水/沼液一体穴灌节水、节肥机理及适宜灌溉模式研究

Hole irrigation with water and biogas flurry together is a new research irrigation method. For the characteristics of biogas flurry have low nutrient content and high water content, and crops need different water and nutrient supply in their different growing stages, this project will do a systematic research on the effects of different biogas slurry concentration, irrigation amount and irrigation frequency on the root zone soil nutrition content, physiological and ecological index, yield and quality, water and nutrient use efficiency of the crop through experimental investigation and theoretical analysis . The purpose of the research is to establish evaluation index system and a multi-level and multi -objective fuzzy evaluation model to assess the comprehensive benefits of the hole irrigation with water and biogas flurry together, and put forward scientific and reasonable irrigation modes for this new developed hole irrigation. The research results can solve some practical problems encountered during bunch irrigation with water and biogas flurry together in facilities, and provide theoretical foundation for biogas flurry resources efficiency maximization and promote its high value utilization.

水-沼液一体穴灌技术是一项正在研究开发的新的灌溉技术。本项目针对沼液养分含量低、含水高的特性以及作物在不同生育阶段水肥需求不同的特点，通过试验研究和理论分析，系统研究在作物不同生育阶段采用不同沼液浓度、灌溉量和灌溉频次对作物根际土壤养分含量、作物生理生态指标、产量品质及水肥利用效率的影响规律；探明水-沼液一体穴灌技术的节水、节肥机理；构建基于水-沼液一体穴灌综合效益的评价指标体系和多层次多目标模糊评价模型；提出科学合理的水/沼液一体穴灌灌溉模式。本项目研究成果可解决目前水/沼液一体穴灌在农村设施农业应用中遇到的实际问题，并对沼液资源效益最大化、促进其高值利用提供理论依据。

科学合理的施用沼液，在减少排放对环境造成危害的同时，既能被广大农民所认知，又能提高作物水肥利用效率和土壤的可持续利用性是目前农村农业发展亟待解决的科学问题。本项目针对沼液养分含量低、含水高的特性以及作物在不同生育阶段水肥需求不同的特点，采用理论与试验相结合的方法，系统研究水/沼液一体穴灌技术的节水、节肥机理，提出科学合理的水/沼液一体穴灌灌溉模式。研究表明施用沼液可以降低土壤容重，增大土壤总孔隙度；合理的沼液灌溉量和配比能够通过改善土壤机械组成来提高土壤饱和导水率；土壤饱和导水率与沼液配比、沼液电导率、沼液黏度、沼液干物质的量之间呈不同的指数函数关系；沼液干物质的量和沼液黏度是沼液入渗过程中影响土壤饱和导水率的主要因子。开花结果期施用沼液以浓度14.3%最佳，膨大期施用沼液以20%最佳；沼液处理的氮素利用效率均高于常规化肥处理，且随着沼液施用频率的增加，可溶性糖，Vc含量，可溶性蛋白质和糖酸比均增加，有机酸呈现降低趋势，沼液施用频率4d-1为最佳。施用沼液可以降低土壤pH值，提升土壤有机质含量；增加土壤细菌、真菌、放线菌数量，增大土壤细菌与真菌的比值，降低设施土壤土传病害的能力；增大土壤的过氧化氢酶、蔗糖酶以及脲酶的活性，且在全生育期内分别表现出持续增大、先增加后下降和先下降后上升的趋势。采用博弈论集结模型的方法确定了番茄各单一营养品质的指标权值，并通过TOPSIS法确定了番茄综合营养品质评价值的排序，准确地评价了番茄综合营养品质；番茄综合营养品质与施氮量、施钾量和灌水量均呈开口向下的抛物线型变化，过高的灌溉量和氮、钾元素的过量施入均不利于番茄综合营养品质的提高。项目的研究成果可为农民提供科学合理的水/沼液一体穴灌灌溉模式，解决目前水/沼液一体穴灌在农村设施农业中应用推广遇到的实际问题，并对沼液资源效益最大化、促进其高值利用提供理论依据。