河西绿洲冷凉灌区膜下滴灌食用向日葵水分调控效应研究

作     者：陈谢田 

作者单位：甘肃农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张恒嘉

授予年度：2021年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：生理生长特性 耗水特性 产量 品质 水分亏缺 食用向日葵 河西绿洲 

摘      要：农业灌溉水资源短缺和灌溉模式粗放问题已成为制约河西绿洲地区农业可持续发展的重要因素。食用向日葵作为一种耐低温、耐盐碱和抗干旱的经济作物,具有巨大的节水潜力,目前在河西绿洲地区被广泛种植。本文基于2020年4-9月在河西绿洲冷凉灌区开展的食用向日葵膜下滴灌水分调亏试验,研究了食用向日葵生理生长特性、耗水特性、产量、品质及水分利用效率对水分亏缺的响应机制。试验共设了4个水分梯度,分别为充分灌溉(75%～85%田间持水量,FC)和轻度(65%～75%FC)、中度(55%～65%FC)、重度(45%～55%FC)水分亏缺。试验包括1个全生育期充分灌溉处理(CK)和9个水分亏缺处理,其中水分亏缺处理分别为:苗期轻度水分亏缺(T1)、苗期轻度+成熟期轻度水分亏缺(T2)、苗期轻度+成熟期中度水分亏缺(T3)、苗期中度水分亏缺(T4)、苗期中度+成熟期轻度水分亏缺(T5)、苗期中度+成熟期中度水分亏缺(T6)、苗期重度水分亏缺(T7)、苗期重度+成熟期轻度水分亏缺(T8)、苗期重度+成熟期中度水分亏缺(T9)。主要研究结果如下:(1)不同水分亏缺处理下食用向日葵0-25cm土壤平均温度的变化规律为:重度水分亏缺中度水分亏缺轻度水分亏缺充分灌溉。在同一生育期,膜下5cm处土壤温度的日变幅较大,而膜下25cm处土壤温度的日变幅较小。(2)不同水分亏缺处理下食用向日葵株高、茎粗、干物质积累量均呈“S型变化趋势,叶面积指数(LAI)呈“单峰变化趋势。苗期不同水分亏缺对食用向日葵生长发育会产生一定的抑制作用,在苗期末,水分亏缺处理下株高、茎粗、LAI和干物质积累量较CK分别下降8.48%-24.53%、2.72%-23.23%,5.10%-24.49%和8.73%-23.72%。现蕾期和开花期复水之后,苗期轻度水分亏缺处理(T1、T2、T3)能够产生完全补偿恢复性生长,其株高、茎粗、LAI和干物质积累量到开花末期与CK相比均无显著差异(P0.05);成熟期的水分亏缺对株高、茎粗已无影响,但降低了LAI和干物质积累量,与CK相比降幅分别为7.58%-44.01%和8.69%-26.71%。(3)苗期和成熟期水分亏缺均会显著降低食用向日葵叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)(P开花期苗期成熟期。(5)所有水分亏缺处理中,T1、T2、T4和T5处理的产量与CK处于同一水平(P0.05),其中T1处理的食用向日葵产量最高,较CK高出1.14%。其余水分亏缺处理的产量均显著低于CK(P0.05),其中T1处理的粗脂肪和粗蛋白含量较CK分别提高1.93%和0.61%,T4处理的粗蛋白含量较CK高出1.32%。成熟期中度水分亏缺(T3、T6、T9)会显著降低食用向日葵粗脂肪和粗蛋白含量(P0.05)。(7)综合食用向日葵耗水量、灌水量、产量、水分利用效率及其品质分析,T4处理在达到稳产的情况下,耗水量和灌水量较CK分别降低9.55%和16.37%,节约水量为53.65mm,WUE和IWUE较CK分别提高10.71%和18.80%,同时还改善了食用向日葵品质,所以可将苗期中度水分亏缺(T4)作为河西绿洲冷凉灌区食用向日葵最优的调亏灌溉方案。(8)利用Blank模型和Jensen模型拟合了食用向日葵不同生育期耗水量与产量之间的关系,结果发现,Jensen模型的拟合结果优于Blank模型,可将Jensen模型作为适合河西绿洲冷凉灌区食用向日葵的水分生产函数模型。其中由Jensen模型拟合得到的水分敏感指数(?)是现蕾期最大,为0.417,开花期次之,成熟期再次之,苗期最小,为0.163。