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针对我国设施蔬菜产业中不合理的水肥管理制度导致的水肥利用效率低下、硝态氮淋失等问题,展开了水肥一体化条件下注肥时间对作物产量、品质、根系分布以及土壤水氮分布状况影响的田间试验,提出设施蔬菜水氮管理调控阈值,旨在为设施蔬菜水肥一体化灌溉工程设计、田间水肥管理提供依据。 本论文以花椰菜、黄瓜和番茄为试验对象,在日光温室内进行了2年的田间试验,研究滴灌施肥管理措施对作物生长和水氮利用的影响,以及土壤水氮动态变化规律。试验设置了由不同水肥顺序组成的4种注肥时间处理,即T1(1/5N-4/5W)、T2(1/5W-1/5N-3/5W)、T3(2/5W-1/5N-2/5W)、T4(3/5W-1/5N-1/5W)(整个施肥灌溉过程时间持续100min,其中施肥时间持续20min,此1/5W-1/5N-3/5W表示整个灌水过程的前1/5时间灌水,接下来的1/5时间施肥,后3/5时间灌水冲洗管道,其他同)。在作物生育期内观测设施蔬菜产量、品质、各植物部位的氮素累积量和土壤水氮的变化情况,分析不同注肥时间处理对设施蔬菜产量、品质和水氮利用效率以及土壤水氮分布特征的影响,并运用因子分析的统计学方法对不同处理下蔬菜、土壤各指标进行综合评价。研究结果表明: (1)向后推移注肥时间有助于提高设施蔬菜经济产量,灌溉施肥过程中后期施肥处理较前期施肥处理花椰菜产量提高1.78%~18.53%;在设施黄瓜和番茄试验中,注肥时间对蔬菜产量无显著影响。与前期施肥处理(T1、T2)相比,后期施肥处理(T3、T4)的设施蔬菜品质相对较优,其中在秋茬花椰菜和秋茬黄瓜试验中,蔬菜的可溶性糖和硝酸盐含量差异达到显著水平。 (2)注肥时间处理对设施蔬菜氮素累积总量的影响不显著,但植株果实和茎干部位的氮素累积量随施肥次序向后推移呈增加趋势,其中设施花椰菜试验中,花球部位的氮素累积量差异性达到显著水平。 (3)施肥停止后长时间的灌水处理促进了根系在垂直方向上的生长,而长时间灌水后进行施肥处理会促进根系在水平方向上的生长,其中T3处理的根长密度最大,根系分布范围最广,最大根长密度达到2.54cm/cm3。 (4)随着施肥次序的向前推移,设施蔬菜的水分利用效率得到提高,其中秋茬花椰菜试验中T4处理的水分利用效率显著高于T2处理;后期施肥处理的农学利用效率较前期施肥处理提高4.00%~10.29%,差异性未达显著水平。 (5)在作物生育期内作物耗水量呈先增加后减小的趋势;灌溉施肥过程中后期注肥处理的作物耗水量要大于前期注肥处理,并在作物生长旺盛阶段表现尤为明显。 (6)对比种植前和收获后土壤无机氮的变化状况,发现种植前土壤无机氮含量呈表层高、深层低的特点,收获后土壤剖面的无机氮分布更为均匀,其中T3、T4处理下硝态氮淋失量较小。 (7)运用因子分析方法进行综合评价发现,由土壤水氮状况、作物氮素利用效率和产量组成的主导因子在评价滴灌施肥管理措施时具有重要地位;T4处理的因子评价综合得分最高,其次是T3处理。可以认为灌溉施肥过程中后期注肥处理较优。