南方地区避雨栽培对作物品质的影响及最佳农田水分调控模式

本项目以避雨栽培条件下的作物为研究对象，通过开展避雨小区中水平衡要素、作物生长生理指标以及果实品质等要素的试验观测，采用小区内定量定位系统监测试验和室内品质分析与模型验证相结合的方法，研究南方地区避雨环境和不同农田水分调控模式下作物的生理状况、气孔调控与用水过程，分析在避雨环境和不同农田水分调控模式下土壤水分与作物产量、果实可溶性固形物、Vc含量、可食率、商品率等参数的响应规律，明确避雨栽培和不同农田控水模式对作物产量、品质的调控效应及其作用机制，提出作物在避雨栽培下农田水分的调控指标。在考虑节水、优质和高产的基础上，运用投影寻踪和遗传算法构建作物避雨栽培条件下的农田水分调控模式评价模型，确定避雨栽培条件下作物农田水分最佳调控模式。本研究可使作物避雨栽培下的水分管理奠定在更为科学的理论基础之上，并可用于指导作物避雨栽培实践。它对于丰富和发展农田水分调控理论具有重要的现实意义。

针对作物避雨栽培正在成为我国南方广大农村地区经济发展和农民增收重要途径的现实，以避雨栽培和农田水分调控与作物产量、品质的响应关系研究为主线，以经济作物番茄作为研究对象，基于根冠通讯理论、叶气孔调节理论、作物补偿效应及控水调质理论，本课题系统研究了避雨环境不同暗管埋深，不同灌水量下各处理番茄的生理、生态指标，产量与品质，水分利用效率的变化规律以及土壤水分动态变化特征，借助综合主成分分析法、可变模糊评价等方法，以作物节水、优质和高产为目标，分析确定了避雨栽培条件下适宜的农田水分调控模式，得到以下几点结论：. 1、避雨栽培及灌排调控对作物的生长发育有显著的影响。避雨条件下适当的水分亏缺可抑制作物生长，在不明显降低光合速率的条件下，减少叶片过多的蒸腾耗水，提高叶片的水分利用效率，使fv、fv/fm、qP和Yield等叶绿素荧光参数降低，使fo 和qN 升高。. 2、避雨栽培和轻度水分亏缺可提高果实的品质，对番茄的产量影响不显著，但显著提高了其水分利用效率。避雨条件下单果质量和体积随灌水量下降而略有增加；适度减少灌水量，可以增加果实中可溶性糖、有机酸及维生素C等的含量，改善果实品质；排水处理对果实品质指标的影响不显著。借助主成分分析法研究发现，避雨条件下灌水量为充分供水的70%，暗管埋深为0.6的处理4的综合主成分得分最高，无避雨措施，无控水的处理1最低。. 3、确定了避雨条件下控水提质最佳调控模式。以节水、优质、高产为目标，采用可变模糊评价法，分析计算了10种处理的模糊评价值，确定了处理6可作为南方避雨栽培下番茄的最优农田水分调控模式。