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水分亏缺和施氮对茄子生长和水氮利用的影响

作　者: 杨振宇
导　师: 张富仓
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 设施园艺工程
关键词: 茄子水分亏缺施氮产量水氮利用
分类号: S641.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

为研究茄子作物在开花座果期、初果期、盛果期三个生育期进行水分亏缺和施氮条件下的生长、生理特性以及水氮耦合利用的机制,论文通过盆栽试验,以陕西绿茄为试验材料,设置低氮(N1,0.1g／kg)、中氮(N2,0.3g／kg)、高氮(N3,0.5g／kg)3个施氮水平,分别在茄子开花座果期、初果期、盛果期3个不同生育期进行水分亏缺处理(70%～55%θF),以生育期不进行水分亏缺的处理Wo作为对照(85%～70%θF)研究了不同生育期水分亏缺和施氮对温室茄子生长发育、光合特性、产量、水氮利用效率及土壤硝态氮运移的影响。主要结论如下：1.在同一施氮条件下,任何生育期的水分亏缺都会抑制相应亏水生育期植株的株高的增长。所有处理随着施氮量的增加,株高呈现逐渐增大的趋势,表现为N3>N2>N1。与株高类似,任何生育期的水分亏缺都会抑制茎粗的增长,但是施氮对茎粗的影响不显著。在同一施氮条件下,无论是哪个生育期进行水分亏缺,与对照相比,叶片数均没有明显差异。另外,施氮对各处理的叶片数也不显著。在同一施氮的条件下,任何生育期的水分亏缺都会使叶面积指数下降,但是只有开花坐果期水分亏缺对叶面积的影响达到显著水平。各个生育期,不论是进行水分亏缺的处理还是没有进行水分亏缺的处理,低氮、中氮和高氮对叶面积指数的影响不显著。2.在同一施氮条件下,开花坐果期和初果期水分亏缺对生育期结束时总根长、总根体积影响较小,而盛果期的水分亏缺对总根长有着明显地抑制作用,在低氮、中氮、高氮条件下,盛果期水分亏缺的总根长比对照分别降低了12.39%、18.82%、15.29%,总根体积比对照处理分别降低了30.97%、42.36%、32.05%。不论是全生育期不进行水分亏缺的对照处理,还是在开花坐果期、初果期、盛果期进行水分亏缺的处理,随着氮肥施用量的增加,生育期结束时总根长、总根体积呈现先增大后减少的趋势,表现为N2>N1>N3。茄子根系主要分布在0-20cm土层。20cm以下根重迅速减少,并且在垂直方向上呈现对数递减趋势。在施氮量相同的情况下,盛果期水分亏缺处理对各层根系的影响最为明显。在低氮和中氮条件下,亏缺灌溉的时间越早,20cm以下根干重占总根干重的比例也越大,在高氮水平下,亏缺灌溉进行的越早,20cm土层下的根干重占总根干重的比例也越小。随着施氮量的增加,分布在20cm土层下的根干重占总根干重的比率显著下降,出现高氮营养浅根化趋势。任何生育期的水分亏缺都会导致根系活力的下降,其中盛果期下降最为明显,与对照盛果期根系活力相比分别下降32.72%、25.61%、35.71%。开花坐果期、初果期进行水分亏缺的处理复水后均出现一定的补偿效应,尤其以开花坐果期补偿效应最明显。所有处理在没有进行水分亏缺的生育期,根系活力均表现为高氮处理的最大,中氮处理次之,低氮处理的最小。3.任何时期的水分亏缺都会抑制茄子地上部和地下部干物质的积累,各生育期进行水分亏缺的处理在随后的生育期复水后,各器官均出现不同程度的补偿效应。水分亏缺对根系生物量的影响小于对叶、茎、果实的影响,因此水分亏缺导致了根冠比的上升。随着生育进程的发展,根冠比呈现下降趋势。4.无论是开花坐果期、初果期还是盛果期,茄子功能叶片的净光合速率日变化呈双峰曲线,且中午12：00时达到最低值,出现“午休现象”,并且随着生育期的发展,净光合速率呈现逐渐增大的趋势。蒸腾速率的日变化呈现单峰曲线,生育期前期的蒸腾速率较后期的大。气孔导度的日变化呈双峰曲线,且随着生育进程的推进呈先上升后下降趋势。此外,任何生育期的水分亏缺都会使净光合速率、蒸腾速率、气孔导度的值降低。随着施氮量的增加,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均呈现先增大后减小的趋势。5.任何生育期的水分亏缺都会对产量的形成产生一定的抑制作用,与对照相比,开花坐果期、初果期、盛果期的水分亏缺处理茄子的产量均有不同程度减少,在低氮条件下,分别较对照降低了6.13%,10.84%,14.64%;中氮条件下,较对照降低了3.94%,5.62%,11.6%,高氮条件下,较对照降低了11.35%,4.23%,16.14%。其中以中等施氮水平下,开花坐果期土壤含水量保持在55%-70%田间持水量,初果期、盛果期土壤含水量保持在70%-85%田间持水量的处理W1N2最终获得了较高的产量,并与对照处理差异不显著,同时该处理也获得了较高的水分利用效率。在灌水量相同的情况下,产量和水分利用效率都随着施氮量的增加呈现先上升后下降的趋势。本试验通过不同生育期水分亏缺和施氮对茄子耗水量和产量的研究构建了不同施氮条件下温室茄子的水分生产函数,详见5.2.4。同时,对其中的水分敏感指数进行了敏感性分析,结果表明,在一定范围内,各生育期的茄子耗水量对Jensen模型参数λ的影响不显著,而不同施氮水平对参数λ的敏感度较为明显,尤其以高氮水平下,开花座果期的水分敏感指数λ1的敏感度最高,达到1.9981。6.生育期内水分亏缺和施氮处理对茄子氮素累积的影响显著。初果期和盛果期进行的水分亏缺对单株茄子氮素累积量均产生抑制作用,其中尤其以盛果期的水分亏缺尤为明显。开花坐果期进行水分亏缺的低氮、高氮处理的茄子单株氮累积量也有所降低,中氮处理的氮累积量高于对照处理。随着施氮量的增加,茄子单株氮素累积量呈先上升后下降的趋势。茄子各器官氮素累积量最多的果实,其次是叶片,根和茎的氮素累积量低；所有处理中尤其以盛果期进行水分亏缺对茄子各器官的氮素累积影响最大,且均呈抑制作用。盛果期进行水分亏缺的处理对氮肥利用率、氮肥利用效率的影响最大,生育前期进行水分亏缺的影响较小。随着施氮量的增加,所有处理氮肥利用率和氮肥利用效率均呈现逐渐下降的趋势。整体上看,生育期内进行水分亏缺处理的氮生理效率均较对照处理有所增加。7.随着生育进程的推进,硝态氮含量呈下降趋势；各生育期根区土壤硝态氮含量均以0-10cm处最低,20-30cm土层最高；随着施氮量的增加,各生育期0-30cm土层的硝态氮含量明显上升。无论是高氮、中氮还是低氮,生育期内没有进行水分亏缺的处理,由于灌水量较多,土壤中的硝态氮的淋失均早于生育期内进行了水分亏缺的处理。8.随着生育期的延长,茄子植株总耗水量呈现明显增大的趋势。开花坐果期耗水量最小,盛果期耗水量最大。就生育期内日耗水量而言,从开花座果期到盛果期,茄子日耗水量呈现逐渐增大的趋势,其日均耗水量分别为1.91mm/d、2.45 mm/d.3.38 mm/d。开花座果期、初果期、盛果期亏水处理在相应亏水生育期的日耗水量明显降低。此外,随着施氮量的增加,所有处理的日耗水量、总耗水量,表现为N3>N2>N1。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-14
第一章绪论  14-24
  1.1 研究背景  14-16
  1.2 国内外研究现状  16-23
    1.2.1 水分和养分对作物生长发育和生理特性的影响  16-18
    1.2.2 水分和养分对蔬菜作物产量和水分利用效率的影响  18-21
    1.2.3 水分和养分对作物氮素吸收利用及其生长的土壤环境的影响  21-23
  1.3 需要进一步研究的问题  23-24
第二章研究内容和方法  24-29
  2.1 研究内容  24
  2.2 技术路线  24-25
  2.3 研究方法  25-28
    2.3.1 试验区概况  25
    2.3.2 试验材料  25
    2.3.3 试验设计  25
    2.3.4 测定项目及测定方法  25-28
  2.4 数据统计与分析  28-29
第三章不同生育期水分亏缺和施氮对茄子生长发育的影响  29-44
  3.1 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子株高的影响  29-31
  3.2 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子茎粗的影响  31-32
  3.3 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子叶片数的影响  32-33
  3.4 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子叶面积指数的影响  33-34
  3.5 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子根系生长的影响  34-35
  3.6 不同生育期水分亏缺和施氮对根系重量空间分布特征的影响  35-36
  3.7 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子根系活力的影响  36-37
  3.8 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子干物质积累的影响  37-39
  3.9 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子根冠比的影响  39-40
  3.10 讨论  40-44
    3.10.1 不同生育期水分亏缺和施氮对植株地上部生长发育的影响  40-41
    3.10.2 不同生育期水分亏缺和施氮对植株地下部生长发育的影响  41-43
    3.10.3 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子生物量以及根冠比的影响  43-44
第四章不同生育期水分亏缺和施氮对茄子光合特性的影响  44-54
  4.1 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子净光合速率的影响  44-46
  4.2 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子蒸腾速率日变化特征的影响  46-48
  4.3 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子气孔导度日变化特征的影响  48-50
  4.4 不同生育期水分亏缺和施氮对饱和光强下茄子光合特性的影响  50-52
  4.5 讨论  52-54
第五章不同水肥配合对茄子产量和水分利用效率的影响  54-62
  5.1 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子日耗水量的影响  54-55
  5.2 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子单株总耗水量的影响  55-56
  5.3 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子总产量和水分利用效率的影响  56-57
  5.4 不同生育期水分亏缺和施氮条件下茄子水分生产函数的建立  57-58
  5.5 不同生育期水分亏缺和施氮条件下茄子水分敏感系数的敏感分析  58-59
  5.6 讨论  59-62
第六章不同生育期水分亏缺和施氮对茄子氮素吸收和根区土壤氮素迁移的影响  62-70
  6.1 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子各部位氮素吸收的影响  62-64
  6.2 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子氮素利用的影响  64-65
  6.3 不同生育期水分亏缺和施氮对茄子根区土壤硝态氮含量的影响  65-68
  6.4 讨论  68-70
第七章结论  70-73
参考文献  73-78
附录  78-80
致谢  80-81
作者简介  81

水分亏缺和施氮对茄子生长和水氮利用的影响

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