咸水灌溉对南疆设施番茄土壤水盐运移及产量品质的影响
开发利用南疆地区较为丰富的地下咸水资源是有效缓解区域性淡水资源紧缺的重要举措之一,但不合理的咸水灌溉易加重土壤盐渍化程度,产生盐分胁迫,进而影响作物生理生长并导致减产。本文于2021年在新疆生产建设兵团第一师塔里木大学水利与建筑工程学院试验基地连栋温室内进行了设施番茄咸水灌溉试验,灌溉方式为地表滴灌,设置四组灌水矿化度梯度,分别为2 g·L-1（T1）、4 g·L-1（T2）、6 g·L-1（T3）和8 g·L-1（T4）,并以淡水灌溉为对照（CK）,研究了不同矿化度咸水灌溉对土壤水盐分布、作物生长生理、品质及产量的影响,确定适宜南疆设施番茄灌溉需求的咸水矿化度阈值,以期为南疆地区合理利用咸水资源提供理论依据。主要研究成果包括:（1）咸水灌溉条件下,土壤含水率随生育期推进呈增大加后下降的趋势,各处理含水率均在开花结果期达到最大值,且随灌水矿化度的升高逐渐增大;土壤含水率主要集中在20～60 cm土层,表层及深层土壤含水率相对较低;水平方向表现为开花期和开花结果期土壤含水率主要集中在距离滴灌带20～50 cm处,开花结果盛期至结果末期距离滴灌带越远土壤含水率越小。（2）咸水灌溉条件下CK处理土壤平均含盐量随着生育期的推进逐渐减小,土壤脱盐率达到5.73%,T1-T4处理土壤含盐量随生育期推进逐渐累积,至结果末期土壤积盐率分别达到74.11%、138.64%、336.33%及447.47%,处理间积盐率差异显著（P＜0.05）;土壤含盐量随土层深度的增大逐渐减小,随生育期推进和灌水矿化度的提高土壤盐分整体呈累积趋势;水平方向随距离滴灌带距离增大呈先增大后减小趋势,盐分主要积聚在距离滴灌带20～50 cm处,其中T3和T4处理水平方向含盐量整体较高。（3）当灌水矿化度小于4 g·L-1时对设施番茄株高和茎粗起到一定程度的促进作用,T1和T2处理的株高分别较CK处理增加5.32%和7.07%,茎粗分别增加8.23%和9.24%;地上部分干物质累积量随灌水矿化度的增加呈下降趋势,T4处理减少75.08%;CK、T1、T2、T3及T4处理运用Logistic模型拟合番茄最大株高分别为158.36 cm、165.55 cm、169.32 cm、133.41 cm和88.89 cm,拟合值与实测值拟合相关系数R~2为0.99。（4）咸水灌溉条件下,设施番茄叶片叶绿素含量和类胡萝卜素含量分别在开花结果期和开花结果盛期达到最大;各生育期阶段叶绿素含量与类胡萝卜素含量均随灌水矿化度提高呈先增大后减小趋势,开花结果期至结果末期叶绿素含量和类胡萝卜素含量均表现为T1和T2处理较高;番茄叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性随灌水矿化度的提高呈先增大后减小的趋势,过氧化物酶（POD）活性随灌水矿化度提高呈先减小后增大趋势;番茄叶片中可溶性糖、脯氨酸（Pro）含量及过氧化氢酶（CAT）活性以及番茄果实中SOD、POD及CAT活性均随灌水矿化度的提高逐渐增大;当灌水矿化度大于6 g·L-1时蛋白含量显著增加。（5）咸水灌溉条件下,产量和灌溉水利用效率（IWUE）随灌水矿化度的增大均呈先升高后降低的趋势,灌水矿化度为2 g·L-1时产量最高,达到36046.90 kg·hm-2;灌水矿化度高于2 g·L-1时,抑制了作物的生长,降低了产量,最终导致灌溉水利用效率下降;相关分析表明,单株结果数、单果质量及灌水矿化度对设施番茄产量的影响较为显著。灌水矿化度为2 g·L-1时可显著提高（P＜0.05）番茄果实硬度;灌水矿化度为4 g·L-1时可显著提高（P＜0.05）番茄果实中可溶性固形物、Vc、硝酸盐、总酸及总酚含量;灌水矿化度为6 g·L-1时可显著提高（P＜0.05）可溶性糖含量。综合考虑咸水灌溉对土壤水盐和设施番茄的生长生理及产量和品质等指标的影响,本研究初步得出,在淡水资源紧缺但咸水资源较为丰富的南疆地区,可尝试采用2～4 g·L-1矿化度的咸水对设施番茄进行灌溉。
- 作者：
- 马嘉莹
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2022年
- 导师姓名：
- 王兴鹏；李朝阳
- 中图分类号：
- S641.2；S626
- 关键词：
- 设施番茄；咸水灌溉；土壤水盐运移；生理生长特性；产量；品质
-
- 基金项目：
- 塔里木大学校长基金创新团队项目“南疆劣质水资源安全处理与灌溉创新研究团队”（项目编号:2021AA003）课题主持人:王兴鹏 教授（塔里木大学）