基于不同施肥水平的巴西香蕉形态及产量的定量关系研究

香蕉是典型的大水大肥作物，需肥量相当大，在整个生长周期存在"高投入、高产出和高损失"养分利用特征，香蕉施肥量虽大，但利用率却非常低：植物形态及产量的变化可直接反映养分缺乏与盈余的情况，因而研究施肥水平对香蕉形态及产量的影响具有重要意义。 本项目拟采用巴西香蕉为试材，根据植株吸收养分量及土壤养分含量配比出不同的施肥水平，利用3D数字化仪、Floradig软件、系统分析方法、数学建模技术等，探讨不同的施肥水平与香蕉植株形态如根、茎、叶、果形态及香蕉果实产量的关系，建立基于测土配方施肥水平下香蕉植株形态及产量的模拟模型。通过以上研究，拟解决下以两个关键科学问题：(1)解决蕉园因大量施肥造成生态环境污染且浪费资源问题。(2)通过香蕉根、茎、叶等的形态等直观的指标判断施肥量,为精准施肥提高提供理论基础。

摘要：本研究通过实验取得了以下成果：一、首先通过前期研究筛选了健康优质的香蕉苗，以健康优质的巴西香蕉苗为试材，建立了基于测土配方施肥水平下香蕉植株形态及产量的模拟模型：（1）建立了不同生育期巴西香蕉叶面积与叶长、叶宽及长宽乘积之间的定量关系，经统计分析其间的关系最佳模型均为一次线性模型，不同的生育期参数不同。（2）对巴西香蕉主要农艺性状与产量之间的关系进行了相关和通径分析，得产量预测回归模型：Y=-8032.426+538.515D+0.102A，通径分析表明，茎围D和顶部2-6叶总面积A是对单株产量贡献最大的2个生长性状。（3）对巴西蕉成熟期果实主要农艺性状与产量之间的关系进行了相关和通径分析，建立了产量预测回归模型：FDW=-264.680LFOA+752.534FIA+1274.990FF+375.053NF+2.098DWC-15694.983，通径分析表明，自变量果指外弧长、内弧长、果指粗及果重对单株产量的增加具有重要作用。（4）利用巴西蕉叶面积指数LAI及当地气象局的气温等相关资料，建立了香蕉叶面积指数动态变化模型。（5）分别采用三元二次、一元二次和直线加平台等肥料效应模型，对“3414”试验数据进行分析，初步确定巴西香蕉最佳施肥量为N：0.374～0.400Kg/ plant、P2O5 0.214～0.289Kg/ plant、K2O 0.891～0.901Kg/ plant。为当地精确施肥提供了参考。.二、根据实验中遇到的一些问题提出了一些改进方法，并申请了以下专利：（1）基于香蕉大田灌溉现状，提出了一种香蕉园自动灌溉装置实用新型专利：其采用传感器实时自动测定土壤中水分含量，当其不符合要求时，自动打开喷头进行喷水，可以实现香蕉园的自动灌溉，能满足使用需求。（2）根据实验中得出的施肥量，提出了一种蕉园自动施肥装置的发明专利，将蕉园土壤中各养分含量标准蕉园养分进行对比，然后由控制器发出信号，控制各个肥料罐输出肥料。（3）针对现有香蕉园中用于灌溉的喷头设备喷出的水比远近水量不同，且速度快，水资源浪费比较大等问题，提出了一种专用于香蕉园人工模拟降雨喷头实用新型专利，其具有结构设计合理，工作效率高，可模拟降雨效果，喷水均匀，颗粒大，具有实用性等优点。.