河北农业大学现代科技学院
毕业论文开题报告
题 目：日光温室番茄节水灌溉的灌水量指标研究
学 部： 生命学部
学生姓名： 张 津
专 业： 资源环境与城乡规划管理
班级学号： 2006614500117
指导教师姓名： 文宏达
指导教师职称： 教授
2010 年 3 月 10 日
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学生姓名 指导教师 论文名称 选题依据： 张 津 文宏达 专业班级 职 称 资规0601班 教授 学 号 所在学部 2006614500117 生命学部 日光温室番茄节水灌溉的灌水量指标研究 现今灌溉措施中采取的小水灌溉，既节约了水源，又减少了肥的浪费，同时不会造成对地下水的污染和土壤的盐渍化，（原因是小水灌溉不会使肥料随水冲到作物根系不能吸收的根区以外），不仅如此小水灌溉还有利于提高西红柿的风味，减少日光温室的湿度，使那些危害蔬菜生长的喜欢高湿度环境繁殖的病原菌不能发生，病害减少。水是蔬菜生长的必需，小水灌溉的“小水”究竟是需要灌溉多少，有没有一个准确的范围，有必要进行深入的研究测定。 目的意义： 水资源缺乏已成为当今人类社会共同关注的问题，我国是一个水资源相对贫乏的国家，人均占有水量相当于世界人均水平的1/4，是世界上人均占有水资源最贫乏的13个国家之一；同时，我国水资源空间分布极不平衡，地处北方地区的河北省人均水资源量仅为883 m3/hm2，不足全国平均水平的1/30。水资源不足不仅造成了严重的生态环境问题，同时缺水已经成为限制河北省经济社会发展的重大问题。 从对水资源量总的消耗来看，全国总用水量5548亿m3，其中农业用水占64.6%，而蔬菜灌溉用水的消耗则占农田灌溉用水30％偏高。灌溉是蔬菜生产过程中一项重要的农艺措施，但由于蔬菜节水研究与应用起步较晚，目前生产上蔬菜灌溉用水盲目，浪费严重，不仅直接造成水的浪费，还衍生了一系列生产的问题，如首先，肥随水走的原理决定了水多－肥多－渗漏多、土壤污染严重，面临蔬菜施肥污染土壤环境与土地可持续利用的难题；二是，由于灌水过大，引起设施内土壤和空气湿度加大，蔬菜的生长发育受到影响，诱发病害的发生，即水多－病多－用药多，面临蔬菜用药与产品安全的挑战；三是，由于多水－多肥－多病加剧了栽培管理技术繁杂程度，面临着管理繁杂与规模发展的难题。因此研究蔬菜节水，可起到一节多效的效果。 研究方法、内容： 研究方法： 番茄根系生长发育特征研究采取了随机取样三次重复的田间调查取样法；灌水量与水渗漏关系研究中水分测定用烘干法、水分定量用仪表、土壤容重测量用环刀法、田间持水量测量用围淹法；数据处理采用田间统计方法。 研究内容： （1）日光温室番茄不同生育期根系分布特征研究 （2）灌水量与土壤水渗漏关系研究 试验设计： 根据研究思路试验需要测试番茄的根系分布特征及灌水量与灌溉水入渗特征。 2.1供试材料及田间种植模式 选择采用生产上主推品种金鹏1号番茄。于2009
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年11月5日定植，每株留果4-5穗。种植模式采用大小行种植，每畦栽两行，大行80厘米，小行60厘米，株距33厘米。 2.2 番茄根系分布动态特征测试 在番茄花果期和采收期2个典型生长发育时期试验区随机选取3个植株进行取样测试，确定其根系分布特征。 2.3 灌水量与灌溉水渗漏关系研究 选择膜下沟灌番茄的盛果期进行处理。处理及采样时间在2010年3月30日-4月2日。灌水量与土壤水渗漏关系研究采取5水平单因素实验，处理因子为灌水量。灌水量设7.5mm、15mm、22.5mm、30mm、45mm的五个水平（不同灌水量处理基础水分各层次平均20.71mm，极差0.02mm；每一层次基础水分极差0.5mm）；每处理三次重复。2个栽培畦4行设为一个小区，栽培畦规格为1.2m×5m，即小区面积12m2，共5*3=15个小区，不同栽培畦之间用埋深100cm塑料布隔开以防水分侧渗，灌水方式采取全覆盖膜下覆盖沟灌以防止水分的蒸发，灌溉后48小时测定水分变化，植物蒸腾耗水可忽略不计。其他田间正常管理。 进度安排： 2009.10.14 听取全院的实习动员大会及指导教师的具体实习内容； 2009.10.15-2010.01.22 在图书馆查阅有关资料，完成论文任务书； 2010.01.23-2010.03.04 完成论文设计，开题报告并进行室内实验； 2010.03.05-2010.03.10 论文开题 2010.03.11-2010.05.10 收集资料文献并对实验结果进行分析； 2010.05.15 中期检查； 2010.5.16-2010.06.10 进行对比研究，完成论文撰写； 2010.06.11-2010.06.13 毕业论文答辩。 指导教师意见： 该学生查阅了较丰富的有关蔬菜节水的相关文献，了解试验的有关情况，熟悉试验原理及有关内容，完成了开题报告的撰写。该论文通过研究番茄不同生育期根系分布特征与不同灌水量与控漏灌水量关系，确定番茄节水灌溉的经济灌水量阈值，为指导农业生产提供了一定的科学依据。 立论依据较充分，设计方案合理可行，思路较清晰，进度安排合理，预计在规定时间内能够完成论文的撰写，同意开题。 指导教师： 2010年 3 月 5日
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文献综述
我国蔬菜节水灌溉方面的研究进展
中国是一个水资源短缺的国家，特别是北方地区干旱缺水已经威胁到经济社会的发展，成为可持续发展的首要制约因素[1]。蔬菜是我国的主要园艺作物，也是一种高耗水的作物。针对蔬菜生产多年采用的传统明水沟灌和漫灌方式造成的现象水资源浪费以及湿度过大造成的病虫害日益严重的问题[2]，蔬菜节水灌溉研究得到了日益广泛的重视，主要研究进展体现在以下两个方面：
一、针对露地的叶菜类不同水氮管理方式对蔬菜地NO3-N淋洗的分析，以及硝酸盐在整个土体中全生育期一定灌溉定额下的淋洗和积累规律的分析。
1.不同灌溉与施氮措施对露地菜田土壤无机氮残留的影响.
在华北地区露地生产条件下,通过监测5季轮作蔬菜(苋菜-菠菜-花椰菜-苋菜-菠菜)的产量和土壤无机N(Nmin)的变化,比较了传统的和采用平衡方法进行推荐的水分和N素处理对土壤Nmin残留数量的影响。结果表明,除花椰菜试验外,传统N素处理与推荐的N素处理在蔬菜产量上没有显著差异,但传统的N素处理皆可导致深层土体中Nmin的大量累积。在4季蔬菜轮作后,传统灌溉措施条件下的N素处理都不同程度地造成了土体的N素淋失,所影响的土层深度已经达到了150~180 cm土层,然而采用平衡方法进行推荐的水分和N素处理组合对土体深层土壤中Nmin残留数量没有造成明显的影响[3]。
2．水氮耦合对蔬菜-土壤系统中硝酸盐积累规律的影响.
土壤中0～100cm硝态氮积累量随着施氮量的增加而增加，随着灌水量的增加而降低。在一定的施氮量下，硝态氮的积累峰值随着灌水量的增加而下移，150mm灌水量下田区试验和模拟土柱试验0～l00cm土体内硝态氮的积累峰值分别出现在0～30cm和50～70cm; 250mm灌水量下分别出现在40～60cm和60～80cm; 350mm灌水量下田区试验中0～100cm土体硝态氮没有出现峰值，而模拟土柱试验在80～100cm则有明显的积累。另外油菜的生物量在低施氮量下，过量的灌水可使油菜有减产的趋势，水分利用效率下降;芫荽的生物量随着施氮量和灌水量的增加而增加，但是当施氮量超过一定的值后，随着施氮量的增加其增加幅度呈降低的趋势。油菜和芫荽体内粗蛋白含量在一定的氮肥用量范围内随着施氮量的增加而增加，但是当施氮量高于270 km/hm2时，施氮素可降低蛋白质的合成。油菜和芫荽体内的硝酸盐含量随着施氮量的增加和灌水量的降低而升高。氮肥用量和植株体内硝酸盐含量回归分析显示出两者间存在显著相关关系，结合对土壤中硝态氮淋溶及蔬菜产量和品质的进一步研究，确立了本地区的合理灌水量和施氮量:保护地和露地油菜的合理灌水量为250mm，施氮量分别为101.0 km/hm2 ,222.5 km/hm2，芫荽的合理灌水量为254mm，最高施氮量为171.6 km/hm2 。本研究将蔬菜一土壤系统中最重要的水分和氮素相结合，探明了蔬菜一土壤系统中硝态氮积累规律，为蔬菜生产上推荐水氮合理施用量提供了重要理论依据[4]。
3.不同水氮管理对蔬菜地硝态氮淋洗的影响.
通过3年（1999～2001）的田间定位试验研究了中国北方露地蔬菜种植中不同水氮管理方式对蔬菜地NO3-N淋洗的影响。结果表明，在蔬菜生长期内，通过减少灌溉水量不但能够
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降低蔬菜地水分渗漏量，而且明显降低蔬菜地NO3-N淋洗量。减少施氮量同样明显降低蔬菜地NO3-N淋洗量。说明在蔬菜生产中将施氮量降低到传统施氮量的20%～40%，土壤含水量保持在蔬菜生长的有效土壤含水量的50%～80%，能够明显降低NO3-N的淋洗风险，且蔬菜产量未受到影响[5]。
二、现代灌溉技术与农艺技术进行有机结合，开发了适宜在蔬菜产区大面积推广的多项蔬菜节水技术，初步实现了节水、节肥、省工、省力、高产高效的目标。目前推广应用的蔬菜节水技术有以下6种[6]：
1设施蔬菜水肥一体化技术
灌溉施肥是通过灌溉系统为植物提供营养物质，在加压灌溉条件下，将施肥与灌溉结合在一起的一项农业技术，又称为水肥一体化的设施技术。其原理是按照作物的需水要求，通过低压管道系统与安装的施肥罐，将水与肥料完全溶解，以较小的流量均匀、准确的直接输送到作物根部附近的土壤中，减少了水肥的浪费。
2膜下沟灌技术
蔬菜起垄定植后，在两小行之间的沟上覆盖一层塑料薄膜，在膜下架设竹皮或钢丝小拱，沟中浇水，形成封闭的灌水沟。其优点是：简便易行，投入小(投入30-50元/667㎡)；节水效果比较显著，66比传统畦灌节水30%以上；减少病虫害，节省用药费用，增产超过10%；操作简单，适宜在各类蔬菜产区示范推广应用。
3膜下滴灌技术
膜下滴灌技术是在地膜下面利用装在毛管上的滴头将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式。该技术投资较大，约2.25元/㎡，适宜在日光温室种植效益较高的蔬菜上应用。优点是：(1)节水：滴灌与大水漫
灌比，膜下滴灌可节水70%以上；(2)节肥：滴灌与大水漫灌相比，可节肥50%以上；(3)保护土壤滴灌水肥一体化以后，不会造成土壤盐渍化，不会造成土壤板结；(4)减少作物病害：在日光温室或大棚内使用滴灌，因为没有过多的水分蒸发，空气湿度小，可明显减少作物病害；(5)节省劳力：使用滴灌产品，打开阀门后所有滴头同时滴水，不须用人看管，省工省力；(6)增产：使用滴灌不会降低土壤温度，病害发生较轻，作物长势好，一般可提高产量30%以上。
4膜下微灌技术
膜下微灌技术的主要特点是微灌带上留有小孔，设有滴头，水从小孔以低压小流量流出，将灌溉水供应到作物根区土壤，实现局部灌溉。在膜下作物行间铺设微灌、微喷软管，在一定压力下微流或微喷在作物根部进行灌溉。优点：单位
面积比传统畦灌节水60%以上，增产幅度达20%以上；一次性投资少，约0.75元/㎡，能准确地控制灌水量，对水压和水质要求较低；在灌溉的同时，能实现肥水一体化。
5喷灌技术
喷灌是利用专门设备将有压水送到灌溉农田，并喷射到空中散成细小的水滴，象天然降雨一样进行灌溉。喷灌的优点：对地形的适应性强、机械化程度高、灌溉均匀、灌溉水利利用系数较高，尤其是适合于透水性强的土壤，并可调节空气湿度和温度。但基础建设投资较高，而且受风的影响大。
6地膜覆盖和高垄栽培技术
地膜覆盖栽培又称护根栽培或促根栽培，是将极薄的塑料薄膜(俗称地膜)紧密地贴于畦面或垄面上的一种栽培方式。优点是：地膜覆盖能够提高作物产量、促进早熟、提高品质、增加效益、防水抗涝、防止土壤板结、提高肥效、改善近地面光照条件、抑制盐碱效应、抑制杂草生长、增强抗逆性等功效。高垄栽培有利于蔬菜生长期间排、灌技术的发挥；同时通过起垄作业，可使活土层增厚、土壤通透性好、使蔬菜根系生长健壮、吸收能力增强、有利于获得高产。高垄栽培能够有效的防止一些病害的流行，增强蔬菜的抗逆能力。
我国关于蔬菜节水灌溉的研究仍然主要集中在对灌水始点及灌水方式方面,对于其它节
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