不同浓度CO_2施肥对温室番茄果实品质的影响

[目的]试验以‘兴海12号’番茄为研究对象,通过施用3种不同浓度的CO_2来研究增施CO_2对番茄成熟过程中品质的影响来确定番茄栽培最适的CO_2施肥浓度。为我国北方秋冬季设施内番茄CO_2精准施肥提供理论依据。[方法]CO_2浓度分别为大气浓度、600(±25)、800(±25)、1 000(±25)μmol·mol-1对番茄进行施肥测番茄果实品质。[结果]结果表明:与对照大气浓度相比,在600、800、1 000μmol·mol-1施肥时,番茄成熟时番茄中的的可溶性固形物含量分别增长了27.94%、29.41%、16.18%,可溶性糖含量分别增加了31.74%、32.77%、27.50%,维生素C含量分别增长了46.59%、79.27%、38.93%,番茄红素含量分别增加了28.20%、87.10%、44.55%,可滴定酸的含量则分别下降了6.35%、22.22%、34.92%。[结论]由此可知:CO_2施肥均能够显著地改善番茄的品质,在800μmol·mol-1时最佳。     

CO_2加富对番茄幼苗生长及光合特性的影响

以番茄泰科宝石F1为试验材料,设4个CO_2浓度(350±50)、(600±50)、(800±50)、(1 000±50)μL/L,分别对应CK、C1、C2、C3等4个处理探究CO_2施肥对番茄幼苗生长和光合特性的影响。结果表明,苗期增施CO_2显著提高番茄幼苗的株高、茎粗、叶面积,与CK相比,分别平均提高12. 52%～53. 21%、8. 23%～30. 68%、16. 40%～64. 16%,同时也显著提高番茄的净光合速率和胞间CO_2浓度,较CK分别平均提高5. 34%～23. 96%和23. 79%～53. 76%;降低了幼苗叶片气孔导度。随着CO_2浓度增加,番茄幼苗的株高、茎粗、叶面积、叶片SPAD值和净光合速率均呈先增加后降低趋势,总体表现为:C2 C3 C1 CK,即(800±50)μL/L(C2)为最佳CO_2施用量。     

二氧化碳施肥对樱桃番茄果实发育和品质的影响

为探究二氧化碳(CO_2)施肥对樱桃番茄果实发育和品质性状的影响,以樱桃番茄品种"神童"为供试材料,在大棚内通过农业有机废弃物发酵的方式进行CO_2施肥,研究CO_2加富对樱桃番茄果实发育及果实典型发育时期外观品质、风味品质和营养品质的影响。结果表明:CO_2施肥能显著促进樱桃番茄果实纵径和横径的发育,增加单果质量;同时,显著提高了樱桃番茄果实中可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸的含量,糖酸比显著增加,提高了樱桃番茄的风味品质;此外,还显著增加了果实中维生素C和类胡萝卜素等营养物质的含量,提高了樱桃番茄的营养品质。综上,CO_2施肥能促进樱桃番茄果实的生长,并明显改善其外观品质、风味品质和营养品质,表明CO_2施肥在樱桃番茄生产上有很大的应用前景。     

施用CO_2对番茄‘巴特'水分利用效率和产量的影响

以番茄品种‘巴特'为材料,在2个自然光照人工气候室内(长2.2 m、宽1.2 m、高1.5 m),采用基质盆栽法(基质按质量比配,腐熟牛粪:炉灰=1:1),研究施用CO_2对番茄植株水分利用效率的影响。试验采用钢瓶进行CO_2补充供应(体积分数为500μL/L),以不施用CO_2为对照;3个水分处理分别为低水(S)处理300 mL、中水(M)处理400 mL、高水(H)处理600 mL(每3 d灌水1次),每盆(1株)精量灌水。结果表明:增施CO_2高水H、中水M处理水分利用效率分别较对照提高58%、38%,低水S处理仅增加8%,这种效应也反映到作物的生物量表现上,即番茄植株干物质量在高水、中水、低水处理下分别比对照处理提高30%、23%、9%。同时生理测定结果表明,水分供应充足条件下(M、H),增施CO_2的番茄植株其超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高。因此认为水分充足下,增施CO_2对于提高产量和水分利用效率是一个有效的措施。     

日光温室CO_2加富对番茄叶片光合特性的影响

为探讨CO_2施肥对番茄光合作用的影响,确定有利于番茄生长发育的最适CO_2浓度。以"兴海12号"番茄为试材,设4个CO_2处理,分别为(400±25)μmol/mol(CK)、(600±25)μmol/mol(T1)、(800±25)μmol/mol(T2)、(1 000±25)μmol/mol(T3),用Li-6400光合仪测定不同CO_2浓度下,相同叶位叶片的光合参数,研究不同浓度CO_2对番茄叶片光合特性的影响。结果显示:(1)随着处理天数的增加,光合速率呈先增大后减小的趋势,生长前期以T2、T3处理下光合速率最大,30 d以后T2条件下光合速率最大。(2)CO_2浓度对气孔导度和蒸腾速率的影响无规律性变化,可能是不同叶龄受CO_2影响不同,也可能与处理时间有关。(3)高CO_2浓度下水分利用效率明显高于对照,T3处理优势明显。(4)高CO_2浓度对叶绿素a含量影响显著,对叶绿素b、类胡萝卜素而言,处理50 d时T3条件下明显低于对照,其他处理与对照无显著差异。结果表明,一定范围内提高CO_2浓度可以弥补环境CO_2不足,(800±25)μmol/mol CO_2浓度更有利于番茄光合作用积累有机物。     

不同CO_2浓度与LED补光组合对番茄果实品质的影响

冬春和晚秋季节光照时间短,棚室内严重缺光,影响作物的正常生长。本试验以番茄“金鹏一号”为研究对象,在大棚内设置LED灯组,同时施加不同浓度CO_2,旨在探求不同LED补光及CO_2浓度组合对番茄品质的提升。研究表明,LED补光及增施CO_2显著提升可溶性固形物含量、含酸量、单果重量、可溶性蛋白含量和番茄红素含量。     

加气灌溉对番茄地土壤CO_2排放的调控效应

【目的】CO_2是大气中最重要的温室气体,对全球变暖起到重要作用。加气灌溉通过改善土壤通气状态,提高作物产量、品质及水分利用效率等已被大量研究证实,然而加气灌溉引起的土壤环境效应研究较少,且通过静态箱法系统地研究加气灌溉对设施菜地土壤CO_2排放影响的研究尚未见报道。因此,分析加气灌溉对土壤CO_2排放的影响,对评估加气灌溉技术的农田生态效应具有重要作用。【方法】供试番茄品种为‘飞越’,通过温室小区试验利用文丘里计作为加气设备,通过地下滴灌系统实现水气结合的加气灌溉方式。采用静态箱-气相色谱法对温室番茄地土壤CO_2排放进行原位观测,研究加气灌溉对土壤CO_2排放的调控效应。试验按灌水量(充分灌溉、亏缺灌溉)和加气(加气、不加气)的双因素设计,设置4个处理,分别为:加气亏缺灌溉(AI1)、不加气亏缺灌溉(CK1)、加气充分灌溉(AI2)和不加气充分灌溉(CK2),每个处理3个重复。研究加气和充分灌溉较不加气和亏缺灌溉对温室番茄地土壤CO_2排放、土壤水分、土壤温度和土壤有机碳的影响。【结果】番茄整个生育期,不同加气灌溉模式下土壤CO_2排放通量随移植后天数增加呈波动性变化,总体呈现先增加后减小的趋势,峰值均出现在番茄开花坐果期。加气和充分灌溉处理较对应的不加气和亏缺灌溉处理增加了番茄整个生育期土壤CO_2平均排放通量和排放量,但差异不显著(P0.05)。AI1、CK1、AI2和CK2处理土壤CO_2平均排放通量分别为229.31、193.66、259.10和224.76 mg·m~(-2)·h~(-1),且以AI2处理土壤CO_2排放量最大(6 383.43 kg·hm~(-2)),分别是AI1、CK1和CK2处理的1.12、1.32和1.13倍。此外,不同加气灌溉模式下土壤充水孔隙率(WFPS)在番茄整个生育期内大致呈下降的趋势;土壤温度(T)大致呈上升的趋势,且同一时刻处理间土壤温度差异较小;而土壤有机碳(SOC)含量呈波动性变化且番茄整个生育期SOC含量变化幅度较小。加气灌溉较对应的不加气灌溉降低了T和WFPS,增加了SOC含量,但差异均不显著(P0.05);充分灌溉较对应的亏缺灌溉增加了WFPS和SOC,但不显著,对T的影响不一。此外,经相关性分析可知,土壤CO_2排放通量与土壤充水孔隙率呈负相关,与土壤温度和有机碳呈正相关,但相关性均不显著(P0.05)。【结论】通过温室小区试验得出,加气灌溉增加了土壤CO_2排放,但不显著(P0.05)。研究结果为评估加气灌溉技术的农田生态效应和设施菜地温室气体减排提供了一定的参考和科学依据。     

垄沟填埋秸秆对SSC番茄生长及其微环境的影响

探究填埋不同配比鸡粪秸秆复合发酵物对设施蔬菜根区温度及CO_2释放的影响,为复合秸秆发酵物在冬季日光温室蔬菜栽培的应用提供理论依据。以番茄为供试材料,共设置9个处理,未填埋秸秆(CK),番茄秸秆∶鸡粪=5∶1(均为质量比)(S1)、6∶1(S2)、7∶1(S3)、8∶1(S4),玉米秸秆∶鸡粪=5∶1(T1)、6∶1(T2)、7∶1(T3)、8∶1(T4)以垄沟填埋的方式施入土壤,对番茄根区温度、CO_2释放及番茄的生长进行测定。结果表明:与CK相比,S2处理和T4处理的根区温度表现最好,比CK最低温度和最高温度分别提高1.93℃、1.63℃和2.78℃、1.53℃;S2处理的平均CO_2释放量显著高于CK和其他处理,并较CK提高37.37%;S2处理能够促进番茄生长,主要表现在提高了番茄的株高、茎粗、叶片数、叶片叶绿素SPAD值和番茄生物量。综上,以提高根区温度为目的时,填埋比例为番茄秸秆∶鸡粪=6∶1和玉米秸秆∶鸡粪=8∶1时效果最好;以产生CO_2和促进植株生长为目的时,填埋比例为番茄秸秆∶鸡粪=6∶1时效果最好。     

增施CO2与LED补光对日光温室番茄生长的影响

【目的】研究增施CO_2和LED补光对日光温室秋冬季番茄光合特性、干物质积累及产量的影响,分析其互作效应,找出最适组合,实现日光温室番茄高产高效生产模式。【方法】以‘金棚1号’番茄为试材,采用裂区设计,以CO_2含量为主区,共设3个水平(C1:自然条件下的CO_2含量为(400±50)μL/L;C2:增施CO_2,使其含量为(800±50)μL/L;C3:增施CO_2,使其含量为(1 200±50)μL/L);光照强度为副区,2个水平(L1:自然光照(100~600μmol/(m~2·s));L2:自然光照+LED补光100μmol/(m~2·s)),共6个处理(L1C1(对照)、L1C2、L1C3、L2C1、L2C2、L2C3),研究增施CO_2及LED补光后番茄光合特性、干物质积累和产量的变化。【结果】增施CO_2和LED补光对番茄叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量总体影响不大,但显著降低了L1C2和L2C3叶绿素a/b值。相同光照强度条件下,除L2C2处理外,CO_2含量的升高显著降低了其他处理的气孔限制值,明显提高了净光合速率、胞间CO_2浓度、气孔导度、蒸腾速率,L2C2净光合速率增加主要受气孔限制因素的影响,而其他处理主要受非气孔限制因素影响。CO_2含量升高及LED补光均显著降低了叶片气孔密度,提高了植株的总干鲜质量与产量,其中增施CO_2对植株干鲜质量、单果质量与产量的影响更显著。6个处理中,L2C2处理产量最高,为36 349.33kg/hm~2。【结论】增施CO_2和LED补光降低了番茄叶片的气孔限制值,从而提高了番茄的净光合速率,促进了干物质积累,提高了番茄的产量。综合考虑产量及经济效益,CO_2含量为800μL/L+LED补光100μmol/(m~2·s)为最优处理。     

水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响

为探究水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响,基于连续5年的设施番茄水氮调控定位试验,比较分析了水氮耦合对土壤N_2O、CO_2和CH_4排放通量和累积排放量的影响,并估算了温室气体的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)的差异。田间小区试验设置不同灌水下限(W1:25 kPa、W2:35 kPa、W3:45 kPa)和施氮量(N1:75 kg N·hm~(-2)、N_2:300 kg N·hm~(-2)、N3:525kg N·hm~(-2))组合共9个处理。结果表明:设施土壤N_2O和CO_2排放通量受灌水施肥时期的影响,施肥后N_2O排放通量呈增加趋势,高灌水量(低灌水下限25 kPa)促进N_2O和CO_2排放。CH_4的排放通量表现为中等和强变异的特点。除水氮交互对CO_2累积排放总量和施氮量对CH_4累积排放总量影响不显著外,灌水下限、施氮量和水氮交互作用对N_2O、CO_2、CH_4累积排放总量、GWP、GHGI和番茄产量的影响显著或极显著。随氮肥用量的增加,N_2O累积排放总量增加。N_2O和CO_2累积排放总量与GWP之间均达到极显著正相关,且各处理N_2O对GWP平均贡献率为5.25%,CO_2为94.59%。适当减少氮肥用量和增加灌水下限能够有效地降低温室气体排放和减缓全球变暖。W2N1处理是本研究中减缓温室气体排放并提高番茄产量的最佳水氮管理措施。     

CO2微加富下营养液调控对番茄生长及水肥利用效率的影响

为实现设施番茄营养液与CO_2耦合的智能调控,探索CO_2微加富下最优营养液电导率(EC),在人工可控环境下,保持CO_2浓度为600μmol/mol,设营养液供液的EC值分别为2.3、2.9、3.5 m S/cm,研究了不同营养液EC值对结果期岩棉栽培番茄植株生长、产量和水肥利用效率的影响。结果表明,CO_2微加富下,营养液EC值对番茄的株高、茎粗、光合特性、产量以及水肥利用效率均有影响;番茄茎粗、单株养分消耗量均随营养液EC值的增加而增加,单株耗水量随营养液EC值的增加而减少;净光合速率、产量、水分利用效率和养分利用效率均随营养液EC值的增加先升高后降低,均在营养液EC值为2.9 m S/cm时达到最大值,该营养液下果实干质量分配率最高,番茄平均单果质量最大,综合品质最优。综合考虑,CO_2微加富可适量降低营养液供液EC值,以2.9 m S/cm为番茄生长的最优EC值,具有明显的节水、节肥和产量优势。     

连栋温室番茄生长环境监测系统设计与试验

开发了连栋温室番茄生长环境物联网监测系统,可无线远程监测连栋温室番茄生长微环境数据。根据实际需求,在特菜大观园西区连栋温室内,布置了9个无线监测点,每个监测点可定时采集番茄3个高度(冠层、中部、根部)的空气温湿度、2个高度(冠层、中部)的光照强度、冠层光合有效辐射、CO_2浓度等信息。该物联网监测系统连续采集了连栋温室番茄生长环境因子数据2万余条,数据分析表明夏天连栋温室内中午番茄冠层温度比番茄根部温度高2~5℃,温室内各个位置CO_2浓度差异较小,各位置的光照度变化趋势相似。     

超表达PpSnRK1不同亚基对番茄叶绿素荧光参数及光合特性的影响

以超表达PpSnRK1α番茄株系(T41、T43、T44)、PpSnRK1β1株系(T21、T23)、PpSnRK1β2株系(T91、T92)及野生型番茄(Solanum lycopersicum)为试材,研究SnRK1对番茄叶绿素荧光参数及光合特性的影响。结果表明,植物的潜在最大光能转换效率(Fv/Fm)比野生型高5.13%-7.70%;PSⅡ的实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)比野生型高44.44%～94.44%。同时与野生型番茄相比,超表达PpSnRK1各亚基的番茄功能叶片的净光合速率均有不同程度的提高,其中PpSnRK1β2超表达株系比野生型WT提高38.76%和42.18%;CO_2饱和点比野生型番茄均有不同程度的提高,比野生型高3.6%～30.73%。各转基因株系的胞间CO_2浓度和气孔导度均高于野生型,并且随着中午气温的升高,野生型番茄胞间CO_2浓度明显下降,而转基因株系没有显著的下降。因此,说明SnRK1对植物光合作用有重要的调控作用。     

CO_2加富下温室番茄果实中糖分积累的研究

[目的]研究增施CO_2对温室番茄果实生长发育过程中糖分积累与代谢的影响,探究果实中糖分积累与代谢对增施不同浓度CO_2的生理响应,为进一步揭示CO_2加富下番茄糖代谢机理提供理论基础。[方法]本试验以‘兴海12号’番茄为试材,通过对整个生长发育期植株进行CO_2增施处理,使CO_2浓度分别维持在400±25(CK)、600±25(T1)、800±25(T2)和1 000±25(T3)μmol·mol-1四个水平,分析不同加富处理下各时期番茄果实中相关糖含量及蔗糖相关酶活性变化。[结果]CO_2加富处理后,各时期果实中可溶性糖含量均高于对照,淀粉含量大体上均低于对照,800±25μmol·mol-1处理下成熟期果实中葡萄糖和果糖较对照显著增加46%和42%。不同加富处理下,各时期果实中蔗糖相关酶活性较对照变化不同,除果实生长前两个时期酸性转化酶活性和成熟期蔗糖合成酶活性低于对照外,其它均高于对照。T3处理下合成类酶活性较对照显著增加;绿熟期和成熟期,T2和T3处理下酸性转化酶活性较对照增加显著。T2处理下中性转化酶活性较高。相关性分析表明,成熟期果实中还原糖的积累与蔗糖相关酶活性有关,主要与蔗糖合成酶和蔗糖转化酶显著相关。[结论]CO_2加富能够促进果实中淀粉的转化和还原糖的积累,较高浓度的CO_2能够促进果实生长前期合成类酶活性的增强和后期蔗糖转化酶活性的增强。800±25μmol·mol-1处理下成熟期果实中还原糖含量最高,这与该处理下转化酶活性较高有关。     

番茄成熟突变体(rin,nor,alc)及其F_1的贮藏生理特性研究

本研究对番茄成熟突变体rin、nor、alc材料与正常成熟番茄品种及其杂种一代果实,在绿熟期采收后果实的呼吸强度、乙烯释放量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性进行了测定和分析。结果表明:具rin、nor、alc基因的番茄果实无呼吸和乙烯跃变期,其硬度降低慢,果实中PG活性较低,它们的贮藏指数是正常成熟番茄的3倍,一般可贮藏2～3个月,其与正常番茄亲本品种交配的F_1杂种果实(rin/+,nor/+,alc/+)均有一小的呼吸、乙烯高峰出现,但跃变期比正常番茄推迟5～7天,达跃变期时,果实释放的CO_2和乙烯量是正常番茄的40％～6％,PG活性和硬度变化介于双亲之间,果色与正常成熟番茄相近,果实的耐贮藏性较正常番茄有所提高。     

周博士考察拾零(一百一十八) 引进荷兰大规模连栋玻璃温室长季节栽培番茄的工艺与设备配置——液态CO_2供气系统

正CO_2施肥是大规模连栋温室番茄长季节栽培不可或缺的生产条件之一。虽然温室生产中CO_2施肥的方式有多种,包括增施有机肥、燃烧油气、化学物质反应以及开窗通风等~([1]),但目前中国建设生产番茄的大规模连栋温室中大量使用且经济有效的CO_2施肥方式还是采用以天然气为燃料的锅炉热气联供模式~([2]),即利用锅炉加热过程中燃烧天然气的尾气,经检验合格后直接导入温室进行CO_2施肥。     

Ca(NO3)2和NaCl不同浓度对番茄生长发育、产量和品质的影响

本试验以Ca(NO3)2和NaCl按5：1的比例均匀混合设计0％,0．1％,0．2％,0．3％,0．5％,0．7％的盐浓度6个处理,模拟不同保护地土壤次生盐渍化的含盐量,以番茄为试验对象,研究了不同浓度盐分对番茄生长发育,产量和品质的影响。结果表明,随着盐分浓度的增加,番茄的生长发育受到明显抑制,产量急剧减少,果实形状缩小,商品性状变羞。番茄果实中的Vc含量、可溶性耪含量和可滴定糖含量增加,但风味受到一定的影响。     

氯氰菊酯在番茄上的残留和消解动态研究

本文报导了氯氰菊酯(Cypermethrin)在番茄上的残留试验及样品分析方法。在夏季,番茄生长期喷施50ppm的氯氰菊酯溶液,喷药后10天,药液在番茄果上消失80％以上,残留半衰期约4天。番茄的生长稀释,降低了番茄中的农药残留水平。在番茄成熟期,喷施10％氯氰菊酯乳油25～100毫升/亩,施药2次(2次间隔10天),第二次施药后1天,在番茄全果中的农药残留量低于0.2毫克/公斤。在去皮的番茄果肉中未检出农药(残留量低于0.003毫克/公斤)。     

不同灌溉下限与营养液浓度对基质栽培番茄的影响

通过番茄基质栽培试验,研究营养液浓度和灌溉下限对番茄光合、品质、产量及水分利用效率的影响。结果表明,相同营养液浓度条件下,随灌溉下限的上升,番茄叶片的净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度、果实可溶性固形物含量、单株产量在一定范围内呈明显的上升趋势,叶片胞间CO_2浓度、果实番茄红素含量、维生素C含量、可溶性糖含量、硝酸盐含量、灌溉水分利用效率呈下降趋势;相同灌溉下限条件下,随营养液浓度的增加,番茄叶片净光合速率、果实硝酸盐含量、单株产量、灌溉水分利用效率多呈增加趋势,叶片胞间CO_2浓度基本呈减小趋势,果实番茄红素含量、维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物含量多呈先增加后减小趋势;KNO_3、NH_4H_2PO_4、Ca(NO_3)_2·4H_2O、Mg SO_4·7H_2O使用浓度分别为318、127、401、288 mg/L、灌溉下限为田间持水量的70%为最佳营养液浓度和灌溉下限组合,此时番茄单株产量和水分利用效率分别为2.198 kg、26.32 kg/m~3。     

硅肥对番茄产量、果实品质及肥料利用率的影响

[目的]为硅肥在番茄生产和更广领域的应用提供依据.[方法]以“金棚一号”番茄为材料,采用完全随机试验,研究施用有机硅肥对番茄产量、果实品质及肥料利用率的影响.[结果]施用含硅肥料(N-P2O5-K2O 20-10-20)可以显著提高番茄产量,较对照增产16.16％,较施用史丹利复合肥(N-P2O5-K2O 20-10-20)处理增产5.45％;施用含硅肥料对番茄果实可溶性固形物含量、VC含量和糖酸比均无显著影响;施用含硅肥料可以显著提高番茄的肥料利用率,尤其是磷的利用效率.[结论]施用硅肥对番茄生产是有益的,能够显著提高番茄产量和肥料利用率.