中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (11): 2225-2238.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.11.011
收稿日期:
2025-01-24
接受日期:
2025-02-22
出版日期:
2025-06-01
发布日期:
2025-06-09
通信作者:
联系方式:
李晓雁,E-mail:lixy7071@163.com。
基金资助:
LI XiaoYan(), DU YaDan(
), HU XiaoTao, LU YiNing, GU XiaoBo
Received:
2025-01-24
Accepted:
2025-02-22
Published:
2025-06-01
Online:
2025-06-09
摘要:
【目的】 探究加气滴灌下水氮耦合对番茄产量和水分利用效率(WUE)的影响,为西北地区番茄种植提供科学的水氮管理依据。【方法】 于2023年和2024年进行两茬温室试验,通过微纳米气泡发生装置在加气滴灌下设置W1(50% ETC)、W2(75% ETC)和W3(100% ETC)3个灌水水平(ETC为实际作物蒸发蒸腾量),N1(0)、N2(150 kg·hm-2)和N3(250 kg·hm-2)3个施氮水平,以传统滴灌下W3(100% ETC)N3(250 kg·hm-2)作为对照处理(CK),研究其对番茄土壤含水量、水力特性、光合特性和产量的影响。【结果】 加气滴灌促进了番茄对土壤水分的吸收利用,改善了植株水力特性和叶片光合特性,使产量和水分利用效率分别提高1.21%—1.84%和1.84%—2.25%。加气滴灌下,优化水氮管理可进一步促进番茄生长和产量提高。土壤含水量随灌水量的增加而增加但随施氮量的增加而降低,在W3N1处理达到最大值,较其他处理提高0.31%—19.37%;番茄茎水势、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和叶绿素相对含量(SPAD)均随灌水量和施氮量的增加而增加,分别在W3N3和W2N3处理达到最大值,较其他处理提高0.95%—104.86%;木质部导水率损失值(PLC)随灌水量和施氮量的增加而降低,在W3N3处理降至最小值,较其他处理降低11.27%—69.24%。亏缺灌溉下施氮缓解了番茄植株的水分胁迫,且亏缺灌溉W2下土壤含水量、茎水势、PLC、Pn、Gs和SPAD的改善效果较W1显著提高17.37%—21.16%。春夏茬和秋冬茬番茄产量均在W2N3处理达到最大值,两茬番茄WUE分别在W2N3和W1N3处理达到最大,秋冬茬W1N3处理WUE较W2N3提高1.02%,但产量大幅降低15.25%。通过路径分析发现,加气滴灌下土壤含水量对产量的直接效应系数为0.439,而土壤含水量通过茎水势、PLC、Pn和Gs对产量的间接效应系数分别为0.952、0.852、0.582和0.494。【结论】 加气滴灌下施氮可改善不同灌水条件下番茄的水力特性,增强叶片光合能力,进而提高番茄产量。综合考虑产量和水分利用效率,西北地区番茄的适宜灌水量和施氮量分别为75% ETC和250 kg·hm-2。
李晓雁, 杜娅丹, 胡笑涛, 卢怡宁, 谷晓博. 加气滴灌下施氮对番茄水力特性和光合能力的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(11): 2225-2238.
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表1
不同处理对番茄果数、单果重、产量和水分利用效率的影响"
处理 Treatment | 果数 Fruit number | 单果重 Single fruit weight (g) | 产量 Yield (t·hm-2) | 水分利用效率 WUE (kg·m-3) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
春夏茬Spring-summer tomato | W1N1 | 14.89±1.76d | 93.80±7.96e | 66.46±3.01f | 35.32±1.60d | |
W1N2 | 16.44±1.67bcd | 103.98±11.23cde | 81.31±2.20de | 44.20±1.19b | ||
W1N3 | 17.00±1.73abc | 115.39±13.26bc | 93.17±2.14c | 51.09±1.18a | ||
W2N1 | 16.33±1.50bcd | 100.61±6.88de | 78.48±3.02e | 35.31±1.36d | ||
W2N2 | 17.44±2.66abc | 114.64±17.59bc | 94.05±2.89c | 43.00±1.32bc | ||
W2N3 | 17.00±1.87abc | 137.48±11.65a | 111.30±4.15a | 52.05±1.94a | ||
W3N1 | 15.44±1.59cd | 111.59±9.47bcd | 82.11±2.44d | 34.13±1.01d | ||
W3N2 | 18.67±2.18a | 112.89±11.78bcd | 100.12±3.91b | 41.61±1.63c | ||
W3N3 | 17.67±1.73ab | 121.73±11.36b | 102.42±2.11b | 42.57±0.88c | ||
CK | 18.00±2.24ab | 118.76±15.66b | 101.19±3.90b | 41.80±1.61c | ||
秋冬茬Autumn-winter tomato | W1N1 | 14.22±0.83g | 116.63±6.54d | 79.42±2.18g | 50.27±1.38d | |
W1N2 | 15.89±1.36def | 122.79±10.27cd | 93.10±3.67ef | 59.39±2.34b | ||
W1N3 | 16.11±1.27cde | 127.33±10.45bc | 97.94±3.04cd | 63.25±1.97a | ||
W2N1 | 15.33±1.19ef | 123.37±9.95cd | 90.35±2.48f | 48.90±1.34d | ||
W2N2 | 16.33±0.87bcde | 127.50±7.58bc | 99.82±5.61c | 54.52±3.07c | ||
W2N3 | 17.00±1.22abcd | 142.24±11.22a | 115.56±4.79a | 62.61±2.59a | ||
W3N1 | 14.89±1.17fg | 134.44±10.23ab | 95.59±1.93de | 48.84±0.99d | ||
W3N2 | 17.11±0.78abc | 126.40±9.81bcd | 103.65±6.91b | 52.72±3.51c | ||
W3N3 | 17.56±1.24a | 126.24±10.21bcd | 105.89±3.81b | 54.10±1.95c | ||
CK | 17.44±0.88ab | 124.51±7.60bcd | 103.98±1.79b | 52.91±0.91c | ||
显著性分析(F值)Significance analysis (F value) | ||||||
春夏茬Spring-summer tomato | A | ns | ns | ns | ns | |
N | 515.76*** | 8.18** | 24.69*** | 642.65*** | ||
W | 199.29*** | ns | 9.26*** | 74.96*** | ||
N×W | 15.83*** | ns | 2.86* | 29.35*** | ||
秋冬茬Autumn-winter tomato | A | ns | ns | ns | ns | |
N | 140.41*** | 26.96** | 4.58* | 163.96*** | ||
W | 77.77*** | 7.48** | 6.34** | 47.96*** | ||
N×W | 11.03*** | ns | 5.15** | 12.92*** |
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