本文是一篇工程硕士论文，本研究分为温室盆栽试验和温室大田试验两个部分，盆栽试验沼液灌溉浓度为 20%共设置了 3 种灌溉模式包括：分根交替灌溉、固定灌溉和均匀灌溉，以及 2 种沼液灌溉方法包括沼液穴施和表施，共计 6 各处理，均匀灌溉每次灌溉量为 1.0Ep 分根交替灌溉和固定灌溉的灌溉量为均匀灌溉的 60%。大田试验采用沼液穴施，沼液灌溉浓度为 20%，设置了 3 个灌溉量分别为：0.5Ep、0.7Ep、0.9Ep，以及三种施肥方案包括：土壤混掺生物炭配施沼液、只施用沼液、只施用化肥，共计 9 个处理。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景
粮食和蔬菜是维持人类生命活动必不可少的能量来源，食物权也被当作一项基本人权[1]。而全球粮食供需区域不平衡特征明显，一些地区粮食短缺现象依然严重，2016 年全球有 8.15 亿人受到饥饿影响，占世界人口的 11%,37 个国家需要外部粮食援助[2]。同时，根据联合国于 2017 年 6 月发布的《世界人口展望》报告的预测，到 2030 年世界人口将增至 86 亿，到 2050 年将会达到 98 亿，2100 年甚至会达到 112 亿[3]；农业生产关系到社会的发展和稳定同时也一直面临着有效水资源及土地资源保持不变而世界人口持续增长带来的巨大挑战。各个国家也非常重视农业的发展，自改革开放以来中国一直致力于提高国家粮食总产量，也取得了显著的成效，2019 年国内粮食的总产量达 13277亿斤，相比 2018 年增长了 0.9%，并且创近年来最高水平。而粮食生产量主要受到化肥用量、播种面积、有的效灌溉面积占比等多个方面的影响[4]，人为施用化肥作为现代农业生产中向作物提供所需养分主要方式很大程度上保证了作物果实产量和品质[5]，然而化肥的大规模使用在提高作物产量和果实品质的同时也对土壤造成了不利影响，如造成土壤污染、酸化、板结等，并且化肥中有机质的缺少也使得土壤养分结构遭到了破坏[6]，不利于耕作层土壤的长期使用。为了中国农业友好、节约的发展早在 2015 年，中华人民共和国农业农村部就制定发布了《化肥使用量零增长行动方案》，指出在 2019 年时，要将全国化肥使用量的年增长率降至 1%以下；至 2020 年，主要农作物及经济作物的化肥使用量努力实现零增长甚至负增长[11]。而在 2020 年中共中央办公厅及国务院印发的《关于推进农业绿色发展的意见》中指出有机肥替代化肥就是一项急需大力推广的科学生产方式，所以有效的有机肥来源及替代方案将是未来农业生产中亟待解决的问题。
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1.2 研究的意义及目的
化肥的施用不当已经对耕作土壤造成了诸多不良影响，国家已经从绿色和可持续发展的角度提出了减少化肥用量的意见，甚至提出用有机肥代替化肥，沼液作为一种有机水肥，是可以用来代替化肥的有机肥之一，但是沼液作为一种水肥本身含有大量的营养物质和水分，若应用不当同样会对土壤和环境造成污染和破坏。所以，需要寻求一种沼液替代化肥的最适宜模式，来保证友好可持续发展是急需解决的问题。
基于此，本文首先将沼液和水按照体积比 1:4 进行配比，采用盆栽试验，设置沼液穴施和沼液表施两种使用方法，并且采用三种灌溉模式（分根交替灌溉、固定灌溉和均匀灌溉），讨论不同沼液施用方法和模式对番茄生长、产量、品质、水分利用效率的影响，以期得到沼液施用的最佳方法和模式。为进一步探索提高沼液养分利用效率的方法，采用沼液穴灌，设置不同灌溉量（0.5EP、0.7EP、0.9EP）和两种沼液施用方案（沼液，生物炭+沼液），进行大田试验，探讨不同处理对番茄生长、产量、品质、综合效益的影响，为得到适宜沼液代替化肥方案提供理论依据。
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第 2 章 材料与方法
2.1 试验区域概况
本研究共分为盆栽和大田试验，其分别于 2018 年 3 至 7 月以及 2018 年 9 至 12 月和 2018 年 9 至 12 月以及 2019 年 3 月至 7 月于甘肃省兰州市七里河区当地农民的温室大棚中进行，试验地处西北兰州市，位于北纬 36°1'17''，东经 103°46'38''。试验站海拔1835.7 m，日照充足，属温带大陆性气候，年平均气温 10.3 ℃，年平均降水量 327 mm。试验中所用番茄的品种为中研 958F1(ZHONGYAN 958 F1)。沼液来源于兰州市荷斯坦奶牛养殖中心的沼气池，理化性质稳定。沼液中的全氮、全磷以及有机质含量分别为为 1.038 g·L-1、 0.553 g·L-1、 10.65 g·L-1。温室内放置有气象信息自动采集设备本次进行试验的温室里配有小型自动气象信息采集装备，番茄生育期内进行不间断地常规气象指标的检测。大棚内土壤类型为粉质壤土，主要为细粒（0.25~0.05mm）以及粉粒（0.05~0.005mm），其中粉粒、粘粒、沙粒分别为 94.2%、2.8%、2.8%。
图 2.1 试验位置示意图
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2.2 试验设计
2.2.1 盆栽试验
本次试验共设置 6 个处理，在沼液浓度为 20%的水平下设置 3 种不同灌溉模式（固定灌溉、均匀灌溉、分根交替灌溉）以及 2 种灌溉方法（表施和穴施）。灌溉频率为 2天，间隔灌溉 20%浓度沼液；分根交替灌溉的根区交换频率为 4 天；XF 为穴施分根灌溉，XJ 为穴施均匀灌溉，XG 为穴施固定灌溉，BF 为表施分根灌溉，BJ 为表施均匀灌溉，BG 为表施固定灌溉，均匀灌溉的灌溉量为 1.0Ep,分根交替灌溉及固定灌溉的灌溉量为均匀灌溉的 60%，据体见表 2.1。每个处理设置 7 个重复试验；试验采用直径 17cm、深为 30cm 的塑桶做容器，并在底部设置排水。孔试验之前，土壤自然风干、磨细过 2 mm筛,装土容重为 1.35 g·cm-3，番茄苗提前育好盆定植 1 棵。分根交替灌溉和固定灌溉模式番茄的桶中部用塑料薄膜分开，以防止桶两侧水分的相互渗漏。在膜上中部裁剪“V”形缺口,用于定植番茄幼苗。移栽时对进行分根灌溉的番茄根系进行分根,将其根系均匀的分布于桶中部隔膜的左右两侧,确保根系初始状态分布均匀。穴灌方法下，分根交替灌溉以及均匀灌溉的穴孔对称设置在塑料薄膜两侧，固定灌溉设置在单侧，穴孔中心与植株根部的距离为 5cm,穴孔直径和深度分别为 5cm、7cm。
图 2.1 盆栽试验设备及布置
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第 3 章沼液施用方式对番茄生长的影响..........................13
3.1 土壤含水量..................................... 13
3.2 分根交替模式下沼液施用方式对番茄生长发育及生理特性的影响................... 15
第 4 章 沼液不同施用方案对番茄生长及生理特性的影响.....................28
4.1 沼液不同施用方案对番茄生长发育及生理特性的影响.................... 28
4.1.1 番茄株高的响应规律分析..................... 28
4.1.2 番茄茎粗的响应规律分析................................... 30
第 5 章 结论与展望...................................44
5.1 结论....................... 44
5.2 不足及展望.................................. 45
第 4 章 沼液不同施用方案对番茄生长及生理特性的影响
4.1 沼液不同施用方案对番茄生长发育及生理特性的影响
番茄生长不仅受到气候因素的影响而且受到根区土壤水分和养分的影响，番茄在生育期内的生长状况可根据株高和茎粗以及干物质积累最为直观的分析出来。番茄果实含水量一般在 90%以上，种植生育期内需要消耗大量的水分来形成产量，水分和养分的供应对番茄产量的形成尤为重要，不同灌溉策略对番茄生长和产量水分利用效率有显著影响。沼液内含有诸多作物生长所所需的营养物质和大量水分，生物炭可以提高土壤养分和土壤持水能力，分析番茄株高、茎粗、干物质积累可以得出沼液不同施用方案对番茄生长的影响。
4.1.1 番茄株高的响应规律分析
各处理番茄株高随生育期的推进不断增高，而在果实成熟期增长缓慢。番茄各处理株高在苗期和开花结果期差异较小，在果实膨大期和成熟期差异较大。图 4.1 是 2018年秋茬和 2019 年春茬沼液不同施用方案对番茄株高的影响。
图 4.1 沼液不同施用方案对秋、春两季番茄株高的影响
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第 5 章 结论与展望
5.1 结论
本研究分为温室盆栽试验和温室大田试验两个部分，盆栽试验沼液灌溉浓度为 20%共设置了 3 种灌溉模式包括：分根交替灌溉、固定灌溉和均匀灌溉，以及 2 种沼液灌溉方法包括沼液穴施和表施，共计 6 各处理，均匀灌溉每次灌溉量为 1.0Ep 分根交替灌溉和固定灌溉的灌溉量为均匀灌溉的 60%。大田试验采用沼液穴施，沼液灌溉浓度为 20%，设置了 3 个灌溉量分别为：0.5Ep、0.7Ep、0.9Ep，以及三种施肥方案包括：土壤混掺生物炭配施沼液、只施用沼液、只施用化肥，共计 9 个处理。本文讨论了沼液不同施用方案下对番茄生理生态指标、产量、水分利用效率以及品质指标的影响，并且讨论了不同沼液施用方案下番茄综合品质及综合效益的变化，获
