日光温室甜椒起垄内嵌式基质栽培根区温度日变化特征

针对我国北方地区日光温室冬春季低温胁迫、土壤连作障碍、单产低和水肥资源利用率低等问题,本文设计了一种新型的栽培方法——起垄内嵌式基质栽培方法(soil ridge substrate-embedded cultivation,SRSC),并在早春季节,研究了两种模式的SRSC[嵌槽式垄(SRSC-P)和嵌膜(铁丝网槽支撑)式垄(SRSC-W)]及土垄(SR)和单一基质槽垄(NPG)栽培下的甜椒幼苗根区温度的日变化特征。结果表明,日光温室内栽培垄根区温度与温室内、外的气温变化呈显著正相关,室内和栽培垄根区的平均温度分别比室外提高8.07℃和10.93℃,夜间分别提升9.90℃和14.81℃。在夜间低温阶段,SRSC-W维持根区较高温度的能力相对优于SR和SRSC-P,其根区平均温度分别比SR和SRSC-P高1.34℃和0.52℃;在白天高温阶段,SR、SRSC-P、NPG、SRSC-W最高温度平均值分别为28.06℃、27.21℃、29.93℃、26.05℃,SRSC-W抗高温效果最佳,NPG抗高温效果最差。阴天条件下,栽培垄的蓄热保温性能比晴天条件下差。SR白天和夜间的中心根区平均温度皆高于外侧,但SRSC-P和SRSC-W白天外侧温度高,夜间中心根区温度高。栽培垄北部根区温度高于南部根区温度,具有空间差异性,其中SRSC-W栽培模式的南部中心根区温度和北部中心根区温度差异相对于其他处理最小。此外,SRSC-W中心根区温度变化滞后时间最长,温度缓冲能力强。总之,SRSC-W栽培方法维持早春季节夜间甜椒根区温度能力和对低温及高温胁迫的缓冲性最强,且成本低,在日光温室抗低温生产中具有较好的应用前景。     

起垄高度对日光温室土垄内嵌式基质栽培甜椒根区温热及产量的影响

为了优化土垄内嵌式基质栽培(SSC)的垄高参数,于2018年在冬季日光温室内进行甜椒栽培试验。试验设置土垄(SR)、标准垄(NR)、矮标准垄(NRs)和土壤沟嵌(SE)共4个处理,以探究栽培垄高度对根区温热特性、垄侧土壤缓冲能力以及甜椒生长和产量的影响。结果表明:白天高温时段,起垄高度越高则根区温度越高,相同垄高的NR处理比SR处理白天平均温度高1.07℃;夜间低温时段,NRs处理根区温度最高,比SR处理根区温度高1.77℃;12月27−31日连续5 d观测表明,各处理根区昼夜平均温度在17.03~18.55℃。起垄高度对甜椒的株高和茎粗有显著影响,起垄越高,甜椒植株生物量越高,NR处理的地上和地下干鲜重均为最优。但是,NRs处理的甜椒产量更高。与SR处理相比,NR和NRs处理甜椒产量分别提高43.0%和50.9%。综上所述,在相同水肥条件下,起垄高度对根区温度的改变在1.52℃范围内,NRs处理能够提高夜间根区温度;虽然高垄(NR)能够促进甜椒植株生物量,但适量降低垄高(NRs)更有利于甜椒产量的提高。因此,垄高10cm的SSC可通过提高根区夜间温度,从而提高SSC的生产性能,更适宜应用于日光温室甜椒生产。     

覆膜类型对日光温室SRSC栽培番茄幼苗根区温热效应的影响

试验以土垄内嵌基质栽培方法(soil ridged substrate-embedded cultivation,SRSC)为基础,通过优化地膜覆盖类型,以期进一步缓解日光温室基质栽培过程中的高温胁迫,并促进番茄幼苗抗高温生长。以传统的土壤栽培垄+透明地膜为对照(CK),设置SRSC+透明地膜(TM),SRSC+黑色地膜(HM),SRSC+普通反光地膜(PF)和SRSC+强反光地膜(QF)共4个处理,在夏季日光温室中研究不同覆膜类型的SRSC栽培垄的根区温热效应及番茄幼苗生长情况。结果表明,在定植前覆盖不同类型地膜的SRSC垄其膜下和根区平均最高温度和昼间平均温度均低于CK,其中QF处理的膜下和根区温度最低,膜下和根区平均最高温度分别比CK低12.78和9.73℃,昼间平均温度分别比CK低7.88和6.16℃,隔热降温效果最优。定植后,环境温度升高,但各处理膜下和根区温度的变化规律与定植前基本一致,此阶段,QF处理依然表现出最优的隔热降温效果,其膜下和根区平均最高温度分别比CK低8.96和8.97℃,而膜下和根区的昼间平均温度分别比CK低6.02和5.47℃,降温效果明显,但比前期环境温度较低时有所下降。就根区降温效果看,降温能力表现为QFPFHMTMCK。夜间,各处理的膜下和根区温度均降至较为一致的适宜水平。根区温度与土壤吸放热多少无直接关系,HM、PF和QF三种不同覆膜类型处理中,QF处理根区的热量传递最为缓慢,根区温度最低。PF和QF处理的番茄幼苗株高和茎粗显著高于CK,且QF对增加株高和茎粗效果最显著。随着HM、PF和QF处理隔热降温效果的增强,番茄幼苗生物量逐渐增加,其中以QF的地上地下干鲜重最优,番茄幼苗生长最好。综上所述,通过SRSC方法,结合不同类型地膜覆盖,以覆盖强反光地膜的SRSC垄在夏季日光温室生产中能够改善栽培垄根区温热效应,同时有利于番茄苗期的生长。     

LED补光和根区加温对日光温室起垄内嵌式基质栽培甜椒生长及产量的影响

田间条件下采用起垄内嵌式基质栽培(soil ridged substrate-embedded cultivation,SRSC)方法,研究了日光温室LED冠层补光和电热线根区加温对甜椒生长和产量的影响。该试验设不加温不补光对照(CK)、根区加温15℃处理(T15)、根区加温18℃处理(T18)、单一补光处理(L)、根区加温15℃+补光处理(T15+L)、根区加温18℃+补光处理(T18+L),共6个处理。结果表明,与对照相比,根区加温均能提高SRSC甜椒根区的温度,但根区温度仍呈现出随环境温度变化而变化的趋势,T18的根区全天保持较高温度。根区热通量的变化与根区温度变化相对应,T15和T18处理的根区热通量昼夜变化较CK剧烈,其根区侧面白天向内传热滞后,晚间侧面向外传热提前,传递量增加;根区垂直方向白天向内传热滞后,传递量减少,晚间垂直向外传热提前,但传递量增加。T15和T18均显著提高了甜椒的株高、冠层厚度和冠层直径,且T18比T15效果更明显。T15对甜椒的地上及地下干鲜重没有显著的提升作用,而T18的提升效果显著。根区加温补光处理的甜椒生物量普遍高于单一根区加温或补光处理,其中T18+L处理提升效果显著优于T15+L处理。T15、T18和L相对CK均提高了甜椒单产,单产分别提高30.74%、53.0%和14.81%。而根区加温和LED补光协同作用比单一的根区加温或冠层补光都能表现更好的增产效果,T15+L和T18+L分别比T15和T18的产量分别提升32.86%和15.50%,分别比L产量提升51.29%和53.87%。总之,根区加温与LED补光是日光温室甜椒增产有效的调控措施,两者在增加单株产量上存在显著的协同效应,二者共同作用比单一作用效果更加明显,且根区加温对甜椒生长和产量的促进效果比冠层补光更加显著,在实际生产中具有重要的指导意义。     

甜椒根区基质与土垄交界处热通量变化特征

在日光温室中采用新型土垄内嵌式基质栽培(SSC)方法栽培甜椒。运用土壤热通量板探究土垄(SR)、标准垄(NR)、窄标准垄(NRn)、矮标准垄(NRs)和种植密度加倍标准垄(NRd)5种不同规格栽培垄东西侧水平方向以及根区垂直方向上热通量昼夜变化特征,探究适合冬季日光温室蔬菜生产的栽培垄。结果表明:各处理热通量均呈相同的昼夜单峰曲线变化特征,但不同处理吸放热的时间有所差异。栽培垄东侧水平方向上,晴天时SR、NR、NRn、NRd4个处理根区吸热的时间为9:00-14:00,阴天时吸热时间延后2h;晴天NRs在23:00-14:00吸热,阴天一直处于吸热状态。栽培垄西侧水平方向上,NRs处理一直为吸热状态,其余4个处理在9:00-17:00吸热。根区垂直方向上热通量变化表明,SR、NR、NRn、NRd4个处理吸热时间晴天为11:00-18:00,阴天为12:00-17:00;NRs放热的时间比其它处理晚2~3h。5个处理在东侧、西侧水平方向上和根区垂直方向上吸放热差值因位置不同有较大差异,在东侧水平方向和根区垂直方向上各处理以放热为主,而在西侧水平方向上吸热较多。东西侧水平方向和根区基质垂直方向上NRs处理基质吸热多放热少,NRd处理基质吸热少放热多,故NRd处理在冬季能更好地维持根区温度,在日光温室冬季和早春季蔬菜生产中具有更好的应用前景。     

低浓度营养液淋洗缓解基质栽培番茄根际养分富集的效果

为缓解基质栽培中根际养分富集对番茄植株造成的危害,以“硬粉8号”（Yingfen 8）番茄为试材,采用岩棉盆栽的方式,在人工气候室环境条件下,使用1/2浓度营养液对基质进行每天一次（C1）和每周一次（C2）淋洗以及不淋洗（CK）处理,通过对番茄根区养分及植株生长、产量等指标的测定,评价淋洗效果。结果表明：与灌溉液相比,各处理根际养分均出现了不同程度的富集,根区电导率（EC）值提高了31.26%～69.06%。低浓度营养液淋洗可以显著降低根区和回流液的EC值和离子浓度,整个生育期C1处理的根区溶液EC值比CK降低了22.36%,其中、Ca2+、K+和Mg2+浓度分别比CK降低48.51%、27.25%、25.54%和39.58%,C1处理回流液离子浓度变化趋势与根区溶液一致。此外,C1处理可以促进番茄株高和产量的增长,单株产量较CK提高了6.26%,其中第4、5穗果单果重分别增加17.02%、14.51%,单穗果产量分别增加13.42%、33.86%;C2处理根区溶液和回流液EC值及离子浓度均显著低于CK,但高于C1处理,其根区溶液EC降低了9.64%,而C2处理的平均单果重和产量与CK无显著差异。因此,低浓度营养液每天一次的淋洗方式可以更为有效地缓解基质栽培番茄生长中后期根区养分富集,研究结果可为基质栽培根区养分管理提供理论依据。     

日光温室甜椒有机土壤栽培试验研究

利用麦秸与玉米秸、菇渣、草坪草等农产废弃物与土壤有机肥混合配制有机土壤进行了日光温室甜椒栽培越冬生产。结果表明,不同有机化土壤处理均有促进甜椒生长,提高甜椒座果数而增产的效应,有机土壤栽培还可明显提早甜椒成熟期及提高甜椒产量。     

基质通气栽培对人工营养基质水气肥的影响

为改善黄瓜（Cucumis sativus）根际环境,试验以人工营养基质通气栽培（Z1）与沙壤土栽培（T1）,人工基质不通气栽培（CK）比较,研究基质通气栽培对基质酶活性、基质养分含量和基质物理性状的影响。结果表明,到定植后60天时,Z1处理改善基质通气状况,比T1和CK降低了CO2浓度（59.81%,48.21%）,提高了O2 浓度（13.66%,5.87%）。Z1处理比T1和CK提高了基质中主要代谢酶的活性,其中磷酸酶活性分别提高了81.88%和28.53%、蔗糖酶活性分别提高了30.12%和20.54%、脱氢酶活性分别提高了22.61%和15.89%、脲酶活性分别提高了15.48%和8.47%;基质中的碱解氮、速效磷、速效钾等养分含量均明显提高;而且提高了基质总孔隙度、含盐量和含水量,降低了基质容重,改善了基质结构。最终基质通气栽培Z1较T1和CK的黄瓜产量分别提高了27.11%和8.94%,增产显著。因此基质通气栽培具有节水节肥,改善基质环境,和提高黄瓜产量的优势。     

不同营养液浓度对温室盆栽黄瓜产量与品质的影响

营养液浓度与供液方式会影响温室黄瓜的产量与品质。本文通过盆栽试验,以山崎黄瓜专用营养液配方标准浓度1S为基准,研究了负水头供水控水盆栽装置供液条件下 1/2S、3/4S、1S、1S 4种营养液浓度以及常规浇灌1S（CK）营养液浓度对温室盆栽基质栽培黄瓜产量与品质的影响。结果表明, 地上部干重和产量与营养液浓度成显著正相关关系; 1S处理产量与地上部干重显著大于1S (CK)处理,但营养液生产效率差异不显著; 黄瓜整体品质随生育进程而提高,采收初期果实品质整体指标各处理差异较大,1S处理的较高; 采收中期1S与1S处理的较高,而采收末期各处理整体品质差异较小,1/2S与1S（CK）处理的相对较高; 其中1S（CK）处理各采收时期果实硝酸盐含量明显高于1S处理,而其它各指标两者无显著差异。负水头供水控水盆栽装置供液方式与1S营养液浓度处理是一种较好的供液方式与供液浓度。同时,适当提高黄瓜生育前期与降低生育末期营养液浓度能提高黄瓜的整体品质。     

温室有机土栽培越夏甜椒需水量的研究

研究比较了4个不同甜椒品种在温室越夏长季节有机土栽培下的水分需求,结果表明:植株生长势强的荷兰品种"卡地特"、"马里波"在较高灌水量下产量最高,而生长势较弱的国产品种"中椒12"、"甜杂7号"的需水量较低,中水量下产量最高。研究还发现夏季栽培条件下,灌水量较高的处理甜椒生长势强、单果重较大,国产品种采收早,前期产量较高。甜椒越夏栽培产量受高温影响有明显阶段性,高温期因座果率低而产量明显偏低,但温度适宜时产量明显回升。国外品种水利用效率略低于国产品种,这可归因于其植株高大蒸腾量也较大。据此可以认为在夏季高温需水量较大的情况下,温室甜椒需水量因品种、长势而异,国外植株高大、生长势强的品种需水量大于国产品种,较国产品种更具高产特性,适合温室长季节高产栽培。     

发酵床垫料栽培基质重复利用对辣椒生长和基质性状的影响

以发酵床垫料为主要原料的有机基质作为栽培基质,采用槽式栽培方式,研究其在辣椒种植上的应用效果以及种植不同茬次辣椒后基质理化和微生物学性状的变化情况;并研究该有机基质的重复利用效果。结果表明:基质栽培的辣椒与土壤对照相比,在株高、根长、整株鲜重和产量方面均无显著差异,且用完1茬的旧基质继续种植第2茬辣椒不影响其产量。种植第1茬辣椒后对基质理化性状影响最大,其中,EC值、速效氮和速效钾含量与新基质相比变化最为显著,分别降低了81.17%、92.15%和85.16%,种植2茬辣椒后基质理化性状与1茬时相比变化不显著。Real-Time PCR结果表明:连续种植2茬辣椒对基质中细菌数量影响不大,而真菌数量1茬后显著降低,2茬后真菌数量与1茬时相比差异不显著。PCR-DGGE结果表明种植第1茬辣椒明显改变了基质中细菌和真菌群落结构,并能明显提高真菌的群落多样性,但种植第2茬辣椒对基质中细菌和真菌多样性影响较小,细菌和真菌群落结构与1茬时相比变化不大。     

全覆膜垄作种植对旱作马铃薯生长和土壤特性的影响

针对内蒙古长城沿线丘陵区土壤保水保肥性差,春旱严重及马铃薯产量和降雨利用率低的问题,采用地膜覆盖和垄作种植相结合的技术手段,通过连续2年的田间试验,研究了露地平作(CK)、全膜垄作(全膜双垄垄上播(A1)、全膜单垄垄上播(A2)、全膜单垄垄上微沟播(A3))和全覆膜平作(A4)5种栽培方式对旱作农田土壤酶活性与相应土层土壤含水量、温度、pH及马铃薯生长的影响。结果表明:整个生育期内,全覆膜和垄作提高了土壤增温保墒能力,A1、A2、A3和A4处理,与CK相比,土壤含水量分别提高了32.76%,23.60%,42.92%,17.58%,土壤温度分别提高11.51%,9.41%,6.87%,4.83%,同时显著降低0—20cm土层土壤pH,提高了相应土层土壤过氧化氢酶和脲酶活性,进而增加芽鲜重、根鲜重和芽粗,提高了根系活力,降低了丙二醛含量。与CK相比,产量分别提高48.62%,34.22%,52.85%,21.70%,显著增加了降雨利用率和肥料偏生产力。可见,全膜垄作种植可改善土壤质量,提高作物产量和降雨利用率,且以A1和A3效果最优,更适合作为内蒙古长城沿线丘陵区节水高产栽培模式。     

不同类型基质对机插水稻秧苗生理特征及产量的影响

为解析基质的类型特征、秧苗生理特性、机插质量和产量间的内在联系,评价育秧基质的适用性与应用广泛性,该研究以营养土为对照,以2种代表性的基质类型(混合基质和轻型无土基质)为研究对象,研究了不同类型育秧基质对水稻秧苗生长特征、大田机插质量、生育期和产量形成的影响。结果表明,轻型无土基质和混合基质容重均显著低于对照,分别比对照低85.19%和74.07%(P0.05),通气孔隙、持水孔隙和养分含量显著高于对照(P0.05),育秧工序简单操作。轻型无土基质和混合基质所育秧苗地上部生长特征与根系生长特征显著优于对照处理(P0.05),根系盘结成块,漏插率分别比对照低4.17%和4.32%,达显著差异水平(P0.05)。轻型无土基质的伤秧率为3.07%,和对照无显著差异,但显著低于混合基质(P0.05)。轻型无土基质和混合基质水稻大田机插后,分蘖发生分别比对照处理早4和2 d,全生育期缩短2 d。轻型无土基质与混合基质处理的水稻库容量分别比对照高14.01%和10.67%;产量分别比对照高5.30%和6.14%,均显著高于对照处理(P0.05)。轻型无土基质与混合基质理化属性优于对照处理,培育秧苗与机插技术兼容性强,利于工厂化育秧基质的开发,其中轻型无土基质是由由作物秸秆加工而成的无土基质,更适宜于基质的生产与应用。     

蚯蚓菌根互作对土壤酶活、 甘薯根系生长及养分吸收的影响

【目的】蚯蚓和丛枝菌根真菌处于不同的营养级,但在促进植物生长和提高土壤肥力等方面却都发挥着积极作用。单独对土壤微生物或土壤动物的研究较多,但对土壤微生物与土壤动物之间相互作用的研究很少。因此研究它们对土壤和植物生长的作用可为挖掘土壤生物的潜力和提高土壤生物肥力提供依据。【方法】采用盆栽试验,研究了蚯蚓(Eisenia fetida)与丛枝菌根真菌(Rhizophagus irregularis)互作对甘薯生长和养分吸收的影响。试验采用两因素完全随机试验设计,分为接种和不接种菌根真菌及添加和不添加蚯蚓。试验共4个处理: 不加菌根和蚯蚓(CK); 接种菌根真菌(AM); 添加蚯蚓(E); 添加蚯蚓和菌根真菌(E+AM),每个处理4次重复。调查了甘薯养分吸收、 根系形态及土壤养分变化,采用Canoco4.5软件对土壤生物与植物对应关系进行RDA (redundancy analysis)分析。【结果】接种菌根真菌显著提高了甘薯地上和地下部生物量(P0.05),而添加蚯蚓的处理仅提高了甘薯地上部生物量。同时添加蚯蚓和菌根的处理显著提高了甘薯地上地下部生物量,并且高于其他三个处理(P0.05)。与对照相比,接种菌根真菌显著提高了土壤磷酸酶活性(P0.01),增幅近一倍; 同时提高了土壤磷的植物有效性,土壤有效磷含量下降了30%左右。添加蚯蚓后土壤脲酶活性从5.45 mg NH+4-N/g显著增加到8.71 mg NH+4-N/g,土壤碱解氮的含量从5.82 mg/kg显著增加到6.89 mg/kg (P0.05)。RDA分析表明蚯蚓菌根互作对甘薯地上和地下部氮磷含量、 根表面积、 根体积、 根平均直径和根尖数均存在显著的正交互效应。蚯蚓菌根互作通过调控土壤酶和改变土壤养分有效性促进甘薯对土壤氮磷养分的吸收。【结论】蚯蚓(Eisenia fetida)通过调控土壤脲酶和碱性磷酸酶增加了土壤中氮磷的有效性从而促进甘薯地上部生长。丛枝菌根真菌(Rhizophagus irregularis)通过调控土壤磷酸酶和增加植株地上地下部吸磷量从而促进甘薯生长。添加蚯蚓或接种菌根真菌均能增加根系吸收面积和根体积从而促进甘薯对养分的吸收。蚯蚓和菌根真菌相互作用通过调控土壤酶和改变土壤养分有效性以及促进根系发育从而互补的促进甘薯养分吸收和生长。