温室黄瓜干物质分配与产量预测模拟模型初步研究

依据温室黄瓜(Cucumis sativus)器官生长与温度和辐射的关系，建立了基于分配指数和采收指数的温室黄瓜干物质分配与产量预测模拟模型，并利用不同品种和基质的试验资料对模型进行了检验。结果表明，模型对黄瓜地上部分干重、根干重、茎干重、叶干重、果实干重的预测结果与1∶1直线之间的R²分别为0.98，0.73，0.83，0.92，0.94；RMSE分别为232，6.8，157.6，173.9，196.8 kg/hm²。模型对黄瓜产量的预测结果与1∶1直线之间的R²为0.80，RMSE为7526.4 kg/hm²。本模型对不同基质、品种的黄瓜干物质分配和产量的预测值与实测值符合度均较高，说明本模型的普适性较好。模型不仅能较好地预测中国现有生产水平下温室黄瓜的干物质分配及产量，而且可以为实现中国温室黄瓜生产环境优化调控和模式化栽培管理提供决策支持。     

基于快速无损检测的温室黄瓜果实干质量的测定

为了获得高精度、连续性及同一样本的试验数据以建立温室黄瓜果实生长发育的动态模型,该文以研究快速无损检测（rapid non-destructive testing,RNDT）温室黄瓜果实干质量为目的,通过研究4种不同营养液浓度下的黄瓜果实的试验数据,构建了不同营养液浓度下黄瓜果实干质量与鲜质量、体积的模型。结果表明,不同营养液浓度下果实干质量的预测值与实测值的决定系数（R2）和回归估计标准误差（root mean square error,RMSE）分别为：0.987和0.281（营养液稀释倍数1:200）,0.993和0.607（营养液稀释倍数1:100）,0.925和0.616（营养液稀释倍数1:50）,0.96和0.502（营养液稀释倍数1:30）,模型的预测值与实测值之间的吻合度较好。因此,该模型可以无损、简单、快速和精确预测任意黄瓜果实的干质量,为温室黄瓜干质量分配模型的构建提供参考。     

氮素对温室黄瓜开花后干物质分配和产量影响的模拟研究

了解氮素对干物质分配和产量的定量影响是实现温室黄瓜氮肥优化管理的前提.该研究通过黄瓜雌性无限生长型品种"戴多星"(Cucumis sativas.'Deltastar')不同定植期和开花后不同氮素处理试验,定量分析了氮素施用水平对该类型黄瓜开花后干物质分配和产量的影响,并建立了开花后分配指数和采收指数与盛果期叶片氮浓度的关系方程.在此基础上,建立了氮素对黄瓜开花后干物质分配和产量影响的预测模型,并用独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明,模型对茎干物质量、叶干物质量和果实干物质量及黄瓜产量(鲜质量)预测值与实测值之间基于1:1直线之间的决定系数R2分别为0.945、0.943、0.990、0.955;相对预测误差RE分别为13.0%、12.3%、9.2%、16.8%.本模型可预测不同氮素水平下温室黄瓜地上部各器官干物质量和产量,可以为中国温室黄瓜生产的氮肥优化管理决策提供参考.     

用辐热积法模拟温室黄瓜果实生长

为了提高预测温室黄瓜产量的能力,该研究根据温室黄瓜（品种为：戴多星Cucumis sativus cv Deltestar）果实对温度和辐射的响应,建立了以辐热积（Product of thermal effectiveness and PAR,TEP）为尺度的温室黄瓜果实模型,并用独立的试验数据进行了检验。模型对温室黄瓜各节位果实果长、果径和鲜质量的模拟值与实测值的符合度较好,模型对温室黄瓜果长和果径的模拟值与实测值之间的决定系数（R2）分别为0.7325和0.5885;回归标准误差（RMSE）分别为1.64 cm和0.35 cm,而以有效积温（Growing degree days,GDD）为尺度构建的果实生长模型对果长和果径的预测结果与实测值之间的决定系数（R2）分别为0.5768和0.4893;回归标准误差（RMSE）分别为1.83 cm和0.40 cm;本模型对果实鲜质量的模拟结果与实测值之间的回归标准误差（RMSE）和决定系数（R2）分别为25.04 g 和0.6782。而基于有效积温的果实生长模型对果实鲜质量的模拟结果与实测值之间的回归标准误差（RMSE）和决定系数（R2）分别为28.52 g和0.6068。模拟精度提高了12.21%。本研究建立的辐热积模型能较准确地预测温室黄瓜各节位的果实生长,模型的实用性较强,可以为温室黄瓜生产提供理论依据和决策支持。     

电导率对温室黄瓜叶面积和干物质生产影响的动态模拟

电导率是温室营养液管理的重要参数.为定量研究不同电导率对温室黄瓜光合与干物质生产的影响,该文以温室黄瓜为试验材料,于2009年10月至2010年7月进行了不同电导率的营养液栽培的试验,定量分析了电导率对温室黄瓜叶面积、光合速率和干物质生产的影响,构建了以辐热积为尺度的叶面积指数、最大光合速率和干物质生产模型,并用独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明:模型对温室黄瓜叶面积、最大光合速率和干物质产量的模拟值与实测值之间的决定系数分别为0.89、0.93和0.94,回归估计标准误差分别为0.21m2/m2、1.52 μmol/(m2.s)和36.77 kg/hm2,预测相对误差分别为4.5％、11％和9.2％.该研究建立的模型可以为温室黄瓜的营养液管理和决策提供依据.     

温室甜椒生长与产量预测模型

基于光温的作物生长模拟模型是进行温室作物和环境优化调控的有力工具。通过不同品种、不同生态地点的温室播期试验,定量分析辐射和温度对甜椒干物质分配和果实采收指数的影响,以及果实干物质量增长和鲜质量增长的关系,建立以辐热积为预测指标的甜椒干物质分配模型,并将其与光合作用驱动的干物质生产模型以及果实干物质量增长和鲜质量增长的定量关系相结合,建立温室甜椒生长动态与产量预测模型。利用与建模相独立的试验资料对模型进行检验,结果表明,模型对Venlo型连栋温室和日光温室中种植的不同品种甜椒的干物质生产与分配和产量的预测结果较好,建立的模型参数少且易获取,实用性较强,可以为中国温室甜椒生产中光温的管理提供决策支持。     

温室盆栽一品红生长发育模拟模型

该研究的目的是建立一个温室盆栽一品红（Euphorbia pulcherrima Willd.）生长发育模拟模型,为温室盆栽一品红生产中的光温精准调控提供理论依据与决策支持。以一品红品种‘中国红’（Euphorbia pulcherrima Willd. Red China）为研究对象,通过不同定植期和不同密度的试验,定量分析了一品红生长发育与光温的关系。在此基础上,以生理辐热积（Physiological product of thermal effectiveness and PAR,PTEP）为尺度,建立了温室盆栽一品红生育期模拟子模型;以冠层吸收的生理辐热积（Canopy intercepted PTEP, PTEPint）为尺度,建立了温室盆栽一品红干物质生产和分配模拟子模型;综合生育期模拟子模型与干物质生产和分配模拟子模型,建立了温室盆栽一品红生长发育模拟模型,并用独立的试验数据对模型进行了检验。模型对从摘心到短日处理、单苞、单蕾、多蕾和开花期的模拟预测值与实测值的符合度较好。模拟值与实测值基于1︰1线的决定系数R2为0.99,回归估计标准误差RMSE分别为0.7、3、3.5、0.7和2 d,预测精度明显高于以有效积温为尺度的发育模型（RMSE分别为8、4.5、3.8、2.8和7.2 d）。模型对单位面积总干质量、叶干质量、茎干质量和苞叶干质量的模拟值与实测值基于1︰1线的R2和RMSE分别为0.98、0.97、0.91和0.95;7.12、7.49、3.89和2.48 g/m2。模型对一品红单位面积总干质量的预测精度明显高于基于光合作用驱动的生长模型（R2和RMSE分别为0.77和35.06 g/m2）。该研究建立的模型能够较准确地预测温室盆栽一品红各生育期出现时间、干物质生产和各个器官干质量的动态,模型的预测精度较高、参数少且易获取、实用性较强。     

不同水分处理下基于辐热积的温室番茄干物质生产及分配模型

为了探讨干物质生产及分配模型在西北地区温室环境不同水分处理的使用性,以番茄为材料,于2013-2015年在陕西省杨凌区温室内进行亏水处理试验,设置全生育期充分灌水处理、仅苗期亏水50%处理、苗期开花期连续亏水50%和全部亏水50%共4种水分处理,通过2013-2014年温室试验分析不同水分处理条件下番茄茎、叶、果实和根系的动态变化,建立了基于番茄耗水量、地上部和根系分配指数、地上部各器官分配指数的番茄干物质生产及分配模型;利用2014-2015年试验数据对干物质生产及分配模型进行验证。结果表明,利用累积辐热积与干物质总量进行拟合得到的关系式,可以利用累积辐热积较为准确地模拟不同水分处理下番茄干物质总量。番茄干物质总量受累积辐热积和水分影响较大,而干物质总量在地上部、根系及地上部各器官的分配指数只随辐热积变化,不随灌水量发生显著的变化。运用番茄耗水量、累积辐热积、经验公式和经验系数得到的干物质生产及分配模型,通过该模型估算不同水分处理番茄茎、叶、果实和根系干物质的预测值和实测值拟合度较高,其绝对误差为0.24~9.46 g/株,均方根误差为0.35~10.01 g/株和决定系数为0.78~0.89,可以用该模型预测肥料充分条件下各水分处理温室番茄各器官的干物质生产及分配,为温室番茄不同水分条件下番茄生产提供理论依据。     

不同光照条件下温室黄瓜干物质生产模拟与试验研究

在参考国内外园艺作物生长发育模拟模型研究的基础上，结合温室黄瓜试验数据，确定模型参数，建立了温室黄瓜光合生产与干物质积累模拟模型，其中包括光合，呼吸和干物质生产等子模型。通过对温室黄瓜进行活体定株观测和取样测量，在不同播种期（春季和秋季）和不同处理光强（100%光照和33%光照）下验证模型的准确性，表明模型具有较高的精确性、灵敏性和实用性。     

黄瓜壮苗指标与辐热积关系的模拟模型

为预测温室黄瓜幼苗的健壮程度,该文探讨了黄瓜根冠比、G值(全株干质量与育苗天数之比)、壮苗指数3个壮苗指标与环境温度和辐射的关系,以2个不同生态型黄瓜品种‘津春4号’和‘戴多星’为试验材料,通过分期播种试验及回归分析,建立了以辐热积为尺度的温室黄瓜壮苗指标模拟模型,并利用独立试验数据对模型进行了检验。结果表明,根冠比与辐热积曲线拟合度差,G值模型的模拟值与实测值符合度低。在该试验条件下,这2个壮苗指标均不适宜用辐热积做变量进行模拟。黄瓜壮苗指数与辐热积曲线拟合度高。模拟结果与实测值之间的回归标准误差(RMSE)为0.0040,说明模型具有较高的预测精确性;壮苗指数的模拟值与实测值之间基于1∶1直线的决定系数(R2)分别为0.9854(津春4号)和0.9761(戴多星),F检验均达极显著水平,表明模拟值与实测值的符合度高。该研究建立的基于辐热积的黄瓜壮苗指数模型能较准确的预测黄瓜幼苗健壮程度,所用参数少,模型实用性较强,可为黄瓜育苗中幼苗健壮程度的预测提供有效方法,也可为黄瓜育苗中的温光管理提供决策支持。     

Effect of intensively cropping greenhouses in semiarid regions on soil salinity and nitrogen fertilizer requirements of cucumber

The soil of a greenhouse located in the semiarid Lebanese coast of the Mediterranean sea, and which has been in intensive crop production for the past ten years, was chemically analyzed. Results were: NO₃‐N = 225 ppm, NH₄‐N = 56 ppm, pH = 7.0 and salinity (ECe) = 2.5 dS/m. Irrigation water salinity (ECw) = 0.4 dS/m. Cucumber (Cucumis sativus L. cv. Lolita), a parthenocarpic beit‐alpha type plant, was grown in this greenhouse, and was treated with nitrogen (N) fertilizer at the rates of 0, 81 and 162 kg N/ha. The N was split into six equal weekly applications, with the first application made on the first week of fruit production. Total fruit yield for the first 8 weeks of harvest was 71.4, 63.4 and 60.2 ton/ha for the plots receiving 0, 81 and 162 kg N/ha, respectively. Leaf petiole NO₃‐N concentration was higher than the recommended level in all treatments throughout the experiment. At last harvest, NO₃‐N concentration in leaf petiole was 12500, 15500 and 19500 ppm in plants receiving 0, 81 and 162 kg N/ha, respectively. Soil salinity has sufficient to cause yield reduction for many greenhouse crops. In contrast, soil mineral N has sufficient to meet the N requirement for an entire season for many annual crops.     

Lower crop load for Cv. Jonagold apples (Malus x domestica Borkh.) increases polyphenol content and fruit quality

The influence of crop load on fruit quality was investigated on 7-year-old slender spindle cv. Jonagold/M.9 apple trees. In mid June five different crop loads per tree were prepared by reducing the fruit number to average 30, 59, 104, 123, and 157 fruits per crown. The fruit from low-cropping trees had more red blush, a higher percentage of soluble solids in fruit flesh, and better flesh firmness in comparison to fruit from high-cropping trees. As the crop load decreased, the concentration of all phenolic compounds in the fruit samples (cortex plus skin) increased; concentrations of the most important individual fruit phenolics were also higher. When crop load fell from 157 to 30 fruits per crown, total polyphenols increased from an average of 1300 to 1680 mg/kg of fruit fresh weight (FW) (+29%), low molecular weight polyphenols increased from 1140 to 1570 mg/kg of FW (+38%), and high molecular weight polyphenols increased from 1740 to 2070 mg/kg of FW (+19%). The average increases in single polyphenols were even greater: chlorogenic acid (+82%); 4'-p-coumaroylquinic acid (+22%); catechin (+178%); and epicatechin (+71%). Ascorbic acid was not significantly dependent on crop load.     

基于Penman-Monteith方程的温室番茄蒸腾量估算模型

作物的蒸腾是作物生命过程中十分重要的组成部分。为寻求适合于温室栽培条件下番茄植株蒸腾量的计算模型,本文以Penman-Monteith方程为基础,针对温室特定的小气候环境,对番茄冠层整体气孔阻力、空气动力学阻力等参数进行合理修正,建立了包含气象数据、番茄叶面积指数和冠层高度为主要参数的温室番茄蒸腾量估算模型。分别采用2009年5月2-13日（开花坐果期）和2009年6月9-20日（成熟采摘期）2个时段内的实测蒸腾量对模型模拟结果进行验证,2个时段内模型模拟结果的平均相对误差分别为8.48%和9.20%,表明所建模型可以较好地的计算温室番茄的蒸腾量。本研究提出的蒸腾量估算模型对温室番茄作物水分关系的深入研究具有重要参考价值。     

基于Penman-Monteith方程的日光温室番茄蒸腾量估算模

为寻求适合于温室栽培条件下番茄植株蒸腾量的计算模型,该文以Penman-Monteith方程为基础,针对日光温室特定的小气候环境,对番茄冠层整体气孔阻力、空气动力学阻力等参数进行了修正,建立了包含气象数据、番茄叶面积指数和冠层高度为主要参数的日光温室番茄蒸腾量估算模型。分别采用2009-05-02－2009-05-13（开花坐果期）和2009-06-09－2009-06-20（成熟采摘期）2个时段内的实测蒸腾量对模型模拟结果进行验证,2个时段内模型模拟结果的平均相对误差分别为8.48%和9.20%,表明所建模型可以较好地计算日光温室番茄的蒸腾量。该研究提出的蒸腾量估算模型对日光温室番茄需水规律的深入研究具有参考价值。     

Fruit growth and mineral element accumulation in pacific rose™ apple in relation to orchard management factors and calyx‐end splitting

Abstract

The effect of irrigation and crop load of apple (Malus domestica Borkh cv. Pacific Rose) on the fruit growth and mineral element accumulation was investigated. Fruit growth and changes in the concentration and contents of nitrogen (N), phosphorus (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), and potassium (K) in the flesh of Pacific Rose? apple fruit were recorded over a growing season at the Massey University Fruit Crops Units orchard in the 1998–99 crop season. Fresh mass showed a linear growth while fruit diameter followed a curvilinear growth pattern during the growing season. Low crop load significantly increased fruit size, particularly during the final expansion phase, whereas irrigation had little effect on this attribute. Both low crop load and frequent irrigation treatments increased fruit growth rate, but the effect of the irrigation treatments fluctuated considerably during the season. The incidence of frait splitting was detected at about 20 WAFB when the fruit attained an asymmetrical growth in shape (L/D). The concentrations of N, P, Ca, Mg, and K declined throughout the sampling period. There was however, an increase in concentrations of P and K at the last harvest. The quantity of individual nutrient elements accumulated by the fruit showed an increasing trend during the season. Nitrogen accumulation however, reached maximum at 16 WAFB after which it declined until the last harvest. Fruit mineral element analysis of sound and split fruit revealed that split fruit had higher concentrations and contents of Mg and K and lower contents of Ca and P. As a result, the ratios of Ca: Mg and Ca: K were lower in split fruit as compared with sound fruit.     

Yield and Nutritional Status of Cucumis sativus under Different Growing Conditions in the Pacific Coast of Ecuador

The growth of cucumber under open field conditions in the coast of Ecuador results in low yields being the growth under protected conditions a tentative solution, but there is little information about the nutritional status of this crop in this region. The objectives were to determine the yield, nutritional status as well as the water and nutrient use efficiencies. The different growing conditions were: multitunnel greenhouse with soilless system (GSL), multitunnel greenhouse with soil system (GS) and open field conditions with soil system (OFS). Cucumber plants grown under GSL had the highest yield. The nutrient concentration in leaf showed different trends: nitrogen (N), calcium (Ca) and iron (Fe) remained unchanged. Phosphorus (P), potassium (K), magnesium (Mg), copper (Cu), zinc (Zn) and manganese (Mn) showed variations according to the growing conditions and phenological stages. The highest values of water and nutrient use efficiencies under GSL were related to the highest yield.     

基于模糊算法的温室番茄调亏滴灌制度综合评判

该文研究利用改进的模糊综合评判模型在温室滴灌番茄生长、产量、品质和耗水进行综合评判的可行性。于2015和2016年在中国农业科学院新乡综合试验基地的日光温室内,以滴灌番茄为研究对象,参考20 cm标准蒸发皿的累积蒸发量,分别在开花坐果期和成熟采摘期进行充分灌溉、轻度亏缺和中度亏缺,采用改进的模糊综合评判模型,对调亏灌溉制度温室番茄的生长指标、产量指标、耗水指标和品质指标进行综合评价。结果表明:不考虑阶段水分亏缺条件下,番茄的生长指标、产量指标和蒸发蒸腾量指标均随灌水量的增大而增大,品质指标则相反。轻度亏缺对番茄品质指标的影响较小(两者的品质综合评判指数为0.135和0.138,0.125和0.124),采摘期轻度亏缺的生长指标和产量指标的综合评判指数高于花果期轻度亏缺处理,且全生育期蒸发蒸腾量较低;花果期中度亏缺的产量指标和品质指标的综合评判指数与采摘期中度亏缺相近,但前者的总蒸发蒸腾量低于后者。因此,推荐水资源充足地区可采用在成熟采摘期轻度亏缺的灌溉模式,而水资源短缺地区采用在开花坐果期中度亏缺的灌溉模式。研究可为温室调亏滴灌制度的优化提供参考。     

氮钾肥不同比例分段追施对日光温室番茄越冬长季节栽培产量与品质的影响

以尿素和硫酸钾为N、K肥源,采用有机基质进行日光温室番茄越冬长季节栽培,考察N、K肥(N:K2O)不同比例分段追施对番茄果实品质的影响。试验按追肥方案不同设分段追肥与对照两个处理,分段追肥处理追肥比例依次为座果期N:K2O=1:1(3次)、采收初期N:K2O=1:1.2(3次)、采收中期N:K2O=1:1.4(3次)、采收末期N:K2O=1:1.2(两次),对照则始终按N:K2O=1:1.2(11次)进行处理。结果表明:两种试验处理对番茄植株形态指标影响不大,分段追肥处理增加了番茄茎粗,但差异并不显著;两种处理对番茄总座果穗数影响不大,但分段追肥却显著增加了有效果穗率从而增加了番茄有效果穗数;从整个采收期来看,分段追肥处理显著增加了番茄座果数与单果重,从而显著增加了番茄产量;两种处理在采收初期对番茄果实品质影响差异不显著,分段追肥处理在采收末期显著增加了果实中Vc含量,采收末期番茄果实品质的各项指标含量均高于同处理下采收初期的指标含量。     

填闲与减少施肥措施提高华北温室种植体系中的番茄产量及土壤养分

Overuse of fertilizers and the resultant pollution and eutrophication of surface and groundwater is a growing issue in China. Consequently, improved management strategies are needed to optimize crop production with reduced nutrient inputs. Conventional fertilization (CF), reduced fertilization (RF), and reduced fertilization with maize (Zea mays L.) as a summer catch crop (RF+C) treatments were evaluated in 2008 and 2009 by quantifying tomato (Lycopersicon esculentum) fruit yield and soil nutrient balance in a greenhouse tomato double-cropping system. Fertilizer nitrogen (N) application was reduced by 37% in the RF and RF+C treatments compared to the CF treatment with no significant reduction in fruit yield. Mean soil mineral N (N_min) content to a depth of 180 cm following tomato and maize harvest was lower in the RF and RF+C treatments than in the CF treatment. Residual soil Nmin content was reduced by 21% and 55% in the RF and RF+C treatments, respectively, compared to the CF treatment. Surplus phosphorus (P) and potassium (K) contents in the RF+C treatment were significantly lower than those in the RF treatment, mainly due to additional P and K uptake by the catch crop. We concluded that for intensive greenhouse production systems, the RF and RF+C treatments could maintain tomato fruit yield, reduce the potential for nitrate (NO₃^--N) leaching, and with a catch crop, provide additional benefits through increased biomass production.     

日光温室荷载组合方法及应用

荷载组合是日光温室结构设计的前提和依据，为了使工程设计人员科学认识和正确使用荷载组合，需要对日光温室的荷载特点、组合效应进行分析和构建。该研究分析了日光温室荷载的特征，通过分析国家规范体系中对结构设计荷载组合的要求，并以北京地区日光温室为例，分析了12个荷载工况下温室骨架的最大应力比，表明多种可变荷载成为主导荷载的可能性；研究提出了基于精确分析所有可能荷载组合的逻辑、方法，并在此基础上研发了日光温室全荷载组合自动生成软件；继续以北京地区日光温室为例，分析了该日光温室在1 216种荷载组合下的最大应力比，与当前普遍采用的预估等简化设计方式进行了比较。分析表明，采用部分荷载组合的日光温室简化设计方法没有涵盖算例中所出现的最不利荷载组合方式，存在组合上的漏洞，而采用"全荷载组合"进行结构分析是必要的、科学的，可以作为新国家规范要求下荷载组合取值的具体方法。应用表明，在电算化条件下，运算时间不到1 s，在工程设计中是高效的。研究结果具有较强的现实意义，可在满足现行国家标准的前提下，直接应用于日光温室工程设计、专业软件开发、既有软件改造升级之中。