限根栽培條件下空氣果穗部加溫對(duì)深冬設(shè)施番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響.pdf

北 方 園 藝 研究 論 文 第一 作 者簡(jiǎn)介 袁丁 男 碩士 研 究生 研究方向?yàn)?設(shè)施園藝與無土栽培 責(zé)任作 者 梁浩 男 博士 助 理 研究員 現(xiàn)主要從 事農(nóng)業(yè)生物環(huán)境調(diào)控等研究工作 基 金項(xiàng) 目 國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京綜合試驗(yàn)站資 助項(xiàng)目 北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能 力專 項(xiàng) 資助項(xiàng)目 北京市科技計(jì)劃資助 項(xiàng)目 收 稿日 期 限根栽培條件下空氣果穗部加溫對(duì) 深冬設(shè)施番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 袁 丁 武 占 會(huì) 季 延 海 劉 明 池 王 麗 萍 梁 浩 北京市農(nóng)林科學(xué)院 蔬菜研究中心 北 京 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 河北工程大學(xué) 園林與生態(tài)工程學(xué)院 河北 邯鄲 摘 要 以 豐收 雜交品 種番茄為試材 設(shè)置在不同吊秧方式下 果穗部局 部空氣加熱的試驗(yàn) 通過設(shè)定 人字搭架 熱風(fēng)機(jī) 垂直吊秧 熱風(fēng)機(jī) 種加溫處理 研究 不同熱風(fēng)加熱和配合農(nóng)藝措施條件下對(duì)果菜冠層溫度環(huán)境的影響 以及對(duì)越冬番茄植株生 長(zhǎng) 番茄果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)的影響 結(jié)果表明 在冬季低溫條件下 種處理方式均能提 高日光溫室室內(nèi)溫度 其中 人字搭架 熱風(fēng)機(jī) 處理更有利于冠層局部溫度的提高 該處理 下番茄植株單株產(chǎn)量也最高 達(dá)到 而單株 能耗為 在達(dá)到 同樣溫度條 件下 比 垂直吊秧 熱風(fēng)機(jī) 的處理節(jié)能 關(guān)鍵詞 日 光溫室 栽培模式 風(fēng)機(jī)加溫 越冬生產(chǎn) 番茄 中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo) 識(shí)碼 文章編號(hào) 我國北 緯 以 北地 區(qū)主要以日光溫室生產(chǎn) 為主 溫度環(huán)境是保證溫室作物生產(chǎn) 提高設(shè)施蔬 菜產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子 而我國 北方每年發(fā) 生寒潮 次 寒冷的氣候造成日光溫室內(nèi)部氣 溫偏低 當(dāng)冬季室外溫度達(dá)到 時(shí) 室內(nèi)溫 度 最低可降至 夜間長(zhǎng)期處于 以 下 的亞 低溫狀態(tài) 過低的溫度會(huì)使植株葉片 中葉 綠體結(jié)構(gòu)變形 降低葉片氣孔導(dǎo)度 影響光合產(chǎn)物 的輸出 減少地上部同化產(chǎn)物積累 最終降低植株 光合作用 進(jìn)而對(duì) 植株的生長(zhǎng)發(fā)育速度 產(chǎn)量 品質(zhì)等指標(biāo)產(chǎn)生影響 溫度與 濕度在一定范圍 內(nèi)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系 冬季溫室內(nèi)部偏低的氣溫會(huì)增 加空氣的相對(duì)濕度 造成低溫高濕的環(huán)境 有研 究表 明 當(dāng)溫室內(nèi)氣溫低于 時(shí) 空 氣相 對(duì)濕 度高達(dá) 以 上 容易造成番茄灰霉病 黃 瓜霜 霉病等 需要進(jìn) 行合理的溫度調(diào)控來避免低 溫誘發(fā)的各種非生理病害并保障作物品質(zhì)和 產(chǎn)量 日光溫室冬季增溫措施多樣 如熱泵加溫 太陽 能 集 熱 電 熱 加 溫 熱 風(fēng) 爐 加 溫 等 但以上加熱方式均存在不足 孫維 拓等 提出 了余 熱熱泵加溫 將溫室空氣最高溫度提高到 但余熱 熱泵設(shè)備和施工成本高 技術(shù)工 藝復(fù)雜 推廣難度大 佟雪姣等 利用溫 室太陽 能水循環(huán)集熱裝置 提高了日光溫室的蓄熱能力 于威等 設(shè)計(jì)了 太陽能輔助加溫試驗(yàn) 然而受客 觀天氣影響較大 趙云龍等 運(yùn)用碳 晶電地?zé)嵯?統(tǒng)進(jìn)行加溫 有效提高了基質(zhì)溫度和作物產(chǎn)量 但 是電加熱往往通過電伴線或加熱元件進(jìn)行加溫 加熱元件亦存在壽命問題 因此多適用于育苗等 需要精 確控溫的生產(chǎn)環(huán)節(jié) 馬丹等 選用熱 風(fēng)爐 加溫 使植株冠層溫度達(dá)到 以 上 諸多 加熱 方式雖然為溫室提供了可靠的溫度保障 但這些 加熱方式均以整個(gè)溫室溫度為控制目標(biāo) 進(jìn)行整 體加熱 從農(nóng)藝角度出發(fā) 采取不同搭架處理方 式 對(duì)植物的形態(tài)發(fā)育 與環(huán)境的交互作用產(chǎn)生影 響 加熱送風(fēng)方式的改變勢(shì)必對(duì)植株的熱量利用 效率產(chǎn)生差異 目前尚缺乏系統(tǒng)的研究 該試驗(yàn)采用電熱風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管路 將熱量直 接輸送到番茄果穗部 進(jìn)行局部加溫 通過設(shè)置不 同的吊秧方式 對(duì)加溫效果 能量消耗以及番茄的 生長(zhǎng)和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試研究 以期為日光溫室 冬季節(jié)能加溫的設(shè)計(jì)應(yīng)用和溫室內(nèi)越冬果蔬的生 產(chǎn)提供參考依據(jù) 材料 與 方法 試 驗(yàn)材 料 供試番茄品種為荷蘭瑞克斯旺種子有限公司 生產(chǎn)的 豐收 雜交品 種 試 驗(yàn)方 法 試驗(yàn)于 年 月至 年 月在北 京 市農(nóng)林科學(xué)院海淀區(qū)四季青實(shí)驗(yàn)基地日光溫室中 進(jìn)行 溫室坐北朝南 長(zhǎng)度 跨 度 脊高 后墻高 用雙層陽光板分割為 個(gè)部 分 分別進(jìn)行不同處理的試驗(yàn) 具體試驗(yàn)處理見 表 番茄種子于 年 月 日播種 月 日 定植 采 用限根栽培方式 采用栽培用珍珠 巖條 長(zhǎng) 寬 高 每個(gè) 珍珠 巖條定植 株番茄 營養(yǎng)液配方采用北京市農(nóng) 林科學(xué)院蔬菜研究中心無土栽培營養(yǎng)液改良配 方 每 天 供 液 次 間 隔 每次供 應(yīng) 采用開 放式栽培管理 方式進(jìn)行管理 栽培管理均采用雙桿整枝方式 除主干外 再留第一花序下的一條側(cè)枝 而把其它 表 試驗(yàn) 處 理 處理 風(fēng)機(jī) 栽培模 式 無 吊 秧 式 有 搭架式 有 吊 秧 式 側(cè)枝全 部去掉 使選苗的側(cè)枝與主干同樣生長(zhǎng) 形 成雙桿 從第 穗開始統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù) 試驗(yàn)用風(fēng)機(jī)型號(hào)為 最大電 壓 輸出功 率為 風(fēng)量 風(fēng)壓 頻率為 轉(zhuǎn)速 絕 緣等級(jí) 級(jí) 風(fēng) 機(jī)配置直徑 的送風(fēng) 主管 和 的送風(fēng) 軟管 送風(fēng)軟管高度為 送風(fēng)孔位于送風(fēng)軟管 上 直徑為 每 個(gè)送 風(fēng) 軟管上設(shè)置 個(gè)送風(fēng)孔 試驗(yàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行流程見 圖 種栽培模式處理中各布置上下 個(gè)溫度測(cè) 點(diǎn) 個(gè)測(cè)點(diǎn)水平位置均為栽培袋中間 垂直位置 分別為距地面 和 處 見圖 圖 風(fēng)機(jī)加溫運(yùn)行流程 項(xiàng) 目測(cè) 定 日光溫室環(huán)境指標(biāo) 的測(cè)定 選取冬季晴朗天氣進(jìn)行溫室環(huán)境指標(biāo)的測(cè) 定 試驗(yàn)采用清華同方股份有限公司生產(chǎn)的 系列自 記儀 溫度測(cè)量范圍 測(cè)量精 度 用于溫 室內(nèi)空氣干球溫度 和濕球溫度的測(cè)定 所有溫度自記儀用通訊電纜 連接計(jì)算機(jī)串口 用 軟件讀 取測(cè)量 結(jié)果 室外測(cè)點(diǎn)距離地面高度 連接美 國 公司生 產(chǎn)的 數(shù)據(jù)采 集器進(jìn)行自 動(dòng)記錄 所有數(shù)據(jù)記錄時(shí)間間隔為 采用 電 腦智 能溫控器控制風(fēng)機(jī)的啟 動(dòng)與關(guān)閉 將控溫傳感器探頭布置在番茄果穗部 溫度范圍設(shè)置為 即 當(dāng)探頭所處位置氣 北 方 園 藝 月 上 圖 種栽培模式立面圖與測(cè)點(diǎn)位置 溫低于 時(shí) 溫控識(shí)別對(duì)應(yīng)溫度控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng) 而探頭所處位置氣溫高于 時(shí) 風(fēng) 機(jī) 自 動(dòng) 關(guān)閉 不同處理下植株生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 每個(gè) 處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致的 個(gè)番茄植株對(duì)其 株高 莖粗 葉片數(shù)進(jìn)行測(cè)定 每隔 測(cè) 次 株 高是 植株基部到生長(zhǎng)點(diǎn)的長(zhǎng)度 用卷尺測(cè)量 莖粗是第一片真葉到子葉之間的橫徑 使用日本 電子數(shù) 顯游標(biāo)卡尺測(cè)量 葉片數(shù)的計(jì) 算以葉片展開 為 標(biāo)準(zhǔn) 不同處理下光合色素指標(biāo)和產(chǎn)量的測(cè)定 番茄 植株在 穗果時(shí)進(jìn)行破壞性試驗(yàn) 每 重復(fù)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的 株植株分別記錄采收時(shí) 間和番茄植株的單果質(zhì)量 單株產(chǎn)量等指標(biāo) 取植 株根系測(cè)定其干鮮質(zhì)量 用乙醇浸提法測(cè)定植株 光合色素含量 不同處理下番茄植株果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定 品質(zhì) 上在采收期每個(gè)處理取成熟度一致的 番茄果實(shí)對(duì)其進(jìn)行的品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 果實(shí)可溶 性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法 可溶 性糖 含量測(cè)定采用恩酮比色法 抗壞血 酸含 量測(cè)定采用 二氯酚 靛酚滴定法 可滴定 酸 含量測(cè)定采用 滴定法 可溶性 固形 物含 量 測(cè) 定 采 用 手 持 折 射 儀 日 本 測(cè)定 不同加溫處理的能 耗測(cè)定 采用 型單相 電子式電度表記錄每 個(gè)處理的能耗情況 額定電壓為 額定頻 率 為 額定電 流為 于每天 手 動(dòng) 記錄電表數(shù)值并計(jì)算當(dāng)日能耗 數(shù) 據(jù)分 析 采用 軟件和 軟件進(jìn) 行試驗(yàn) 數(shù)據(jù)分析和圖表的統(tǒng)計(jì)與繪制 結(jié)果與 分析 不同處理對(duì)溫室內(nèi)空 氣溫度的影響 由圖 可知 至 次日 時(shí) 間段 采 用 搭架栽培模式配合風(fēng)機(jī)可以顯著阻止溫室內(nèi)空 氣溫度降低 處理在該時(shí)間段的平均溫度為 分別比 和室外平均溫度高了 溫室內(nèi) 空氣溫度受室外溫度 影響 二者總體趨勢(shì)呈正相關(guān) 在 室 外溫 度 為 是一天 中的最低溫度 此時(shí)室內(nèi)空 氣溫度 下降至 圖 夜間時(shí)間段不同處理對(duì)溫室內(nèi)溫度的影響 由圖 可知 在 至 次日 時(shí) 間段 處理溫室上部溫度顯著低于 處理 溫差為 結(jié)合圖 中 處理下部測(cè)點(diǎn)溫度顯著 高于 處理的情況 說明 處理的搭架方式有 效的把風(fēng)機(jī)釋放的熱量?jī)?chǔ)存在番茄植株生長(zhǎng)的溫 室中下部 避免熱量的無效損耗 第 期 北 方 園 藝 圖 夜間時(shí)間段不同處理對(duì)溫室上部空氣溫度的影響 不 同處理對(duì)番茄植株生長(zhǎng)指標(biāo)的影響 在日光溫 室中進(jìn)行空氣加溫對(duì)植株生長(zhǎng)有顯 著影響 由 表 可知 定植 后 處理 的各 項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)顯著高于 處理 株高以 處理為最高 分別比 處 理高 了 莖粗以 處理為最高 分別比 處 理 高了 葉片數(shù) 以 處理為最高 分別比 處 理高 了 不同處 理對(duì)番茄植株光合色素指標(biāo)和產(chǎn)量 的影響 由表 可知 葉綠素 葉綠素 和葉綠素 含量均以 處理為最高 分別比 處理提高 了 和 分別比 處理提 高了 類胡蘿 卜素和葉綠 素 以 處理為最高 表 不同處理對(duì)番茄植株生長(zhǎng)指標(biāo)的影響 處 理 后 天數(shù) 處 理 株 高 莖 粗 葉 片數(shù) 注 表中不同小寫字母表示差異在 的水平 上顯著 下同 表 不同處理對(duì)番茄植株光合色素含量的影響 處理 葉綠素 葉綠素 類胡蘿 卜素 葉綠素 葉綠素 由表 可知 單 果質(zhì)量和單株產(chǎn)量均以 處理為最高 單果質(zhì)量達(dá)到 單株產(chǎn) 量達(dá) 到 處理的 單株產(chǎn)量分別比 提高了 說明對(duì)日光溫室進(jìn)行熱 風(fēng)加溫可以顯著提高植株產(chǎn)量 不同處理對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響 由表 可知 可溶性糖含量以 處理為最 高 分別比 處 理高 可溶性 北 方 園 藝 月 上 固形物 含量以 處理為最高 其次為 處理 可 滴定酸含量以 處理為最高 抗壞血酸含量以 處理為最高 分別比 處 理高 了 可溶性 蛋白質(zhì)含量以 處理為最高 不 同處 理的能耗分析 由表 可知 處理的能耗產(chǎn)出比 單株產(chǎn) 量 單株 能 耗 為 顯 著 高 于 處 理 的 單株能 耗上 處理為 顯著 低于 處理的 取 至次日 時(shí) 間段 風(fēng)機(jī)總啟動(dòng)次數(shù) 計(jì)算出該時(shí)間段 每小時(shí)平均啟動(dòng)次數(shù) 處理為 次 顯 著低 于 處理的 次 表 不同處理對(duì)番茄植株產(chǎn)量的影響 處 理 單 果質(zhì) 量 單 株產(chǎn) 量 較 表 不同處理對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響 處 理 可 溶性 糖 可 溶性 固形物 可 滴定 酸 抗壞血 酸 可 溶 性 蛋白質(zhì) 表 不同處理的能耗分析 處 理 每小時(shí)平均啟動(dòng)次數(shù) 單 株能 耗 能耗產(chǎn) 出比 討論 與 結(jié)論 在冬季寒冷地 區(qū)日光溫室中采用熱風(fēng)機(jī)局 部加溫方式 可以顯 著提高溫室果穗部空氣 溫度 并提高 溫室中作物產(chǎn)量和品質(zhì) 該試 驗(yàn) 種栽培模式中 溫室內(nèi)溫度和對(duì)照比 分別提 高了 從垂直溫度分布上看 搭架 式處 理中溫室中下部測(cè)點(diǎn)比吊秧式處理高了 而上部 測(cè)點(diǎn)溫度比吊秧式處理低了 說明 搭架方式的優(yōu) 勢(shì)可以使風(fēng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的熱量集中 分布在搭架區(qū)域內(nèi) 限制了熱量的無效上升 對(duì)日光溫室中進(jìn)行加溫處理 使溫室內(nèi)無土 栽培番茄植株的株高 莖粗 葉片數(shù)等生長(zhǎng)指標(biāo)和 果實(shí)的維生素 蛋白質(zhì) 可溶性糖 可滴定酸 可 溶性固形物等品質(zhì)指標(biāo)均有提高作用 與前人研 究結(jié)果相似 該試驗(yàn)中搭架式處理的單株 產(chǎn)量 最高 達(dá)到 較 和 處理分 別提高 了 和 從能耗 角度看 處理的單 株能耗比 處理低了 結(jié)合產(chǎn) 量對(duì)比 說 明該處理的能耗產(chǎn)出比更高 人字形搭架結(jié)合雙桿整枝管理模式下 果穗 和葉片成環(huán)抱型集中 將熱風(fēng)出風(fēng)口設(shè)置在這個(gè) 區(qū)域的中心 可使果穗和葉片更有效利用加熱熱 量 形成局部高溫溫度場(chǎng) 提高熱量利用效率 降 低作物冠層受到低溫脅迫的風(fēng)險(xiǎn) 而開放式的垂 直吊秧管理模式 加熱熱量直接向溫室上部耗散 植物冠層沒有有效的利用加熱熱量 導(dǎo)致溫度垂 直分布不均勻 進(jìn)一步研究有必要借助流體力學(xué) 第 期 北 方 園 藝 軟件 分析不同加熱方 式下的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)分布 對(duì)日光溫室深冬風(fēng)機(jī)加溫的溫度環(huán)境優(yōu)化具有重 要的研究意義 參考文獻(xiàn) 齊飛 周新 群 張躍峰 等 世界現(xiàn)代化溫室裝備技術(shù)發(fā)展及 對(duì)中國的啟示 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 牛貞福 溫 凱 馬海艷 等 適宜北方冬季日光溫室長(zhǎng)期夜間 亞低溫番茄品種的篩選研究 吉林農(nóng)業(yè)科學(xué) 趙 瑞秋 亞 低溫環(huán)境對(duì) 個(gè)番茄品種幼苗生理生化特性的 影響 銀川 寧夏大學(xué) 雋加香 低溫脅迫下番茄植株光合 及呼吸代謝特性的研究 哈爾濱 東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 許 大全 張 玉忠 張榮銑 植物光合作用的光抑制 植物 生理學(xué)通訊 江力 日光溫室冬季土壤 加熱和空氣加熱效果研究 銀 川 寧夏大學(xué) 賈寶玲 日光溫室黃瓜病害發(fā)生規(guī)律 及防治方法 蔬菜 李 萍 殷學(xué) 云 孟紅霞 非耕地日光溫室病蟲害發(fā)生規(guī)律及 防治策略 蔬菜 孫 維拓 郭 文忠 徐凡 等 日光溫室空氣余熱熱泵加溫系統(tǒng) 應(yīng)用效果 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 佟雪姣 孫 周平 李天來 等 溫室太陽能水循環(huán)集熱裝置的 蓄熱性能研究 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 于 威 劉艷 華 劉文合 等 溫室太陽能輔助加溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 與試驗(yàn) 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 趙云龍 于 賢昌 李衍素 等 碳晶電地?zé)嵯到y(tǒng)在日光溫室番 茄生產(chǎn)中的應(yīng)用 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 馬丹 須暉 韓 亞東 等 日光溫室專用燃煤熱風(fēng)爐加溫效果 分析 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 劉 增鑫 特 種蔬菜無土栽培 北京 中國農(nóng)業(yè)出版社 李合生 植 物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù) 北京 高等教 育出版社 趙世杰 史 國安 董新純 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 北京 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社 蔡 慶生 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn) 北 京 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 柯 行林 楊 其長(zhǎng) 張義 等 主動(dòng)蓄放熱加熱基質(zhì)與加熱空氣 溫室增溫效果對(duì)比 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 北 方 園 藝 月 上