朱　艷，蔡煥杰，侯會靜，宋利兵

(西北農(nóng)林科技大學 a 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點實驗室，b 旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院，陜西 楊凌 712100)

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加氣灌溉對番茄根區(qū)土壤環(huán)境和產(chǎn)量的影響

朱艷a,b，蔡煥杰a,b，侯會靜a，宋利兵a,b

(西北農(nóng)林科技大學 a 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點實驗室，b 旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院，陜西 楊凌 712100)

[摘要]【目的】 探明加氣灌溉對番茄根區(qū)土壤環(huán)境及番茄生物量、果實產(chǎn)量和水分利用效率的影響，為加氣灌溉的推廣提供依據(jù)。【方法】 以番茄品種“金鵬10號”為供試材料，通過溫室小區(qū)試驗，設計了加氣和不加氣(對照)地下滴灌2種處理方式，每個處理3次重復，加氣灌溉采用Mazzei287型文丘里加氣設備，定期測定并比較2種灌溉方式下的土壤含水量、氧氣含量、呼吸速率、溫度及番茄生物量、產(chǎn)量和水分利用效率?！窘Y果】 與對照相比，加氣灌溉使得10 cm土層內土壤體積含水量降低了1.61%，根區(qū)土壤氧氣含量增加了0.89%，土壤呼吸速率增加了26.76%，但土壤溫度沒有明顯變化；加氣灌溉下番茄的果實干鮮質量、葉干質量、莖干鮮質量和地上部干鮮質量均顯著增大，但根干鮮質量和葉鮮質量無顯著變化；同時，加氣灌溉下灌溉水分利用效率增加了23.12%，單株產(chǎn)量提高了23.12%，單果質量增大了29.84%?！窘Y論】 加氣地下滴灌在改善根區(qū)土壤環(huán)境、提高番茄產(chǎn)量和水分利用效率等方面具有明顯優(yōu)勢。

[關鍵詞]加氣灌溉；土壤呼吸；土壤氧氣含量；番茄

作物高產(chǎn)不僅依賴作物本身的遺傳性狀、大氣環(huán)境、水分、養(yǎng)分等的平衡，良好的根區(qū)環(huán)境也同等重要。作物根區(qū)需要充足的氧氣進行根系呼吸和新陳代謝，缺氧引起的根系呼吸減弱會導致蒸發(fā)蒸騰速率降低，無差別的離子流動增大，鹽分進入作物，進而嚴重限制作物生長[1]。根區(qū)缺氧會限制根系生長，并進一步影響到冠部的生長。同時，缺氧會減小氣孔導度和葉水勢[2]。而且土壤空氣是土壤重要的物理組成部分，土壤缺氧會影響土壤與大氣的氣體交換[3]。

地下滴灌提高了作物的水分利用效率，可減小灌水對環(huán)境造成的不利影響[4]。但是，在灌水期間灌水器附近形成了一個持續(xù)的濕潤鋒，作物根區(qū)在灌水期間的一定時間內維持在水分接近飽和的狀態(tài)，導致土壤缺氧，尤其是在排水條件比較差的土壤中，甚至在灌水后的一定時間內，水繼續(xù)代替空氣存在于土壤中，因此減小了土壤孔隙中氧氣的可利用性和移動性，更加劇了作物根區(qū)土壤氧氣含量的降低[5]。

加氣灌溉可以利用文丘里加氣設備將空氣吸入灌溉水中形成水氣混合液輸送到作物根區(qū)，既保證了作物對水分的需求，又能有效抑制作物根區(qū)缺氧[5-8]。最近的研究已經(jīng)顯示出加氣灌溉在提高作物產(chǎn)量、促進作物生長等方面的應用前景[6]。本試驗以不加氣灌溉為對照，研究加氣灌溉對溫室番茄根區(qū)土壤水分、土壤氧氣含量、土壤呼吸、番茄生物量累積、番茄產(chǎn)量和水分利用效率的影響，以期為加氣灌溉的推廣應用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗概況

試驗于2013-2014年在西北農(nóng)林科技大學旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點實驗室的日光溫室內進行。試驗站位于北緯34°20′，東經(jīng)108°24′，海拔高度521 m。溫室內0～60 cm土層土壤平均干容重為1.40 g/cm3，田間持水量為23.8%(質量含水率)。

供試番茄品種為“金鵬10號”，屬中早熟品種。定植時間為2013-08-22，試驗結束時間為2014-01-02。株距30 cm，壟距80 cm。壟與壟之間用埋深100 cm的塑料膜隔開，防止側滲。

1.2試驗設計與方法

將Mazzei287型文丘里加氣設備安裝在灌水毛管的首端，在進水口和毛管末端都裝有壓力表，進口壓力為0.1 MPa，毛管末端壓力為0.02 MPa，由排氣法得到進氣量約占灌溉水量的17%，灌溉毛管中多余的水可回流。滴頭埋深為15 cm，距離作物莖稈10 cm。

試驗中通過E601標準蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量控制灌水量[9]，計算方程為：

W=A×Epan×kcp。

式中：W為灌溉水量(L)；A為單個灌水器控制的小區(qū)面積(m2)，本試驗中A為0.3×0.4=0.12 m2；Epan為2次灌水時間間隔內的蒸發(fā)量(mm)；kcp為蒸發(fā)皿系數(shù)，本試驗中取為1.0。

灌水在08:00-12:00進行，周期為2 d，灌水量以每天早08:00測定的蒸發(fā)量為標準確定。設計了加氣和不加氣灌溉2種處理，每個處理3次重復，小區(qū)采用完全隨機區(qū)組設計。

1.3試驗觀測內容

1.3.1土壤含水量采用中子水分儀測量距離地表0～50 cm土層的含水量，分為10，20，30，40，50 cm 5層，采用取土烘干法修正。

1.3.2土壤氧氣含量土壤氧氣含量利用Fiber-Optic Oxygen Meter Firesting O2(光纖式氧氣測量儀)測量。光纖式氧氣測量儀具備2個測氧通道和1個USB連接通道，通過USB連接通道將氧氣測量儀與電腦連接，利用Firesting logger 軟件計數(shù)，每隔1 s計1次數(shù)，每個測氧通道可連接1個氧氣感應探針(Robust Oxygen Miniprobe)。測量時每個小區(qū)取2個固定點，分別插入氧氣感應探針(探針插入土壤前，在空氣中對軟件測量值進行調平，插入深度為5 cm，距離作物莖稈15 cm)。分別于06:00，12:00，18:00 3個時間點(均提前2 h將探針插入土壤，以盡可能減小對土壤的干擾；插入后將土壤封實，盡可能避免大氣對土壤空氣的影響)測量，每個時間點分別連測5 min，并將3個時間點測量值的平均值作為當天土壤氧氣含量的代表值。

1.3.3土壤呼吸和土壤溫度采用LI-6400XT便攜式氣體分析系統(tǒng)測量土壤呼吸，每個小區(qū)取固定點測量，每個點重復測量2次，測定方法主要參考韓廣軒等[10]的方法。分別于06:00，12:00，18:00 3個時間點測量，并將其平均值作為當天土壤呼吸速率代表值。在測定土壤呼吸的同時，在附近選擇1個點將土壤電熱探針(LI-6400-09TC)插入10 cm深度測定土壤溫度。

1.3.4生物量每個處理在果實膨大期末挖取3株番茄植株，地上部分將莖、葉和果實分開稱其鮮質量，待105 ℃殺青、75 ℃烘干后分別稱其干質量；地下部分根系先沖洗干凈，然后將水擦干后稱其鮮質量，待烘干后再稱其干質量。

1.3.5產(chǎn)量采用精度為0.01 g的電子天平稱量番茄產(chǎn)量，以單株產(chǎn)量計，為減小灌水期間的不均勻性，各處理單株產(chǎn)量取番茄植株的平均產(chǎn)量計算。植株管理采用單干整枝法，不進行疏果。

1.3.6灌溉水分利用效率(IWUE)番茄灌溉水分利用效率=番茄果實產(chǎn)量/番茄總灌水量。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件對各處理測定指標進行差異顯著性分析，用Sigmplot 12.0繪圖。

2結果與分析

2.1加氣灌溉處理對土壤含水量的影響

由圖1-A可知，2種灌溉處理土壤含水量變化趨勢基本相同，不加氣灌溉(對照)處理土壤含水量的平均值略微高于加氣灌溉處理，比加氣灌溉高出1.61%，可能是由于加氣灌溉加入的是水氣混合液，也就是灌溉水中含有空氣，灌水后空氣代替部分水存在于土壤中，因此加氣灌溉土壤含水量略低于對照。

圖 1　加氣與不加氣灌溉對番茄根區(qū)10 cm土層內土壤平均含水量和氧氣含量的影響

2.2加氣灌溉處理對土壤氧氣含量的影響

圖1-B顯示，在整個生育期內加氣灌溉處理的土壤氧氣含量均大于對照處理。統(tǒng)計表明，加氣灌溉處理土壤氧氣含量的平均值比對照處理高0.89%，這可能是由于對照處理的土壤水分高于加氣灌溉，而土壤水分的增加會導致土壤通透性變差，從而減少土壤中O2的濃度。已有研究表明，氧氣與水分在土壤中呈現(xiàn)此消彼長的關系[11]。但是從圖1-B看來，加氣灌溉處理土壤氧氣含量的增加不是很明顯。這一方面是因為探針插入深度僅為5 cm，處于土壤表層，而表層土壤和大氣處于經(jīng)常不斷地交換狀態(tài)[12]；另一方面加入的是空氣，因而只能使土壤氧氣含量稍有提高，但卻能改善根區(qū)的整體環(huán)境。

2.3加氣灌溉處理對土壤呼吸和土壤溫度的影響

加氣灌溉處理下土壤呼吸速率均高于對照(圖2-A)，加氣灌溉土壤呼吸速率平均值為3.666 μmol/(m2·s)，對照為2.892 μmol/(m2·s)，加氣灌溉比對照高出26.76%。加氣灌溉與對照土壤呼吸速率變化動態(tài)基本一致，大體呈單峰拋物線型。加氣灌溉處理的土壤呼吸速率變化于2.748～4.858 μmol/(m2·s)，對照處理為2.044～4.179 μmol/(m2·s)，土壤呼吸速率最小值均出現(xiàn)在苗期，后逐漸增大，到結果期達到峰值，之后又逐漸降低。

土壤溫度大體是隨著季節(jié)的變化而變化(圖2-B)，加氣灌溉土壤溫度平均值為22.55 ℃，對照為21.78 ℃。加氣灌溉處理的土壤溫度略高于對照處理，但差異不顯著(P>0.05)。

圖 2　加氣和不加氣灌溉對番茄生育期內土壤呼吸和土壤溫度的影響

由表1可以看出，加氣灌溉下番茄根的干鮮質量和葉鮮質量與對照沒有(P>0.05)顯著性差異，然而，莖干鮮質量、果實干鮮質量、葉干質量和地上部干鮮質量均顯著(P≤0.05)提高，與對照相比，果實干質量增加了48.2%，莖干質量增加了21.6%，地上部干質量增加了31.9%，根冠比減小了33.2%。以上結果表明，加氣灌溉主要促進了番茄冠部的生長，對根部生長的影響不顯著。

表 1　加氣和不加氣灌溉對番茄果實膨大期末生物量的影響

注：*表示在P≤0.05水平下有顯著性差異；**表示在P≤0.01水平下有顯著性差異；ns表示在P>0.05水平下無顯著性差異。表2同。

Note：*means significant difference atP≤0.05 level among treatments;**means significant difference atP≤0.01 level among treatments;ns means no significant difference atP>0.05 level among treatments.The same for Table 2.

2.5加氣灌溉處理對番茄產(chǎn)量和灌溉水分利用效率的影響

表2為番茄收獲時的產(chǎn)量和灌溉水分利用效率分析結果，與對照相比，加氣灌溉處理明顯提高了番茄產(chǎn)量和灌溉水分利用效率，單株產(chǎn)量提高了23.12%，單果質量提高了29.84%，灌溉水分利用效率提高了23.12%，差異顯著，而單株果數(shù)沒有顯著性差異。

表 2　加氣和不加氣灌溉對番茄產(chǎn)量、灌水量和灌溉水分利用效率的影響

由此可看出，加氣灌溉處理下產(chǎn)量的提高主要體現(xiàn)在促進果實的生長，對果實個數(shù)的影響不明顯，2種處理的灌水量相同，而加氣灌溉處理的產(chǎn)量比對照高，因此加氣灌溉的水分利用效率高于對照。

3討論與結論

3.1加氣灌溉對根區(qū)土壤環(huán)境的影響

關于加氣灌溉的很多研究結果都表明，加氣灌溉下土壤呼吸速率、氧氣含量、土壤溫度明顯高于地下滴灌。Chen等[13]在澳大利亞中央昆士蘭大學棉花試驗中得出，與地下滴灌相比，加氣灌溉 (Mazzei air injector model-MA1583)下滴頭埋深30 cm時土壤呼吸速率提高了42%，土壤氧氣含量提高了8.9%;滴頭埋深10 cm時土壤呼吸速率提高了79%，土壤氧氣含量提高了9.8%。本試驗結果表明，與對照相比，加氣灌溉根區(qū)土壤氧氣含量增加了0.89%，土壤呼吸速率提高了26.76%，土壤溫度略有提高，與Chen等[13]的研究結果基本一致。

土壤呼吸、土壤氧氣含量、土壤水分和土壤溫度等眾多因子共同構成土壤環(huán)境，它們之間的變化是相互影響的，一個因子的變化便會影響到根區(qū)土壤環(huán)境的整體變化。土壤呼吸速率主要受土壤生物區(qū)中CO2產(chǎn)生速率的控制，同時還受影響CO2在土壤中運移的環(huán)境因子的控制[14]。研究表明，土壤溫度、土壤水分和土壤通氣狀態(tài)是影響土壤呼吸作用的重要因素[15-18]；根系生物量、凋落物、微生物種群、根系氮含量等也是影響土壤呼吸作用的重要因素[13,16,19-22]，因此影響土壤呼吸的因素比較復雜，交互作用比較多。本試驗中，加氣灌溉處理的土壤溫度和土壤氧氣含量均高于對照，而土壤含水量低于對照。加氣灌溉向土壤中加入了空氣，而土壤是由固、液、氣三相組成的，土壤中空氣含量增加便可能導致水分的降低，而土壤水分的降低和土壤空氣含量的增加便會改善土壤通透性，增加土壤中O2的濃度，促進CO2的釋放，進而促進土壤的呼吸作用[23-24]，同時因為加氣灌溉在灌溉水中增加了空氣，因此還會促進作物根系及微生物種群等的生長，進而改善土壤呼吸功能。張靜等[11]便在水稻干濕交替灌溉技術的研究中發(fā)現(xiàn)，稻田土壤中的水分和氧氣含量存在明顯的此消彼長現(xiàn)象。本研究中加氣灌溉下土壤氧氣含量較不加氣灌溉提高了0.89%，土壤體積含水量下降了1.61%。土壤中空氣含量的增加和水分的降低會提高土壤通透性，而土壤溫度、土壤水分和土壤通氣狀態(tài)是影響土壤呼吸作用的重要因素[15-18]，因此土壤氧氣含量和土壤水分的變化便會影響到土壤呼吸的變化。本試驗證實了加氣灌溉可以改變土壤氧氣含量、土壤水分和土壤呼吸，從而改善番茄根區(qū)土壤環(huán)境。影響土壤環(huán)境的因素有許多，下一步有待研究加氣灌溉對其他土壤環(huán)境因素的影響，比如土壤微生物、根系生物量、凋落物等。

3.2加氣灌溉對番茄生長和產(chǎn)量的影響

番茄果實膨大期末生物量取樣結果表明，加氣灌溉對果實干鮮質量、莖干鮮質量、葉干質量和地上部干鮮質量有顯著影響。與對照相比，加氣灌溉單株產(chǎn)量提高了23.12%，單果質量提高了29.84%，水分利用效率提高了23.12%。

Bhattarai等[7]2006年在澳大利亞中央昆士蘭大學番茄灌溉試驗中得到加氣灌溉(Mazzei 384-X)下，單株產(chǎn)量和單果質量明顯高于地下滴灌(加氣灌溉為4.15 kg/株，136 g/個；對照為3.70 kg/株，124 g/個)，但是單株果實個數(shù)與對照沒有顯著性差異，加氣灌溉下地上部干質量也明顯高于對照，而根冠比明顯減小。Abuarab等[25]在玉米灌溉試驗中，用空氣壓縮機和氣量計作為加氣設備，2010和2011兩年的試驗結果表明，相較于地下滴灌，加氣灌溉下產(chǎn)量分別提高了12.27%(2010年)和12.5%(2011年)，與對照間存在顯著性差異；而加氣灌溉下的水分利用效率和灌溉水分利用效率(IWUE)均最大，與地下滴灌間存在顯著性差異，加氣灌溉下IWUE分別是1.096 kg/m3(2010年)和1.112 kg/m3(2011年)，而地下滴灌下IWUE分別是0.911 kg/m3(2010年)和0.922 kg/m3(2011年)，本研究也得到了一致的結果。與地下滴灌相比，加氣灌溉對番茄生長和產(chǎn)量的有利影響主要原因可能是加氣灌溉減輕了根區(qū)的缺氧狀況，在灌水的同時更有利于根系呼吸[7]，微生物的生物活動也更加旺盛，加速了其對有機質的分解。加氣灌溉根區(qū)氧氣充足，也促進了根區(qū)土壤與外界的氣體交換[26]，促進了根系向冠部的水分和養(yǎng)分運輸，形成了一個良性的根、冠與大氣的連續(xù)系統(tǒng)，從而促進了作物冠部的生長，提高了作物產(chǎn)量。

[參考文獻]

[1]Kuzyakov Y,Cheng W.Photosynthesis controls of rhizosphere respiration and organic matter decomposition [J].Soil Biology and Biochemistry,2004,33(14):1915-1925.

[2]Hoffman G,Ayers R,Doering E,et al.Salinity in irrigated agriculture [J].Design and Operation of Farm Irrigation Systems,1980:145-185.

[3]Busscher W J.Improved growing conditions through soil aeration [J].Communications in Soil Science & Plant Analysis,1982,13(5):401-409.

[4]Mchugh A,Bhattarai S,Lotz G,et al.Effects of subsurface drip irrigation rates and furrow irrigation for cotton grown on a vertisol on off-site movement of sediments,nutrients and pesticides [J].Agronomy for Sustainable Development,2008,28(4):507-519.

[5]Meek B,Ehlig C,Stolzy L,et al.Furrow and trickle irrigation:Effects on soil oxygen and ethylene and tomato yield [J].Soil Science Society of America Journal,1983,47(4):631-635.

[6]Bhattarai S P,Huber S,Midmore D J.Aerated subsurface irrigation water gives growth and yield benefits to zucchini,vegetable soybean and cotton in heavy clay soils [J].Annals of Applied Biology,2004,144(3):285-298.

[7]Bhattarai S P,Pendergast L,Midmore D J.Root aeration improves yield and water use efficiency of tomato in heavy clay and saline soils [J].Scientia Horticulturae,2006,108(3):278-288.

[8]Goorahoo D,Carstensen G,Zoldoske D,et al.Using air in sub-surface drip irrigation (SDI) to increase yields in bell peppers [J].Int Water Irrig,2002,22(2):39-42.

[9]康躍虎.實用型滴灌灌溉計劃制定方法 [J].節(jié)水灌溉,2004(3):11-15.

Kang Y H.Applied method for drip irrigation scheduling [J].Water Saving Irrigation,2004(3):11-15.(in Chinese)

[10]韓廣軒,周廣勝,許振柱,等.玉米地土壤呼吸作用對土壤溫度和生物因子協(xié)同作用的響應 [J].植物生態(tài)學報,2007,31(3):363-371.

Han G X,Zhou G S,Xu Z Z,et al.Responses of soil respiration to the coordinated effects of soil temperature and bioticfactors in maize field [J].Journal of Plant Ecology,2007,31(3):363-371.(in Chinese)

[11]張靜,劉娟,陳浩,等.干濕交替條件下稻田土壤氧氣和水分變化規(guī)律研究 [J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報,2014,22(4):408-413

Zhang J,Liu J,Chen H,et al.Change in soil oxygen and water contents under alternate wetting and drying in paddy fields [J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2014,22(4):408-413.(in Chinese)

[12]程云生,И Π格列欽.土壤氧氣狀況及其生草灰化土性質的影響 [J].土壤通報,1960,8(1):39-62.

Cheng Y S,И Π Гречин.Effect of soil oxygen status on the properties of soddy-podzolic soil (Podzoluvisols) [J].Acta Pedologica Sinica,1960,8(1):39-62.(in Chinese)

[13]Chen X M,Dhungel J,Bhattarai S P,et al.Impact of oxygation on soil respiration,yield and water use efficiency of three crop species [J].Journal of Plant Ecology,2011,4(4):236-248.

[14]Raich J,Schlesinger W H.The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate [J].Tellus B,1992,44(2):81-99.

[15]Cook F J,Orchard V A.Relationships between soil respiration and soil moisture [J].Soil Biology and Biochemistry,2008,40(5):1013-1018.

[16]Fang C,Moncrieff J.The dependence of soil CO2efflux on te-mperature [J].Soil Biology and Biochemistry,2001,33(2):155-165.

[17]Howard D,Howard P.Relationships between CO2evolution,moisture content and temperature for a range of soil types [J].Soil Biology and Biochemistry,1993,25:1537.

[18]Lomander A,K?tterer T,Andrén O.Carbon dioxide evolution from top-and subsoil as affected by moisture and constant and fluctuating temperature [J].Soil Biology and Biochemistry,1998,30(14):2017-2022.

[19]Boone R D,Nadelhoffer K J,Canary J D,et al.Roots exert a strong influence on the temperature sensitivity of soil respiration [J].Nature,1998,396(6711):570-572.

[20]Buchmann N.Biotic and abiotic factors controlling soil respiration rates inPiceaabiesstands [J].Soil Biology and Biochemistry,2000,32(11):1625-1635.

[21]Dilustro J J,Collins B,Duncan L,et al.Moisture and soil texture effects on soil CO2efflux components in southeastern mixed pine forests [J].Forest Ecology and Management,2005,204(1):87-97.

[22]欒軍偉,向華成,駱宗詩,等.森林土壤呼吸研究進展 [J].應用生態(tài)學報,2006,17(12):2451-2456.

Luan J W,Xiang H C,Luo Z S,et al.Research advances in forest soil respiration [J].Chinese Journal of Applied Ecology,2006,17(12):2451-2456.(in Chinese)

[23]Pangle R E,Seiler J R.Influence of seedling roots,environmental factors and soil characteristics on soil CO2efflux rates in a 2-years-old loblolly pine plantation on the Virginia Piedmont [J].Environment Pollution,2002,116:B85-B96.

[24]劉爽，嚴昌，何文清，等.不同耕作措施下旱地農(nóng)田土壤呼吸及其影響因子 [J].生態(tài)學報,2010,30(11):2919-2924.

Liu S,Yan C,He W Q,et al.Soil respiration and its affected factors under different tillage systems in dryland production systems [J].Acta Ecologica Sinica,2010,30(11):2919-2924.(in Chinese)

[25]Abuarab M,Mostafa E,Ibrahim M.Effect of air injection under subsurface drip irrigation on yield and water use efficiency of corn in a sandy clay loam soil [J].Journal of Advanced Research,2013,4:493-499.

[26]Meek B,Graham L,Donovan T.Effect of irrigation treatmen-ts,soil temperature and soil texture on soil aeration status and stand losses of alfalfa [C].Madison,Wisconsin:73rd Annual Meeting of American Society of Agronomy,1981:21.

Effects of aerated irrigation on root-zone environment and yield of tomato

ZHU Yana,b,CAI Huan-jiea,b,HOU Hui-jinga,SONG Li-binga,b

(aKeyLaboratoryforAgriculturalSoilandWaterEngineeringinAridAreaofMinistryofEducation,bInstituteofWaterSavingAgricultureinAridAreasofChina,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

Abstract：【Objective】 This study ascertained the effects of aerated irrigation on root-zone environment,yield,and water use efficiency (IWUE) of tomato to improve the application of aeration irrigation.【Method】 A Mazzei287 venturi aerated equipment was employed in the experiment with two treatments (aerated irrigation (control) and non-aerated irrigation) and three replications in each treatment.Soil respiration,temperature and oxygen content,biomass,yield and IWUE of tomato were measured and compared regularly.【Result】 Aerated irrigation significantly improved root-zone environment compared with the control treatment.It reduced soil water content in upper 10 cm soil layer by 1.61%,increased oxygen content by 0.89% and improved soil respiration rate by 26.76%.There was no significant difference in soil temperature.Fruit fresh and dry biomass,leaves dry biomass,stem fresh,and dry biomass also increased by aerated irrigation,while root fresh and dry biomass and leaves fresh biomass remained unchanged.In addition,IWUE,yield per plant,and single fruit weight were increased by 23.12%,23.12%,and 29.84%,respectively.【Conclusion】 Aerated irrigation had the advantages of improving root-zone environment and increasing tomato yield and WUE.

Key words:aerated irrigation;soil respiration;soil oxygen content;tomato

DOI：網(wǎng)絡出版時間:2016-04-0709:0010.13207/j.cnki.jnwafu.2016.05.021

[收稿日期]2014-09-29

[基金項目]國家自然科學基金項目(50779059)；國家自然科學基金重點項目(50939005)；高等學校博士學科點專項科研基金資助項目(20110204130004)

[作者簡介]朱艷(1989-)，女，山東棗莊人，碩士，主要從事節(jié)水灌溉理論與技術研究。E-mail:zychalle2012@163.com[通信作者]蔡煥杰(1962-)，男，河北藁城人，教授，博士，主要從事農(nóng)業(yè)節(jié)水與水資源高效利用研究。E-mail:caihj@nwsuaf.edu.cn

[中圖分類號]S641.201

[文獻標志碼]A

[文章編號]1671-9387(2016)05-0157-06

網(wǎng)絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160407.0900.042.html