自然光植物工厂多层立体栽培补光对生菜产量和品质的影响

针对自然光植物工厂空间高效利用的问题,采用意大利奶油生菜为研究对象,探究自然光植物工厂多层立体栽培条件下不同栽培层间光照、温度、湿度等环境差异及补光对生菜产量和品质的影响。结果表明:栽培架中层平均太阳总辐射强度是上层的25.15%～55.42%,下层平均太阳总辐射强度是上层的22.66%～37.46%;不同层间温度相差4.8～7.2℃。不同层湿度差异为37.5%～43.9%。补光可以提高栽培层间的光照强度,改善光照分布状况,改变生菜生长形态,促进叶片伸展和根系生长。与不补光处理相比,补光后中层和下层生菜的产量分别提高了35.8%和24.7%,干物质量增加了39.7%和36.7%,可溶性蛋白含量提高了9.42%和9.24%,硝酸盐含量降低了10.75%和6.75%,但与对照相比,补光后对生菜叶绿素和可溶性糖含量并没有显著性的变化。立体栽培层间补光能够改善层间光照环境,使光照分布更加均匀,促进干物质积累,显著提高生菜产量和品质。     

LED夜间补光对生菜形态特征和营养品质的影响

为了探索温室生菜生产新的光照模式,采用蓝光(波长442 nm)、绿光(波长520 nm)和红光(波长627 nm)3种LED光质进行夜间(18:00~24:00)补光[光强10~15μmol/(m~2·s)],以夜间不补光处理为对照(CK),研究了不同LED光质夜间补光对生菜生长和营养品质的影响。结果表明:不同LED光质夜间补光处理对生菜生长和营养品质的影响不同。其中,蓝光处理可显著增加生菜的叶片数量和全株干重,显著提高生菜的可溶性糖、游离氨基酸和Vc含量;红光处理可显著提高生菜的全株干重和可溶性糖含量;绿光处理可显著增加生菜的叶片数量,但显著降低叶片的可溶性糖和Vc含量。在实际生产中,首选蓝光进行夜间补光,其次是红光,不建议选用绿光。     

不同株型玉米冠层光氮分布、衰老特征及光能利用对增密的响应

【目的】探究增密对不同株型玉米冠层光氮分布、衰老特征、及其对光能利用及产量的影响,为陕西春玉米高产高效栽培提供支撑。【方法】于2017—2018年以陕单609（紧凑型）和陕单8806（平展型）为试验材料,设置4个种植密度（45 000、60 000、75 000和90 000株/hm²）,测定了冠层光氮分布、叶片衰老、物质生产、光能利用及产量构成等指标。【结果】陕单609和陕单8806分别在90 000株/hm²（13 824 kg·hm^-2）和60 000株/hm²（9 566 kg·hm^-2）达到了最高产量,与45 000株/hm²相比,90 000株/hm²下陕单609和陕单8806的穗粒数（17.8%和30.1%）和百粒重（15.2%和19.6%）均降低。同一密度下,2个品种的冠层光能截获率和叶片氮素浓度表现为上层>中层>下层,随着密度的增加,2个品种冠层上部光能截获率和叶片氮素浓度不断增加,中层和下层的光能截获率和叶片氮素浓度不断下降,当密度增至90 000株/hm²时,陕单8806冠层中部和下部的光能截获率分别较陕单609低8.8%和70.6%,且陕单609中层和下层的叶片氮素浓度较陕单8806高16.0%和40.5%。当密度从45 000株/hm²增至90 000株/hm²,陕单609和陕单8806成熟期相对绿叶面积分别降低36.4%和63.3%,叶片平均衰老速率分别增加40.2%和34.6%,冠层不同层次叶片衰老启动的时间顺序为下层>上层>中层,与陕单8806相比,90 000株/hm²下陕单609生育后期冠层中上部的绿叶面积较高,且下层维持较高的绿叶面积。随种植密度的增加,吐丝前后的氮素吸收量和氮收获指数显著增加,当密度增至90 000株/hm²时,陕单609吐丝前后的氮素吸收量、氮收获指数分别较陕单8806高23.5%、43.9%、12.7%。增密后生物产量、收获指数、冠层光能截获量和光能利用率显著增加,密度增至90 000株/hm²时,陕单609的生物产量、冠层的光合有效辐射、光能利用率和收获指数分别较陕单8806高26.1%、10.2%、9.1%和14.8%。【结论】与陕单8806比,紧凑玉米陕单609密植下较好协同优化冠层光氮空间分布,增加了群体花后中下部光能截获量,延缓群体冠层花后中下层叶片衰老,促进群体花后干物质和氮素积累,获得更高的籽粒产量和光能利用率。     

立柱式栽培对甘薯农艺性状及产量的影响

为增加土壤利用率,获得更高的甘薯产量。试验采用立柱式栽培的方法,研究上、中、下层甘薯农艺性状及产量的差异。结果表明:立柱式栽培甘薯中层的叶绿素、藤蔓长和秧薯比最大,下层的茎粗最粗,上层的分枝数最多,产量表现为中层上层下层,中层与上层、下层差异达显著水平。甘薯的立柱式栽培可以在实际生产中实现并推广。     

DTA-6对套作大豆不同冠层叶片光合特性及产量的影响

【目的】2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA-6）对大豆不同冠层叶片光合特性及产量的影响,为化控技术在大豆高产栽培中的应用提供技术支持。【方法】试验采用双因素随机区组设计,以耐荫型大豆“南豆25”为材料,主因素为种植模式：单作（IS）、套作（SS）,副因素为DTA-6浓度：0、20、40、60、80和100 mg/L,分别记为CK、D20、D40、D60、D80和D100,研究初花期叶面喷施DTA-6对大豆植株叶片数量、冠层光合特性及产量的影响。【结果】D40、D60处理对上层叶片的叶绿素含量增加最为明显,套作模式分别较CK增加14.52%、15.81%,中层叶片的叶绿素含量以D20处理最高,下层叶片的则以CK最高。D20、D40处理对大豆不同冠层叶片胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率以及中、下层叶片的气孔导度增加最为显著,D20处理较CK的Pn值提高。在叶片数量方面,以D40处理最高,套作模式较CK高12.87%。DTA-6通过改善套作大豆不同冠层叶片的光合特性,增加了叶片数量以及叶绿素含量,使植株的干物质积累能力得到增强,单株产量提高,D40处理总干物质积累量较CK高24.20%,D40...     

不同株型玉米冠层光氮分布、衰老特征及光能利用对增密的响应

【目的】探究增密对不同株型玉米冠层光氮分布、衰老特征、及其对光能利用及产量的影响,为陕西春玉米高产高效栽培提供支撑。【方法】于2017—2018年以陕单609(紧凑型)和陕单8806(平展型)为试验材料,设置4个种植密度(45 000、60 000、75 000和90 000株/hm~2),测定了冠层光氮分布、叶片衰老、物质生产、光能利用及产量构成等指标。【结果】陕单609和陕单8806分别在90 000株/hm~2(13 824 kg·hm~(-2))和60 000株/hm~2(9 566 kg·hm~(-2))达到了最高产量,与45 000株/hm~2相比,90 000株/hm~2下陕单609和陕单8806的穗粒数(17.8%和30.1%)和百粒重(15.2%和19.6%)均降低。同一密度下,2个品种的冠层光能截获率和叶片氮素浓度表现为上层中层下层,随着密度的增加,2个品种冠层上部光能截获率和叶片氮素浓度不断增加,中层和下层的光能截获率和叶片氮素浓度不断下降,当密度增至90 000株/hm~2时,陕单8806冠层中部和下部的光能截获率分别较陕单609低8.8%和70.6%,且陕单609中层和下层的叶片氮素浓度较陕单8806高16.0%和40.5%。当密度从45 000株/hm~2增至90 000株/hm~2,陕单609和陕单8806成熟期相对绿叶面积分别降低36.4%和63.3%,叶片平均衰老速率分别增加40.2%和34.6%,冠层不同层次叶片衰老启动的时间顺序为下层上层中层,与陕单8806相比,90 000株/hm~2下陕单609生育后期冠层中上部的绿叶面积较高,且下层维持较高的绿叶面积。随种植密度的增加,吐丝前后的氮素吸收量和氮收获指数显著增加,当密度增至90 000株/hm~2时,陕单609吐丝前后的氮素吸收量、氮收获指数分别较陕单8806高23.5%、43.9%、12.7%。增密后生物产量、收获指数、冠层光能截获量和光能利用率显著增加,密度增至90 000株/hm~2时,陕单609的生物产量、冠层的光合有效辐射、光能利用率和收获指数分别较陕单8806高26.1%、10.2%、9.1%和14.8%。【结论】与陕单8806比,紧凑玉米陕单609密植下较好协同优化冠层光氮空间分布,增加了群体花后中下部光能截获量,延缓群体冠层花后中下层叶片衰老,促进群体花后干物质和氮素积累,获得更高的籽粒产量和光能利用率。     

立体栽培草莓的光温效应及其对光合的影响

选用中型玻璃温室、中型塑料温室和大型塑料温室3种日光温室,采用立体A字架模式下,基质栽培‘章姬’草莓,研究温室环境对立体栽培草莓光合的影响。结果表明:立体架上层草莓根际温度高于中、下层。上层草莓叶片净光合速率日变化呈双峰型,而中、下层呈单峰型。面东与面西草莓叶片净光合速率及光合有效辐射日变化在中、下层有显著差异。中、下层叶片日平均光合有效辐射值分别为上层的51.21%～62.49%和33.64%～44.86%,日平均净光合速率分别为上层的62.42%～77.98%和42.14%～53.51%。表明‘章姬’草莓对弱光环境具有一定的适应能力。相关性分析结果显示,温室立体栽培模式下草莓叶片的净光合速率的大小以受光合有效辐射大小的影响为主,受空气温度的影响为辅,且不受根际温度影响的制约。     

不同栽培模式的纽荷尔脐橙果实品质分析

为筛选适于纽荷尔脐橙规模化果园的省力化和轻简化栽培模式，选取传统栽培模式、宽行窄株小冠和宽行窄株篱壁式3种纽荷尔脐橙栽培模式，对不同栽培模式和冠层下的果实进行品质分析。结果显示：传统栽培模式下的单果质量明显大于宽行窄株小冠和宽行窄株篱壁模式，上层单果质量达到（339.42±70.28） g；如不考虑层次差异，宽行窄株小冠模式的果形指数达到1.08±0.057，显著大于宽行窄株篱壁和传统栽培模式；宽行窄株篱壁模式的果实出汁率达到（51.07±3.84）%，显著高于宽行窄株小冠和传统栽培模式；宽行窄株小冠模式下，上层冠层的单果质量达（233.53±53.01） g，明显大于中层和下层；上层的可溶性固形物含量显著高于中层和下层；中层的果皮厚度最大，达（0.52±0.079） cm，显著大于下层；下层的果实出汁率最高、果实Vc含量最低；中层的可滴定酸含量最高、固酸比最低。宽行窄株篱壁模式下，上层的出汁率较下层偏低；中层的单果质量最大，上层的果皮厚度显著高于中下层。传统栽培模式下，单果质量和果皮厚度较大，上、中、下层没有显著差异，下层的果形指数最小；可溶性固形物含量较低，上、中、下层差异不显著；中层的固酸比最低；下层果实的Vc含量显著低于上层和中层；中层与下层的果实出汁率明显高于上层。本研究结果表明，栽培模式对果实品质具有显著影响，主要表现在单果质量、果皮厚度、固酸比、出汁率、可溶性固形物和Vc含量；冠层层次对宽行窄株篱壁模式果实品质无显著影响，对宽行窄株小冠和传统栽培模式影响较大。     

不同LED补光光源对樱桃番茄产量和品质的影响

为研究LED 补光对温室樱桃番茄产量和品质的影响,探讨设施栽培中利用补光手段实现增产和提高品质的调控新途径,以哈金龙樱桃番茄为试验材料,在温室条件下采用LED灯带和LED灯管对定植后樱桃番茄进行侧面补光,光源光通量密度为100μmol/m²·s,每天补光12 h (8:00~20:00),测定分析不同补光处理下樱桃番茄果实产量和品质的变化。结果表明,LED灯管和LED灯带补光处理的樱桃番茄挂果数、总产量和单果重均显著高于对照,且LED灯管处理效果较好,挂果数、总产量和单果重分别提高48.91%、94.86%和30.86%。LED 灯管补光处理能显著提高樱桃番茄果实的品质指标,VC、可溶性蛋白、游离氨基酸、可溶性糖和蔗糖含量均显著高于对照,番茄红素,花色苷、类黄酮和可溶性酚含量均最高,番茄着色最好。     

LED株间补光对日光温室番茄产量及光合作用的影响

【目的】研究不同LED株间补光对温室番茄产量、干物质分配及光合作用的影响。【方法】在日光温室中以番茄品种‘瑞粉882’为试材,以红蓝光LED灯管为补光光源,设置3种红(R)蓝(B)光比例(R/B=4∶1、R/B=7∶1、R/B=9∶1),以未补光植株为对照(CK),研究不同红蓝光比例株间补光对番茄产量、干物质分配及光合作用的影响。【结果】与对照相比,3种红蓝光比例株间补光处理均显著提高番茄产量,R/B=4∶1、R/B=7∶1、R/B=9∶1处理较对照分别增产25.9%,28.5%和22.7%。3种红蓝光比例株间补光处理地上部分总干质量较对照分别提高了26.2%,30.4%和28.4%,果实干质量较对照分别提高了31%,38.6%和36%,株间补光处理番茄果实干物质分配比例较对照增加,但差异不显著。株间补光提高了番茄叶片最大净光合速率和波长在500~650nm的光吸收率;降低了叶片的比叶面积。【结论】株间补光显著提高了番茄地上部分总干质量及果实产量,改善了冠层光分布,提高了光合能力,但不同红蓝光处理间差异不显著。     

有机土基质栽培方式影响温室黄瓜产量品质的研究

研究了有机土基质限根与非限根栽培方式对黄瓜生长、生理特性和产量形成的影响。结果表明:有膜隔离的限根有机土基质栽培比非限根有机土和普通土壤栽培的黄瓜生长率明显提高,表现为黄瓜的株高、茎粗、叶片数、干重、鲜重均有增加。有膜有机土壤基质限根栽培提高了黄瓜叶片的叶绿素a、叶绿素(a+b)的含量;有机土基质栽培较普通土壤显著提高了黄瓜的根系活力;采用两种有机土基质栽培均可显著提高黄瓜的抗病能力,促使黄瓜提早成熟,增加黄瓜产量并提高黄瓜品质。     

遮阴对葡萄采后树体养分积累期间环境与光合作用的影响

在促成栽培条件下,以3a生葡萄为材料,进行遮阴对采后树体养分积累期间环境与光合作用的影响研究。结果表明,遮阴处理均显著降低温室内环境温度和光合有效辐射强度,使叶片的光合速率日变化曲线由双峰曲线转变为单峰,30%遮阴叶片光饱和点最高,补偿点最低,其架面上部叶片暗呼吸速率最低、表观量子产额最高。遮阴显著提高葡萄叶片对弱光的利用率。说明在外界光照强度大于多数品种光饱和点经验值或气温较高时,对温室进行适当遮阴(本研究30%或50%遮阴较适宜)对改善葡萄生长环境条件、扩大葡萄叶片光能利用区间和提高光能利用率有帮助,利于光合产物的积累。     

光学干涉膜下生菜的生理指标变化及品质分析

生菜因其生长期短、产量高、易于生食等特点,已经成为设施栽培的一种重要叶菜。传统的光伏发电占用大量的土地资源,而光伏农业在满足农作物生长的光照需求下,进行光伏发电。为此,本研究以蒙黛和克里斯汀两个生菜品种作为供试品种,研究不同光学干涉薄膜(红蓝光透过膜及远红光截止膜)对生菜的抗氧化酶、营养品质及叶片超微结构等的影响。结果表明,蒙黛在红蓝光透过膜及远红光截止膜下的CAT活性、SOD活性及丙二醛含量都呈现下降的趋势;克里斯汀在两种膜覆盖下的CAT活性上升,而SOD活性及丙二醛的含量则呈现下降趋势,但两种生菜在两种膜覆盖下,后期的酶活性大多较对照的高。红蓝光透过膜下,两种生菜可溶性糖的含量先升高后降低,远红光截止环境下则呈现上升的趋势。随着覆盖时间的延长,两个品种在两种光环境下,维生素C的累积量都明显增加;蛋白质及叶绿素含量随着覆盖时间的延长,较前期有所下降,但大多比对照的高。叶片超微结构分析表明,红蓝光透过膜下,蒙黛的叶绿体聚集增大,而远红光截止环境下叶片的部分细胞破坏,叶绿体基粒分层不明显。研究结果可为光学干涉膜的技术改进、光学干涉膜的大田推广应用以及光伏农业的未来发展走向提供参考和依据。     

不同光质对朝鲜淫羊藿生长、生理和黄酮类成分积累的影响

为了研究不同光质对朝鲜淫羊藿生长、生理和黄酮类成分积累的影响,确定适宜朝鲜淫羊藿栽培生产的光质条件,使用4种LED光源(白光、红光、黄光、蓝光)对盆栽朝鲜淫羊藿进行处理,以白光处理作为对照(CK),测定了各光质处理下朝鲜淫羊藿的株高、茎粗、叶面积、叶鲜重、叶干重等生长指标,叶绿素含量、光合作用参数、抗氧化酶活性等生理指...     

双螯合速效生态有机肥在生菜上的应用

为了提高有机肥料利用率,以帝皇结球生菜为材料,研究双螯合速效生态有机肥在露地条件下不同施用量对生菜产量和品质的影响。结果表明：有机肥用量15000kg·hm。的处理对生菜产量和品质的影响最大,株高达到11．73cm、叶长为23．13cm、叶宽为19．60cm、叶片数为21．13片、叶绿素含量为49．107mg·dm。、单球重为543．0g、可溶性糖含量45．20g·kg^-1、每100g生菜中维生素C含量为138．0mg,其次为有机肥用量10000和20000kg·hm。的处理。     

克服弱光寡照障碍的技术研究

以植物与光的关系为出发点,结合常用人工补光灯,在充分利用自然光的基础上从人工补光光源、补光强度、补光时间和补光量等方面,探讨了日光温室和组培室在现代农业的生物技术育种和反季节栽培,以及组培快繁时克服弱光寡照障碍的技术措施。     

夜间延时补光调控对巨峰葡萄春果生长发育及光合特性的影响

【目的】探讨3种光质补光对巨峰葡萄春果生长发育及光合特性的影响,为完善广西巨峰葡萄春果栽培管理技术提供理论依据。【方法】以5年生设施栽培巨峰葡萄为试验材料,在新梢展叶期至果实成熟期,应用白、红、蓝3种光质进行夜间非连续光照6 h（03:00—06:00和18:00—21:00）处理,以自然光照为对照（CK）,研究不同补光处理对巨峰葡萄春果新梢生长、叶片叶绿素含量、光合生理及果实生理生化等指标的影响。【结果】在3种不同光质补光条件下,巨峰葡萄春果新梢基部粗度、1~10节总长度、叶长、叶宽、叶柄长和叶厚均高于CK;其中蓝光6 h处理的新梢基部粗度和1~10节总长度增量最大,分别较CK显著增加12.80%和27.00%（P<0.05,下同）;白光6 h处理的叶长、叶柄长、叶厚和叶片长宽比等指标表现最优,分别较CK提高11.78%、55.90%、12.90%和1.85%;红光6 h处理的叶宽表现最大,较CK显著提高15.06%;相较于CK,在巨峰葡萄春果各生长期夜间补充白光6 h和红光6 h均能提高其叶片叶绿素含量;不同光质补光处理的巨峰葡萄春果叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率及果实单粒重、横径和可溶性固形物含量均呈现不同程度升高,而叶片胞间CO₂浓度和果实可滴定酸含量呈现不同程度降低。【结论】在巨峰葡萄春果栽培过程中,夜间补充白光6 h和红光6 h能在一定程度上弥补光照的不足。因此,可通过人工补光调节葡萄的生长发育状况,提高果实品质。     

防落素对大棚无籽西瓜叶片氮代谢及果实品质与产量的影响

通过对叶片氮代谢及氮含量与代谢相关酶活性之间相关性的分析,以及果实品质与产量的测定,探讨防落素(PCPA)在大棚栽培无籽西瓜生产上的适用浓度,为其在无籽西瓜上的应用提供一定理论依据。在始花期、盛花期和幼果期喷施PCPA溶液（质量浓度分别为0、10、20、40 mg/L）,分别测定不同处理的无籽西瓜叶片可溶性蛋白、总氮含量和代谢相关酶(GS、NR、GDH)活性、果实品质和产量等指标。结果表明：（1）随着PCPA溶液浓度的提高,叶片总氮、可溶性蛋白含量以及GS、NR和GDH活性的变化趋势均为先升后降。PCPA浓度为20 mg/L时促进效果最明显,叶片可溶性蛋白、总氮含量以及GS、NR和GDH活性等指标值均为最高,且均极显著高于CK;PCPA浓度为40 mg/L时,叶片可溶性蛋白、总氮含量以及GS、NR和GDH活性均急速降低,各项指标值均极显著低于10、20 mg/L处理。各项指标的相关性分析表明,无籽西瓜叶片总氮含量与GS、NR和GDH活性之间均呈显著或极显著正相关关系。（2）在所有处理中,20 mg/L处理的果实产量和可溶性固形物含量最高,均极显著高于CK。PCPA在大棚栽培无籽西瓜生产上的适用浓度为20 mg/L。     

采前不同比例LED红蓝光连续光照对生菜光合特性及产量和品质的影响

为了探究采前连续光照光质对水培生菜(Lactuca sativa L.)产量和品质的影响，研究了不同红(R)蓝(B)光质比例（1R:4B、1R:2B、1R:1B、2R:1B和4R:1B）对水培生菜生长、光合特性、抗坏血酸(ascorbic acid，AsA)含量和AsA代谢关键酶活性的影响。结果表明：与连续光照前相比，不同比例LED红蓝光连续光照后，生菜地上部鲜重的增幅为38.82%~77.65%，2R:1B处理下的地上部鲜重最大达到30.23 g；根鲜重的增幅为27.43%~73.14%，4R:1B处理下的根鲜重最大为3.03 g。红光比例越高，生菜的叶面积、SPAD和可溶性糖含量越高，硝酸盐含量的变化不显著。与其他处理相比，1R:4B的连续光照处理后，生菜的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度和气孔导度达到最大。提高采前连续光照中的蓝光比例可显著提高生菜AsA含量和单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）的酶活性，1R:4B处理下叶片AsA的含量最高达到3.22 mg·g^-1，1R:4B处理下的生菜叶片MDHAR酶活性显著增加了0.81 U·mg^-1 FW。综上，降低采前连续光照的蓝光比例，可显著提高生菜的产量和可溶性糖等的含量，而提高采前连续光照蓝光比例可显著提高AsA的含量，这是因为采前连续光照蓝光比例的升高提高了MDHAR的活性。     

根际通电栽培对植物工厂生菜生长及叶烧病发生的影响

针对人工光植物工厂内由钙缺乏而引起的叶菜叶烧病频发的问题,以较易发生叶烧病的生菜作为试验材料,采用在生菜根际建立电压为-15kV全天工作的通电系统,使生菜植株带负电,并在地上部生长空间形成正向电场的方法,设置根际通电处理为试验组,无通电处理为对照组,探究根际通电栽培对生菜生长、钙离子吸收以及叶烧病发生的影响。结果表明:1)对照组的生菜植株在第13天发生叶烧病现象,而试验组的生菜则在第15天出现叶烧病,且在第20天叶烧病的发生率降低了46.9%;2)移栽第20天,与对照组相比,试验组生菜植株的地上部和地下部鲜质量分别提高了6.3%和30.9%,干质量分别提高了17.2%和22.4%;3)移栽第10天,试验组生菜的根系活力和Ca~(2+)吸收能力分别较对照组提高了133.3%和108.9%;4)移栽第20天,试验组生菜的气孔导度、蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度分别较对照组提高了46.2%、49.0%和5.2%,生菜光合产物的积累也得到提高。综上,在植物工厂综合环控条件下,根际通电栽培能显著改善生菜的生长发育,并能有效地减缓叶烧病的发生。