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加气滴灌温室辣椒增产与根际微域间的作用机制研究

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加气滴灌温室辣椒增产与根际微域间的作用机制研究

作者：孙克平华北水利水电大学

学位级别：硕士

加气滴灌优化调控土壤水气配比,改善土壤通气状况,有效缓解地下滴灌作物根际土壤缺氧症状,改变根际微环境,进而打开作物高产的大门。然而关于加气滴灌下根际土壤DOM组分及土壤腐殖化对土壤通气性、土壤酶等微环境因子及其与作物生产间... 详细信息

加气滴灌优化调控土壤水气配比,改善土壤通气状况,有效缓解地下滴灌作物根际土壤缺氧症状,改变根际微环境,进而打开作物高产的大门。然而关于加气滴灌下根际土壤DOM组分及土壤腐殖化对土壤通气性、土壤酶等微环境因子及其与作物生产间的响应关系尚未明确。本研究在常规水肥地下滴灌的基础上,集成加气滴灌技术,以温室辣椒为研究对象,采用田间试验,设置灌水量(0.6和1.0倍作物-蒸发皿系数)、施氮量(225 kg/hm和300 kg/hm)和加气量(加气比率15%和0)3因素2水平随机区组试验,采用三维荧光光谱、结构方程模型(SEM)等方法系统研究加气滴灌对土壤DOM荧光光谱特性变化效应、土壤通气性、土壤酶、作物生产的影响,进一步解析提升作物生产及其与根际微域耦联关系,揭示加气滴灌-根际微域环境-作物生产间的作用机制,为水肥气精准调控提供支持。主要结论如下:(1)加气滴灌促进温室辣椒根系茁壮生长,增强对土壤营养的吸收能力,提高辣椒叶片叶绿素含量、光合作用,促进温室辣椒干物质积累、产量和品质的显著提升。较常规地下滴灌处理,加气滴灌处理温室辣椒干物质积累、产量、Vc含量和可溶性蛋白质含量分别显著提高20.54%、49.89%、8.15%和6.47%(P辣椒生长、生理和养分对温室辣椒产量形成的贡献程度依次是:养分>生理>生长,养分对温室辣椒产量的影响主要来自间接作用,即对影响温室辣椒产量形成的生长和生理的作用。加气滴灌模式下,生理对温室辣椒产量影响的直接效应(0.816)与生理对生长的直接效应(0.917)基本一致,而常规地下滴灌模式,生理对温室辣椒产量影响的直接效应(0.266)小于生理对生长的直接效应(0.928)。(3)根区加气使灌溉后土壤氧气扩散速率(ODR)和氧化还原电位(ORP)显著提高,与常规地下滴灌处理相比,加气滴灌显著提高土壤中NO-N含量、脲酶活性和蔗糖酶活性,降低NH-N含量。(4)在加气滴灌和常规地下滴灌模式下土壤DOM组分均以类腐殖酸物质>类富里酸物质>类色氨酸蛋白质物质为主,类酪氨酸蛋白质物质和溶解性微生物代谢产物为辅。在低水低氮和低水常氮条件下根区加气促进土壤DOM各组分的耗损,而在高水低氮和高水常氮条件下根区加气促进小分子类蛋白物质耗损的同时有助于分子量较高的腐殖质类物质的积累。辣椒生育末期加气处理腐殖化指数范围为8.47～9.94,高水低氮和常氮条件下,加气处理腐殖化程度较对照处理提高57.11%和78.36%(P温室辣椒生长发育,促进营养物质的吸收,增加干物质的积累,提高辣椒产量和改善品质。通过结构方程模型各路径作用效果分析可知,土壤矿质氮含量、土壤酶活性、土壤通气性是温室辣椒增产提质的关键环境因子,土壤蛋白质物质对温室辣椒产量和品质的影响主要来自间接作用,即对影响产量形成和品质改善的生长生理的作用。

关键词：加气滴灌温室辣椒产量、品质三维荧光光谱土壤DOM荧光特性结构方程模型

苏南地区温室辣椒生长过程对水氮供应模式的响应试验及模拟研究

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苏南地区温室辣椒生长过程对水氮供应模式的响应试验及模拟研究

作者：李迷江苏大学

学位级别：硕士

确定设施农业节水灌溉条件下作物的最优水肥供应模式,对于充分发挥水肥的协同作用,提高作物对水肥的利用效率,减少农田生态污染具有重要意义,也是实现设施农业水肥资源合理调配和高效现代农业节水减肥的重要途径。本研究通过对苏南地区... 详细信息

确定设施农业节水灌溉条件下作物的最优水肥供应模式,对于充分发挥水肥的协同作用,提高作物对水肥的利用效率,减少农田生态污染具有重要意义,也是实现设施农业水肥资源合理调配和高效现代农业节水减肥的重要途径。本研究通过对苏南地区温室辣椒设置主区灌水水平:W1(55%ET)、W2(70%ET)、W3(85%ET)、W4(100%ET),其中ET为充分灌溉条件辣椒的蒸发蒸腾量,和副区施氮水平:N0(0 kg hm)、N1(100 kg hm)、N2(200 kg hm)、N3(300 kg hm)的二因素裂区试验,共16个水肥处理,观测秋冬季(2020年)和春夏季(2021年)种植辣椒生育期内土壤环境因子及作物生长发育等指标,分析不同水氮供应对辣椒生育期内土壤环境、植株生长及生理特性、产量和水肥利用效率等指标的影响规律;基于辣椒生育期内实测物候期、产量、叶面积指数LAI、蒸发蒸腾量ET和土壤含水率VWC等数据率定作物生长模型(DSSAT-CROPGRO-Pepper模型)中作物品种参数,确定适用于苏南地区温室辣椒的生长模型,提出苏南地区温室辣椒优化的水氮供应方案。主要结论如下:(1)不同水氮供应下辣椒生育期内土壤NO-N含量随着土壤深度的增加而减少,相同灌溉条件下土壤NO-N含量随着施氮量的增加呈增长趋势,而在相同施氮条件下土壤NO-N含量随着灌水量的增加而降低。过量施氮会导致更多土壤NO-N淋失,且淋失量随灌水量增加而增大,其中施氮200 kg hm(N2)水平下,中水(W3)和低水(W2)相比充分灌水(W4)有效降低土壤NO-N淋失量22.5%和46.3%。(2)灌水量和施氮量对辣椒株高和叶面积指数LAI有极显著影响(P辣椒茎粗无显著影响(P>0.05)。适当减少灌水和施氮可以促进辣椒株高增大。尽管灌水量和施氮量的增加均能够显著增加LAI,但不同水氮供应对LAI的促进效果有较大差异,其中W2N2、W2N3和W3N3处理对促进LAI增大的作用显著。(3)适当减少灌水量可以增强辣椒光合速率和气孔导度(W3>W2>W4>W1),增施氮肥可以提高辣椒叶片光合速率和气孔导度(N3>N2>N1>N0)。辣椒叶片光合速率在W3N3、W2N3处理下表现最好,气孔导度在W2N2、W2N3、W3N2、W3N3处理下有较大的提高,在W3N3处理下表现最好。(4)增加灌水量显著增加辣椒耗水量,产量呈先增大后减小(W3>W2>W4>W1),WUE呈下降趋势(P辣椒产量和WUE较N2水平下平均仅提高了0.65%和9.63%。适当减少灌水量(W3和W2)以及施氮量(N2)有利于促进辣椒果实形成,达到增产效果。综合考虑肥料利用效率指标,W3N2和W2N2处理可以在提高辣椒产量的同时获得较高的水肥利用效率。(5)基于辣椒生育期内实测物候期、产量、WUE、LAI、VWC和ET等数据率定的DSSAT-CROPGRO-Pepper模型可以准确模拟辣椒物候期、产量和WUE(平均相对误差ARE分别为9.24%,11.65%和9.13%)。模型估算LAI与实测值具有很好的相关性(决定系数R和Nash-Sutcliffe效率NSE>0.95),但模型高估了不同水氮处理辣椒LAI(残余质量系数CRM辣椒生育期内VWC,其中W3水平下模拟精度最高(n RMSE=10.31%)。模型中基于Priestley-Taylor方法模拟温室辣椒日ET的准确度优于FAO-56 Penman-Monteith方法(n RMSE分别为20.33%和26.79%)。基于DSSAT-CROPGRO-Pepper模型对不同水氮供应模式下温室辣椒的生长过程进行模拟,初步确定底肥施氮80 kg hm,结果初期追施氮肥120 kg hm的施肥方式,配合灌溉定额为236 mm,灌水间隔为5 d的灌水方案为适宜苏南地区温室辣椒的最佳水氮供应模式。

关键词：水氮供应温室辣椒土壤硝态氮产量苏南地区

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温室辣椒育苗及栽培基质配方研究

南方农机 2022年第22期53卷 44-46页

作者：王雪青罗朝晖江西省南城县建昌镇便民服务中心江西抚州344000

为了应用蛭石、炉渣、菇渣等材料筛选出温室辣椒培育最佳的基质配方,为地区辣椒栽培降低成本,研究组将“猪大肠”辣椒在蛭石、炉渣、菇渣中分别制成育苗与栽培基质,探究多种基质配比对辣椒出苗率、生长等指标的影响,再以纯蛭石作为对照... 详细信息

为了应用蛭石、炉渣、菇渣等材料筛选出温室辣椒培育最佳的基质配方,为地区辣椒栽培降低成本,研究组将“猪大肠”辣椒在蛭石、炉渣、菇渣中分别制成育苗与栽培基质,探究多种基质配比对辣椒出苗率、生长等指标的影响,再以纯蛭石作为对照,分析不同基质配方下辣椒的株高、茎粗等各项指标的差异。研究结果表明,蛭石与菇渣联合后协同性较差,不利于温室辣椒的育苗,而蛭石与炉渣的协同性明显优于蛭石与菇渣,因此在温室辣椒培育中CK(采用蛭石制成的培养基质对照组)更适合辣椒培育。采用蛭石与炉渣的培育方式,辣椒生长的各项指标更优,成本也较低,适合广泛推广。

关键词：温室辣椒育苗栽培基质

水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力及细菌群落的影响

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农业工程学报 2021年第1期37卷 158-166页

作者：雷宏军肖哲元张振华金翠翠潘红卫孙克平席海鹏华北水利水电大学水利学院郑州450046 鲁东大学资源与环境工程学院烟台264039

为揭示水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力、细菌多样性及群落的影响,该研究设置施氮量(225和300 kg/hm^(2))、通气量(通气比率为15%和0)和灌水量(0.6和0.9倍作物-蒸发皿系数)3因素2水平试验,采用高通量测序等方法研究土壤细菌群落与土壤... 详细信息

为揭示水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力、细菌多样性及群落的影响,该研究设置施氮量(225和300 kg/hm^(2))、通气量(通气比率为15%和0)和灌水量(0.6和0.9倍作物-蒸发皿系数)3因素2水平试验,采用高通量测序等方法研究土壤细菌群落与土壤通气性指标、土壤肥力因子之间的关系。结果表明,低水量常氮氧灌和高水量常氮氧灌条件下,果实膨大期灌水后3 d的土壤溶解氧、土壤呼吸和氧化还原电位分别较不加氧对照组增加16.73%、38.78%、26.04%和18.58%、46.58%、29.09%(P<0.05)。低水量低氮氧灌和高水量低氮氧灌条件下,土壤可溶性有机碳、硝态氮含量较不加氧对照组分别增加26.40%、28.22%和19.67%、18.46%(P<0.05);低水量常氮氧灌和高水量常氮氧灌条件下,土壤可溶性有机碳、硝态氮含量较不加氧对照组分别增加20.38%、19.25%和17.49%、17.93%(P<0.05)。Shannon、Pielou-e指数表明,加氧处理可显著提高细菌群落多样性和均匀性,而高水量和常氮处理只提高细菌群落均匀性(P<0.05)。常氮高水量下,加氧处理的硝化螺旋菌属(硝化作用)和芽孢杆菌属(固氮作用)相对丰度较对照增加24.24%和20.11%,而土微菌属(反硝化作用)相对丰度较对照降低22.66%;加氧低水量下,常氮处理的硝化螺旋菌属和芽孢杆菌属相对丰度较对照增加22.95%和34.12%(P<0.05)。高水量低氮和常氮条件下,加氧处理的放线菌门相对丰度较对照增加16.84%和13.37%;高水量常氮条件下,加氧处理的γ-变形杆菌较对照降低15.75%(P<0.05)。土壤呼吸、Eh与Shannon指数、硝态氮含量、硝化螺旋菌属和芽孢杆菌属呈显著正相关,与γ-变形杆菌呈显著负相关。综上,水氮耦合氧灌能有效改善土壤通气性改变细菌群落结构,提升土壤肥力,为设施蔬菜水肥高效利用提供理论依据。

关键词：灌溉水土壤水氮耦合氧灌土壤肥力温室辣椒

戈壁温室辣椒有机生态型无土栽培水分量化管理指标研究

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农业科技通讯 2023年第5期 130-132页

作者：李佳豫孟秀芳陈媛李文燕夏思雨陈修斌河西学院农业与生态工程学院甘肃张掖734000

为获得戈壁温室辣椒有机生态型无土栽培适宜灌水指标,本文作者采用田间随机区组试验设计方法,研究了5种不同水分处理对辣椒生长及产量、品质的影响。结果表明,基质水分占田间持水量80%的处理(A4)辣椒植株的光合速率、蒸腾速率、叶片胞间... 详细信息

为获得戈壁温室辣椒有机生态型无土栽培适宜灌水指标,本文作者采用田间随机区组试验设计方法,研究了5种不同水分处理对辣椒生长及产量、品质的影响。结果表明,基质水分占田间持水量80%的处理(A4)辣椒植株的光合速率、蒸腾速率、叶片胞间CO_(2)和气孔导度的数值最高;其株高、茎粗、单株结果数、单株产量和折亩产量分别为119.54 cm、1.64 cm、34.62个、1.57 kg和3815.10 kg,显著高于其他处理,且该处理下辣椒果实的品质最优。该研究结果可为戈壁温室辣椒实现水分高效利用及高产优质化栽培提供理论依据。

关键词：温室辣椒无土栽培水分指标戈壁

辽西日光温室辣椒主要病害的发生与综合防治技术

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中文科技期刊数据库（全文版）农业科学 2022年第11期 118-120页

作者：陈玉华辽宁省喀左县种子管理站辽宁朝阳122300

辣椒是本地区温室主栽作物之一,由于常年连作,导致病害逐年加重,给菜农带来一定的经济损失。针对当前温室辣椒栽培现状,技术人员对温室辣椒主要病害发生情况进行了调查研究,并采用综合防治技术对辣椒主要病害进行了防治,取得了显著效果... 详细信息

辣椒是本地区温室主栽作物之一,由于常年连作,导致病害逐年加重,给菜农带来一定的经济损失。针对当前温室辣椒栽培现状,技术人员对温室辣椒主要病害发生情况进行了调查研究,并采用综合防治技术对辣椒主要病害进行了防治,取得了显著效果。为了提高日光温室辣椒栽培效益,对辣椒主要病害的症状、发病原因和防治方法进行了分析。

关键词：温室辣椒病害发生综合防治

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温室辣椒需水信息的研究

温室辣椒需水信息的研究

作者：胡炳旭吉林农业大学

学位级别：硕士

由于温室大棚有其自己相对独立的气候环境,与传统大田有很大区别,因此本试验在松原市一温室大棚内进行辣椒需水信息方面的研究,收集温室内辣椒水分需求的相关数据。试验样品选取开花座果期的牛角椒,并对辣椒所处的大棚进行气象因素(温... 详细信息

由于温室大棚有其自己相对独立的气候环境,与传统大田有很大区别,因此本试验在松原市一温室大棚内进行辣椒需水信息方面的研究,收集温室内辣椒水分需求的相关数据。试验样品选取开花座果期的牛角椒,并对辣椒所处的大棚进行气象因素(温度、光照、湿度、风速)监测。探讨这些因素与影响作物需水的重要指标——叶水势及气孔阻力之间的关系,并对蒸腾效率进行试验分析,发现光照过强会抑制蒸腾作用,进而抑制辣椒的水分需求,从而获得各环境因素与辣椒生长及水分需求之间的规律。研究表明,调节温室内空气温度、湿度及光照强度对高效利用水分有很大影响。在对辣椒需水规律有一定了解后,本文对如何判定辣椒处于缺水状态进一步进行研究,采用以叶温来判断辣椒是否处在水分亏缺状态的指标。当采用充分供水和水分供应不足两种情况时,叶温有明显差异。从而验证了叶温与水分供应之间的联系。并对大气饱和压差、太阳净辐射等因素与辣椒的水分亏缺情况判定确立一定的联系。以达到对辣椒的水分供应状况有科学的了解。通过对上述试验方案的实施,可实现对温室大棚内种植的辣椒需水及水分亏缺状况进行初步分析,也可为温室内种植作物水分需求方面提供一定的参考。

关键词：设施农业温室辣椒需水信息

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日光温室辣椒高效种植关键技术

农家科技 2022年第4期 37-38页

作者：徐树兵张素梅周华山东省单县农业农村局 274300

近年来,山东省单县保护地蔬菜发展迅速,特别是温室辣椒面积逐年增加,但在温室生产中存在如优良品种较少、产量不高、经济效益上不去等因素,制约了当地辣椒产业的发展。为解决这一难题,单县大力开展温室辣椒种植示范推广,通过引进优良品... 详细信息

近年来,山东省单县保护地蔬菜发展迅速,特别是温室辣椒面积逐年增加,但在温室生产中存在如优良品种较少、产量不高、经济效益上不去等因素,制约了当地辣椒产业的发展。为解决这一难题,单县大力开展温室辣椒种植示范推广,通过引进优良品种、采用新技术措施,形成了一套日光温室辣椒高产栽培技术。一、温室的选择温室种植辣椒一般采用保温性能较好的新建日光温室。二、栽培季节8月上旬播种育苗,10月上旬定植,12月开始采摘,采收期长达3~4个月。

关键词：保护地蔬菜栽培季节温室种植播种育苗高效种植温室生产温室辣椒优良品种

土壤含水量对结果期温室辣椒生长及果实品质的影响

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2010年第1期38卷 154-160页

作者：彭强梁银丽陈晨朱娟娟韦泽秀贾文燕吴燕西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 西北农林科技大学生命科学学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

【目的】研究土壤含水量对结果期温室辣椒(CapsicumannuumL.)生长、果实品质、干物质分配及水分利用效率的影响,以确定温室辣椒结果期的最佳土壤含水量,提高设施蔬菜水分利用效率。【方法】以精选牛角椒为研究对象,经4个土壤含水量(土... 详细信息

【目的】研究土壤含水量对结果期温室辣椒(CapsicumannuumL.)生长、果实品质、干物质分配及水分利用效率的影响,以确定温室辣椒结果期的最佳土壤含水量,提高设施蔬菜水分利用效率。【方法】以精选牛角椒为研究对象,经4个土壤含水量(土壤含水量分别为田间持水量的40%～55%(A1),55%～70%(A2),70%～85%(A3)和85%～100%(A4))的水分处理后,测定并分析植株生长、果实品质、干物质分配、产量和水分利用效率的变化规律。【结果】在土壤含水量为田间持水量的70%～85%时,同化物在辣椒地上和地下部分的分配更趋合理,产量最高,为6.05 kg/m2;在土壤含水量为田间持水量的55%～70%时,辣椒果实品质各项指标均达到最大值,其中Vc、游离氨基酸、可溶性总糖和可溶性蛋白质含量分别为1.16 mg/g,363.6μg/g,19.4 mg/g和19.7 mg/g,此时水分利用率也最大,为28.66 kg/m3,分别比A1、A3、A4处理提高了19.5%,30.3%和51.3%。【结论】综合考虑水分对果实品质、干物质分配以及水分利用效率和产量的影响后认为,土壤含水量为田间持水量的55%～70%,可以作为辣椒结果期理想的土壤水分控制指标。

关键词：土壤含水量温室辣椒生长发育果实品质水分利用率