不同水肥处理下温室番茄干物质积累动态模型

马红军��+张玲丽��+李文甲

摘要：以灌溉上限和施肥量为因素，采用二元二次通用旋转组合设计，建立基于水肥和辐热积影响下的番茄叶面积指数模型及单叶光合速率模型，并根据建立的番茄叶面积指数模型和单叶光合速率模型，利用高斯积分法模拟水肥因子影响下的番茄干物质积累模型。结果表明：模型对不同水肥处理下的番茄干物质积累预测效果较好，模型对番茄干物质预测结果与1 ∶[KG-*3]1直线间的r2、RMSE、RE分别为0.908 3、373.30 kg/hm2、14.81%。该模型能较好地预测土壤水肥因子对番茄干物质积累的影响。

关键词：温室番茄；水肥耦合；叶面积指数；单叶光合速率；高斯积分法；干物质积累

中图分类号： S641.206文献标志码：

文章编号：1002-1302（2016）08-0254-03

干物质积累模型的模拟对于作物生长发育、光合生成和产量形成等过程研究具有重要意义；同时，对于提高番茄产量、增加番茄经济收益具有重要指导作用。前人对于作物干物质的积累进行了大量的研究，周青云等以时间为尺度建立小麦干物质积累经验模型[1]；王新等采用高斯积分法计算每日冠层的光合作用速率，并用每日冠层的总光合量减去呼吸作用消耗量得到每日的干物质增长量[2]。众所周知，干物质积累既受光辐射及生长度日等影响，同时又受到水肥管理措施的影响。在番茄生长发育过程中，水和肥能够影响作物的形态、叶片光合速率[3-4]，进而影响作物的产量、品质等[5-6]。目前，国内学者报道了有关水肥耦合对作物生理指标的影响[5，7]，或者建立了番茄[8]、小麦[9]、水稻[10]等干物质积累模型。但是，关于兼顾水肥影响因子的番茄干物质积累模型鲜有报道。本试验在前人研究基础上，模拟水肥对于番茄叶面积指数及单叶光合速率的影响，并且建立不同水肥条件下的番茄干物质积累模型，为指导番茄水肥管理提供理论依据。

1材料与方法

1.1供试材料

供试番茄品种为金鹏1号，于2014年3月9日定植，行距35 cm，株距80 cm；当年7月15日拉秧。试验以土壤水分和施肥量为因素，采用二元（1/2 实施）二次正交旋转组合设计，各处理因素水平编码见表1。共设13个小区，小区面积8.4 m2，随机区组排列，2次重复。各处理灌溉下限均为50%，当土壤相对质量含水量降至土壤灌溉下限时，灌水补充到试验设4讨论结论

干物质积累是作物产量形成的基础，定量分析作物生产过程中干物质积累的动态变化是揭示作物产量形成和掌握高产群体调控指标的重要内容。本模型利用辐热积建立番茄营养生长期叶面积指数动态模型，建立水肥影响下的番茄单叶光合速率限制系数，同时引用高斯积分法，并结合水肥因子对冠层光合速率的影响，计算冠层的日总同化量。不仅考虑了温度、光辐射等环境因子影响，模型还考虑了土壤水肥环境对于干物质积累的影响。所以本模型对于番茄实际生产更具有指导意义。由试验结果可看出，本试验建立的兼顾水肥影响的番茄干物质积累模型模拟结果与实际测量干物质量结果基本吻合，试验模型经过检验，对于干物质积累量预测结果与1 ∶[KG-*3]1 直线间的r2、RMSE、RE分别为0.908 3、373.30 kg/hm2、14.81%。说明本模型具有较好的精确度和实用性。本研究RE为14.81%的主要原因在于试验栽培管理上包括水肥控制及植株管理误差，虽然试验按照设计标准进行，但仍会存在试验仪器精准度及其他不可控因素带来的试验误差。

本模型主要针对营养生长期番茄干物质积累，因为营养生长期番茄仅进行营养生长，对于土壤水肥要求稳定。而对于开花坐果期和盛果期，番茄对于营养的吸收及干物质的分配发生很大变化[15]，番茄需水量和需肥量比营养生长期明显提高；另外，开花坐果期和盛果期番茄单叶最大光合速率较营

养生长期增大[16]。因此对于土壤水肥影響下番茄开花坐果期和盛果期干物质积累的模拟，需进一步试验得出。

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