第 27 卷第 9 期 2021 年 9 月 水利科技與經(jīng)濟 Water Conservancy Science and Technology and Economy Vol 27 No 9 Sep 2021 收稿日期 2021 02 22 作者簡介 韋 琦 2000 男 江蘇鹽城人 本科在讀 研究方向為農(nóng)業(yè)水利 李思穎 2001 女 江蘇常州人 本 科在讀 研究方向為水務(wù)工程 蘆治宇 2001 男 河北南和人 本科在讀 研究方向為農(nóng)業(yè)水利 白胤豪 2000 男 湖北荊州人 本科在讀 研究方向為農(nóng)業(yè)水利 張慶龍 2001 男 山東日照人 本科在讀 研究方向為農(nóng)業(yè)水利 柏玥辰 2002 男 江蘇鹽城人 本科在讀 研究方向為農(nóng)業(yè)水利 doi 10 3969 j issn 1006 7175 2021 09 006 基于不同生物炭添加量和灌水定額 對番茄生長發(fā)育的影響 韋 琦 a 李思穎 b 蘆治宇 a 白胤豪 a 張慶龍 a 柏玥辰 a 河海大學 a 農(nóng)業(yè)科學與工程學院 b 水文水資源學院 南京 211100 摘 要 通過田間試驗 研究不同生物炭添加量與灌水定額對番茄生長的影響 為合理確定 溫室大棚內(nèi)番茄生長所需最佳生物炭添加量與灌水定額提供依據(jù) 試驗設(shè)置 7 個不同的處 理 測量溫室大棚盆栽番茄從苗期到開花坐果期的株高與莖粗 試驗結(jié)果表明 120 g 生物 炭 ET 600 g 生物炭 ET 處理番茄的株高與莖粗均呈現(xiàn)高增長率 360 g 生物炭 0 8ET 360 g 生物炭 ET 處理番茄的莖粗呈現(xiàn)高增長率 但是株高增長率不算高 600 g 生物炭 0 8ET 處理 與其他處理相比 番茄的株高與莖粗均呈現(xiàn)較低增長率 各處理之間的顯著性 P 1 00 0 05 即各組莖粗與株高無顯著性差異 關(guān)鍵詞 生物炭 灌水定額 株高 莖粗 單因素方差分析 中圖分類號 S274 文獻標識碼 A 文章編號 1006 7175 2021 09 0028 06 The Effects of Different Biochar Supplemental Amount and Irrigation Quota on Tomato Growth and Development WEI Qi a LI Si ying b LU Zhi yu a BAI Yin hao a ZHANG Qing long a BAI Yue chen a Hohai University a College of Agricultural Science and Engineering b College of Hydrology and Water esources Nanjing 211100 China Abstract Field experiments were conducted to study the effects of different biochar supplemental amount and irrigation quota on tomato growth and to provide a basis for reasonably determining the optimal biochar supplemental amount and irrigation quota for tomato growth in greenhouse Plant height and stem diameter of tomato potted in greenhouse from seedling stage to flowering and fruit setting stage were measured under 7 different treatments The results show that the plant height and stem diameter of tomato treated with 120 g biochar ET and 600 g biochar ET both showed a high growth rate 360 g biochar 0 8ET and 360 g biochar ET showed a high growth rate of stem di ameter but the growth rate of plant height was not high Compared with other treatments the plant height and stem diameter of tomato treated with 600 g biochar 0 8ET showed a lower growth rate 82 韋 琦 等 基于不同生物炭添加量和灌水定額對番茄生長發(fā)育的影響 第 9 期 Significant P 1 000 0 05 that is there was no significant difference in stem diameter and plant height among all treatments Key words biochar irrigation quota plant height stem diameter one way ANOVA 0 引 言 番茄的株高和莖粗是研究中番茄生長發(fā)育 的重要指標 土壤中生物炭添加量和水分調(diào)控對 溫室大棚內(nèi)盆栽番茄的生長有著重要的影響 因此 探究溫室大棚內(nèi)基于不同生物炭添加量和 灌水定額對盆栽番茄生長發(fā)育 主要體現(xiàn)在株高 和莖粗兩個方面 的影響 對于作物高效用水和 作物生長有著重要的指導意義 關(guān)于影響番茄生長發(fā)育的因素 相關(guān)學者已 經(jīng)開展了大量的研究 例如 楊彩霞等 1 研究了 不同殘膜量對番茄生長發(fā)育的影響 結(jié)果表明在 苗期 開花坐果期殘膜量水平 0 200 和 400 kg km 2 處理下的番茄株高莖粗均高于殘膜量水平 600 kg km 2 處理 殘膜對番茄苗期株高莖粗的阻 礙作用大于開花坐果期 王梟等 2 研究了溫室 番茄對微小流量滴灌埋深與灌水量的響應(yīng) 結(jié)果 表明埋深與灌水下限對番茄植株株高莖粗的影 響規(guī)律性不強 但是對其余特征有著較大影響 吳昕怡等 3 研究了不同氮肥處理對春季大棚番 茄生長發(fā)育的影響 結(jié)果表明增施 20 有機肥處 理和不施肥處理的番茄株高和莖粗無顯著差異 減氮 30 處理更能促進植物生長 其余處理養(yǎng)分 施用不均衡 從而導致株高和莖粗較差 綜上 以往研究重點關(guān)注了針對不同方面 例如地膜殘 留 氮肥施加等 對番茄株高和莖粗的影響 而 針對不同土壤添加劑和灌水定額對番茄生長發(fā) 育過程中株高和莖粗的影響的研究鮮有報道 因此 以河海大學江寧校區(qū)節(jié)水園區(qū) 2020 年 9 月種植的番茄為研究對象 旨在揭示生物炭添 加量和灌水定額對溫室種植盆栽番茄生長發(fā)育 的影響 研究結(jié)果對于認識不同土壤添加劑的 量和灌水定額對溫室番茄生長發(fā)育規(guī)律 精細化 農(nóng)業(yè)耕作有著重要的指導意義 1 材料與方法 1 1 試驗區(qū)概況 試驗在河海大學江寧校區(qū)節(jié)水園進行 實驗 區(qū)位于 N31 86 E188 60 屬于亞熱帶溫潤氣 候 冬冷夏熱 四季分明 年平均降雨 1 021 mm 年平均蒸發(fā)量 900 mm 平均濕度 81 年均日 照時數(shù) 2 212 8 h 日照時數(shù)百分率約 50 4 1 2 試驗設(shè)計 生物炭作為一種新型的環(huán)境功能材料 由于 其特殊的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì) 具有修復污染 改良 土壤 固碳減排等多重環(huán)境效益 越來越受到人 們的關(guān)注 已經(jīng)成為一個新的研究熱點 5 試驗在河海大學江寧校區(qū)節(jié)水園區(qū)進行 在 溫室大棚內(nèi)設(shè)置有小型氣象站 大棚內(nèi)栽種有番 茄 辣椒等作物 根據(jù)試驗設(shè)計要求 共設(shè)置 7 個處理 CK 處理 土壤中無任何添加劑且灌水 定額為 ET T1 處理 土壤中含 120 g 生物炭且灌 水定額為 0 8ET T2 處理 土壤中含 120 g 生物炭 且灌水定額為 ET T3 處理 土壤中含 360 g 生物 炭且灌水定額為 0 8ET T4 處理 土壤中含 360 g 生物炭且灌水定額為 ET T5 處理 土壤中含 600 g 生物炭且灌水定額為 0 8ET T6 處理 土壤中含 600 g 生物炭且灌水定額為 ET 每一個處理在進 行試驗時都設(shè)置了 4 個相同處理 見表 1 表 1 試驗設(shè)計 處理 生物炭添加量 g 灌水定額 CK 無添加 ET T1 120 0 8ET T2 120 ET T3 360 0 8ET T4 360 ET T5 600 0 8ET T6 600 ET 試驗從 2020 年 9 月開始進行 從 2020 年 9 月 23 日開始測量 至 2020 年 10 月 29 日結(jié)束 期 間一共測得株高和莖粗的各 6 組數(shù)據(jù) 1 3 測定項目與方法 株高莖粗 每隔 7 天用直尺測定莖基部到生 長點的株高 采用十字交叉法 用游標卡尺測定 92 第 27 卷第 9 期 2021 年 9 月 水利科技與經(jīng)濟 Water Conservancy Science and Technology and Economy Vol 27 No 9 Sep 2021 莖基部第一節(jié)中間位置的莖粗 開花坐果期末打 頂之后不再測定 1 1 4 統(tǒng)計分析 采用 Microsoft Excel 2013 處理數(shù)據(jù)并繪制相 關(guān)圖表 采用 SPSS 24 0 進行顯著性分析 2 結(jié)果與討論 2 1 苗期與開花坐果期數(shù)據(jù)可視化 將苗期與開花坐果期的番茄株高與莖粗的 各處理平均值數(shù)據(jù)用圖直觀表示 見圖 1 和圖 2 圖 1 各處理株高平均值數(shù)據(jù) 圖 2 各處理莖粗平均數(shù)據(jù) 2 2 各處理番茄株高與莖粗各階段平均增長率 可視化 為了更直觀地分析各處理對番茄株高與莖 粗生長效率的提高 運用 Excel 2013 軟件對各處 理在各階段增長率的平均值進行可視化處理 株高增長率見圖 3 莖粗增長率見圖 4 03 韋 琦 等 基于不同生物炭添加量和灌水定額對番茄生長發(fā)育的影響 第 9 期 圖 3 番茄各處理株高增長率 圖 4 番茄各處理莖粗增長率 通過數(shù)據(jù)可視化柱狀圖分析得出 T2 T6 即 120 g 生物炭 ET 600 g 生物炭 ET 處理番茄的 株高與莖粗均呈現(xiàn)高增長率 T3 T4 即 360 g 生 物炭 0 8ET 360 g 生物炭 ET 處理番茄的莖粗 呈現(xiàn)高增長率 但是株高增長率不算高 T5 即 600 g 生物炭 0 8ET 處理與其他處理相比 番茄 的株高與莖粗均呈現(xiàn)較低增長率 2 3 株高莖粗各處理數(shù)據(jù)的單因素方差分析 本文采取單因素方差分析方法 One Way ANOVA 對各組數(shù)據(jù)的顯著性進行分析 在采用 單因素方差分析法之前 應(yīng)該先對數(shù)據(jù)的正態(tài)性 進行檢驗 具體檢驗結(jié)果見表 2 表 2 株高莖粗正態(tài)性檢驗表 顯著性 項目 處理 CK T1 T2 T3 T4 T5 T6 株高 0 415 0 449 0 042 0 444 0 226 0 78 0 118 莖粗 0 489 0 751 0 721 0 202 0 823 0 902 0 888 注 若顯著性值大于 0 05 則該組數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布 通過對數(shù)據(jù)進行夏皮洛 威爾克正態(tài)性檢 驗后發(fā)現(xiàn) 株高和莖粗各 7 組數(shù)據(jù)中僅株高的 T2 處理呈輕微偏態(tài) 其余皆滿足正態(tài)分布 因此可 以選用單因素方差分析 圖 5 圖 6 為株高莖粗 正態(tài)性檢驗圖 通過方差齊性檢驗 株高與莖粗的顯著性均 大于 0 05 方差齊 因此 采用拜弗倫尼多重比 較對各個處理之間的顯著性進行分析 13 第 27 卷第 9 期 2021 年 9 月 水利科技與經(jīng)濟 Water Conservancy Science and Technology and Economy Vol 27 No 9 Sep 2021 圖 5 株高正態(tài)性檢驗圖 圖 6 莖粗正態(tài)性檢驗圖 拜弗倫尼多重比較的結(jié)果 各組莖粗與株高 無顯著性差異 P 1 000 0 05 為使得結(jié)論 更具有說服力 故繪制出單因素方差檢驗可視化 圖像 見圖 7 從圖 7 中不難辨別 各處理在株高 與莖粗兩個方面沒有顯著性差異 圖 7 株高與莖粗各處理單因素方差分析圖 23 韋 琦 等 基于不同生物炭添加量和灌水定額對番茄生長發(fā)育的影響 第 9 期 3 結(jié) 語 本文基于不同生物炭添加與不同灌水定額 對番茄生長發(fā)育的兩個重要特征即株高與莖粗 的影響研究得出以下結(jié)論 1 試驗中 T2 T6 即 120 g 生物炭 ET 600 g 生物炭 ET 處理番茄的株高與莖粗均呈現(xiàn)高增 長率 T3 T4 即 360 g 生物炭 0 8 ET 360 g 生物 炭 ET 處理番茄的莖粗呈現(xiàn)高增長率 但是株高 增長率不算高 T5 即 600 g 生物炭 0 8 ET 處理 與其他處理相比 番茄的株高與莖粗均呈現(xiàn)較低 增長率 2 試驗中 各處理之間的顯著性 P 1 00 0 05 即各組莖粗與株高無顯著性差異 綜上所述 當適當添加生物炭的量并且滿足 一定的灌水定額時 番茄的株高與莖粗的增長較 快 過多或者過少的添加生物炭的量會阻礙番茄 的株高與莖粗增長 但是尋求適合溫室大棚盆 栽番茄生長的最優(yōu)生物炭添加量與最優(yōu)灌水定 額值 還需要進行大量的對照試驗并進一步 研究 參考文獻 1 楊彩霞 馬娟娟 孫西歡 等 不同殘膜量對番茄生長發(fā) 育和產(chǎn)量的影響 J 節(jié)水灌溉 2020 7 24 27 2 王梟 楊培嶺 蘇艷平 溫室番茄對微小流量滴灌埋 深與灌水量的響應(yīng) J 排灌機械工程學報 2018 36 10 937 942 3 吳昕怡 胡曉輝 屈鋒 等 不同氮肥處理對春季大 棚番茄產(chǎn)量及肥料利用率的影響 J 北方園藝 2018 17 12 18 4 郭安安 王夢琴 王為木 等 微咸水滴灌對土壤水 鹽運移影響的研究 J 安徽農(nóng)學通報 2019 25 12 118 121 5 桂向陽 劉晨 許吉宏 等 畜禽糞便生物炭的二維 紅外光譜分析 J 光譜學與光譜分析 2020 40 11 櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥 292 298 上接第 27 頁 3 結(jié) 論 1 冬小麥日平均騰發(fā)量隨生育期的不同而 變化 在全生育期初期變化較小 隨著小麥的快 速生長逐漸增加 至成熟收獲期騰發(fā)量逐漸減 小 平均總騰發(fā)量為 350 17 mm 2 在所布置的 6 個觀測點處的騰發(fā)量在時 間軸上的變化有很好的一致性 同時比較冬小 麥騰發(fā)量與變異系數(shù)隨時間的變化 二者存在相 反的變化趨勢 騰發(fā)量越大其相對應(yīng)的變異系數(shù) 就越小 反之騰發(fā)量小的其變異系數(shù)就越大 3 本文采用田間試驗的方法 對引黃灌區(qū)冬 小麥糧田沿畦長方向土壤剖面水分變化與作物 騰發(fā)等內(nèi)容進行了研究 但本試驗所研究的只 是各個生育期 并沒有對全育期進行研究分析 所以所得結(jié)論還有待進一步的試驗驗證 參考文獻 1 張新燕 蔡煥杰 地面灌溉理論研究進展 J 中國 農(nóng)村水利水電 2005 8 6 9 2 闞常慶 廖梓龍 龍胤慧 畦灌技術(shù)研究進展 J 水科學與工程技術(shù) 2012 3 1 4 3 國家發(fā)展和改革委員會水利發(fā)展規(guī)劃 2011 2015 年 北京 國家發(fā)展和改革委員會 2012 4 李世瑤 蔡煥杰 陳新明 基于主成分分析的畦灌質(zhì) 量評價 J 農(nóng)業(yè)工程學報 2013 29 24 86 93 5 李益農(nóng) 許迪 李福祥 田面平整精度對畦灌系統(tǒng)性 能影響的模擬分析 J 農(nóng)業(yè)工程學報 2001 4 43 48 6 洪瑜 王芳 劉汝亮 等 不同畦灌方式對冬小麥土 壤水分和水分利用效率的影響 J 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研 究 2014 32 3 70 75 7 劉增進 李寶萍 李遠華 等 冬小麥水分利用效率 與最優(yōu)灌溉制度的研究 J 農(nóng)業(yè)工程學報 2004 4 58 63 8 Wright J L Evapotranspiration and Irrigation Water e quirements J American Society of Civil Engineers 1990 70 9 Kang S Gu B Du T et al Crop Coefficient and atio of Transpiration to Evapotranspiration of Winter Wheat and Maize in a Semi humid egion J Agricultural Water Management 2003 59 3 239 254 10 Allen G Smith M Perrier A et al An Update for the Definition of eference Evapotranspiration J Journal of Environmental Science and Health Part A toxic hazardous 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