不同水肥處理下溫室番茄干物質積累動態模型

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組合設計，建立基于水肥和輻熱積影響下的番茄葉面積指數模型及單葉光合速率模型，并根據建立的番茄葉面積指數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積累模型。結果表明：模型對不同水肥處理下的番茄干物質積累預測效果較好，模型對番茄干物質預測結果與1 ∶[KG-*3]1直線間的r2、RMSE、RE分別為0.908 3、373.30 kg/hm2、14.81%。該模型能較好地預測土壤水肥因子對番茄干物質積累的影響。

關鍵詞：溫室番茄；水肥耦合；葉面積指數；單葉光合速率；高斯積分法；干物質積累

中圖分類號： S641.206文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0254-03

干物質積累模型的模擬對于作物生長發育、光合生成和產量形成等過程研究具有重要意義；同時，對于提高番茄產量、增加番茄經濟收益具有重要指導作用。前人對于作物干物質的積累進行了大量的研究，周青云等以時間為尺度建立小麥干物質積累經驗模型[1]；王新等采用高斯積分法計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增長量[2]。眾所周知，干物質積累既受光輻射及生長度日等影響，同時又受到水肥管理措施的影響。在番茄生長發育過程中，水和肥能夠影響作物的形態、葉片光合速率[3-4]，進而影響作物的產量、品質等[5-6]。目前，國內學者報道了有關水肥耦合對作物生理指標的影響[5，7]，或者建立了番茄[8]、小麥[9]、水稻[10]等干物質積累模型。但是，關于兼顧水肥影響因子的番茄干物質積累模型鮮有報道。本試驗在前人研究基礎上，模擬水肥對于番茄葉面積指數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積累模型，為指導番茄水肥管理提供理論依據。

1材料與方法

1.1供試材料

供試番茄品種為金鵬1號，于2014年3月9日定植，行距35 cm，株距80 cm；當年7月15日拉秧。試驗以土壤水分和施肥量為因素，采用二元（1/2 實施）二次正交旋轉組合設計，各處理因素水平編碼見表1。共設13個小區，小區面積8.4 m2，隨機區組排列，2次重復。各處理灌溉下限均為50%，當土壤相對質量含水量降至土壤灌溉下限時，灌水補充到試驗設4討論結論

干物質積累是作物產量形成的基礎，定量分析作物生產過程中干物質積累的動態變化是揭示作物產量形成和掌握高產群體調控指標的重要內容。本模型利用輻熱積建立番茄營養生長期葉面積指數動態模型，建立水肥影響下的番茄單葉光合速率限制系數，同時引用高斯積分法，并結合水肥因子對冠層光合速率的影響，計算冠層的日總同化量。不僅考慮了溫度、光輻射等環境因子影響，模型還考慮了土壤水肥環境對于干物質積累的影響。所以本模型對于番茄實際生產更具有指導意義。由試驗結果可看出，本試驗建立的兼顧水肥影響的番茄干物質積累模型模擬結果與實際測量干物質量結果基本吻合，試驗模型經過檢驗，對于干物質積累量預測結果與1 ∶[KG-*3]1 直線間的r2、RMSE、RE分別為0.908 3、373.30 kg/hm2、14.81%。說明本模型具有較好的精確度和實用性。本研究RE為14.81%的主要原因在于試驗栽培管理上包括水肥控制及植株管理誤差，雖然試驗按照設計標準進行，但仍會存在試驗儀器精準度及其他不可控因素帶來的試驗誤差。

本模型主要針對營養生長期番茄干物質積累，因為營養生長期番茄僅進行營養生長，對于土壤水肥要求穩定。而對于開花坐果期和盛果期，番茄對于營養的吸收及干物質的分配發生很大變化[15]，番茄需水量和需肥量比營養生長期明顯提高；另外，開花坐果期和盛果期番茄單葉最大光合速率較營

養生長期增大[16]。因此對于土壤水肥影響下番茄開花坐果期和盛果期干物質積累的模擬，需進一步試驗得出。

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