2023 年 12 月 Dec 2023 第 41 卷 第 12 期 Vol 41 No 12 周振鵬 降解膜覆蓋下磁化水滴灌對(duì)加工番茄 產(chǎn)量和水分利用效率的影響 周振鵬 1 2 3 葉含春 1 2 3 王振華 1 2 3 宋利兵 1 2 3 1 石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院 新疆 石河子 832000 2 現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 新疆 石河子 832000 3 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北綠洲節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 新疆 石河子 832000 收稿日期 2022 11 08 修回日期 2023 02 16 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間 2023 12 06 網(wǎng)絡(luò)出版地址 https link cnki net urlid 32 1814 th 20231205 1057 006 基金項(xiàng)目 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 2017YFD0201506 兵團(tuán)重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目 2019CB004 第一作者簡介 周振鵬 1997 男 河南周口人 碩士研究生 zzp18899590126 hotmail com 主要從事節(jié)水灌溉理論與技術(shù)研究 通信作者簡介 葉含春 1966 男 四川瀘州人 教授 739301184 qq com 主要從事水資源開發(fā)利用研究 摘要 為探究降解膜覆蓋下磁化水滴灌對(duì)加工番茄產(chǎn)量和水分利用效率的影響 田間試驗(yàn)設(shè)置 磁化水滴灌 T 和常規(guī)水滴灌 N 2 種灌水類型 普通地膜 M1 黑色氧化生物雙降解膜 M2 和白色氧化生物雙降解膜 M3 3 種地膜類型 結(jié)果表明 與普通地膜覆蓋相比 黑色降解膜和白 色降解膜產(chǎn)量平均降低 1 14 和 3 56 WUE 降低 1 16 和 3 52 3 種地膜覆蓋的保水性和保 溫性從優(yōu)到劣依次為 M1 M2 M3 與常規(guī)水滴灌相比 磁化水滴灌能顯著提高 0 40 cm 和 0 60 cm 土層土壤含水率 磁化水處理較常規(guī)水處理的 LAI 和地上干物質(zhì)量均有顯著增加 并對(duì)各 光合指標(biāo)有積極的促進(jìn)作用 磁化水滴灌處理較常規(guī)水滴灌處理產(chǎn)量增加了 31 61 WUE 增加 了 36 70 基于 TOPSIS 分析對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 認(rèn)為覆蓋黑色降解膜和滴灌適宜磁化強(qiáng)度 磁化水 3 0 10 6 A m 可替代普通地膜覆蓋下滴灌加工番茄種植模式 研究可為緩解北疆地區(qū)殘 膜污染 提高滴灌加工番茄產(chǎn)量和水分利用效率提供科學(xué)依據(jù) 關(guān)鍵詞 加工番茄 降解膜 磁化水滴灌 產(chǎn)量 水分利用效率 中圖分類號(hào) S274 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1674 8530 2023 12 1268 08 DOI 10 3969 j issn 1674 8530 22 0288 周振鵬 葉含春 王振華 等 降解膜覆蓋下磁化水滴灌對(duì)加工番茄產(chǎn)量和水分利用效率的影響 J 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2023 41 12 1268 1275 ZHOU Zhenpeng YE Hanchun WANG Zhenhua et al Effects of magnetized water drip irrigation under degradable film mulching on yield and water use efficiency of processed tomatoes J Journal of drainage and irrigation machinery engineering JDIME 2023 41 12 1268 1275 in Chinese Effects of magnetized water drip irrigation under degradable film mulching on yield and water use efficiency of processed tomatoes ZHOU Zhenpeng 1 2 3 YE Hanchun 1 2 3 WANG Zhenhua 1 2 3 SONG Libing 1 2 3 1 College of Water Conservancy Architectural Engineering Shihezi University Shihezi Xinjiang 832000 China 2 Key Laboratory of Modern Water saving Irrigation of Xinjiang Production Construction Group Shihezi Xinjiang 832000 China 3 Key Laboratory of Northwest Oasis Water saving Agriculture Ministry of Agriculture and Rural Affairs Shihezi Xinjiang 832000 China Abstract In order to explore the impact of magnetized water drip irrigation on tomato yield and water use efficiency under degradable film covering two types of field experimental irrigation systems were set up as follows magnetized water drip irrigation T and conventional water drip irrigation N There are three types of mulching films which are as follows ordinary mulching film M1 black oxi dized double biodegradable film M2 and white oxidized double biodegradable film M3 The 第 12 期 周振鵬 等 降解膜覆蓋下磁化水滴灌對(duì)加工番茄產(chǎn)量和水分利用效率的影響 results show that compared with ordinary mulching films the yields of black degradable film and white degradable film are averagely reduced by 1 14 and 3 56 and the WUE is reduced by 1 16 and 3 52 respectively The water retention and heat preservation properties of the three types of mulching films from best to worst are M1 M2 and M3 Compared with conventional water drip irriga tion magnetized water drip irrigation can significantly increase the soil moisture content of the 0 40 cm and 0 60 cm soil layers The LAI and above ground dry matter mass of the magnetized water treat ment are significantly increased compared with the non magnetized treatment and possesses a signifi cant impact positive promoting effect on various photosynthetic processes indicators Compared with the conventional water drip irrigation treatment the yield of magnetized water drip irrigation treatment in creases by 31 61 and the WUE increases by 36 70 Based on a comprehensive evaluation of each indicator based on TOPSIS analysis it is believed that covering with black degradation film and drip irrigation with magnetized water of appropriate magnetization intensity 3 0 10 6 A m can replace the drip irrigation processing tomato planting model under ordinary film covering The research can provide scientific basis for alleviating residual film pollution in northern Xinjiang as well as improve tomato yield and water use efficiency in drip irrigation processing Key words processing tomatoes degradable film magnetized water drip irrigation yield water use efficiency 新疆地區(qū)具有降雨量小 蒸發(fā)強(qiáng)烈的特點(diǎn) 加 之當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉方法不當(dāng) 農(nóng)業(yè)水資源短缺和水分 利用效率低等原因制約當(dāng)?shù)丶庸し旬a(chǎn)業(yè)的發(fā)展 地膜覆蓋已被證實(shí)可有效減少土壤水分蒸發(fā) 而由 于殘膜回收措施不夠完善 殘膜污染問題逐漸暴露 出來 殘膜會(huì)對(duì)土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生一系列不利影響 如土壤容重上升 土壤透氣性和透水性減弱 最終 導(dǎo)致作物減產(chǎn) 1 可降解膜可在較短時(shí)間內(nèi)降解 被 認(rèn)為是普通地膜的可靠替代品 2 相關(guān)研究表明 降 解膜覆蓋蒸發(fā)抑制率為 15 69 相對(duì)于不覆膜可明 顯減少水分向空氣中蒸發(fā) 3 同時(shí) 降解膜覆蓋也能 提高植株對(duì)氮素的吸收利用率 4 5 相對(duì)于普通地 膜 可降解膜覆蓋會(huì)使作物小幅度減產(chǎn) 大量研究表 明 磁化水灌溉可明顯提高作物產(chǎn)量 因此探究磁 化水灌溉技術(shù)能否解決這一減產(chǎn)問題是目前的研 究熱點(diǎn) 目前磁化水灌溉研究主要集中在棉花 玉米 水稻 甜菜等大田作物 而對(duì)大田加工番茄的研究 較少 且多數(shù)研究局限于單一的磁化水灌溉技術(shù)方 面 此外 針對(duì)新疆地區(qū)殘膜污染日益加重的現(xiàn)狀 探究降解膜覆蓋技術(shù)與磁化水灌溉技術(shù)相結(jié)合在 農(nóng)田上的應(yīng)用效果具有實(shí)際意義 但此類研究鮮有 報(bào)道 文中通過設(shè)置 2 種磁化灌水方式和 3 種地膜 類型進(jìn)行完全隨機(jī)組合設(shè)計(jì) 研究磁化水滴灌和降 解膜覆蓋對(duì)加工番茄土壤水熱 葉面積指數(shù) 地上 干物質(zhì)量 光合特性 產(chǎn)量和水分利用效率的調(diào)控 效應(yīng) 探究磁化水滴灌條件下適宜的降解膜類型 為保障新疆農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展 加工番茄增產(chǎn)提質(zhì)和 農(nóng)田高效節(jié)水提供理論基礎(chǔ) 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)區(qū)概況 試驗(yàn)于 2021 年 5 9 月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第 十二師五一農(nóng)場灌溉中心試驗(yàn)站 87 19 87 27 E 43 55 44 03 N 進(jìn)行 該地區(qū)位于烏魯木齊市 西郊 其年平均溫度為 6 3 年平均降雨量為 194 mm 潛在蒸發(fā)量為 2 647 mm 試驗(yàn)地土壤為壤土 0 60 cm 土層平均容重為 1 32 g cm 3 常規(guī)水與磁 化水灌水礦化度均為 1 2 g L 6 該地氣象要素如圖 1 所示 圖中 T T ave T max T min P 分別為氣溫 平均氣 溫 最高氣溫 最低氣溫 降雨量 圖 1 2021 年加工番茄生育期氣溫及降雨量 Fig 1 Temperature and rainfall during growth period of processed tomatoes in 2021 1 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)置 2 種灌水方式 3 0 10 6 A m 磁化水 1269 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 第 41 卷 滴灌 T 和常規(guī)水滴灌 N 3 種地膜類型分別為普 通地膜 M1 厚度為 0 01 mm 黑白 2 種氧化生物 雙降解膜 M2 和 M3 誘導(dǎo)期均為 100 d 膜厚 0 01 mm 進(jìn)行完全隨機(jī)組合設(shè)計(jì) 試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)排列 共 6 個(gè)處理 每個(gè)處理設(shè)置 3 次重復(fù) 施肥為尿素 w N 46 磷酸一銨 w P 2 O 5 61 和硫酸 鉀 w K 2 O 52 施肥量分別為 200 180 180 kg hm 2 試驗(yàn)小區(qū)的農(nóng)藝措施與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐一致 加工 番茄品種選用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)的 亨氏 1015 于 5 月 6 日進(jìn) 行移苗定植 8 月 30 日進(jìn)行成熟期收獲 全生育期各 處理灌溉 施肥次數(shù)均為 8 次 灌水量 4 500 m 3 hm 2 1 3 測定項(xiàng)目及方法 1 土壤質(zhì)量含水率的測定 使用土鉆于加工番 茄苗期 花期 果實(shí)膨大一期 果一期 果實(shí)膨大二 期 果二期 和成熟期采集寬行 窄行和膜間 0 60 cm深度土樣 每 10 cm 取 1 個(gè)土樣 每小區(qū) 3 次 重復(fù) 采用烘干法測定土壤質(zhì)量含水率 2 土壤溫度的測定 使用曲管水銀溫度計(jì)對(duì)加 工番茄每個(gè)生育期 5 10 15 20 cm 深度的土壤溫度 進(jìn)行監(jiān)測 記錄 8 00 20 00 的土壤溫度 每 2 h 監(jiān) 測 1 次 選取每個(gè)生育期具有代表性的連續(xù) 5 d 進(jìn) 行測溫 以 5 d 的平均土壤溫度作為該生育期的代 表土壤溫度 3 葉面積指數(shù)和地上干物質(zhì)量的測定 加工番 茄每個(gè)生育期末 每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇具有代表性的 3 株植株測量葉面積 用直尺測量葉片長 葉基至葉 尖 和寬 以葉基為中心垂直于葉長 莖 葉 果分 開后稱量各部分鮮質(zhì)量 隨后 105 殺青 30 min 于 75 下烘干至恒量 稱量植物各器官的生物量 葉面積指數(shù) LAI 計(jì)算公式為 LAI A S 1 式中 A 為單株葉面積 cm 2 為單位土地面積總株 數(shù) 株 S 為單位土地面積 cm 2 4 光合特性的測定 在加工番茄果實(shí)膨大期使 用 Li 6800 便攜式測定儀進(jìn)行加工番茄凈光合速率 P n 蒸騰速率 T r 氣孔導(dǎo)度 Gs 和胞間 CO 2 濃 度 Ci 的測定 測定時(shí)間自 10 00 開始至 18 00 結(jié) 束 每間隔 2 h 測定 1 次 每個(gè)處理隨機(jī)選取 3 株長 勢均勻的加工番茄測定中上部完全成熟葉片 并對(duì) 所測定葉片進(jìn)行標(biāo)記 5 產(chǎn)量和水分利用效率的測定 在加工番茄成 熟期末于每個(gè)小區(qū)選擇 6 株長勢均勻的植株測其產(chǎn) 量 包括單果質(zhì)量和果實(shí)數(shù)目 由于地下水位低于 8 m 試驗(yàn)區(qū)地勢平坦且有邊界 因此深層滲漏 地 下水補(bǔ)給和徑流忽略不計(jì) 作物全生育期內(nèi)總耗水量 ET 的計(jì)算式為 ET P I W 0 W 1 2 式中 ET 為作物全生育期內(nèi)總耗水量 mm P 為有 效降雨量 mm I 為有效灌溉量 mm W 0 和 W 1 分為 移苗前和收獲后土壤貯水量 mm 水分利用效率 WUE 的計(jì)算式為 WUE Y ET 3 式中 WUE 為水分利用效率 t hm 2 mm 1 Y 為 加工番茄產(chǎn)量 t hm 2 1 4 TOPSIS 分析 1 構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化矩陣為 Z ij x ij n i 1 x ij 槡 2 4 式中 x ij 為矩陣內(nèi)原始值 Z ij 為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值 i 1 2 3 n n 為評(píng)價(jià)對(duì)象的數(shù)量 j 1 2 3 m 其中 m 為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量 2 計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)與最優(yōu)及最劣向量間距 離為 D i m j 1 Z j Z ij 槡 2 5 D i m j 1 Z j Z ij 槡 2 6 式中 Z j 為第 j 列最大值 Z j 為第 j 列最小值 D i 為 第 i 個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與最大值間的距離 D i 為第 i 個(gè)評(píng) 價(jià)對(duì)象與最小值間的距離 3 評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案的接近程度為 D i D i D i D i 7 式中 D i 為第 i 個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合得分 1 5 數(shù)據(jù)處理 TOPSIS 分析采用 Microsoft Excel 2018 計(jì)算 利 用 SPSS Statistics 24 進(jìn)行顯著性分析 利用 Origin 2018 作圖 2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 2 1 土壤含水率 圖 2 為不同處理下不同深度土層土壤質(zhì)量含水 率 如圖 2a 所示 在常規(guī)水滴灌處理下 處理 M2 和處理 M3 土壤質(zhì)量含水率較處理 M1 分別降低 2 72 13 79 和 7 09 17 21 在磁化水滴灌處 1270 第 12 期 周振鵬 等 降解膜覆蓋下磁化水滴灌對(duì)加工番茄產(chǎn)量和水分利用效率的影響 理下 與處理 M1 相比 處理 M2 和 M3 土壤質(zhì)量含 水率分別降低 2 26 12 26 和 5 85 15 57 在 相同地膜處理下 磁化水處理較不磁化處理提高了 土壤質(zhì)量含水率 19 21 21 41 各生育期內(nèi)磁化 水滴灌處理土壤質(zhì)量含水率大于常規(guī)水滴灌處理 圖 2b 為 0 60 cm 土層土壤質(zhì)量含水率 全生育期 內(nèi)各處理土壤質(zhì)量含水率均高于 0 40 cm 土層 這 是因?yàn)榇呕喂酀駶欎h深度基本維持在 40 50 cm 果二期至成熟期 0 60 cm土層土壤質(zhì)量含 水率略有上升 在整個(gè)生育期內(nèi) 土壤質(zhì)量含水率按 處理排序從大到小依次為 M1 M2 M3 磁化水滴灌 處理土壤質(zhì)量含水率大于常規(guī)水滴灌處理 注 不同小寫字母表示各處理間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 P 0 05 下同 圖 2 不同處理下不同土層土壤質(zhì)量含水率 Fig 2 Soil moisture content in different soil layers under different treatments 2 2 各生育期 0 20 cm 土層土壤溫度 圖 3 為不同處理對(duì)不同土層土壤溫度 T 的影 響 磁化水滴灌對(duì)土壤溫度的影響在 P 0 05 水平 下不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 而覆膜對(duì)土壤溫度的影響在 P 0 05 水平下具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 在苗期 葉面積較 小 大部分光線直射到地膜上 黑色降解膜表現(xiàn)出 對(duì)光線更好的吸收能力 處理 M2 較處理 M3 在 0 10 和 10 20 cm 土層土壤平均溫度分別高 0 60 和 0 75 P 0 05 不同地膜保溫性能由 高到低依次為 M1 M2 M3 在花期 處理 M2 與 M3 覆蓋下 0 10 cm 和 10 20 cm 土層土壤平均溫 度分別較處理 M1 低 4 43 7 03 和 4 66 6 34 P 0 01 在果二期 處理 M2 和 M3 覆蓋下 0 10 cm 和 10 20 cm 土層平均土壤溫度分別為 28 19 27 73 和 27 61 26 91 普通地膜平均土壤溫度 分別為 28 81 28 14 成熟期 各降解膜因出現(xiàn)裂 縫而溫度下降 下降幅度明顯高于普通地膜 但黑 色降解膜的保溫性能較優(yōu)于白色降解膜 圖 3 不同處理下不同土層土壤溫度 Fig 3 Soil temperature in different soil layers under different treatments 2 3 葉面積指數(shù)和地上干物質(zhì)量 圖 4 為不同處理下加工番茄葉面積指數(shù) LAI 和 地上干物質(zhì)量 d 如圖 4a 所示 各處理下加工番茄葉 面積指數(shù) LAI 隨著生育期的推進(jìn)而快速增長 苗期 至果二期 LAI 指數(shù)的促進(jìn)效果按處理排序由高到 低依次為 M1 M2 M3 且磁化水處理下 LAI 顯著高 于常規(guī)水滴灌 P 0 05 在成熟期 LAI 趨于穩(wěn)定并 達(dá)到最大 3 0 10 6 A m 磁化水處理顯著高于常規(guī) 水處理 P 0 01 處理 TM1 TM2 和 TM3 分別較常 規(guī)水處理增加了 2 80 2 84 和 3 40 各處理 LAI 由大到小依次為 TM1 TM2 TM3 NM1 NM2 NM3 如圖 4b 所示 在苗期 各處理間地上干物質(zhì)量差異不 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 在花期 磁化水處理下 處理 M3 較 M1 和 M2 地上干物質(zhì)量分別減小了 5 39 和 2 86 P 0 05 常規(guī)水滴灌處理下 處理 M3 較 M1 地上干 物質(zhì)量減小了 10 48 在果一期至果二期 地上干物 質(zhì)量快速增長 在成熟期 磁化水滴灌處理地上干物 質(zhì)量顯著增加了 36 09 37 29 P 0 01 1271 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 第 41 卷 圖 4 不同處理下加工番茄葉面積指數(shù)和地上干物質(zhì)量 Fig 4 Leaf area index and aboveground dry matter mass quality of processed tomatoes under different treatments 2 4 光合特性 圖 5 為不同處理對(duì)果實(shí)膨大期加工番茄光合特 性的影響 不同處理下加工番茄凈光合速率 P n 蒸騰速率 T r 氣孔導(dǎo)度 Gs 和胞間 CO 2 濃度 Ci 的變化規(guī)律基本一致 磁化水滴灌處理均高于常規(guī) 水滴灌處理 且在同一滴灌處理下 各光合指標(biāo)按 覆膜排序由大到小依次為 M1 M2 M3 磁化水滴灌 處理 P n T r Gs 和 Ci 較常規(guī)水滴灌處理增加 13 06 16 08 8 74 10 99 7 14 18 03 和 11 24 18 41 P 0 05 與處理 M1 相比 處 理 M2 的 P n T r Gs 和 Ci 降低了 2 87 8 77 9 53 和 3 22 P 0 05 處理 M3 的 P n T r Gs 和 Ci 降低了 5 17 12 02 15 46 和 5 43 P 0 05 圖 5 不同處理下加工番茄光合特性 Fig 5 Photosynthetic characteristics of processed tomatoes under different treatments 2 5 產(chǎn)量及灌溉水分利用效率 不同處理下加工番茄的單果質(zhì)量 M d 單株結(jié) 果數(shù) N 產(chǎn)量 Y 及水分利用效率 WUE 如表 1 所示 與普通地膜覆蓋處理 M1 相比 降解膜覆蓋處 理 M2 和 M3 單果質(zhì)量分別平均降低了 0 94 和 3 88 單株結(jié)果數(shù)降低 0 14 和 0 24 產(chǎn)量降低 1 14 和 3 56 WUE 降低 1 16 和 3 52 磁化水 滴灌可明顯提高加工番茄產(chǎn)量和水分利用效率 與 常規(guī)水滴灌處理相比 磁化水滴灌處理單果質(zhì)量平 均增加了 30 40 P 0 01 單株結(jié)果數(shù)增加 2 58 產(chǎn)量增加 31 61 P 0 01 WUE 增加 31 70 P 0 01 表 1 不同處理下加工番茄的產(chǎn)量及水分利用效率 Tab 1 Yield and water use efficiency of processed tomatoes under different treatments 處理 M d g N 個(gè) Y t hm 2 ET mm WUE t hm 2 mm 1 NM1 55 17 2 08c 57 58 1 56a 144 43 2 21c 553 37 3 87a 0 261 0 02b NM2 54 61 3 15cd 57 49 2 04a 142 62 1 07cd 552 79 5 25a 0 258 0 01b NM3 53 11 2 23d 57 43 1 94a 138 55 1 68d 551 99 4 66a 0 251 0 01b TM1 71 98 1 09a 59 05 2 35a 189 27 2 29a 551 81 4 37a 0 343 0 02a TM2 71 36 2 64a 58 98 2 31a 187 32 3 02a 552 57 5 39a 0 339 0 03a TM3 69 08 2 47 58 92 1 53a 183 51 1 83b 552 74 4 87a 0 332 0 01a 注 同列不同小寫字母表示處理間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 P 0 05 1272 第 12 期 周振鵬 等 降解膜覆蓋下磁化水滴灌對(duì)加工番茄產(chǎn)量和水分利用效率的影響 2 6 基于 TOPSIS 法對(duì)應(yīng)用效果的綜合評(píng)價(jià) 選取加工番茄葉面積指數(shù) LAI 地上干物質(zhì) 量 d 單果產(chǎn)量 Y d 單株結(jié)果數(shù) N 產(chǎn)量 Y 和 WUE 作為評(píng)價(jià)指標(biāo) 通過計(jì)算評(píng)價(jià)對(duì)象與最大值的 距離 D i 評(píng)價(jià)對(duì)象與最小值的距離 D i 最終得 到各處理的綜合得分 D i 和綜合排名 R 見表 2 如表所示 綜合排名第一的為 TM1 其次是 TM2 和 TM3 在同一灌水類型下 覆膜類型得分按處理排 序由高到低依次為 M1 M2 M3 以上分析表明磁化 水滴灌對(duì)加工番茄生長 增產(chǎn)和提高 WUE 具有十分 積極的促進(jìn)作用 考慮到普通地膜會(huì)產(chǎn)生殘膜污 染 推薦處理 TM2 為最佳滴灌加工番茄種植模式 表 2 標(biāo)準(zhǔn)化矩陣及不同處理的綜合得分 Tab 2 Standardized matrix and composite scores for different treatments 處理 LAI d g Y d g N 個(gè) Y t hm 2 WUE t hm 2 mm 1 D i D i D i R NM1 0 408 0 347 0 372 0 411 0 356 0 355 0 220 726 827 0 040 763 146 0 155 887 990 4 NM2 0 402 0 341 0 359 0 403 0 351 0 351 0 234 929 101 0 021 811 008 0 084 953 645 5 NM3 0 395 0 335 0 343 0 400 0 341 0 341 0 255 483 310 0 0 6 TM1 0 420 0 473 0 463 0 414 0 466 0 467 0 0 255 483 310 1 1 TM2 0 414 0 464 0 459 0 414 0 461 0 461 0 012 834 135 0 243 000 186 0 949 834 192 2 TM3 0 409 0 460 0 437 0 407 0 452 0 452 0 123 992 400 0 221 772 266 0 641 396 556 3 3 討 論 覆蓋地膜可有效減少土壤水分蒸發(fā)并平衡土 壤溫度 7 使用降解膜覆蓋可以解決殘膜污染 此 外 滴灌適宜磁化強(qiáng)度的磁化水也可緩解干旱脅 迫 8 JIA 等 9 研究表明 降解膜覆蓋對(duì) 0 40 cm 土 層土壤含水率影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 P 0 05 降解 膜整個(gè)生育期的土壤平均溫度較普通地膜覆蓋低 0 52 0 88 P 0 05 文中發(fā)現(xiàn) 在常規(guī)水滴灌處 理下 整個(gè)生育期 0 40 cm 土層和 0 60 cm 土層土 壤質(zhì)量含水率均表現(xiàn)為 M2 的大于 M3 保溫性能也 是如此 這是因?yàn)楹谀ね干湎禂?shù)低 可吸收大部分 可見光 從而增加凈輻射 提高土壤溫度 這與 JIA 等 9 研究結(jié)果基本一致 文中發(fā)現(xiàn)磁化水處理較常 規(guī)水處理土壤質(zhì)量含水率提高了 19 21 21 41 P 0 01 說明磁化水灌溉可顯著提高土壤含水 量 這與盛統(tǒng)民等 5 研究結(jié)果基本一致 這是因?yàn)榇?場改變了水的分子結(jié)構(gòu) 從而提高了水分在土壤中 的浸潤能力 增強(qiáng)了土壤的持水性 葉面積指數(shù)和地上干物質(zhì)量是衡量作物生長 發(fā)育狀況是否正常的重要指標(biāo) 7 10 孟玉等 7 研究 表明 與普通地膜覆蓋相比 降解膜覆蓋下作物葉 面積指數(shù)及地上干物質(zhì)量在苗期至抽雄期差異不 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 P 0 05 文中結(jié)果表明 在整個(gè) 生育期內(nèi)降解膜覆蓋下兩者均小于普通地膜覆蓋 黑色降解膜優(yōu)于白色降解膜 這與以上研究結(jié)果相 似 這可能是因?yàn)楹谏到饽?duì)土壤溫度的提升效 果好 提高了土壤中酶活性 其次黑色降解膜的保 水效果也優(yōu)于白色降解膜 利于加工番茄根系充分 吸水 保證生長發(fā)育 文中發(fā)現(xiàn)成熟期磁化水滴灌處 理較常規(guī)水滴灌處理葉面積指數(shù)增加了 2 80 3 40 地上干物質(zhì)量增加了 36 09 37 29 P 0 01 這與張瑩瑩等 11 研究相一致 產(chǎn)生這一結(jié)果 可能是因?yàn)榇呕喂嗵岣吡送寥篮?保證了 加工番茄的根系充分吸收水分及營養(yǎng)物質(zhì) 并促進(jìn) 了加工番茄葉片數(shù)的增多 這有利于提高光合效 率 從而提高番茄有機(jī)物的積累量 光合作用是作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的重要 生理代謝過程 文中結(jié)果表明 于加工番茄果實(shí)膨大 期同一滴灌處理下 加工番茄光合指標(biāo)按處理排序 由高到低依次為 M1 M2 M3 這與吳梅等 12 研究結(jié) 果一致 這是因?yàn)榈啬じ采w有利于提高土壤溫度和 土壤含水量 兩者的提高均有利于加工番茄根系的 生長和對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收 在一定溫度范圍內(nèi) 隨 著溫度的提高 加工番茄光合作用強(qiáng)度也會(huì)隨之增 強(qiáng) 與常規(guī)水滴灌處理相比 磁化水滴灌處理 P n T r Gs 和 Ci 分別增加了 13 06 16 08 8 74 10 99 7 14 18 03 和 11 24 18 41 P 0 05 這與蔡明蕾等 13 王曉帆等 14 研究結(jié)果一 致 產(chǎn)生這一結(jié)果的主要原因是磁化水滴灌可有效 提高土壤含水量 從而提高氣孔導(dǎo)度 充足的水分 供給會(huì)促進(jìn)光合產(chǎn)物輸出 加快光合速率 文中發(fā)現(xiàn) 與普通地膜覆蓋相比 黑色降解膜 和白色降解膜覆蓋下總產(chǎn)量平均降低了 4 12 和 3 70 WUE 降低 2 01 和 1 98 這與丁宏偉等 15 研究一致 這是因?yàn)椴馁|(zhì)問題使得降解膜在加工番 茄生育前期的增溫保水性能略低于普通地膜 而到 1273 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 第 41 卷 了生育后期降解膜開始裂解 增溫保水效果大幅降 低 導(dǎo)致加工番茄產(chǎn)量和 WUE 略低于普通地膜覆 蓋 磁化水滴灌處理較常規(guī)水滴灌處理提高了產(chǎn)量 平均增加了 31 61 P 0 01 WUE 增加了 36 70 P 0 01 這與前人結(jié)果一致 磁化水的表面張力 系數(shù)和黏度系數(shù)較低 而浸潤能力較強(qiáng) 這增加了 土壤的持水能力 也加快了根系對(duì)水分的吸收利 用 保證了加工番茄對(duì)水分的需求 從而提高了加 工番茄產(chǎn)量和 WUE 綜上所述 基于 TOPSIS 法對(duì)加 工番茄生長 產(chǎn)量和 WUE 指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 結(jié)合 高效生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念 認(rèn)為滴灌磁化 強(qiáng)度為 3 0 10 6 A m 磁化水并覆蓋黑色降解膜 TM2 可以替代普通膜下滴灌 在北疆地區(qū)用于加 工番茄生產(chǎn)實(shí)踐 4 結(jié) 論 1 處理 M2 與 M3 在生育前期保水效果相近 0 60 cm 土層土壤質(zhì)量含水率按處理排序由大到小 依次為 M1 M2 M3 從全生育期看 黑色降解膜保溫 性能優(yōu)于白色降解膜 磁化水滴灌能顯著提高 0 60 cm土層土壤含水率 但對(duì)土壤溫度沒有顯著 影響 2 與普通地膜相比 降解膜覆蓋下加工番茄 LAI 和地上干物質(zhì)量在果實(shí)膨大一期至成熟期差異 不顯著 黑色降解膜較白色降解膜促進(jìn)發(fā)育效果好 各磁化水滴灌處理較常規(guī)水滴灌處理的葉面積指 數(shù)和地上干物質(zhì)量均有顯著增加 3 加工番茄凈光合速率 P n 蒸騰速率 T r 氣孔導(dǎo)度 Gs 和胞間 CO 2 濃度 Ci 按處理排序由大 到小依次為 M1 M2 M3 與常規(guī)水滴灌處理相比 磁 化水滴灌處理 P n T r Gs 和 Ci 分別增加了 13 06 16 08 8 74 10 99 7 14 18 03 和 11 24 18 41 P 0 05 磁化水滴灌對(duì)加工番茄 的光合作用有很好的促進(jìn)效果 4 與處理 M1 相比 處理 M2 和 M3 產(chǎn)量平均 降低 3 70 和 4 12 WUE 降低 1 98 和 2 01 磁 化水處理較常規(guī)水處理產(chǎn)量平均增加了 30 68 WUE 增加了 30 96 基于 TOPSIS 分析對(duì)各指標(biāo)進(jìn) 行綜合評(píng)價(jià) 研究認(rèn)為磁化水滴灌可彌補(bǔ)降解膜覆 蓋造成的產(chǎn)量和 WUE 損失 黑色降解膜在提高產(chǎn)量 和水分利用效率方面則表現(xiàn)更優(yōu) 此研究可為北疆膜下滴灌加工番茄增產(chǎn)與節(jié) 水提供理論參考 參考文獻(xiàn) References 1 朱金儒 王振華 李文昊 等 長期膜下滴灌棉田殘膜 對(duì)土壤水鹽 養(yǎng)分和棉花生長的影響 J 干旱區(qū)資 源與環(huán)境 2021 35 5 151 156 ZHU Jinru WANG Zhenhua LI Wenhao et al Effect of residual plastic film on soil water salt nutrient and cotton growth under long term mulched drip irrigation J Journal of arid land resources and environment 2021 35 5 151 156 in Chinese 2 趙巖 陳學(xué)庚 溫浩軍 等 農(nóng)田殘膜污染治理技術(shù)研 究現(xiàn)狀與展望 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2017 48 6 1 14 ZHAO Yan CHEN Xuegeng WEN Haojun et al Re search status and prospect of control technology for re sidual plastic film pollution in farmland J Transactions of the 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