温室黄瓜种植中的耐盐性阈值:数学模型的比较分析

《Irrigation Science》:Salinity tolerance threshold in greenhouse cucumber cultivation: a comparative analysis of mathematical models

【字体: 时间:2026年01月12日 来源:Irrigation Science 3.5

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  本研究评估了Talisya F1黄瓜在秋冬和春夏两季的耐盐性,采用不同盐度灌溉(<3、3、6、9 dS m?1),发现盐度≥3时显著降低产量和生物量。通过线性、非线性及分段回归模型分析,确定最佳阈值模型为改进Van Genuchten模型(R2>0.97),为盐地温室灌溉提供理论依据。

  

摘要

水资源短缺和盐度问题是干旱地区可持续灌溉面临的主要挑战,尤其是在温室生产中。本研究考察了黄瓜(Cucumis sativus L., 品种‘Talisya F1’)在两个生长周期(2022–2023年秋冬季节和2023年春夏季节)内的耐盐性。实验采用随机完全区组设计,将植株暴露于四种不同盐度的灌溉水中,分别为S1:<3 dS m?1、S2: 3 dS m?1、S3: 6 dS m?1和S4: 9 dS m?1。评估的关键指标包括果实重量(WoF)、总鲜生物量(TFB)和总干生物量(TDB)。结果表明,盐度在3 dS m?1以下时对植物影响较小;但盐度升高会显著降低产量和生长速度,其中TFB减少了62.8%,WoF减少了49.5%。通过线性和非线性模型估算了盐度阈值。Maas和Hoffman模型确定的盐度阈值为约1.5 dS m?1,超过该阈值后产量会急剧下降。Van Genuchten模型得出的EC50值为WoF为6.43 dS m?1,TDB为6.02 dS m?1,拟合度较高(R2 > 0.90)。改进后的Van Genuchten模型通过引入双形状参数进一步提高了拟合度(R2 > 0.97)。分段回归模型将产量响应分为三个阶段:渗透胁迫起始期(T1)、生理适应期(T2)和严重胁迫期(T3)。对于TDB,阈值分别为T1 = 1.57 dS m?1、T2 = 1.71 dS m?1、T3 = 6.85 dS m?1;对于WoF,阈值分别为T1 = 1.51 dS m?1、T2 = 1.82 dS m?1、T3 = 5.86 dS m?1。该模型能够较好地反映植物对盐度的动态响应,为盐碱条件下的灌溉管理提供了实用框架。研究结果明确了温室黄瓜生产的盐度阈值,并表明多阶段建模方法比传统模型更能准确捕捉植物的响应特性。这些发现为制定适应性灌溉策略提供了实践基础,有助于在保障温室系统生产力的同时应对水质限制。

水资源短缺和盐度问题是干旱地区可持续灌溉面临的主要挑战,尤其是在温室生产中。本研究考察了黄瓜(Cucumis sativus L., 品种‘Talisya F1’)在两个生长周期(2022–2023年秋冬季节和2023年春夏季节)内的耐盐性。实验采用随机完全区组设计,将植株暴露于四种不同盐度的灌溉水中,分别为S1:<3 dS m?1、S2: 3 dS m?1、S3: 6 dS m?1和S4: 9 dS m?1。评估的关键指标包括果实重量(WoF)、总鲜生物量(TFB)和总干生物量(TDB)。结果表明,盐度在3 dS m?1以下时对植物影响较小;但盐度升高会显著降低产量和生长速度,其中TFB减少了62.8%,WoF减少了49.5%。通过线性和非线性模型估算了盐度阈值。Maas和Hoffman模型确定的盐度阈值为约1.5 dS m?1,超过该阈值后产量会急剧下降。Van Genuchten模型得出的EC50值为WoF为6.43 dS m?1,TDB为6.02 dS m?1,拟合度较高(R2 > 0.90)。改进后的Van Genuchten模型通过引入双形状参数进一步提高了拟合度(R2 > 0.97)。分段回归模型将产量响应分为三个阶段:渗透胁迫起始期(T1)、生理适应期(T2)和严重胁迫期(T3)。对于TDB,阈值分别为T1 = 1.57 dS m?1、T2 = 1.71 dS m?1、T3 = 6.85 dS m?1;对于WoF,阈值分别为T1 = 1.51 dS m?1、T2 = 1.82 dS m?1、T3 = 5.86 dS m?1。该模型能够较好地反映植物对盐度的动态响应,为盐碱条件下的灌溉管理提供了实用框架。研究结果明确了温室黄瓜生产的盐度阈值,并表明多阶段建模方法比传统模型更能准确捕捉植物的响应特性。这些发现为制定适应性灌溉策略提供了实践基础,有助于在保障温室系统生产力的同时应对水质限制。

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