畜菜互补生态系统综合研究(Ⅰ)——CO_2动态模拟及畜菜配比选择

现有畜菜互补生,系统畜菜配比差异极大,致使CO_2浓度过高或过低,影响CO_2气体施肥效果。在设有内部CO_2通风传输装置且温室CO_2均匀分布的条件下,建立了系统CO_2质量平衡数学模型,编制并验证了CO_2日变化动态模拟的计算机程序。利用该程序,以家畜给温室提供适宜的CO_2浓度为依据,以番茄与育肥猪为例,对沈阳地区主要CO_2施肥期12月～3月的畜菜配比进行了优化选择,为该生态系统的建设及管理提供了一定的依据。     

畜菜互补生态系统综合研究(Ⅱ)——CO2分布状况及传输系统试验分析

通过试验测试揭示了自然扩散状态下的畜菜互补生态系统内温室中CO₂分布不均,存在着较大的浓度梯度以及畜菜配比不当等问题。设计并试验测试了塑料风管传输装置及兼有CO₂传输功能的地下热交换系统,两者对改善系统内的CO₂分布,提高蔬菜产量起到了明显作用。     

设施生态农业模式及其配套技术体系研究

阐述了设施生态农业的基本概念和国内外发展现状 ,重点分析了“畜 菜 沼气”、“鱼 菜”共生型和立体互补型设施生态农业模式结构、功能及其综合配套技术 ,并提出我国设施生态农业的发展方向和研究重点     

日光温室无土互补栽培设施的研究

为提高我国北方温室生产蔬菜的经济效益,研制了适应我国国情、采用无土栽培和蔬菜—食用菌互补栽培的日光温室。本文论述了该温室及栽培设施的结构特征与设计参数。经使用测试表明:当京郊冬季夜间气温降至-13℃时,温室内不加温运行,气温为5.45℃;互补栽培使温室有效面积利用率达117.6％;菇—菜共生,解决了蔬菜生产的CO₂施肥问题,使冬茬黄瓜增产25％左右。     

畜菜互补生态系统综合研究(Ⅰ)——CO2动态模拟及畜菜配比选择

现有畜菜互补生,系统畜菜配比差异极大,致使CO₂浓度过高或过低,影响CO₂气体施肥效果。在设有内部CO₂通风传输装置且温室CO₂均匀分布的条件下,建立了系统CO₂质量平衡数学模型,编制并验证了CO₂日变化动态模拟的计算机程序。利用该程序,以家畜给温室提供适宜的CO₂浓度为依据,以番茄与育肥猪为例,对沈阳地区主要CO₂施肥期12月～3月的畜菜配比进行了优化选择,为该生态系统的建设及管理提供了一定的依据。     

基于夜间室内外温差计算方法的日光温室气候分类

为了解决日光温室园艺作物越冬栽培茬口合理安排问题,同时减少低温灾害风险,开展温室保温性评价并进行科学分类。该研究选取天津市3种典型日光温室设置室内外小气候观测试验,结合不同温室构型及建筑材料,基于热传导原理形成日光温室夜间室内外温差计算方法,并以此为基础评价不同类型温室保温能力,进而对天津地区主要日光温室类型进行划分,提出不同类别温室适宜种植蔬菜建议。结果表明：1）温室保温常数γc能较好地反映日光温室保温性能差异,3种典型日光温室保温常数分别为20.34、15.84、13.21。2）温差计算方法可以较好模拟不同类型日光温室室内气温变化,温差模拟值与实测值决定系数（R2）在0.71以上,均方根误差RMSE范围为1.97%～3.86%。3）利用1960-2020年气候观测资料按气候保证率80%计算其最低气温、最小湿度及最小风速值,模拟得到本地不同保温能力日光温室的极端最低温度值为3～14 ℃,按照果蔬生长发育指标需求,提出日光温室分类标准,可分为耐寒叶菜型、叶菜适宜型、果叶混合型、果菜适宜型及喜温果菜型,并在2016-2020年温室改造与评估实际应用中得到验证。该研究可为解决中国日光温室类型多且构型复杂,难以量化评价其保温性能及合理安排种植茬口的难题提供方案参考。     

利用工业尾气进行大棚蔬菜CO2施肥技术体系研究

对不同气候条件下蔬菜大棚内小气候观测和CO2施肥试验研究结果进行分析，改进了大棚 蔬菜CO2施肥技术，建立了CO2施肥经济决策公式和1套从工业尾气中采集CO2→CO2 产品运输流通→蔬菜大棚内CO2气肥施放的综合技术体系，为减少工业污染，补偿蔬菜大 棚CO2匮乏，提高大棚蔬菜产量和品质寻求了有效途径     

鱼菜共生系统中不同种类蔬菜对养殖尾水氮素转化的影响

鱼菜共生系统实现了水产和蔬菜间的物质循环转化,是一种零排放可持续的先进农业生产模式,为探究鱼菜共生系统中不同种类蔬菜生长状况及其对养殖尾水氮素转化的影响,设计了5种不同种类蔬菜（圣女果、线椒、蕹菜、芹菜、紫背菜）基于耦合型鱼菜共生系统的栽植试验。结果表明：在26 d的栽植试验中,各试验组蔬菜鲜质量和株高均有正向增长,根质量占比与鲜质量增长量关系的拟合曲线为一元二次方程,当根质量占比在34%～42%间时,植株各器官发育较好,对营养物质转化效率高,圣女果有最大鲜质量增长量28.43 g、最大株高增长量31.84 cm和最大株高相对增长率241.32%;试验中换水周期为3 d,各试验组水体氮化物浓度指标均显著下降,圣女果42 h氨氮相对去除率达69.17%,6 h内亚硝酸盐氮相对去除率为41.09%;在循环周期末期,水培组圣女果有最小氨氮质量浓度0.152 mg/L,pH值稳定在6.98左右,水培紫背菜有最大亚硝酸盐氮相对去除率55.25%和硝酸盐氮相对去除率42.35%。综上,在耦合型鱼菜共生系统中圣女果对养殖尾水的水质和氮素有较好的净化作用和转化效果。     

津郊荒地改良复合农业生态系统结构组建及其功能分析

本文通过对天津市北辰区双街乡荒地实施生态工程建设建成的以“基塘型果园”为景观特征， 以“果－鱼－畜－禽”为生产主线的复合农业生态系统结构合理性，功能有效性的分析与评价，探讨了城郊荒地改良模式和调控途径。     

面向餐饮店生态化定位的鱼菜共生系统优化

鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系,它通过巧妙的设计使水产养殖和水耕栽培两种农耕技术实现生态系统共生效应。由于鱼菜共生系统的良好生态化效应,可以将其生态化的功能定位运用在餐饮店的店面布局。基于此,针对餐饮店对鱼菜共生系统需求的接受程度进行分析,并且优化面向餐饮店生态化定位的鱼菜共生系统,最后简要展望中国餐饮化鱼菜共生系统的前景。     

巨型塑料大棚内CO2浓度的变化分析

为探讨巨型塑料大棚CO2环境特征,测试了早春栽培黄瓜不同时期和不同位置棚内CO2浓度的变化,对棚内CO2浓度变化随群体叶面积指数、光合速率和土壤呼吸速率的关系进行了分析。结果表明：一日中棚内CO2浓度在7：00-8：00达最高,12：00-14：00处于低谷,晴天较阴天变化剧烈。结果期一日中的8：00-15：00,光合消耗CO2速率＆gt;土壤呼吸释放CO2速率,通风可维持棚内CO2浓度在293-330μL·L^-1;棚内CO2浓度垂直分布表现为近地面层〉植株内部〉冠层,水平分布表现为10：00-12：00东部〈中部〈西部,14：00-16：00东部〉西部〉中部;棚内CO2浓度的季节变化主要受黄瓜群体叶面积指数、光合消耗CO2速率和土壤呼吸释放CO2速率的影响,晴天棚内CO2浓度白天平均下降速率与LAI（x）的关系为y=78.468x＋48.694,阴天为y=54.358x＋18.322。     

稻草不同施入方法对温室土壤CO_2释放的影响

采用再裂区设计,研究稻草施入方式、施入长度及喷施EM三因素对温室土壤CO2释放的综合效应,结果表明各处理均能提高土壤CO2释放速率。随着稻草施入时间的延长,温室土壤CO2释放速率呈逐渐降低趋势。试验筛选出两个较优组合,即A1B3C2和A2B2C2。     

稻田甲烷排放影响因素及其研究进展

CH4是大气中仅次于CO2的最重要的温室气体之一,其温室效应贡献已达15～20%。中国稻田是CH4的重要排放源,对全球大气的CH4排放起着重要的作用。本文较为详细地介绍了近几十年来国内外关于稻田CH4排放的研究进展。对稻田CH4的排放机理、CH4的排放规律及影响稻田CH4排放的各种因素作了详细分析,并相应地提出了控制稻田CH4排放的各种措施,最后提出了今后我国稻田CH4排放研究应加强的几个方面内容。     

高CO2浓度和土壤干旱对贝加尔针茅C,N积累和分配的影响

贝加尔针茅是我国内蒙古草原和东北松嫩平原草地生态系统中的主要植物群落。本文通过模拟大气中CO2浓度升高和土壤干旱研究了贝加尔针茅C，N的积累及分配的影响。结果表明：CO2浓度升高使根和叶的生物量显著增加，土壤干旱使根和叶的生物量显著减小；C，N含量随土壤湿度的增加而显著增加，且在高CO2浓度下的C，N含量高于环境CO2浓度下的含量；从C，N的分配看，在叶中的含量显著高于在根中的含量。大气中CO2浓度升高对C，N积累量的增加减轻了大气的温室效应，且这种作用随着土壤湿度的增加而加大。在高CO2浓度下，贝加尔针茅根和叶的C／N比随土壤湿度的增加而减小，但在当前环境CO2浓度下并未表现出这种变化趋势；贝加尔针茅叶的C／N比远小于根的C／N比，叶的营养价值更高。     

不同水肥处理对辣椒保护地土壤温度和CO_2含量的影响

研究了吉林省龙井地区保护地不同水、肥(氮、磷)处理对土壤温度、CO2含量的影响,结果表明:灌水量、土壤湿度与各个土层土壤温度之间呈显著的负相关,但是由于土壤水分影响到土壤升温和保温两方面,在相同施肥量下,其综合作用的结果是,以灌水定额为为2水平(118.33 m3hm-2次-1)处理的土温最高;灌水定额最大的4水平处理土温最低;土壤湿度、温度与土壤中CO2含量都呈极显著的正相关;低量氮肥和高量磷肥可使土壤中CO2含量增加;通过灌水、氮肥、磷肥的三因素四水平的水肥耦合实验研究发现,水、氮、磷处理均为3水平的处理辣椒产量最高;若在此处理水平上提高灌水量或施磷肥量都会使辣椒产量降低,而土壤中CO2含量却升高明显。     

不同耐盐性作物对盐胁迫的响应研究

通过盆栽试验,研究了对盐胁迫具不同抗性水平反应的作物大麦和菠菜,在不同盐分离子种类Na2CO3和NaCl3、个盐分水平(2.0,3.5,5.0g kg-1)条件下的生长、生理指标变化,揭示其对盐胁迫的不同适应机理。结果表明,随土壤盐浓度的升高,大麦的株高、有效分蘖数、产量和生物量均有所下降,菠菜生长受到的抑制状况更加明显。随土壤盐浓度的升高,大麦叶片丙二醛(MDA)的含量逐渐增加,Na2CO3处理的叶片中MDA含量最高。与大麦相比,菠菜在盐胁迫下,更多的Na 通过根部向地上部运输,使叶中积累了更多的Na 。大麦有较强的阻止盐分离子向叶片运输、维持叶片正常功能的能力。Na2CO3更易对植株叶片产生伤害。     

温室多层覆盖传热的数值模拟与验证

为准确地掌握温室中不同材料和不同使用条件下多层覆盖的传热和保温特性,该文在前人研究的基础上建立了温室多层覆盖传热的理论模型,并开发了模拟其传热过程与计算传热量和传热系数的计算机程序,可根据覆盖材料的红外辐射特性、覆盖层构造参数以及工作环境等条件,定量分析覆盖层的传热情况,得出传热量以及传热系数的理论计算值。实测结果表明,传热量以及传热系数的理论计算值与试验测定值较为一致,表明该多层覆盖传热的理论模型具有较高的准确性。     

日光温室保温被传热的理论解析及验证

为掌握日光温室保温被的传热及其保温特性,该文运用传热学理论,建立了模拟辐射、对流以及导热等形式的传热方程,在此基础上构建了日光温室保温被这类厚型覆盖材料的传热理论模型,编制了计算机程序。该模型通过对保温被内、外表面与环境间的有效辐射、投射辐射的分析,来确定辐射换热量;根据能量平衡的原理,建立了保温被表面通过对流传热、辐射传热的传热量与内部传热量之间的关系。所建立的计算方法与程序可根据覆盖材料的红外辐射特性、导热系数、覆盖层的构造参数及工作环境等条件,定量分析保温被覆盖层的传热,计算其传热量及传热系数值。试验测试结果表明,保温被的传热量及传热系数的理论计算值与试验测定值较为一致,该文的方法为保温被一类厚型覆盖材料提供了保温性定量分析评价的理论手段。     

气候变化下我国小麦产量变化区域模拟研究

利用最新温室气体和SO2排放方案,即政府间气候变化委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过区域气候模式和区域作物模型模拟未来2080s(2071~2100)我国小麦产量变化结果表明,2种温室气体排放方案2080s我国雨养小麦均表现显著减产趋势,灌溉可缓解小麦减产趋势,但不能阻止产量下降;若考虑CO2的直接肥效作用,雨养和灌溉小麦均表现明显增产趋势。     

FACE条件下冬小麦的光合适应

利用开放式CO2浓度升高（Free Air Carbon dioxide Enrichment）系统平台,于冬小麦开花期、乳熟期对旗叶进行气体交换测量,根据光合模型计算光合参数,研究550μL·L^-1CO2对冬小麦旗叶光合能力的影响。结果表明,无论是在冬小麦开花期还是乳熟期,FACE圈内的小麦叶片在短时间高CO2浓度下初始出现的光合速率增强逐渐减弱或消失,即FACE圈内的小麦叶片表现出对高CO2浓度的光合适应现象。低氮、常规施氮水平下均发现了小麦旗叶的光合适应现象,但是光合适应现象与施氮量没有显著的线性关系。另外,研究发现,FACE系统中,冬小麦旗叶的SPAD值和叶绿素含量降低,这可能是导致FACE系统中小麦叶片出现光合适应现象的原因。