2014年4月27日期间温室内的最高温度为38℃，最低温度为11.5℃，生育期内平均温度为22℃。本试验将番茄全生育期划分为苗期、开花结果期、结果末期3个阶段。综合考虑番茄生长的需水特性，本试验压力水头设置为180cm，埋深设置了3个水平，分别为10cm、15cm和20cm，每个处理重复3次，每个处理为1个小区，共9个小区，3个处理均覆膜种植，见表2-4（其中总灌溉量为实际灌水量）。试验供水装置为马氏瓶，每两行埋设一条微润带。 第二章研究内容与方法11表2-4试验设计表Table2-4testdesign处理埋深/（cm）压力水头/（cm）总灌水量/（mm）TreatmentBuryingdepthPressureIrrigationwaterT110180202.87T215180220.37T320180264.24试验测定指标：定植后8天开始，每隔30天采样1次，水平方向分别在膜中央（距微润带5cm）和膜间（距离微润带35cm）裸地处取样，垂直方向取样深度为0-60cm，每10cm一层，采用烘干法测定土壤含水率；将烘干土样进行研磨，按照土水比1:5的质量比进行浸泡，沉淀过滤后的溶液采用意大利哈纳多参数分析仪测定土样的电导率‐1(EC1:5，dSm)；将测定过电导率的土溶液进行烘干，称量盐分质量，所获得盐分数据与2--电导率进行曲线拟合，得到土壤含盐量。土壤离子组成：CO3和HCO3采用双指示剂中2--3-2+2+和法，SO4采用EDTA容量法，Cl采用AgNO滴定法，Ca和Mg采用EDTA络合滴定法，++Na、K采用火焰光度计测定。（三）膜下微润灌溉番茄生长发育对盐分的响应研究本实验于2014年5月10日—2014年8月25日进行。供试土壤类型见下表。表2-5供试土样基本物理性质Table2-5Physicalpropertiesoftestedsoil土壤颗粒组成Soilparticle-3容重/g.cm土壤孔隙度田间持水量(质量含*distribution**Soilbulk/%水率)/%pH砂粒粉粒粘粒densitySoilporosityfieldcapacitySand/%Silt/%Clay/%25.444.130.51.3449.3828.177.82*土壤颗粒分级划分标准采用国际制（砂粒:2-0.02mm;粉粒:0.02-0.002mm;粘粒:<0.002mm）；**pH值采用水浸提法，按水土比供试番茄品种为荷兰普罗旺斯。定植时间为2014年4月25日，试验结束时间为2014年7月19日，番茄种植起垄，垄宽50cm，高15cm，长3.6m，垄顶为平顶，垄间距40cm，株距35cm，行距40cm，每行种植10棵。综合考虑番茄生长的需水特性，根据前期试验将微润带埋深设置为15cm，埋深为180cm，设置6个盐分试验田，每个处理并重复3次，均覆膜种植。试验供水装置为马氏瓶，每两行埋设一条微润带。试验处理见表2-6。 12膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响表2-6番茄试验田盐分分布Table2-6Saltaccumulationofdifferenttomatofield试验田代号土壤含盐量/(%)NumberSoilsalinity10.1220.1330.1440.1550.1660.17按照各块试验田次生盐渍化程度不同，每块试验田设3个重复，每个重复取2个点，分别在膜中央（距微润带5cm）和膜间（距离微润带35cm）裸地处取样，垂直方向按0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm4个层次取土样。每块试验田每次共计24个土样。用这24个土样含盐量的平均值代表该地块的含盐量。共取样3次，分别在5月25日（苗期）、7月15日（开花结果期）、8月1日（结果末期）。试验测定指标：叶面积指数：用打孔法和叶面积仪测定。干物质重：每次在所定点处采集3株代表植株，取根、叶（含叶柄）、茎，放入烘箱在65℃烘干48h后，称重并记录。土样盐分：电导率法。2.3技术路线为了给温室轻度盐渍化土壤的有效利用、控制改善土壤次生盐渍化问题及微润带的推广应用提供参考，本研究通过微润带埋深对温室番茄生长、土壤水盐运移、根区离子运移以及含盐量对番茄生长影响的研究方法，同时观测不同时期番茄生长指标，如株高、茎粗、水分利用效率产量等，土壤水盐状况如土壤含水量、含盐量、根区离子含量等，来探讨微润灌溉方式下番茄生长和土壤水盐运移规律，拟开展的技术路线如图2-3所示。 第二章研究内容与方法13膜下微润灌对温室番茄土壤水盐运移影响研究方法温室番茄大田试验微润带埋深土壤含盐量对研究内容微润对番对土对根带番茄生壤水区离茄生长的盐运子的长的影响移的影响影响影响株高茎粗番茄土壤水分观测项目生长指标动态指标产量盐分WUE动态探讨微润带埋深对微润灌温室番茄生长和土壤研究目的水盐运移的影响，为温室轻度含盐土的有效利用、控制改善土壤次生盐渍化问题及微润带的推广应用提供参考。图2-3技术路线图Fig2-3TheTechnologyRoadmapofStudy 14膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响第三章微润带埋深对温室番茄生长的影响众多学者已经对温室中不同灌溉处理对蔬菜生长和产量的影响等方面进行了大量研究（陈新明等2005；胡笑涛等2005；康绍忠等2002；李晶晶等2008；李毅杰等2012；单志杰等2007；王舒等2005；杨文斌等2011；张国红等2005；张辉等2006；KirdaCetal.2004），不同供水压力和管带埋深对温室番茄根区土壤水分、生理特征、产量和水分利用率影响不同（王淑红等2003；王燕等2007），孔德杰等（2010）研究了膜下滴灌灌水量对日光温室番茄耗水的影响；郭占奎等（2010）研究发现温室樱桃、西红柿全生育期的耗水量累积值与温室水面蒸发量累积值及温室温度累积值之间存在很好的相关关系；郑健等（2008）得出不同灌水方式下番茄耗水强度在开花结果期与结果盛期比较大，苗期与结果末期比较小；赵伟霞等（2009）以Φ20cm蒸发皿蒸发量作为灌溉水量计算标准，研究了无压灌溉日光温室番茄产量和形态指标；李亮等（2007）实验研究发现不同灌溉方法番茄株高、茎粗随时间的变化趋势均称“S”型曲线；于秀琴等（2013）通过不同灌溉方式的对比试验发现微润灌溉更有利于黄瓜植株生长，并显著降低了黄瓜日耗水量、有利于产量形成和提高水分利用效率；何玉琴等（2012）研究了微润灌溉条件下不同埋设深度、间距和压力对玉米生长及产量的影响，结果表明玉米茎粗、株高和产量随耗水量的增加而增加，微润管的埋设深度、间距和压力对玉米的产量和水分利用效率都有显著的影响。微润灌通过管壁上微孔向外呈发汗状渗水灌溉，属于连续性灌溉（何玉琴等2012），关于微润灌研究目前大多还集中在室内模拟研究阶段，田间试验研究相对较少。本文以温室番茄为研究对象，分析不同埋设深度和压力水头对温室番茄的生长、耗水及产量的影响，提出微润灌溉最优的埋设深度和压力组合模式，为微润灌的应用和推广提供参考。3.1埋深和工作压力对番茄生长的影响3.1.1对番茄株高的影响不同处理番茄株高随定植后天数的变化趋势见图3-1。从图3-1可以看出，番茄株高均随定植后生长时间增加呈“S”型增长趋势，定植后39天至61天之间，番茄株高增长速度最大，其他时段内，番茄株高增长速度较缓慢。定植后39天内，番茄的株高随着微润带埋深的增加而减小，埋深为10cm的T4处理的平均株高最大，比埋深为15cm和20cm的T2、T3、T1处理分别提高了5.66%、18.00%、34.95%。分析原因，主要是定植初期，番茄根系较小，主要分布在浅层土壤，微润带埋深较浅时水分直接供根系吸收。而埋深较大时，水分需向上扩散渗透到根区土壤才可被吸收利用，根系吸水出现一定滞后。另外，番茄生长初期，植株较小，耗水量少，因此，工作压力对株高的影响较小，T2处理压力仅为140cm水头，但由于其埋深为15cm，小于T1处理 第三章微润带埋深对温室番茄生长的影响15（20cm），该处理番茄株高大于T1处理，与相同埋深的T3处理基本相同。180160140120T1100番茄株高80T260T3plantheight(cm)40T42001728395061728394定植天数Daysafterplanning(d)图3-1不同微润带埋深及工作压力对番茄株高的影响Fig.3-1Effectofdifferentburyingdepthandpressureontomatoplantheight对番茄生长39天后株高观测发现，工作压力相同时，埋深过大或者过小，都不适宜番茄株高的增长。埋深最小的T4处理（10cm）后期株高最小，埋深最大的T1处理次之，埋深为15cm的T3处理最大。此阶段番茄需水量显著增大，压力对番茄株高的影响也增强。因此，相同埋深的T2、T3处理，由于T3处理的工作压力最大，其株高也最大。从定植后50天开始到定植后94天，T3处理的平均株高比T1、T2和T4处理分别高14.96%、5.34%和6.44%。整个生育期内，T3处理的平均株高比T1、T2和T4处理分别高7.55%、2.64%和9.17%。说明随着番茄的生长，根系不断向下生长，埋深为15cm的微润带最适宜番茄根系生长且可减少地表无效蒸发。而埋深为10cm时，虽然前期能较好地满足番茄生长，但该处理的地表无效蒸发大，水分利用效率低。当埋深为20cm时，部分水分渗漏到番茄主要根系分布土层下，影响番茄根系对水分的吸收。由此可见，微润灌埋深为15cm左右时最有利于番茄生长，该结果与牛文全等（2013）室内土箱模拟实验得出埋深为15cm最适合作物根系生长的结论及陈鹏等（2008）滴灌埋深结论基本一致。3.1.2对番茄茎粗的影响不同处理番茄茎粗随定植后天数的变化趋势见图3-2。从图3-2可以看出，埋深和压力对番茄茎粗的影响基本与株高类似，随着定植天数的增加茎粗也呈现“S”型变化趋势。在番茄生长前期因根系较浅，植株总耗水较小，埋深较小的处理有利于该阶段番茄茎粗的增长，而该阶段压力影响较小。在番茄生长后 16膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响期，埋深和压力均对茎粗影响增强，埋深为15cm，压力为180cm水头的T3处理茎粗最大。番茄定植39天内T4处理平均茎粗最大，比T2、T3和T1处理分别大4.21%、8.52%和12.98%，而定植后50天至收获，T3处理的平均茎粗达到最大，比T1、T2、和T4处理大5.52%、4.70%和9.73%。整个生育期内T3处理的平均茎粗分别比T1、T2和T4处理大5.18%、2.47%和4.89%。1312T11110T29T38T4番茄茎粗76stemdiameter(mm)5431728395061728394定植天数Daysafterplanning(d)图3-2不同微润带埋深及工作压力对番茄茎粗的影响Fig.3-2Effectofburyingdepthandpressureontomatostemdiameter仅从番茄株高和茎粗生长情况而言，埋深15cm是最优的处理，适当增大微润灌的工作压力，可促进番茄快速生长。3.2埋深和工作压力对番茄光合及蒸腾的影响-7.5T16T3T156.5T3mol.mµ45.53）-24.5.s22光合速率3.5单叶水分利用效率1Wateruseefficiency2.50otosyntheticrate（h（a）光合速率（b）单叶水分利用效率（a）photosynthesisrate（b）leafwateruseefficiency 第三章微润带埋深对温室番茄生长的影响17-2003180-2.5160140mol.mµ2120）-1100T11.5）.sT2-2T1气孔导度280T321.sT260T4蒸腾速率⋯T3400.5T420Stomataconductance（mmol.m00Transpirationrate（8001000120014001600（b）气孔导度（d）蒸腾速率(b)stomataconductance（d）transpirationrat图3-3埋深和压力对苗期番茄光合速率、单叶水分利用效率、气孔导度和蒸腾速率的影响Fig.3-3Variationsofphotosynthesisrate,transpirationrate,stomataconductanceandleafwateruseefficiencyunderdifferentburyingdepthandpressure在番茄苗期，定植20天时，分别对4个处理选择中间位置的两株植株测定其光合速率、蒸腾速率气孔导度和单叶片水分利用率，测试结果如图3‐3所示。由图3-3可知，四种处理下叶片光合速率日变化总体趋势呈近似双峰曲线，两个波峰分别出现在10:00和14:00附近，T3的峰值最高，比T1、T2和T4的峰值分别高4.79%、1.45%和2.94%。番茄叶片的蒸腾速率和气孔导度日变化规律相似，呈单峰曲线，蒸腾速率和气孔导度大小顺序为T1>T4>T2>T3，即微润带埋深处理：20cm>10cm>15cm。番茄蒸腾速率的峰值出现在13:00，气孔导度的峰值出现在12:00。原因是随光照强度增加，气孔张开蒸腾速率增加，12:00时达到峰值。番茄蒸腾速率的变化具有一定的滞后性，故其峰值出现在13:00。植株为维持体内水分平衡，为减少蒸腾失水而关闭气孔。8：00时叶片水分利用效率为T4>T2>T3>T1处理；10:00～13:00左右差异不明显，13:00～18:00左右T3>T2>T1>T4处理。T3的日平均水分利用效率最高，分别比T1、T2、T4处理高9.65%、4.46%、10.17%。四个处理的单叶水分利用效率的效果不明显，影响不显著，总体上T3处理最优，说明埋深为15cm，压力为180cm的处理能够提高番茄水分利用效率，具有良好的节水效果。3.3对番茄耗水规律的影响各处理不同生育阶段耗水规律见表3-1。 18膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响表3-1不同处理下番茄各生育阶段耗水规律Table3-1Waterconsumptionoftomatoindifferentperiodsunderdifferenttreatment苗期（4月25日-5月19日）开花结果期（5月20日-6月16日）试验处理ABCDABCDT120.553.0523.600.8535.00-1.8033.201.34T220.263.0423.300.9338.00-2.0036.001.50T322.773.5326.301.1440.00-2.8037.201.68T431.503.1034.601.5048.84-1.8447.001.96结果盛期（6月17日-7月20日）结果末期（7.月21日-8月10日）试验处理ABCDABCDT1120.230.77121.003.1435.10-3.7031.401.40T2119.981.02121.003.3233.60-3.6030.001.50T3124.001.00125.003.4437.60-3.2034.401.80T4146.001.00147.003.9743.90-3.7040.202.00表中，A—阶段灌水量mm，B—土壤水变化量mm，C—阶段耗水量mm，D—阶段耗水强度mm/d。从表3-1中可以看出，整个生育期各处理日均耗水量差异较大，其中T4处理各阶段耗水量最多。结果盛期是番茄产量形成和耗水量最多的关键时期，该阶段T1、T2、T3和T4处理日耗水量分别达3.27mm/d、3.27mm/d、3.38mm/d和3.97mm/d。从整个生育期来看，T4处理的番茄日均耗水量远大于其他三个处理,分别比T1、T2和T3处理高30.21%、29.84%和21.06%；T1、T2、T3和T4处理全生育期耗水量分别为209.2mm、210.3mm、222.9mm和268.8mm。T1、T2、T3处理总耗水量低于T4处理，较T4处理节水，这可能是因为埋深[71]为10cm的微润带地表无效蒸发增大而引起水分利用效率降低。本试验结果与王燕无压地下灌溉试验结果基本一致，但与于秀琴（2013）微润灌黄瓜的耗水规律有所不同，主要是由于黄瓜和番茄根系分布深度不同，不同生育阶段的需水量差异也较大（番茄各生育阶段日均耗水量见图3-4），番茄结果盛期日均耗水量最大，而黄瓜成熟末期耗水量最大。 第三章微润带埋深对温室番茄生长的影响19图3-4不同埋深和工作压力对番茄各生育期日耗水量的影响Fig.3-4Effectofwaterconsumptionoftomatoindifferentperiodsunderdifferentburyingdepthandpressure图中，S—苗期，B—开花结果期，R—结果盛期，E—结果末期。3.4对番茄水分利用效率（WUE）及产量的影响表3-2是不同处理的番茄产量和水分利用效率，从表3-2可知，在番茄的整个生育期内，耗水量随着灌水量减少而减少，产量随着耗水量增加而增加，T1、T4处理的水分利用效率与T2、T3间存在显著差异，但T2和T3间水分利用效率差异不明显。表3‐2不同处理对番茄产量和水分利用效率的影响Table3-2Effectsontomatoyieldandwateruseefficiencyunderdifferenttreatment产量灌水量耗水量水分利用效率处理YieldIrrigationWaterconsumptionWateruseefficiencyTreatment-23-23-2-2-1（kg.hm）water(m·hm)（m·hm）(kg.hm.mm)T193039.45d2108.8c2092b44.474bT294175.18c2118.4c2103b44.781aT399974.26a2243.7b2039b49.031aT496832.63b2702.4a2688a36.024c注：a,b,c分别表示P=0.05水平下的显著性差异。‐2‐1其中，T3的WUE最大，达到了448.52kg.hm.mm，约是T1处理的1.008倍、T2和-2T4处理的1.002倍和1.245倍。T3处理番茄的产量最高，折算产量为99974.26kg.hm，分别较T1、T2和T4处理增产7.45%、6.16%和3.24%。T4处理埋设深度小，且压力大，因此流量大，地表无效蒸发大，水分利用率降低，导致该处理耗水量最大；T1处理埋设深度大、向深层渗透量较大，该部分水分可能无法被番茄有效利用，因此该处理番茄产量和水分利用率较低，各处理间水分利用效率的变化规律与单叶水分利用效率变化规律相似。从表3还可以看出，产量和水分利用效率的变化趋势与株高、茎粗和光合蒸腾速率 20膜下微润灌溉对温室番茄土壤水盐运移影响的变化趋势基本一致，产量和水分利用效率均是T3处理最大，说明埋深15cm，压力水头180cm时的处理最适宜番茄生长，有利产量的形成，具有节水的优势。3.5小结与讨论土壤水分通过影响叶片气孔变化、保卫细胞的运动和叶肉细胞的一系列生化行为，来调节气孔开张度。由于气孔是植物体内外气体交换和水分交换的重要通道，气孔的开闭自然会影响到蒸腾作用和光合作用。当蒸腾速率下降大于光合速率时，就可以提高单叶片的WUE。本文研究中可以看出，4个处理的光合速率、蒸腾速率、气孔导度及单叶水分利用效率日变化呈相似趋势，埋深为15cm的处理提高了番茄水分利用效率，具有良好的节水效果。[71]本试验结果与王燕无压地下灌溉试验结果基本一致，但与于秀琴（2013）微润灌黄瓜的耗水规律有所不同，主要是由于黄瓜和番茄根系分布深度不同，不同生育阶段的需水量差异也较大，番茄结果盛期日均耗水量最大，而黄瓜成熟末期耗水量最大。得出以下结论:（1）不同埋深和压力水头处理对番茄生长具有较大的影响。埋深过浅会导致地表无效蒸发增大，水分利用效率降低；埋入较深会导致水分深层渗漏影响湿润体的形状与位置，影响作物根系的分布和水分吸收。埋深为15cm时最有利于番茄生长。（2）四种处理下番茄叶片光合速率日变化呈双峰曲线，且两个波峰分别出现于10:00和14:00。番茄叶片的蒸腾速率和气孔导度日变化规律相似，呈单峰曲线，叶片蒸[71]腾速率峰值出现在13:00，气孔导度的峰值出现在12:00。这一结论与王燕等对番茄利用无压灌溉方式得出的结论较为一致。埋深为15cm、压力水头为140cm的处理提高了番茄水分利用效率，具有良好的节水效果。（3）不同埋深和工作压力番茄产量和水分利用效率影响较大。各个生育期各处理间水分利用效率的变化规律与单叶水分利用效率变化规律相似，不同处理番茄日均耗水量大小为：T1
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