灌水量和生物炭施用量对温室番茄植株叶片叶绿素含量的影响.pdf

Agricultural Machinery and Agronomy 农机与农艺 2021 年9月下 0 引言 生物炭是指由农业废弃物 垃圾及其他废弃物等 生物质在无氧或限氧条件下经过 350 450 热解 而炭化产生的高度芳香化的一类难溶性固态物质 1 为疏松多孔的结构 比表面积较大 吸水 气能力强 2 绝大多数生物质炭为碱性 pH值为7 10 因此 利用 生物质炭可以进行酸性土壤的改良 保水保肥能力 的改善以及有机污染物的吸附等方面的研究 3 目前 已有研究表明 生物炭能够提高一些蔬菜品种的产 量 4 5 和肥料利用率 并且具有土壤保肥能力 6 7 番茄是我国栽培面积最大的蔬菜之一 也是最 主要的果菜类蔬菜之一 随着园艺设施的发展 番茄 生产基本实现了周年生产和均衡供应的目标 但由 于集约化程度高 复种指数高等特点 番茄连作障碍 问题日益突出 棚室土壤理化性状逐步恶化 严重制 约设施番茄生产的可持续发展 8 生物炭对土壤物理 和化学性质具有明显的改良作用 生物炭的多孔结 构可以使土壤表层的孔隙度增大 容重降低 有助于 解决因长期过量施用化肥而引起的土壤板结问题 生物炭可以吸附和保持水分 且能够增强土壤水分 的渗透性 9 10 在蔬菜育苗基质中添加生物炭 不仅 可以提高基质吸附和保持水分的能力 降低养分淋 溶 还可以解决育苗基质资源不足的难题 废物利 用 变废为宝 实现资源的再利用 11 施用生物炭还 能有效促进园艺作物生长发育 提高产量 改善品 质 生物炭处理显著增加了南丰蜜橘春梢的长度和 粗度 增加叶片营养成分 提高南丰蜜橘的产量 改 良果实的风味品质和化渣性品质 12 本试验以番茄为 试验材料 通过大棚盆栽对比试验 研究不同灌水量 和不同生物炭施用量对温室番茄叶绿素含量的影 响 为其在蔬菜育苗中的合理利用提供理论依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 1 试验田 本试验在河海大学江宁校区节水园 区大棚内进行 南北走向 盆栽为圆柱形塑料桶 试 验土质为黏性土 2 试验作物 供试作物为番茄 3 施用肥料 移栽前施复合肥料作为底肥 1 2 试验方法 1 采用大棚盆栽对比试验研究方法 每个盆栽 种植1株 盆栽株距50 cm 加宽株距 方便管理 采 用地表定量浇灌方式 2 番茄生育期 苗期 开花期 坐果期 快速成长 期 成熟期 依据大棚番茄栽培手册及田间管理方 式 进行除草 落蔓 施肥 防止病虫害等田间工作 3 环境因子 记录大棚内温度 湿度 叶片温度 土壤温度 测含水量时可测得 4 蒸发蒸腾量 采用称重法实测大棚番茄日蒸 发蒸腾量 用 1 台称重电子天平对桶栽番茄日蒸发 蒸腾量进行观测 计算需水量 记录灌溉定额与灌水 定额 5 设计方案 共设计12组处理 每组6株 处理1 T1 添加1 生物炭 灌水量0 8ET 处理2 T2 添加1 生物炭 灌水量1 0ET 处理3 T3 添加1 生物炭 灌水量1 2ET 作者简介 陈可欣 2001 女 江西宜春人 本科 研究方向为 农业水利工程 灌水量和生物炭施用量对温室番茄植株叶片叶绿素含量的影响 陈可欣 张文哲 李林艳 苏意翔 欧琦骏 河海大学农业科学与工程学院 江苏 南京 211100 摘 要 为明确不同灌水量和不同生物炭施用量对温室番茄叶绿素含量的影响 本试验在三个不同灌水量 0 8ET 1 0ET 1 2ET 处理下设置了四个不同生物炭施用量处理 1 3 5 采用大棚盆栽对比试验研究方法与地表定量浇灌 方式进行试验 试验结果表明 在相同的灌水量条件下 生物炭的施加可以促进番茄植株叶片叶绿素积累 并且1 生物 炭施用量条件下对叶绿素积累的促进效果最佳 在相同的生物炭施用量条件下 灌水量对植株叶片叶绿素积累起到促进 作用 叶绿素随灌水量的增大而积累 关键词 番茄 生物炭 叶绿素含量 灌水量 中图分类号 S641 2 文献标志码 A 文章编号 1672 3872 2021 18 0064 03 64 农机与农艺 Agricultural Machinery and Agronomy2021年9月下 处理4 T4 添加3 生物炭 灌水量0 8ET 处理5 T5 添加3 生物炭 灌水量1 0ET 处理6 T6 添加3 生物炭 灌水量1 2ET 处理7 T7 添加5 生物炭 灌水量0 8ET 处理8 T8 添加5 生物炭 灌水量1 0ET 处理9 T9 添加5 生物炭 灌水量1 2ET 处理10 CK W0 8 添加0 生物炭 灌水量 0 8ET 处理11 CK W1 0 添加0 生物炭 灌水量 1 0ET 处理12 CK W1 2 添加0 生物炭 灌水量 1 2ET 1 3 项目测定及方法 叶绿素含量的测定方法 叶绿素仪 实验日期分 别为 5 月 2 日 5 月 9 日 5 月 16 日 5 月 24 日 5 月 30日 1 4 数据分析 采用软件Excel 2019进行数据分析 2 结果与分析 灌水量和生物炭施用量对温室番茄叶绿素含量 的影响 番茄叶片的叶绿素含量可反映出番茄植株的生 理机能情况及生长状况 本实验中的叶绿素含量是 指每组植株指定叶片在不同实验时间测得的叶绿素 含量去除偶然性数值之后的均值 相同灌水量条件下生物炭施用量对叶绿素含量 随试验次数变化的影响 如图 1 所示 由图 1 可知 在生物炭施用量方面分析 在相同的灌水量条件下 叶绿素随生物炭施用量的增加而衰减 生物炭施用 量为 1 的实验组叶绿素含量在前期实验中大致等 于且略高于对照组 在后期实验中远高于对照组 相同生物炭施用量条件下灌水量对叶绿素含量 随试验次数变化的影响 如图 2 所示 由图 2 可知 在灌水量方面分析 在相同的生物炭施用量条件下 叶绿素含量随灌水量的增加而增大 由图 1 图 2 可知 在相同的灌水量条件和相同 的生物炭施用量条件下 第 1到第 3 次实验中 叶绿 素积累 对应的是叶片的成长期 在第 3 次实验时间 前后叶绿素含量达到最大值 第3到第5次实验中 叶绿素衰退 含量变少 对应叶片的衰老过程 且对 照组在第 3 到第 5 次实验中叶绿素衰退的速度最 快 其次为 1 生物炭施用量组 3 生物炭施用量组 和5 生物炭施用量组 图1 相同灌水量条件下生物炭施用量对叶绿素 含量随试验次数变化的影响 65 图2 相同生物炭施用量条件下灌水量对叶绿素 含量随试验次数变化的影响 3 讨论与结论 3 1 讨论 由图1 可知 在灌水量相同的条件下 每次实验 中 叶绿素含量大致符合 1 生物炭施用量组大于 3 生物炭施用量组 大于5 生物炭施用量组 但后 两次实验中 有些组别不符合此规律 原因在于 生 物炭的施加有利于减缓叶片的衰老 后两次实验时 生物炭施用量为 1 的实验组衰老较快 导致其叶绿 素含量低于生物炭施用量更高的实验组 其他类似 与得出规律不符的组别也可用叶片衰老速度不同来 解释 由图1 可知 生物炭施用量为1 时可促进植株 叶片的叶绿素积累 但存在一些组别中对照组叶绿 素含量高于生物炭施用量为 1 的实验组 原因在 于 由于对照组耗水较快 实验时对照组的灌水频率 较大 从而导致叶绿素积累加快 其他类似与得出规 律不符的现象也可由灌溉方案不同造成 3 2 结论 本研究通过对比不同生物炭施用量和不同灌水 量对番茄植株叶片叶绿素含量的影响 得到以下结论 1 在相同的灌水量条件下 生物炭的施加可促进 番茄植株叶片叶绿素积累 且1 生物炭施用量条件 下对叶绿素积累的促进效果最佳 其次为3 和5 2 在相同的灌水量条件下 生物炭的施加可减 缓叶绿素的衰退 减缓植株叶片的衰老 即叶片衰老 速度为对照组最快 生物炭施用量为 5 的实验组最 慢 衰老速度随生物炭施用量的增加而减缓 3 在相同的生物炭施用量条件下 灌水量对植 株叶片叶绿素积累起促进作用 叶绿素的积累随灌 水量的增大而增大 本研究表明 适量生物炭作为添加剂可以提高 植株叶片叶绿素含量 提高番茄植株的质量 具有生 产上推广应用的潜力 参考文献 1 Gaunt John L Lehmann Johannes Energy balance and emissions associated with biochar sequestration and pyrolysis bioenergy production J Environmental science technology 2008 42 11 4152 4158 2 陈温福 张伟明 孟军 等 生物炭应用技术研究 J 中国工程 科学 2011 13 2 83 89 3 Geoffrey Marchal Kilian E C Smith Arno Rein et al Impact of activated carbon biochar and compost on the desorption and mineralization of phenanthrene in soil J Environmental Pollution 2013 181 200 210 4 张登晓 周惠民 潘根兴 等 城市园林废弃物生物质炭对小 白菜生长 硝酸盐含量及氮素利用率的影响 J 植物营养与 肥料学报 2014 20 6 1569 1576 5 陈琳 乔志刚 李恋卿 等 施用生物质炭基肥对水稻产量及 氮素利用的影响 J 生态与农村环境学报 2013 29 5 671 675 6 高海英 何绪生 陈心想 等 生物炭及炭基硝酸铵肥料对土 壤化学性质及作物产量的影响 J 农业环境科学学报 2012 31 10 1948 1955 7 何绪生 张树清 佘雕 等 生物炭对土壤肥料的作用及未来 研究 J 中国农学通报 2011 27 15 16 25 8 丁永川 设施番茄连作障碍及防控农艺技术研究 D 泰安 山 东农业大学 2012 9 张敏 生物炭对污染农田土壤理化性质及重金属有效性的影 响 D 咸阳 西北农林科技大学 2016 10 Mohammad I Al Wabel Qaiser Hussain Adel R A Usman et al Impact of biochar properties on soil conditions and agricultural sustainability A review J Land Degradation Development 2018 29 7 2124 2161 11 夏亚真 田利英 李胜利 等 生物炭对番茄幼苗生长及养分 吸收的影响 J 中国蔬菜 2018 5 32 35 12 苏受婷 稻壳生物炭施用对南丰蜜橘园土壤改良效果和果实 品质的影响 D 南昌 江西农业大学 2018 Agricultural Machinery and Agronomy 农机与农艺 2021 年9月下 66