2023年 6月 灌溉排水學(xué)報(bào) 第 42卷 第 6期 Jun 2023 Journal of Irrigation and Drainage No 6 Vol 42 33 文章編號(hào) 1672 3317 2023 06 0033 12 水肥耦合對(duì) 設(shè)施番茄土壤水分 養(yǎng)分運(yùn)移及 產(chǎn)量和水分利用效率影響 尹志榮 柯 英 蔡進(jìn)軍 寧夏農(nóng)林科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所 銀川 750002 摘 要 目的 探尋 滴灌 水肥耦合條件下溫室水果番茄優(yōu)質(zhì)高效的最優(yōu)水肥組合 方法 設(shè)置灌水量和施肥量 2 因 素 3水平共 9個(gè)處理 灌水量分別為 W1 當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)滴灌 水量 4 800 m3 hm2 W2 75 W1 3 600 m3 hm2 W3 50 W1 2 400 m3 hm2 施肥量分別為 F1 高肥 7 200 kg hm2 F2 中肥 70 F1 5 040 kg hm2 F3 低肥 40 F1 2 880 kg hm2 分析水肥耦合對(duì) 番茄產(chǎn)量 水分利用效 率 土壤水分及養(yǎng)分影響 結(jié)果 施肥水平與 灌水 量 交互效應(yīng)對(duì)番茄水肥耦合的產(chǎn)量 土壤水分及養(yǎng)分產(chǎn)生顯著影響 與 W1F1處理 相比 W2F2 W3F2處理 產(chǎn)量降 低 16 26 和 6 54 但 水分利用效 率 增加 11 62 和 66 56 各處理 0 20 cm土壤 質(zhì)量 含水率隨生育進(jìn)程的 推進(jìn)呈 波動(dòng) 遞減趨勢(shì) 變化范圍在 13 33 24 53 之間 土壤 剖面 水分空間 分布 隨灌水 量和 施肥量的減少在距 離 地 面 60 cm 處 出現(xiàn)水分聚集區(qū) W2F2 W3F2 處理平均土壤 質(zhì)量 含水率為 16 53 和 16 84 各處理 土壤有機(jī)質(zhì)量 及速效養(yǎng)分 生育后期較生長(zhǎng)中期累積明顯 相同灌水量下 根層 土壤有機(jī)質(zhì)及速效磷 速效鉀量 變化基本一致 均呈隨施肥量的 減少而減少變化趨勢(shì) 相同施肥量下 適度減少灌水量有利于降低堿解氮 速效磷 速效鉀向深層遷移 顯著提高根 區(qū)土壤 養(yǎng)分 結(jié)論 灌水量在 2 400 3 600 m3 hm2之間 施肥量為 5 040 kg hm2 液體有機(jī)肥 3 600 kg hm2 大量元素 水溶肥 1 440 kg hm2 時(shí) 能夠獲得較高產(chǎn)量以及水分利用效率 同時(shí)有效提高根層養(yǎng)分 量 降低 養(yǎng)分淋失 風(fēng)險(xiǎn) 關(guān) 鍵 詞 水肥耦合 設(shè)施水果番茄 產(chǎn)量 土壤含水率 養(yǎng)分 中圖分類號(hào) S157 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A doi 10 13522 ki ggps 2022421 OSID 尹志榮 柯英 蔡進(jìn)軍 水肥耦合對(duì) 設(shè)施番茄土壤水分 養(yǎng)分運(yùn)移及產(chǎn)量和水分利用效率 影響 J 灌溉排水學(xué)報(bào) 2023 42 6 33 44 YIN Zhirong KE Ying CAI Jinjun The Combined Effect of Irrigation and Fertilization on Soil Water Nutrient Transport Yield and Water Use Efficiency of Greenhouse Tomato J Journal of Irrigation and Drainage 2023 42 6 33 44 0 引 言 1 研究意義 番茄是一種耗水量較大的作物 當(dāng) 番茄產(chǎn)量為 160 814 81 kg hm2時(shí) 全生育期平均灌溉 量 1 475 00 m3 hm2 追肥量 2 156 48 kg hm2 1 水資 源短缺是當(dāng)今世界性問(wèn)題 發(fā)達(dá)國(guó)家有效用水率可達(dá) 80 以上 同時(shí)水分利用效率為 2 00 kg m3 而我國(guó) 渠灌水和井灌水的有效利用率為 40 和 60 水分利 用效率不足發(fā)達(dá)國(guó)家的 1 2 2 若能將灌溉水利用效 率提高到 70 以上 則水分利用效率可達(dá)到 1 50 kg m3 節(jié)水 1 000 億 m3 寧夏地處中國(guó)西北部黃河 上游 年平均降水量 166 90 647 30 mm 水資源北少 南多 且差異明顯 年平均蒸發(fā)量 1 312 2 204 mm 是黃河流域水資源最為匱乏的區(qū)域之一 近年來(lái) 推 廣高效 節(jié)水灌溉技術(shù)力度逐年增大 滴灌節(jié)水效益顯 著 但部分地區(qū)仍存在大水漫灌現(xiàn)象 滴灌 有效 使用 收稿日期 2022 07 29 修回日期 202 3 02 07 網(wǎng)絡(luò)出版日期 2023 05 05 基金項(xiàng)目 寧夏農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)保護(hù)科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目 NGSB 2021 11 02 作者簡(jiǎn)介 尹志榮 1982 女 助理研究員 碩士研究生 主要從事節(jié) 水與水資源高效利用研究 E mail yinzhirong1982129 灌溉排水學(xué)報(bào) 編輯部 開(kāi)放獲取 CC BY NC ND 協(xié)議 率低 3 同時(shí) 在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中人們崇尚 經(jīng)驗(yàn)主 義 施肥具有主觀性 對(duì)肥料種類和施肥量不明確 4 因此 研究土壤水分 養(yǎng)分 供應(yīng)與作物關(guān)系對(duì)于番茄 水分高效利用 減肥增效至關(guān)重要 研究進(jìn)展 目 前 關(guān)于番茄水肥耦合的研究較多 并獲得了重要結(jié) 論 但仍存在較大差異 如曲兆鳴 5 研究認(rèn)為 優(yōu)化 施肥與灌水量的耦合作用使肥料養(yǎng)分釋放特征與番 茄對(duì)養(yǎng)分的需求特征相匹配 在提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì) 的同時(shí) 提高了水肥利用效率并節(jié)約了水肥資源 王 鵬勃等 6 研究發(fā)現(xiàn) 施肥量和灌水量作為單一因子對(duì) 灌溉水分利用效率的影響極顯著 且水分作用 大于 肥 料作用 而水肥交互作用對(duì)水分利用效率的影響不顯 著 吳雪等 7 研究指出 灌水量與施氮量 磷肥 與鉀 肥用量之間存在顯著交互作用 灌水量 氮肥用量過(guò) 高不利于番茄綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的提高 合理增施磷肥和 鉀肥可有效提高番茄營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) 趙偉等 8 在基礎(chǔ)磷素 量較高的土壤上 連續(xù) 2 a 減少 70 的磷肥用量沒(méi)有 影響番茄產(chǎn)量 降低番茄對(duì)鉀素的奢侈吸收 Singandhupe 等 9 研究發(fā)現(xiàn) 當(dāng)施氮量小于 120 kg hm2 時(shí) 滴灌施肥較溝灌顯著增 加了 番茄產(chǎn)量和氮吸收量 灌溉排水學(xué)報(bào) 34 提高水分和氮素利用效率 并且減 少硝酸鹽淋失 切 入點(diǎn) 前人研究中水肥用量的確定大多僅基于番茄產(chǎn) 量 品質(zhì)效應(yīng) 植株 氮磷鉀素吸收利用等單一指標(biāo) 缺 少土壤水分和養(yǎng)分運(yùn)移變化對(duì)設(shè)施栽培條件下水肥 耦合 響應(yīng)的系統(tǒng)探究 尤其在傳統(tǒng)氮磷鉀施肥基礎(chǔ)上 關(guān)于 水溶肥及液體有機(jī)肥供應(yīng)特征與作物養(yǎng)分吸收和 產(chǎn)量效應(yīng) 更是研究 不足 特別 是針對(duì)溫室番茄追施液 體有機(jī)肥適宜用量的研究更鮮見(jiàn)報(bào)道 擬解決的關(guān)鍵 問(wèn)題 為此 以設(shè)施 水果番茄為 試驗(yàn)材料 研究不同 水肥用量下 設(shè)施 土壤水分和養(yǎng)分的差異及變化 分析 番茄產(chǎn)量 水分利用效率與水肥協(xié)同的響應(yīng)關(guān)系 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于 2021年 2 7月在寧夏銀川西夏區(qū)平吉堡 奶牛場(chǎng)農(nóng)五隊(duì)平吉堡現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū) 東經(jīng) 106 01 北緯 38 24 平均海拔 1 170 m 進(jìn)行 試 驗(yàn)地年平均氣溫 9 6 年均日照時(shí)間 2 911 h 年總 輻射量為 5 106 MJ m2 年均無(wú)霜期 188 d 左右 年平 均降水量 196 mm 供試土壤 0 20 cm 土層理化性質(zhì) 為 有機(jī)質(zhì)量 7 67 g kg 全鹽 量 2 34 g kg pH值 8 63 全氮量 0 65 g kg 全磷量 0 67 g kg 全鉀量 20 30 g kg 速效鉀量 290 mg kg 速效磷量 46 33 mg kg 平均田 間持水率為 24 11 1 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在設(shè)施大棚中進(jìn)行 大棚跨度 10 m 長(zhǎng) 90 m 試驗(yàn)區(qū)面積共 75 m2 種植行寬 0 60 m 長(zhǎng) 9 m 種 植行兩側(cè)用 40 cm 深的黑色塑料防滲膜隔開(kāi) 每行栽 植番茄 38 株 2 條種植行間距 1 m 地表鋪設(shè)白色地 布 方便采摘 選擇品種為水果番茄 亞蔬 12 號(hào) 為 試驗(yàn)材料 于 2021 年 2 月 25 日移栽 常規(guī)打藥 除草等田間管理依照當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行 試驗(yàn)設(shè)置 3 個(gè)灌 水水平 W1 當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)滴灌水量 4 800 m3 hm2 W2 75 W1 3 600 m3 hm2 W3 50 W1 2 400 m3 hm2 3 個(gè)施肥水平 F1 高肥 7 200 kg hm2 F2 70 F1 5 040 kg hm2 F3 40 F1 2 880 kg hm2 詳見(jiàn)表 1 采用裂區(qū)設(shè)計(jì) 主區(qū)為施肥水平 副區(qū)為灌水處理 共 9 個(gè)處理 每個(gè)處理 3 次 重復(fù) 基肥一致 有機(jī)肥 9 000 kg hm2 復(fù)合肥 1 200 kg hm2 苗期不施肥 開(kāi) 花期至生育期結(jié)束進(jìn)行水肥調(diào)控 灌水施肥頻率 根據(jù) 當(dāng)?shù)毓喔仁┓书g隔設(shè)置 以土壤含水率低于田間持水 率 的 70 作為灌水下限 開(kāi)花坐果期至結(jié)果后期灌溉 施肥頻率為 7 10 d 次 可 根據(jù)天氣及降水情況隨時(shí) 調(diào)節(jié) 試驗(yàn)過(guò)程中共灌水施肥 11 次 具體灌水施肥 時(shí)間如表 2 所示 灌水量通過(guò)水表計(jì)量控制 不同處 理肥液通過(guò)液壓比例施肥泵隨灌溉水施入 表 1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) Table 1 Experiment design 施肥水平 施肥量 灌水 水平 灌水量 m3 hm 2 液體有機(jī)肥 kg hm 2 大量元素水溶肥 kg hm 2 F1 5 040 2 160 W1 4 800 W2 3 600 W3 2 400 F2 3 600 1 440 W1 4 800 W2 3 600 W3 2 400 F3 2 160 720 W1 4 800 W2 3 600 W3 2 400 表 2 番茄生育期灌水施肥時(shí)間表 Table 2 Irrigation and fertilization schedule of tomato growth period 生育期 灌水 施肥 日期 施肥 水平 施肥量 灌水 水平 灌水量 m3 hm 2 液體 有機(jī)肥 kg hm 2 大量 元素 水溶 肥 kg hm 2 開(kāi)花 坐果期 0410 0420 0428 0508 F1 420 180 W1 400 50 W2 300 00 W3 199 50 F2 300 120 W1 400 50 W2 300 00 W3 199 50 F3 180 60 W1 400 50 W2 300 00 W3 199 50 結(jié)果 盛期 0519 0529 0607 0617 0626 F1 420 180 W1 441 00 W2 340 50 W3 240 00 F2 300 120 W1 441 00 W2 340 50 W3 240 00 F3 180 60 W1 441 00 W2 340 50 W3 240 00 結(jié) 果 后期 0707 0716 F1 420 180 W1 360 00 W2 259 50 W3 159 00 F2 300 180 W1 360 00 W2 259 50 W3 159 00 F3 180 180 W1 360 00 W2 259 50 W3 159 00 供試肥料 開(kāi)花坐果期施用總氮量 17 P2O5 量 17 K2O 量 17 且含有微量元素的大量元素水溶 肥 果實(shí)膨大期至生育期結(jié)束施用 總氮量 8 P2O5 量 7 K2O 量 36 的大量元素水溶肥 同時(shí)配施含 腐殖酸 30 g L 的 液體有機(jī)肥 供試肥料為翠康碧施 大量元素水溶肥和德孚爾滴灌肥 1 3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 1 3 1 土壤含水率 每次灌水施肥前采用烘干稱質(zhì)量法測(cè)定各處理土 尹志榮 等 水肥耦合對(duì)設(shè)施番茄土壤水分 養(yǎng)分運(yùn)移及產(chǎn)量和水分利用效率影響 35 壤含水率 測(cè)定深度為 0 100 cm 每 20 cm 為 1 層 1 3 2 土壤養(yǎng)分 于番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和收獲期在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi) 隨機(jī)選取 3 個(gè)位置采集 0 100 cm 土層 土壤樣品 測(cè) 定剖面土壤速效養(yǎng)分 用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定土壤有 機(jī)質(zhì) 用擴(kuò)散吸收法測(cè)定土壤堿解氮 用 0 5 mol L的 NaHCO3 浸 提 鉬銻抗比色法測(cè)定土壤中速效磷 用 1 mol L 的 NH4OAc pH 值為 7 溶液浸提 原子吸收 法測(cè)定土壤中速效鉀 1 3 3 番茄產(chǎn)量及水分利用效率 用電子天平 精度為 0 01 g 稱量 各小區(qū)每次的 采摘量 并在試驗(yàn)結(jié)束后匯總為各小區(qū)產(chǎn)量 水分利 用效率采用單位面積番茄總產(chǎn)量與番茄生育期灌水 量的比值進(jìn)行計(jì)算 1 4 數(shù)據(jù)處理與分析 采用 Excel 2010 和 Surfer 8 0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制 圖 采用 DPS 9 50 進(jìn)行方差分析和多重比較 2 結(jié)果與分析 2 1 水肥 耦合對(duì) 番茄產(chǎn)量和 水分利用效率 的影響 由表 3 可知 果實(shí)成熟初期 5 月 相同灌水 量下 番茄產(chǎn)量 隨施肥量的減少 而 減少 相同施肥水 平下 如 F2 F3 施肥水平下 番茄 產(chǎn)量 隨灌水量的減 少 先增加后減少 F1 施肥水平下 番茄 產(chǎn)量 隨灌水量 的減少 而 逐漸 降低 水肥耦合處理中 W1F3 處理產(chǎn)量 最低 與 W1F1處理 相比 W1F3處理 產(chǎn)量 減少 64 41 果實(shí)成熟期 6 月 W1 處理 下 番茄 產(chǎn)量 隨施肥量的 減少 逐漸減少 W2 W3 處理 下 番茄 產(chǎn)量 隨施肥量的 減少 先增 加 后減 少 水肥耦合處理中 W1F3 處理產(chǎn) 量最低 W2F2 處理產(chǎn)量最高 為 10 969 05 kg hm2 盛果期 7 月 番茄產(chǎn)量 隨施肥量的減少 均呈先增 加 后減 少 的趨勢(shì) F1 施肥水平下 番茄 產(chǎn)量 隨灌水量 的減少而 減少 F2 F3 施肥水平下 番茄 產(chǎn)量 隨灌水 量的減少 先 減少后 增加 與果實(shí)成熟初期產(chǎn)量隨灌水 量的變化規(guī)律 相反 該 生育期 W2F3 處理產(chǎn)量最低 W1F2 處理產(chǎn)量最高 從全生育期累計(jì)產(chǎn)量來(lái)看 W1F1 水肥耦合 處理 產(chǎn)量最高 其次是 W3F2 處理 從 灌水和施肥角度分別看 W3 處理 下番茄 的 平均產(chǎn) 量最高 為 38 703 90 kg hm2 與 W1 W2 處理 相比 產(chǎn)量 分別 增加 0 22 和 10 37 F2 施肥水平下的 番 茄 平均產(chǎn)量最高 為 41 594 25 kg hm2 與 F1 F3 施 肥水平 相比 產(chǎn)量 分別 增加 4 50 和 34 21 F3 施 肥水平下番茄產(chǎn)量隨灌水量的減少呈逐漸增加趨勢(shì) 灌水量對(duì)不同水肥耦合處理水分利用效率的影響大 于施肥量 如 F2 F3 施肥水平下的 水分利用 效 率 隨 灌水量的減少而增加 因此 水肥對(duì)產(chǎn)量的影響具有 相互協(xié)同 相互促進(jìn)的關(guān)系 合理有效的水肥調(diào)控是 實(shí)現(xiàn)節(jié)水 節(jié)肥 高效生產(chǎn)的前提和基礎(chǔ) 表 3 番茄 產(chǎn)量 及水分利用效率 Table 3 Yield and water use efficiency of tomato 處理 產(chǎn)量 kg hm 2 水分利用效率 kg m 3 5 月 6 月 7 月 累計(jì)產(chǎn)量 W1F1 5 472 90 35 36aA 10 192 50 41 38abA 31 429 80 161 14abAB 47 095 20 558 75aA 9 81 1 65bcdAB W1F2 2 789 25 18 82bdcABC 8 968 05 40 44cdBC 35 573 40 191 08aA 41 330 70 555 46aAB 8 61 2 07bcdAB W1F3 1 948 05 10 24eC 5 467 95 13 33dC 20 010 00 127 74dC 27 426 00 378 73bB 5 71 1 14dB W2F1 4 390 95 28 39abA 9 094 20 50 6bcAB 24 254 55 204 48cdABC 37 739 70 401 77abAB 10 48 1 46abcdAB W2F2 4 011 45 39 51abcAB 10 969 05 56 11aA 24 456 60 123 59bcdABC 39 437 10 421 47abAB 10 95 1 49abcdAB W2F3 2 315 85 20 35deBC 6 356 55 43 94dC 19 353 15 90 93dC 28 025 55 360 13bB 7 78 1 36cdAB W3F1 2 766 30 26 40cdABC 7 854 45 51 52dBC 23 951 40 108 53cdBC 34 572 15 431 62abAB 14 41 2 73abcAB W3F2 2 890 20 40 44abcAB 8 194 80 79 43dBC 31 429 80 281 90abcAB 44 014 80 652 49aAB 16 43 3 53aA W3F3 2 199 00 13 33deBC 6 624 45 42 53dC 28 701 15 81 31abcAB 37 524 60 536 49abAB 15 64 3 62abAB 注 同列數(shù)據(jù)中 小寫(xiě)字母 表示在 0 05 水平上差異 大寫(xiě)字母 表示在 0 01 水平上差異 下同 2 2 生育期內(nèi)設(shè)施番茄土壤水分運(yùn)移特征 生育期內(nèi)不同水肥處理下 0 20 cm 土層土壤 質(zhì) 量 含水 率變化如表 4 所示 不同施肥水平下各灌水處 理的土壤 質(zhì)量 含水率第 1 次峰值出現(xiàn)在 6 月 6 日 之 后隨 著 生育期的推進(jìn)逐漸降低 至下次灌水后又出現(xiàn) 新的峰值 整個(gè)生育期土壤 質(zhì)量 含水率呈波動(dòng)遞減趨 勢(shì) F1 施肥水平下 各灌水處理不同時(shí)期的土壤 質(zhì) 量 含水率變化規(guī)律基本一致 W1 W2 W3 處理間 差異不顯著 F2 施肥水平下 6 月 6 日 W3 處理與 W2 處理土壤 質(zhì)量 含水率差異極顯著 W2 處理與 W1 處理差異顯著 7 月 6 日 W2 處理與 W1 處理差異 極顯著 6 月 16 日前 即果實(shí)中期 W1 處理土壤 質(zhì)量 含水率呈先減少后增加再減少的趨勢(shì) W2 處理 呈先 減少后增加的趨勢(shì) W3 處理呈先增加后減少的 趨勢(shì) 表現(xiàn)為 W3 處理 W1 處理 W2 處理 6 月 16 日至結(jié)果末期 隨 著 灌水量 的 減少土壤 質(zhì)量 含水率先 減少后增加 表現(xiàn)為 W1 處理 W3 處理 W2 處理 F3 施肥水平下 各處理的土壤 質(zhì)量 含水率波動(dòng)規(guī)律 又趨于一致 變化甚微無(wú)顯著性差異 W2 處理土壤 質(zhì)量 含水率 比 W1 W3 處理 高 4 97 6 69 灌水 灌溉排水學(xué)報(bào) 36 量一致時(shí) 不同施肥水平的土壤質(zhì)量含水率分布不同 W1 處理下 F2 施肥水平的土壤質(zhì)量含水率于 5 月 18 日 5 月 27 日 6 月 6 日 6 月 25 日 7 月 6 日 時(shí)與 F1 施肥水平土壤質(zhì)量含水率差異顯著 5 月 27 日 6 月 25 日時(shí)與 F3 施肥水平土壤質(zhì)量含水率差異 顯著 不同時(shí)期 F2 施肥水平下的土壤質(zhì)量 含水率平 均值為 18 28 明顯高于 F3 F1 施肥水平 W2 處 理下 各施肥水平間土壤 質(zhì)量 含水率差異不顯著 F1 F2 施肥水平的土壤質(zhì)量含水率變化規(guī)律相同 5 月 18 日 6 月 16 日土壤質(zhì)量含水率非常接近 6 月 16 日 7 月 15 日平穩(wěn)下降 F2 施肥水平下降幅度較 F1 施肥水平明顯 F3 施肥水平下的土壤質(zhì)量含水率在 6 月 6 日達(dá)到 23 40 為最高峰值 此后緩慢下降逐 漸與 F1 施肥水平持平 W3 處理下 不同施肥水平 的土壤質(zhì)量含水率在 6 月 16 日之前變化較為劇烈 隨著時(shí)間的推移變幅減緩 其中 F2 施肥水平下的土 壤質(zhì)量含水率在 5 月 27 日與 F1 F3 施肥水平土壤質(zhì) 量含水率差異極顯著 且其 全生育期土壤質(zhì)量含水率 平均值最高 為 17 33 由此可見(jiàn) 番茄生育期內(nèi) 設(shè)施土壤 質(zhì)量 含水率的變化規(guī)律受灌溉量 施肥量的 協(xié)同影響顯著 本研究中 W2 處理的土壤質(zhì)量含水率 整體偏高 表 4 0 20 cm土層 土壤質(zhì)量 含水率 Table 4 Soil quality water content of 0 20 cm soil layer 處理 日期 0518 0527 0606 0616 0625 0706 0715 W1F1 19 39 1 77aA 13 55 0 27cdBC 17 26 0 65dC 17 02 1 38abABC 14 91 1 05bcB 15 06 0 40bAB 14 77 1 75bAB W1F2 16 20 0 51bcAB 14 62 0 47abAB 24 19 3 13abAB 16 65 0 43abABC 21 60 1 41aA 19 31 2 18aA 15 38 0 55bAB W1F3 14 08 0 49bcB 12 78 0 61dC 22 46 0 36abcABC 12 75 0 64bC 15 62 2 59bcAB 17 25 0 74abAB 13 56 1 26bB W2F1 17 12 0 84abAB 14 58 0 62bcABC 18 93 1 29cdBC 19 66 2 12aA 16 01 1 37bcAB 16 50 1 04abAB 15 25 1 06abAB W2F2 15 92 1 89bcAB 14 43 0 52bcABC 18 21 0 33cdBC 20 17 1 32aA 13 21 0 36bcAB 14 13 1 25bB 15 03 0 15abAB W2F3 13 77 0 60cB 13 80 0 41bcdBC 23 40 2 09abAB 17 39 3 18abABC 15 77 1 36cB 16 45 1 50abAB 13 33 1 45bB W3F1 17 38 0 72abcAB 13 36 0 47cdBC 18 41 1 72cdBC 19 32 1 37aAB 16 08 0 92bcAB 16 02 1 08abAB 18 37 1 48aA W3F2 14 50 1 36bcB 16 46 0 89aA 24 53 1 95aA 17 29 1 44abABC 16 56 1 64bcAB 16 90 0 31abAB 15 07 0 73bAB W3F3 14 180 79 bcB 13 33 0 73dBC 20 02 0 31bcdABC 13 14 0 35bBC 16 27 2 44abAB 14 94 0 40bAB 14 87 0 20bAB 圖 1為 每次灌溉施肥前 0 100 cm土體內(nèi)土壤質(zhì)量 含水率的時(shí)空分布圖 圖中 橫坐標(biāo)為灌水時(shí)間間隔 具體灌水時(shí)間 5 月 18 日 5 月 27 日 6 月 6 日 6 月 16 日 6 月 25 日 7 月 6 日 7 月 15 日 其中以 5 月 18 日為第 1 天 其他類推 由圖 1 可知 F1 F2 施肥 水平下不同處理 0 100 cm 土層平均土壤質(zhì)量含水率 表現(xiàn)為 W1 處理 W3 處理 W2 處理 W2 處理下各時(shí) 期 20 40 60 80 cm土層均出現(xiàn)明顯的低含水區(qū) 而 W3 處理在 20 40 60 80 cm土層出現(xiàn)高含水區(qū) F2 施肥水平下 0 100 cm 土層的平均土壤質(zhì)量含水率 較 F1 施肥水平增加 F3 施肥水平下 土壤 質(zhì)量含水 率隨灌水量的減少先減少后增加 表現(xiàn)為 W3 處 理 W1 處理 W2 處理 W1 處理下土壤質(zhì)量含水率等 值線密度隨著土層深度的增加逐漸縮小 60 100 cm 土層土壤質(zhì)量含水率穩(wěn)定在 16 29 16 66 之間 灌 水量由 W2 減少到 W3 處理時(shí) 土壤 質(zhì)量含水率 等值 線密度逐漸增多 表明隨著時(shí)間推移不同土層土壤質(zhì) 量 含水率變化加劇 尤其在 7 月 6 日 W3 處理下 60 cm 土層土壤質(zhì)量含水率出現(xiàn)了水分高聚集區(qū) 為 21 50 2 3 水肥耦合對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)量的影響 由圖 2 可知 0 20 cm 土層土壤有機(jī)質(zhì)量高于 20 40 cm 土層 拉秧后 8 月 6 日 的土壤有機(jī)質(zhì)量 高于生長(zhǎng)期間 6 月 9 日 F1 施肥水平下 0 20 cm 土層有機(jī)質(zhì)量隨灌水量減少先增加后減少 其中 W2 處理土壤有機(jī)質(zhì)量最高 生長(zhǎng)期間土壤有機(jī)質(zhì)量為 24 30 g kg 與 W1 W3 處理差異極顯著 拉秧后為 29 80 g kg W3 處理拉秧后的土壤有機(jī)質(zhì)量增加也較 明顯 達(dá) 29 00 g kg 而 W1 處理 2 個(gè)生育期的有機(jī) 質(zhì)量變化極小 20 40 cm土層有機(jī)質(zhì)量無(wú)顯著差異 生長(zhǎng)期間在 14 60 15 60 g kg 之間變化 拉秧后 W1 處理土壤有機(jī)質(zhì)量?jī)H 0 20 g kg 的浮動(dòng) W2 W3 處 理拉秧后土壤有機(jī)質(zhì)量與生長(zhǎng)期間相比分別增加 28 48 15 07 F2 施肥水平下 生長(zhǎng)期間 0 20 cm 土層有機(jī)質(zhì)量隨灌水量的減少而減少 拉秧后隨灌水 量的減少先減少后增加 此時(shí) W3 處理土壤有機(jī)質(zhì)量 與 W1 W2 處理差異顯著 F3 施肥水平下 0 20 cm 土層有機(jī)質(zhì)量差異顯著 20 40 cm 土層有機(jī)質(zhì)量在 生長(zhǎng)期間及拉秧后均隨灌水量的減少先減少后增加 呈 V 形 W3 處理土壤有機(jī)質(zhì)量平均值最高 為 19 88 g kg 灌水量相同時(shí) 如 W1 處理下 生長(zhǎng)期間及拉秧 后 0 20 cm 土層有機(jī)質(zhì)量均隨施肥量的減少先增加 后減少 拉秧后 F2 施肥水平下的土壤有機(jī)質(zhì)量與 F1 F3 施肥水平差異顯著 而 20 40 cm 土層有機(jī)質(zhì)量逐 漸遞增 W2 處理下 不同施肥水平對(duì)生長(zhǎng)期間 0 20 20 40 cm 土層有機(jī)質(zhì)量產(chǎn)生了顯著影響 隨著施肥 量的減少 0 20 cm 土層有機(jī)質(zhì)量生長(zhǎng)期間及拉秧后 均呈 遞減趨勢(shì) 生長(zhǎng)期間 20 40 cm 土層有機(jī)質(zhì)量先 增加后減少 拉秧后逐漸遞減 F1 施肥水平下的土 壤有機(jī)質(zhì)量最高 尤其在拉秧后 F1 施肥水平土壤有 尹志榮 等 水肥耦合對(duì)設(shè)施番茄土壤水分 養(yǎng)分運(yùn)移及產(chǎn)量和水分利用效率影響 37 土壤深度 cm 土壤深度 cm 土壤 質(zhì)量 含水率 土壤深度 cm 土壤 質(zhì)量 含水率 機(jī)質(zhì)量比 F2 F3 施肥水平增加 55 21 94 77 W3 處理下 生長(zhǎng)期間 0 20 cm 土層有機(jī)質(zhì)量隨施肥量的 減少而增加 此時(shí)與 F1 F2 施肥水平相比 F3 施肥 水平下的土壤有機(jī)質(zhì)量 分別 增加 67 42 60 14 且 F3 F1 施肥水平差異顯著 而拉秧后 F1 施肥水平下 的土壤有機(jī)質(zhì)量增加明顯 與 F2 F3 施肥水平相比 分別增加 26 09 23 40 2 個(gè)時(shí)期 20 40 cm 土層 有機(jī)質(zhì)量均為先減少后增加 但 拉秧后 F2 施肥水平下 的土壤有機(jī)質(zhì)量與 F3 施肥水平差異極限著 均值 表現(xiàn) 為 F3 施肥水平 F1 施肥水平 F2 施肥水平 a W1F1 處理 b W1F2 處理 c W1F3 處理 d W2F1 處理 e W2F2 處理 f W2F3 處理 g W3F1 處理 h W3F2 處理 i W3F3 處理 圖 1 土壤 質(zhì)量 含水率空間分布 Fig 1 Spatial distribution of soil quality water content a F1 施肥水平 b F2 施肥水平 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 17 25 33 41 49 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 bB aA bB aA aA aA aA aA cC aA aA aA 0 10 20 30 40 0 20 20 40 0 20 20 40 6月 9日 8月 6日 土壤有機(jī)質(zhì)量 g kg 1 土層深度 cm 灌水處理 W1 W2 W3 aA aA aA aA aA aA aA aA aA bA bA aA 0 5 10 15 20 25 30 35 0 20 20 40 0 20 20 40 6月 9日 8月 6日 土壤有機(jī)質(zhì)量 g kg 1 土層深度 cm 灌水處理 W1 W2 W3 土壤 質(zhì)量 含水率 灌水時(shí)間 d 灌水時(shí)間 d 灌水時(shí)間 d 灌水時(shí)間 d 灌水時(shí)間 d 灌水時(shí)間 d 灌水時(shí)間 d 灌水時(shí)間 d 灌水時(shí)間 d 灌溉排水學(xué)報(bào) 38 c F3 施肥水平 d W1 處理 e W2 處理 f W3 處理 圖 2 土壤有機(jī)質(zhì) 量變化情況 Fig 2 Changes of soil organic matter 2 4 水肥耦合對(duì)土壤堿解氮的影響 圖 3 為不同水肥耦合處理土壤 剖面 堿解氮量 以 0 20 cm 土層堿解氮為例 表 5 生長(zhǎng)期間 6 月 9 日 W1F3 W2F3 W2F1 W3F2 處理土壤堿解氮 量 與 W1F1處理 差異極顯著 拉秧后 8月 6日 W1F2 W1F3 W3F1 W3F2 W3F3 處理 與 W1F1 處理差 異 也極顯著 W2F1 W2F2 處理與 W1F1 處理差異 顯著 且 土壤剖面 堿解氮量較生長(zhǎng)期間 明顯 增加 有 積累現(xiàn)象 F1 施肥水平下 W1 W3 處理 在生長(zhǎng)期 間的 土壤剖面 堿解氮量隨土層深度變化一致 二者 0 20 cm 土層堿解氮量與 W2 處理差異極顯著 W2 處理 0 60 cm土層的堿解氮量較 W1 W3處理增加 拉秧后 3 個(gè)灌水處理下的土壤堿解氮量變化規(guī)律也 基本一致 且 3 個(gè)灌水 處理 0 20 cm 土層堿解氮量差 異均極顯著 表現(xiàn)為 W3 處理 W2 處理 W1 處理 F2 施肥水平下 生長(zhǎng)期間隨土層深度增加 W1 處理 下堿解氮量呈緩慢遞減趨勢(shì) W2 處理 呈 M 形變 化 趨勢(shì) W3 處理 呈 先增 加后減少趨勢(shì) 0 100 cm 土 層堿解氮量均值表現(xiàn)為 W3處理 W2處理 W1處理 拉秧后 3 個(gè)灌水處理下的土壤堿解氮量均下降 且 3 個(gè)處理 0 20 cm 土層堿解氮量差異均極顯著 均值 表 現(xiàn) 為 W3 處理 W2 處理 W1 處理 F3 施肥水平下 3 個(gè)灌水處理生長(zhǎng)期間的堿解氮量變化相似且差異較 小 僅 W2 處理 與 W3 處理 0 20 cm 土層堿解氮量差 異顯著 拉秧后 W3 處理與 W1 處理差異極顯著 與 W2 處理差異顯著 均值 表現(xiàn) 為 W3 處理 W2 處 理 W1 處理 但 40 cm 以下土層堿解氮量變化不大 灌水量相同時(shí) 不同施肥水平下土壤堿解氮量差 異不同 W1 處理下 生長(zhǎng)期間 F3 施肥水平 0 20 cm 土層堿解氮量與 F1 F2 施肥水平差異顯著 均值表 現(xiàn)為 F3 施肥水平 F2 施肥水平 F1 施肥水平 20 cm 以下 土層表現(xiàn) 為 F1 施肥水平 F2 施肥水平 F3 施肥 水平 拉秧后 F1 F2 施肥水平下土壤堿解氮量逐漸 降低 0 20 cm 土層堿解氮量與 F3 施肥水平差異顯 著 W2 處理下 生長(zhǎng)期間 F1 施肥水平土壤堿解氮 量與 F2 施肥水平差異顯著 F1 施肥水平以 20 40 cm 土層為 拐點(diǎn) 先增加后減 少 F2 施肥水平呈 M 形變化 F3 施肥水平 0 20 cm土層積累量最高 20 cm 土層 向下 急劇下降后逐漸平穩(wěn) 拉秧后 F1 F2 施肥 水平下 0 20 cm 土層堿解氮量與 F3 施肥水平差異極 顯著 拉秧后 3 個(gè)施肥水平下 0 100 cm 土層堿解氮 量均值與生長(zhǎng)期間均表現(xiàn)為 F1 施肥水平 F2 施肥水 平 F3 施肥水平 W3 處理下 生長(zhǎng)期間 F2 施肥水平 土壤堿解氮量較 F1 F3 施肥水平增加 F3 施肥水平 土壤堿解氮量最低 拉秧后 0 40 cm 土層堿解氮量 F2 F1 施肥水平基本持平 40 cm 以下土層 F1 施肥 水平土壤堿解氮積累量高于 F2 F3 施肥水平 綜上 可知 灌水量 施肥量的不同導(dǎo)致土壤剖面堿解氮量 存在差異 過(guò)量施肥會(huì)導(dǎo)致 0 100 cm 土層堿解氮量 增加 但過(guò)量灌水容易帶動(dòng)土壤堿解氮向深層遷移導(dǎo) 致 0 20 cm 土層堿解氮量減小 本研究中 相同施肥 量下 W2 W3 處理土壤剖面堿解氮的積累量較高 相同灌水量下施肥量不同時(shí) 0 20 cm 土層堿解氮量 差異顯著 0 100 cm 土層堿解氮均值表現(xiàn)為 F1 施肥 水平 F2 施肥水平 F3 施肥水平 aA aA abA aA bA aA bB aA aA aA aA aA 0 5 10 15 20 25 30 35 0 20 20 40 0 20 20 40 6月 9日 8月 6日 土壤有機(jī)質(zhì)量 g kg 1 土層深度 cm 灌水處理 W1 W2 W3 aA aA bA aA aA aA aA aA aA aA bA aA 0 5 10 15 20 25 30 35 0 20 20 40 0 20 20 40 6月 9日 8月 6日 土壤有機(jī)質(zhì)量 g kg 1 土層深度 cm 施肥水平 F1 F2 F3 aA abA aA aA bA aA aA aA bA bA aA aA 0 5 10 15 20 25 30 35 0 20 20 40 0 20 20 40 6月 9日 8月 6日 土壤有機(jī)質(zhì)量 g kg 1 土層深度 cm 施肥水平 F1 F2 F3 bA aA aA aAB abA aA aA bB aA aA aA aA 0 5 10 15 20 25 30 35 0 20 20 40 0 20 20 40 6月 9日 8月 6日 土壤有機(jī)質(zhì)量 g kg 1 土層深度 cm 施肥水平 F1 F2 F3 尹志榮 等 水肥耦合對(duì)設(shè)施番茄土壤水分 養(yǎng)分運(yùn)移及產(chǎn)量和水分利用效率影響 39 a F1 施肥水平 b F2 施肥水平 c F3 施肥水平 d W1 處理 e W2 處理 f W3 處理 圖 3 0 100 cm土層土壤堿解氮量 變化情況 Fig 3 Changes of soil alkali hydrolyzed nitrogen of 0 100 cm soil layer 2 5 水肥耦合對(duì)土壤速效磷的影響 圖 4 為不同水肥耦合處理土壤剖面速效磷量變 化 以 0 20 cm 土層土壤速效磷變化為例 表 5 生長(zhǎng)期間 6 月 9 日 除 W1F3 W2F1 處理外 其 他處理土壤速效磷與 W1F1 處理均 差異 極顯著 拉秧 后 8 月 6 日 除 W1F1 W1F2 W1F3 處理外 W2F1 W2F2 W3F1 W3F2 W3F3 處理與 W1F1 W1F2 W1F3 處理差異也極顯著 W2F3 處理僅與 W1F1 處 理差異極顯著 與 W1F3 處理差異顯著 0 40 c