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第 27 卷第 9 期 2021 年 9 月 水利科技与经济 Water Conservancy Science and Technology and Economy Vol 27 No 9 Sep 2021 收稿日期 2021 02 22 作者简介 韦 琦 2000 男 江苏盐城人 本科在读 研究方向为农业水利 李思颖 2001 女 江苏常州人 本 科在读 研究方向为水务工程 芦治宇 2001 男 河北南和人 本科在读 研究方向为农业水利 白胤豪 2000 男 湖北荆州人 本科在读 研究方向为农业水利 张庆龙 2001 男 山东日照人 本科在读 研究方向为农业水利 柏玥辰 2002 男 江苏盐城人 本科在读 研究方向为农业水利 doi 10 3969 j issn 1006 7175 2021 09 006 基于不同生物炭添加量和灌水定额 对番茄生长发育的影响 韦 琦 a 李思颖 b 芦治宇 a 白胤豪 a 张庆龙 a 柏玥辰 a 河海大学 a 农业科学与工程学院 b 水文水资源学院 南京 211100 摘 要 通过田间试验 研究不同生物炭添加量与灌水定额对番茄生长的影响 为合理确定 温室大棚内番茄生长所需最佳生物炭添加量与灌水定额提供依据 试验设置 7 个不同的处 理 测量温室大棚盆栽番茄从苗期到开花坐果期的株高与茎粗 试验结果表明 120 g 生物 炭 ET 600 g 生物炭 ET 处理番茄的株高与茎粗均呈现高增长率 360 g 生物炭 0 8ET 360 g 生物炭 ET 处理番茄的茎粗呈现高增长率 但是株高增长率不算高 600 g 生物炭 0 8ET 处理 与其他处理相比 番茄的株高与茎粗均呈现较低增长率 各处理之间的显著性 P 1 00 0 05 即各组茎粗与株高无显著性差异 关键词 生物炭 灌水定额 株高 茎粗 单因素方差分析 中图分类号 S274 文献标识码 A 文章编号 1006 7175 2021 09 0028 06 The Effects of Different Biochar Supplemental Amount and Irrigation Quota on Tomato Growth and Development WEI Qi a LI Si ying b LU Zhi yu a BAI Yin hao a ZHANG Qing long a BAI Yue chen a Hohai University a College of Agricultural Science and Engineering b College of Hydrology and Water esources Nanjing 211100 China Abstract Field experiments were conducted to study the effects of different biochar supplemental amount and irrigation quota on tomato growth and to provide a basis for reasonably determining the optimal biochar supplemental amount and irrigation quota for tomato growth in greenhouse Plant height and stem diameter of tomato potted in greenhouse from seedling stage to flowering and fruit setting stage were measured under 7 different treatments The results show that the plant height and stem diameter of tomato treated with 120 g biochar ET and 600 g biochar ET both showed a high growth rate 360 g biochar 0 8ET and 360 g biochar ET showed a high growth rate of stem di ameter but the growth rate of plant height was not high Compared with other treatments the plant height and stem diameter of tomato treated with 600 g biochar 0 8ET showed a lower growth rate 82 韦 琦 等 基于不同生物炭添加量和灌水定额对番茄生长发育的影响 第 9 期 Significant P 1 000 0 05 that is there was no significant difference in stem diameter and plant height among all treatments Key words biochar irrigation quota plant height stem diameter one way ANOVA 0 引 言 番茄的株高和茎粗是研究中番茄生长发育 的重要指标 土壤中生物炭添加量和水分调控对 温室大棚内盆栽番茄的生长有着重要的影响 因此 探究温室大棚内基于不同生物炭添加量和 灌水定额对盆栽番茄生长发育 主要体现在株高 和茎粗两个方面 的影响 对于作物高效用水和 作物生长有着重要的指导意义 关于影响番茄生长发育的因素 相关学者已 经开展了大量的研究 例如 杨彩霞等 1 研究了 不同残膜量对番茄生长发育的影响 结果表明在 苗期 开花坐果期残膜量水平 0 200 和 400 kg km 2 处理下的番茄株高茎粗均高于残膜量水平 600 kg km 2 处理 残膜对番茄苗期株高茎粗的阻 碍作用大于开花坐果期 王枭等 2 研究了温室 番茄对微小流量滴灌埋深与灌水量的响应 结果 表明埋深与灌水下限对番茄植株株高茎粗的影 响规律性不强 但是对其余特征有着较大影响 吴昕怡等 3 研究了不同氮肥处理对春季大棚番 茄生长发育的影响 结果表明增施 20 有机肥处 理和不施肥处理的番茄株高和茎粗无显著差异 减氮 30 处理更能促进植物生长 其余处理养分 施用不均衡 从而导致株高和茎粗较差 综上 以往研究重点关注了针对不同方面 例如地膜残 留 氮肥施加等 对番茄株高和茎粗的影响 而 针对不同土壤添加剂和灌水定额对番茄生长发 育过程中株高和茎粗的影响的研究鲜有报道 因此 以河海大学江宁校区节水园区 2020 年 9 月种植的番茄为研究对象 旨在揭示生物炭添 加量和灌水定额对温室种植盆栽番茄生长发育 的影响 研究结果对于认识不同土壤添加剂的 量和灌水定额对温室番茄生长发育规律 精细化 农业耕作有着重要的指导意义 1 材料与方法 1 1 试验区概况 试验在河海大学江宁校区节水园进行 实验 区位于 N31 86 E188 60 属于亚热带温润气 候 冬冷夏热 四季分明 年平均降雨 1 021 mm 年平均蒸发量 900 mm 平均湿度 81 年均日 照时数 2 212 8 h 日照时数百分率约 50 4 1 2 试验设计 生物炭作为一种新型的环境功能材料 由于 其特殊的结构和理化性质 具有修复污染 改良 土壤 固碳减排等多重环境效益 越来越受到人 们的关注 已经成为一个新的研究热点 5 试验在河海大学江宁校区节水园区进行 在 温室大棚内设置有小型气象站 大棚内栽种有番 茄 辣椒等作物 根据试验设计要求 共设置 7 个处理 CK 处理 土壤中无任何添加剂且灌水 定额为 ET T1 处理 土壤中含 120 g 生物炭且灌 水定额为 0 8ET T2 处理 土壤中含 120 g 生物炭 且灌水定额为 ET T3 处理 土壤中含 360 g 生物 炭且灌水定额为 0 8ET T4 处理 土壤中含 360 g 生物炭且灌水定额为 ET T5 处理 土壤中含 600 g 生物炭且灌水定额为 0 8ET T6 处理 土壤中含 600 g 生物炭且灌水定额为 ET 每一个处理在进 行试验时都设置了 4 个相同处理 见表 1 表 1 试验设计 处理 生物炭添加量 g 灌水定额 CK 无添加 ET T1 120 0 8ET T2 120 ET T3 360 0 8ET T4 360 ET T5 600 0 8ET T6 600 ET 试验从 2020 年 9 月开始进行 从 2020 年 9 月 23 日开始测量 至 2020 年 10 月 29 日结束 期 间一共测得株高和茎粗的各 6 组数据 1 3 测定项目与方法 株高茎粗 每隔 7 天用直尺测定茎基部到生 长点的株高 采用十字交叉法 用游标卡尺测定 92 第 27 卷第 9 期 2021 年 9 月 水利科技与经济 Water Conservancy Science and Technology and Economy Vol 27 No 9 Sep 2021 茎基部第一节中间位置的茎粗 开花坐果期末打 顶之后不再测定 1 1 4 统计分析 采用 Microsoft Excel 2013 处理数据并绘制相 关图表 采用 SPSS 24 0 进行显著性分析 2 结果与讨论 2 1 苗期与开花坐果期数据可视化 将苗期与开花坐果期的番茄株高与茎粗的 各处理平均值数据用图直观表示 见图 1 和图 2 图 1 各处理株高平均值数据 图 2 各处理茎粗平均数据 2 2 各处理番茄株高与茎粗各阶段平均增长率 可视化 为了更直观地分析各处理对番茄株高与茎 粗生长效率的提高 运用 Excel 2013 软件对各处 理在各阶段增长率的平均值进行可视化处理 株高增长率见图 3 茎粗增长率见图 4 03 韦 琦 等 基于不同生物炭添加量和灌水定额对番茄生长发育的影响 第 9 期 图 3 番茄各处理株高增长率 图 4 番茄各处理茎粗增长率 通过数据可视化柱状图分析得出 T2 T6 即 120 g 生物炭 ET 600 g 生物炭 ET 处理番茄的 株高与茎粗均呈现高增长率 T3 T4 即 360 g 生 物炭 0 8ET 360 g 生物炭 ET 处理番茄的茎粗 呈现高增长率 但是株高增长率不算高 T5 即 600 g 生物炭 0 8ET 处理与其他处理相比 番茄 的株高与茎粗均呈现较低增长率 2 3 株高茎粗各处理数据的单因素方差分析 本文采取单因素方差分析方法 One Way ANOVA 对各组数据的显著性进行分析 在采用 单因素方差分析法之前 应该先对数据的正态性 进行检验 具体检验结果见表 2 表 2 株高茎粗正态性检验表 显著性 项目 处理 CK T1 T2 T3 T4 T5 T6 株高 0 415 0 449 0 042 0 444 0 226 0 78 0 118 茎粗 0 489 0 751 0 721 0 202 0 823 0 902 0 888 注 若显著性值大于 0 05 则该组数据符合正态分布 通过对数据进行夏皮洛 威尔克正态性检 验后发现 株高和茎粗各 7 组数据中仅株高的 T2 处理呈轻微偏态 其余皆满足正态分布 因此可 以选用单因素方差分析 图 5 图 6 为株高茎粗 正态性检验图 通过方差齐性检验 株高与茎粗的显著性均 大于 0 05 方差齐 因此 采用拜弗伦尼多重比 较对各个处理之间的显著性进行分析 13 第 27 卷第 9 期 2021 年 9 月 水利科技与经济 Water Conservancy Science and Technology and Economy Vol 27 No 9 Sep 2021 图 5 株高正态性检验图 图 6 茎粗正态性检验图 拜弗伦尼多重比较的结果 各组茎粗与株高 无显著性差异 P 1 000 0 05 为使得结论 更具有说服力 故绘制出单因素方差检验可视化 图像 见图 7 从图 7 中不难辨别 各处理在株高 与茎粗两个方面没有显著性差异 图 7 株高与茎粗各处理单因素方差分析图 23 韦 琦 等 基于不同生物炭添加量和灌水定额对番茄生长发育的影响 第 9 期 3 结 语 本文基于不同生物炭添加与不同灌水定额 对番茄生长发育的两个重要特征即株高与茎粗 的影响研究得出以下结论 1 试验中 T2 T6 即 120 g 生物炭 ET 600 g 生物炭 ET 处理番茄的株高与茎粗均呈现高增 长率 T3 T4 即 360 g 生物炭 0 8 ET 360 g 生物 炭 ET 处理番茄的茎粗呈现高增长率 但是株高 增长率不算高 T5 即 600 g 生物炭 0 8 ET 处理 与其他处理相比 番茄的株高与茎粗均呈现较低 增长率 2 试验中 各处理之间的显著性 P 1 00 0 05 即各组茎粗与株高无显著性差异 综上所述 当适当添加生物炭的量并且满足 一定的灌水定额时 番茄的株高与茎粗的增长较 快 过多或者过少的添加生物炭的量会阻碍番茄 的株高与茎粗增长 但是寻求适合温室大棚盆 栽番茄生长的最优生物炭添加量与最优灌水定 额值 还需要进行大量的对照试验并进一步 研究 参考文献 1 杨彩霞 马娟娟 孙西欢 等 不同残膜量对番茄生长发 育和产量的影响 J 节水灌溉 2020 7 24 27 2 王枭 杨培岭 苏艳平 温室番茄对微小流量滴灌埋 深与灌水量的响应 J 排灌机械工程学报 2018 36 10 937 942 3 吴昕怡 胡晓辉 屈锋 等 不同氮肥处理对春季大 棚番茄产量及肥料利用率的影响 J 北方园艺 2018 17 12 18 4 郭安安 王梦琴 王为木 等 微咸水滴灌对土壤水 盐运移影响的研究 J 安徽农学通报 2019 25 12 118 121 5 桂向阳 刘晨 许吉宏 等 畜禽粪便生物炭的二维 红外光谱分析 J 光谱学与光谱分析 2020 40 11 櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥 292 298 上接第 27 页 3 结 论 1 冬小麦日平均腾发量随生育期的不同而 变化 在全生育期初期变化较小 随着小麦的快 速生长逐渐增加 至成熟收获期腾发量逐渐减 小 平均总腾发量为 350 17 mm 2 在所布置的 6 个观测点处的腾发量在时 间轴上的变化有很好的一致性 同时比较冬小 麦腾发量与变异系数随时间的变化 二者存在相 反的变化趋势 腾发量越大其相对应的变异系数 就越小 反之腾发量小的其变异系数就越大 3 本文采用田间试验的方法 对引黄灌区冬 小麦粮田沿畦长方向土壤剖面水分变化与作物 腾发等内容进行了研究 但本试验所研究的只 是各个生育期 并没有对全育期进行研究分析 所以所得结论还有待进一步的试验验证 参考文献 1 张新燕 蔡焕杰 地面灌溉理论研究进展 J 中国 农村水利水电 2005 8 6 9 2 阚常庆 廖梓龙 龙胤慧 畦灌技术研究进展 J 水科学与工程技术 2012 3 1 4 3 国家发展和改革委员会水利发展规划 2011 2015 年 北京 国家发展和改革委员会 2012 4 李世瑶 蔡焕杰 陈新明 基于主成分分析的畦灌质 量评价 J 农业工程学报 2013 29 24 86 93 5 李益农 许迪 李福祥 田面平整精度对畦灌系统性 能影响的模拟分析 J 农业工程学报 2001 4 43 48 6 洪瑜 王芳 刘汝亮 等 不同畦灌方式对冬小麦土 壤水分和水分利用效率的影响 J 干旱地区农业研 究 2014 32 3 70 75 7 刘增进 李宝萍 李远华 等 冬小麦水分利用效率 与最优灌溉制度的研究 J 农业工程学报 2004 4 58 63 8 Wright J L Evapotranspiration and Irrigation Water e quirements J American Society of Civil Engineers 1990 70 9 Kang S Gu B Du T et al Crop Coefficient and atio of Transpiration to Evapotranspiration of Winter Wheat and Maize in a Semi humid egion J Agricultural Water Management 2003 59 3 239 254 10 Allen G Smith M Perrier A et al An Update for the Definition of eference Evapotranspiration J Journal of Environmental Science and Health Part A toxic hazardous Substances Environmental Engi neering J ENVI ON SCI HEALTH A 1994 43 1 35 11 Allen G Pereira L S aes D et al Crop Evapo transpiration Guidelines for Computing Crop Water equirements J Fao Irrigation Drainage Paper 1999 56 33