半封閉溫室夏季降溫及黃瓜光合特性的研究_丁小濤.pdf

上海 農業(yè) 學報 文章編號 半封閉溫室夏季降溫及黃瓜光合特性的研究 丁小濤 金海軍 楊少軍 何立中 余 紀柱 周 強 上海市設施園藝技術重點實驗室 上海市 農 業(yè) 科 學院設施園藝研究所 上海 上海都市綠色工 程有限公司 上海 摘 要 研究了夏季半封閉溫室不同垂直高度空間 吹風口 向上 在 降溫 條件下的溫度變化倩況 以及此條件下落蔓與不落蔓黃瓜植株葉片光合特性的變化 結果表明 吹風口 向上 測量 的平均溫度比室外溫度分別降低 尤 尤 尤 尤 與室外 溫 度比較 明 顯降低了近 日落 至第 天日 出 前 溫室不同垂直 高度空間的 溫 度 白 天對 吹風口 高處以下的空間有較好的降 溫 效果 落蔓后黃瓜葉片的凈光合速率和光合潛力明顯好 于落蔓 前 這 可能與落蔓前高溫導致黃瓜葉片的 最大羧化效率 最大再生速率 降低有關 半封閉 溫室黃瓜夏季降溫栽培中 植物頂部高度以控制在 吹 風口向 上 左右為宜 關鍵詞 半封閉溫室 黃瓜 降溫 落蔓 光合作用 中圖分類 號 文獻標識 碼 收稿日期 基全項 目 上海市農業(yè)基礎 性研究項 目 尸農 科攻 字 第 號 國家 項 目 上海市 科 委項 目 作者簡介 丁小 壽 男 碩士 副研究員 王要從事設施蔬菜栽培及黃瓜育種研究 并列第一作者 通 作者 上 海 農 業(yè) 學 報 半封閉溫室 是 近年來我國從歐洲引進的溫室類型 它 是 利用空氣處理機組 對 溫室氣候環(huán)境進 行調節(jié) 將溫室作為太陽能收集器 使其成為能量來源的一部分 利用地下淺層地熱資源 通 過 采用 冬灌 夏用 和 夏灌冬用 配對使用的長季節(jié)地下含水層儲能技術和緩沖罐短期儲能技術 并利用地源熱泵將 低品味能源提升為高品位能源 從而加以利用 這樣的溫室不僅可以在冬季加溫 還可以在夏季降溫 水果黃瓜是我國從歐洲引進的適宜溫室栽培的鮮食類黃瓜 品質好 產量高 被很多地區(qū)作為名特優(yōu) 蔬菜廣泛引種栽培 深受廣大消費者喜愛 黃瓜喜溫卻不耐熱 過高的溫度會明顯抑制黃瓜的生長 夏季溫室栽培水果黃瓜 最主要的栽培障礙是溫室高溫 半封閉溫室使用 等降溫設備可以降低溫室 的溫度 但其降溫效果如何 以及水果黃瓜在此條件下的光合反應如何 尚未見報道 據此 本試驗擬 研究在半封閉 溫室夏 季 降 溫 條件 下 溫室不同垂 直高度 空間溫度的變化情況 以及水 果黃 瓜葉片 光 合作用的響 應情 況 以期為我國 設施黃 瓜栽培提供更多的理論和技術支撐 材料與方 法 試 驗 溫室和材料 試 驗于 年 月在國家 設施農 業(yè)工 程技術研究中心崇明農 業(yè) 示范基地智能溫 室中進行 栽培 溫 室 為東西走向 溫室長 寬 南北分為 跨 每跨 東西分為 間 每間 溫室天溝 和屋頂的高度分別為 和 每跨南北方向各有 個 天窗 每 個 天窗的大小為 長 寬 天窗完全打開的高度為 溫室有 層簾幕 外遮陽 高 完全展開后 遮 陽 內遮陽 高 完全 展 開后 遮陽 內保溫 高 完全展開后 遮陽 每個溫室有 個空氣處理機組 每個 擁有 冷卻能力和 加熱能力 空氣流量為 每個 有約 塑 料 通氣管 道 即 風筒 直徑 固定在生長架下方 管道上均勻密布 很 多小孔 用于給溫室加溫 降溫 除濕和空氣循環(huán) 栽培生長架安裝在地面 高的地方 生長架下的地面全部 用黑白塑料薄膜覆蓋 在地面 高度處 每個栽培行走道中鋪設了加熱管道 管道直徑 可 以用 于 溫室加溫和采摘車運行 所用黃 瓜品種為 戴多 星 由荷蘭 公司提供 年 月 日用巖棉作基質播種 月 日 黃瓜 葉 心時大苗定植于栽培溫室中 定植密度為 株 采用吊掛栽培 以巖棉作為栽培基質 栽培期間灌溉營養(yǎng)液電導率 設置為 為 以光照為主要參考指標來確定灌溉 量 保證每天溫室排液量為 左右 栽培溫室使用 電 腦 控制系統(tǒng)控制遮陽網開啟 地源熱泵和空 氣處理 機組 等設備來調控溫室的溫度 可以 通過 風筒吹出降 溫的 空氣 從 而 對溫 室進行降 溫 降 溫時溫室天窗只保留 開啟 黃瓜定植 后 通 過電腦設 置地源熱泵冷水 井 和 全天定時運行 一 般 表冷器流人的冷水溫度 為 流出的水溫為 有近 水溫差釋放的冷量投放到溫室中 用于溫室降溫 年 月 日溫室 平均的冷量供應為 可以選擇不同比例的外界空氣和溫室內 空氣混合后降溫 一 般設置為 選擇白天 的 室外空氣混合進行循環(huán) 這樣白天可以 適 當補 充 并降低能耗 試 驗方 法 試驗 處 理的 設 置 及溫度的測 定 試 驗設 置 個 垂 直 溫度監(jiān)測點 監(jiān)測點位 于第一跨和第二跨中間的垂直位置 和室外溫度監(jiān)測點 在 風筒出風口附近 即栽培架附近固定第 個溫度記錄儀 在 風筒出風口附近 即栽培架附近上方 處固定第 個 溫度記錄儀 在 風筒出風 口附 近 即栽培架附近上方 處固定第 個溫度記錄儀 在 風筒出風 口附 近 即栽培架附近上方 處固定第 個溫度記錄儀 在 風筒出風口附近 即栽培架附近上方 處固定第 個溫度記錄儀 室外 溫 室頂部安裝 一 個氣象站 記錄室外溫度 將所有溫度記錄儀傳感器固定在溫室不同高度 所用溫度記錄儀為 型 由杭州盡享科技有 限公司生產 于 年 月 日 日 持續(xù) 監(jiān)測溫室不同垂直高度空氣溫度 設 置每 丁 小濤 等 泮 封用溫 夏季降 溫及黃瓜光合特性的研免 記 錄 一 次數據 溫室 電 腦 控制系統(tǒng)可以定時記 錄室 外溫度和溫 室 環(huán)境參數等數據 月 日 當 黃 瓜植 株 長至約 高時 早上 對 第 一跨和第 二 跨黃瓜進行落賽 落賽 左 右 留下第三跨黃瓜不落蔓 上午 分別 對落蔓 和不 落蔓的黃 瓜進行 光合作用的測 量 落蔓處理 黃瓜植株頂部在生長架上方約 處 不落蔓處理 黃瓜植株頂部在生長架上方約 處 落蔓和不落蔓黃 瓜葉片 光合作 用的 測定 利用 型光合儀 美酉 分別對落 蔓 和 不落蔓黃 瓜上 部新展開最大功能葉 的氣體 交換參數凈光合速 率 氣孔導度 胞間 二氧 化碳濃度 蒸 騰速率 進行 測 測 量的 光 照 強 度為 溫度 濕度 濃度依賴子溫室的自然條件 每個處理重復測量 次 進行 響處 祖線側囊 時 濃 度水乎歡屬 為 釐 光強設 響應曲線測量時每個處理重復 次 根據 響應曲線 參考 等 和 等 的 方法 通 過 非線 性回 歸技術 計 算出 巔大 羧 化 速 率 和 最 大再生速率 胃 辦 黃 瓜產 量 記錄 黃 瓜采收期從 月 并始 壟 月 結束 共 采 收 早中期每 天采收 中后期 根據生 長情 況 一 般 采收 一次 每次采收時 分小區(qū)記錄黃瓜產童 最后計算平均產量 數 據分析 使用 軟 件 對 各 處 理進行統(tǒng)計分析 結果以平均值 土標 準差表示 不同辦寫 字 母表示在 水 平上差異顯著 使用 軟件進行作圈 結 果 與分 析 溫室內不同垂直高度空間溫度的變化 從圖 和 表 以 看出 年 月 日 沒 外和溫室不同 猶黨齊度 空間 溫度 星 現(xiàn) 波 浪 形變 化 降溫 處理后 溫室不同垂直高度空間晚上的溫度均有明顯降低 但白天溫室 不同高度 空間變化義 異較大 溫室溫度變化幅度最大的為溫室 出風 翕處 內的乎均 溫度為 白天最 齊溫度為 弋 晚 上 最低溫度為 最大溫差達到 弋 室外 內的平均溫度為 白 天最商 溫度為 冗 晚上最低溫度為 皋大溫差達到 溫度變化幅度暈 小的為 溫 室 出風口附近 內的平均溫度為 白天最髙 溫 度為 弋 晚上最低 溫度為 最大溫差達到 溫室 出風口 較 高處的平均 溫度 最高溫度 最低 溫度 和 最大 溫差分別高 弋 丈和 丈 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 圖 室外和溫室不同垂直高度空間溫度的變化 月 日 卜 丨 卜 爸 丨 丨 卜 上 海 農 業(yè) 學 報 表 室外和溫室不同垂直高度空間的平均溫度 最高 溫度 最低溫度和最大溫差的比較 月 日 室外 平均溫度 最畜海擊 最低溫度 最 大 溫差 正常 工作和停 止 工作 后溫室內不同垂直高度空間溫度的變化 年 月 日 下午 左右 停止 作 一盧 持續(xù)到 午 左 右 停 止 工作 后 溫室不同高度 空間的 溫度均迅速升富 圖 其中 出風口 高處溫度升商最快 在 達到 最高 溫度 出 風 口 分 別在 達到各自 最高溫度 丈 溫室不 度空間的 溫 度很快 升封最 髙后 又 遂步降低 而此時 段室外 溫度 在逐 漸 降低 溫室不 高度空間晚上的溫度均和室外羞異不大 不間高度空間 彼 此間的溫差也不 明顯 而 運 行時它們的差異較大 圖 日 天亮前和 日 晚 上 且均明顯低于室外 的 溫度 早上 重新 開 始 運行后 溫室不同嗇 度空 間的溫 度又有明 顯的降 低 尤 其 是 出 風口 和 高 處 溫度降低更為 明顯 圖 正常工作和停止 工作后 溫 室 不同垂 直高度空間 溫度 的變化 月 日 黃 瓜落蔓前后溫室內 不 同垂直高度空間溫度的變化 從圖 和表 可以看出 黃瓜落蔓前后 室外的乎均溫度 最高溫度 最低溫度和最大溫差差異不 大 黃瓜落蔓前 溫 室 出風口 高 處 的溫度明 顯低 室外溫度 尤其是 出風 富處更為明顯 出 風口 高 處白 宏 的最 畜 溫度略高 子變勢 出風口 高 處白 天前 最霸 溫度明顯 子室外 月 日落 蔓 后 溫 室不同奔度 空間的 溫 度均 有明顯増加 白天 出 風 口 高處的最髙溫度明顯虜于室外溫度 出 風 高處的 最裔 溫 度略膏于室外溫度 不同 垂直裔度 空 間的溫度較落蔓前均有明顯的增加 致使 月 曰黃瓜落 蔓 后 溫 室 不 同高度空間的最大溫 均明顯高寧 月 日 但 其 溫室不同高度 空間晚上的最低溫度差異不 大 隨著 蔣 蔓后時間的延長 溫 不同高度的 白天溫度有所降低 尤其是 出風口 高處以下的空間降低更為明顯 圈 圖 落蔓和 不落蔓處 理 對黃瓜葉光合作用的影響 從圖 可 以看出 落蔓黃 瓜葉的凈 光合速率 顯著高于不落蔓植株葉片 而氣孔導度 和蒸騰 速率 卻顯著低 本落蔓植株葉片 二者胞間二 化 碳 濃 度 差異不明顯 從落蔓和不落寰處理對黃瓜葉片 響應曲線可以看出 圖 落蔓黃瓜葉片的 響應曲線明顯 在不落蔓黃瓜葉片的上方 說明落蔓黃瓜葉片有較強的光合能力 同時落蔓黃瓜葉片 最大羧化效 率 和 最大再 生 速率 九 也顯著高子不落蔓黃瓜葉片 表 丁小濤 等 半 封閉 溫室 夏季 降溫 及黃 瓜光合 特 性的研究 落蔓黃瓜 不落蔓黃瓜 日 日 日 日 圖 黃瓜落蔓前后溫室不同垂直高度空間的溫度的變化 月 曰 表 室外和溫室不同垂直高度空間落蔓前 和落蔓后 平均溫度 最高溫度 最低溫度和最大溫差的比較 月 日 室外 平均溫度 落蔓前 日 顧纖 落鐵翁 霉囊靖 另 最低溫度 霧 倉前 月 落蔓 篇 日 最 大 溫差 書高藺 月 日 塵 落蔓黃瓜 不落蔓黃瓜 落蔓黃瓜 不落蔓黃瓜 濃度 圖 落蔓和不落蔓處理對黃瓜葉片氣體交 換 參數的影響 圖 落蔓和不落蔓處理黃瓜葉片 響應曲線的變化 表 落蔓和不落蔓處理對黃瓜葉片 最大羧化效率 最大再生速率 的影響 處理 最 大竣化效率 臓 最 大 再生速率 卜 落蔓黃瓜 不落蔓黃瓜 夏季 降 溫對黃瓜產量的影響 本 試 驗采收期從 月 日到 曰 共采 收 平均 產鼙 達到 人 從圖 可以 看出 在 夏乘最熱 的 月 中 下旬到 月 上中旬 黃瓜累積產童增加較快 之后黃瓜產蟇增加較慢 這 可能和夏 季栽 塔黃瓜后期衰老較快有關 卜 寸 上 海 農 業(yè) 學 報 日期 圖 半封閉溫室夏季黃瓜產量累積變化情況 結論與討論 溫度是溫室氣候特征最基本的要素之一 溫度極大地影響溫室作物的產量 賀芳芳 對普通玻璃 溫室中溫 要素分布特怔研究發(fā)現(xiàn) 夏季溫室白天通過遮陽網遮陽降溫 并在溫室屋頇噴淋 從地面到冠 頂 增加 不同時間溫室 溫度 的垂 直分布溫 差不同 本 試 驗表明 出 風 和 高處溫 度 差異很明顯 溫 室 出風口 較 瓜蓐處的平均 溫度高 弋 這可能是 為 栽培溫室高度較大 風筒 定在生 長架下方 吹出來的冷空氣容 易堆積在溫室 下方 同 時 植物蒸騰作 用主 要 集中在溫室中部及 靠 下的部分 溫室接收太陽輻射后 便很 容易 使 溫室形成較 大 的垂直溫差 試 驗表 明 降 溫不僅使 溫 室 在 白 天 不同垂直離 度 空間形成明顯的溫 晚上也有明顯的 溫差 白天溫室不同垂直髙度空間形成的溫差主要和 吹出的冷空氣堆積 黃瓜植株蒸騰以及太陽輻射等因 素有關 而晚上的溫耋 要 和 吹出的 冷空氣堆積有關 楊獻 光等 研究 表明 卩光溫室內溫度的垂 直變化比水平變化劇烈得多 在 垂直分布上 距地面垂直距離不同 極差溫度 差 異非常明顯 半封閉溫莖 白 天 降溫對 出風口 以下的爾直空間效果最 好 此高度壘間下 溫室的溫度明 顯低于夏 季 夕卜 界 的溫 度 晚 上降溫 濕 室 不同 垂重高 度 空伺也有一定的差異 其溫度 均明 顯低于外界溫度 這說明 半封閉 溫 室 夏季降 溫 效果非常明 顯 當 停止 作后 白 夫溫室 不同 垂宣高度 空間的 溫度均 迅 速增加 晚 上的溫 度均 和 室外差異 不明顯 重 新 開 始匯作后 不同垂 直高度空 間的溫 度又有 一 個明 顯 降低的 過程 弁 互晚上其溫度 又有 明顯 差異 溫室黃瓜落麄是貝常管理中最基 本的操作 之 一 合理落蔓可以使葉片均句分布 保持合理采光位置 維持最佳葉面積系數 提高光合效率 從而使黃瓜生長勢加強 結瓜期延長 產量提高胃 徐彥 軍 等 研 究表 明 黃 瓜生長 季 節(jié)保 持合 理的 落蔓次數 每株保持功能葉 片以上 會使黃瓜有更好 生長勢 并且 單株 結 瓜 數 單 瓜鮮質 獅 黃瓜產 量都高 本研究 發(fā) 現(xiàn) 夏季 溫室栽培 落蔓黃瓜的光合作用和 光合 潸力 均顯著高于不落麄黃 瓜 這可能是因為不落賽黃瓜葉片溫度明顯禽于落養(yǎng)黃瓜葉片 出風口向上 較 之 處的 平 均 溫 度 最裔 度分 別高 和 丈 而不 落 蔓黃瓜和落蔓黃瓜狐量 葉 片的商 度大概在 出 風 口以 上 和 從而使其 最大羧化速 率 和 最大 每 生 速 率有所 降低 最終導致其葉片的光合能力降低 同時不落蔓黃瓜葉片需要増加氣孔身度 提高蒸騰速率 來緩 解高溫對植物葉片造成的熱脅迫 本研究中 黃瓜一次落蔓高度為 右 幅度過大 從而導致落蔓 前 后 溫室不同華 宣高 度畚間 溫 度 變化較大 同時落蔓時一次去餘老葉過多 對植物影響較大 所以栽培中最好每次落龕 左右 以去 除 片老葉為宜 本研究在夏季最熱的 月中下旬到 月上中旬 黃瓜累積產量增加較快 整個采收 期黃瓜產量 達到 在夏季室外最鼻溫度 達到近 商 溫 的 條件下 已蟲是 比較高的 產量 說明半封閉溫輋夏季降溫效果是比較好的 栽培黃瓜仍能獲得較高的產量 綜上所 述 半封閉溫室 可 以 很好地降低夏季溫室的溫度 但對溫室不同垂直蒼度 空間的降 溫效 果差異明顯 對其出風 及以下空間降溫效果更好 黃 瓜 夏季栽培應及時落蔓 以控制植株高度 在 生長梁上方 左右的位 覺為 宜 丁小濤 等 半封閉溫室夏季降溫及黃瓜光合特性的研究 參 考 文 獻 丁小濤 姜 玉萍 周強 等 半封閉溫室春巷黃瓜巖棉栽培技術 中國蔬菜 張 顯真 楊曉峰 溫室水果黃瓜葉片生長規(guī)律研究 氣象與減災研究 陳俐均 杜尚豐 李嘉鵬 等 溫室環(huán)境溫度預測自適應機理模型參數在線識別方法 農業(yè)工程學報 賀芳芳 上海地區(qū)荷蘭玻璃溫室中溫濕要素之分布特征 上海農業(yè)學報 楊 獻 光 趙寶存 齊志廣 日光 型溫室 內 溫度 梯度變化的 觀察 與分析 河 北師范 大學學報 自然 科學 版 安麗君 溫室黃瓜落蔓需注意的幾個問題 長江蔬菜 徐彥軍 劉燕 袁李偉 等 不同落蔓方法對大棚黃瓜農藝性狀的影響 長江蔬菜 陳春宏 向邦銀 大 型溫室黃 瓜生長發(fā)育特注研究 農 業(yè) 工 程學 報 責任編輯 閆其濤 植物遺傳資源學報 年征訂啟事 植物遺傳資源學報 是中國農業(yè)科學院作物科學研究所和中國農學會主辦的學術期刊 中國科技核 心期刊 全國中 文核 心期刊 中國 科學引文數據庫 核心期刊 被國內多家數據庫收錄 被 化學 文摘 美 收錄 榮獲 年度中國自然資源學會高影響力十佳期刊 據 中國科技期刊引證報 告 核 心版 統(tǒng)計 年影響因 子 據 中國學術期刊影響因 子年報 統(tǒng)計 年復合影 響因子 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