馬紅軍??+張玲麗??+李文甲

摘要：以灌溉上限和施肥量為因素，采用二元二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，建立基于水肥和輻熱積影響下的番茄葉面積指數(shù)模型及單葉光合速率模型，并根據(jù)建立的番茄葉面積指數(shù)模型和單葉光合速率模型，利用高斯積分法模擬水肥因子影響下的番茄干物質(zhì)積累模型。結(jié)果表明：模型對(duì)不同水肥處理下的番茄干物質(zhì)積累預(yù)測(cè)效果較好，模型對(duì)番茄干物質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果與1 ∶[KG-*3]1直線間的r2、RMSE、RE分別為0.908 3、373.30 kg/hm2、14.81%。該模型能較好地預(yù)測(cè)土壤水肥因子對(duì)番茄干物質(zhì)積累的影響。

關(guān)鍵詞：溫室番茄；水肥耦合；葉面積指數(shù)；單葉光合速率；高斯積分法；干物質(zhì)積累

中圖分類(lèi)號(hào)： S641.206文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

文章編號(hào)：1002-1302（2016）08-0254-03

干物質(zhì)積累模型的模擬對(duì)于作物生長(zhǎng)發(fā)育、光合生成和產(chǎn)量形成等過(guò)程研究具有重要意義；同時(shí)，對(duì)于提高番茄產(chǎn)量、增加番茄經(jīng)濟(jì)收益具有重要指導(dǎo)作用。前人對(duì)于作物干物質(zhì)的積累進(jìn)行了大量的研究，周青云等以時(shí)間為尺度建立小麥干物質(zhì)積累經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚1]；王新等采用高斯積分法計(jì)算每日冠層的光合作用速率，并用每日冠層的總光合量減去呼吸作用消耗量得到每日的干物質(zhì)增長(zhǎng)量[2]。眾所周知，干物質(zhì)積累既受光輻射及生長(zhǎng)度日等影響，同時(shí)又受到水肥管理措施的影響。在番茄生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，水和肥能夠影響作物的形態(tài)、葉片光合速率[3-4]，進(jìn)而影響作物的產(chǎn)量、品質(zhì)等[5-6]。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者報(bào)道了有關(guān)水肥耦合對(duì)作物生理指標(biāo)的影響[5，7]，或者建立了番茄[8]、小麥[9]、水稻[10]等干物質(zhì)積累模型。但是，關(guān)于兼顧水肥影響因子的番茄干物質(zhì)積累模型鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)在前人研究基礎(chǔ)上，模擬水肥對(duì)于番茄葉面積指數(shù)及單葉光合速率的影響，并且建立不同水肥條件下的番茄干物質(zhì)積累模型，為指導(dǎo)番茄水肥管理提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

供試番茄品種為金鵬1號(hào)，于2014年3月9日定植，行距35 cm，株距80 cm；當(dāng)年7月15日拉秧。試驗(yàn)以土壤水分和施肥量為因素，采用二元（1/2 實(shí)施）二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，各處理因素水平編碼見(jiàn)表1。共設(shè)13個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積8.4 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，2次重復(fù)。各處理灌溉下限均為50%，當(dāng)土壤相對(duì)質(zhì)量含水量降至土壤灌溉下限時(shí)，灌水補(bǔ)充到試驗(yàn)設(shè)4討論結(jié)論

干物質(zhì)積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，定量分析作物生產(chǎn)過(guò)程中干物質(zhì)積累的動(dòng)態(tài)變化是揭示作物產(chǎn)量形成和掌握高產(chǎn)群體調(diào)控指標(biāo)的重要內(nèi)容。本模型利用輻熱積建立番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)模型，建立水肥影響下的番茄單葉光合速率限制系數(shù)，同時(shí)引用高斯積分法，并結(jié)合水肥因子對(duì)冠層光合速率的影響，計(jì)算冠層的日總同化量。不僅考慮了溫度、光輻射等環(huán)境因子影響，模型還考慮了土壤水肥環(huán)境對(duì)于干物質(zhì)積累的影響。所以本模型對(duì)于番茄實(shí)際生產(chǎn)更具有指導(dǎo)意義。由試驗(yàn)結(jié)果可看出，本試驗(yàn)建立的兼顧水肥影響的番茄干物質(zhì)積累模型模擬結(jié)果與實(shí)際測(cè)量干物質(zhì)量結(jié)果基本吻合，試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?jīng)過(guò)檢驗(yàn)，對(duì)于干物質(zhì)積累量預(yù)測(cè)結(jié)果與1 ∶[KG-*3]1 直線間的r2、RMSE、RE分別為0.908 3、373.30 kg/hm2、14.81%。說(shuō)明本模型具有較好的精確度和實(shí)用性。本研究RE為14.81%的主要原因在于試驗(yàn)栽培管理上包括水肥控制及植株管理誤差，雖然試驗(yàn)按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，但仍會(huì)存在試驗(yàn)儀器精準(zhǔn)度及其他不可控因素帶來(lái)的試驗(yàn)誤差。

本模型主要針對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期番茄干物質(zhì)積累，因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期番茄僅進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，對(duì)于土壤水肥要求穩(wěn)定。而對(duì)于開(kāi)花坐果期和盛果期，番茄對(duì)于營(yíng)養(yǎng)的吸收及干物質(zhì)的分配發(fā)生很大變化[15]，番茄需水量和需肥量比營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期明顯提高；另外，開(kāi)花坐果期和盛果期番茄單葉最大光合速率較營(yíng)

養(yǎng)生長(zhǎng)期增大[16]。因此對(duì)于土壤水肥影響下番茄開(kāi)花坐果期和盛果期干物質(zhì)積累的模擬，需進(jìn)一步試驗(yàn)得出。

參考文獻(xiàn)：

[1]周青云，王仰仁，葉瀾濤，等.不同水肥處理下冬小麥干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)及模型研究[J]. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)，2013，33（3）：555-560.

[2]王新，刁明，馬富裕，等.滴灌加工番茄葉面積、干物質(zhì)生產(chǎn)與積累模擬模型[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014，45（2）：161-168.

[3]馮淑梅，張忠學(xué). 滴灌條件下水肥耦合對(duì)大豆生長(zhǎng)及水分利用效率的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2011，30（4）：65-67，75.

[4]賈彪，錢(qián)瑾，馬富裕. 氮素對(duì)膜下滴灌栽培棉花葉面積指數(shù)影響的模擬研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2015，46（2）：79-87.

[5]楊小振，張顯，馬建祥，等. 滴灌施肥對(duì)大棚西瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（7）：109-118.

[6]石珊珊，周蘇玫，尹鈞，等.高產(chǎn)水平下水肥耦合對(duì)小麥旗葉光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)，2013，33（3）：549-554.

[7]李嚴(yán)坤，張忠學(xué)，仲爽，等.水肥處理對(duì)玉米葉片水分利用效率及其光合特性的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，39（10）：15-19.

[8]徐剛，張昌偉，李德翠，等.溫室番茄光合生產(chǎn)和干物質(zhì)積累模型的建立[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，28（3）：171-176.

[9]劉娟，熊淑萍，楊陽(yáng)，等.基于歸一化法的小麥干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（17）：5512-5520[ZK）]

[10]李艷大，湯亮，陳青春，等.水稻地上部干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的定量模擬[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，21（6）：1504-1510

[11]李永秀，羅衛(wèi)紅，倪紀(jì)恒，等. 基于輻射和溫度熱效應(yīng)的溫室水果黃瓜葉面積模型[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，30（5）：861-867.

[12]倪紀(jì)恒，毛罕平. 電導(dǎo)率對(duì)溫室黃瓜葉面積和干物質(zhì)生產(chǎn)影響的動(dòng)態(tài)模擬[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（12）：105-109.

[13]李永秀，羅衛(wèi)紅，倪紀(jì)恒，等. 基于輻射和溫度熱效應(yīng)的溫室水果黃瓜葉面積模型[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，30（5）：861-867.

[14]李娟，郭世榮，羅衛(wèi)紅. 溫室黃瓜光合生產(chǎn)與干物質(zhì)積累模擬模型[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2003，19（4）：241-244.

[15]邢英英，張富倉(cāng)，張燕，等.膜下滴灌水肥耦合促進(jìn)番茄養(yǎng)分吸收及生長(zhǎng)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（21）：70-80.

[16]李百鳳，馮浩，吳普特，等.土壤水分下限對(duì)番茄光合速率、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23（5）：471-476.