优化水肥与滴头间距组合对日光温室黄瓜生长及产量的影响

为探究水肥耦合+滴头间距对宁夏旱区日光温室春夏茬黄瓜生长、产量、品质和水肥利用率的影响。通过3因素3水平正交试验,利用Logistic方程模拟黄瓜株高变化规律,分析了各时期生长特点;利用极差分析和方差分析,研究了水肥耦合+滴头间距影响主次顺序、显著性及变化趋势,同时结合模糊数学隶属函数法对产量和品质指标进行综合评价,筛选最优组合。结果表明:①不同处理下黄瓜株高“S”形生长过程可分为渐增期、速生期、缓增期3个阶段,可用Logistic方程拟合,且相关系数均高达0.97;②春夏茬日光温室黄瓜在采摘期前3个月产量稳定,分别占总产30.19%、29.22%、28.58%,后1个月急剧下降,占总产12%;③3因素影响产量的顺序为灌水量>施肥浓度>滴头间距,灌水量影响显著,施肥浓度和滴头间距影响不显著,产量最高处理为TR1,达144361 kg/hm²,比最低处理TR9高44.92%。采用模糊隶属函数进行综合评价,TR2表现最好,平均隶属函数值为0.70。确定因素最优水平组合为:灌水量3040.95 m³/hm²、施肥浓度200倍液(740.55 kg/hm²)、滴头间距20 cm,产量为141077.9 kg/hm²。     

油菜素内酯及配施外源钙对日光温室越冬茬番茄生长、坐果及产量的影响

为检验油菜素内酯(BR)的应用效果,采用大田试验的方法,研究不同浓度BR及其配施外源钙对日光温室越冬茬番茄生长、生理特性变化、坐果及产量的影响。结果表明,在试验浓度范围内,高浓度BR处理对番茄前期株高生长起到一定的抑制作用;适宜浓度的BR处理使株高增加。高浓度BR处理使番茄叶片MDA含量显著增高,且降低可溶性糖含量;适宜浓度的BR处理可降低番茄叶片MDA含量和相对电导率,增加番茄叶片的脯氨酸含量和可溶性糖含量,提高番茄的叶绿素含量。高浓度的BR处理会抑制番茄坐果,降低番茄第1花序的产量;适宜浓度的BR处理可提高番茄各层花序的坐果率,提高番茄产量。BR配施外源钙处理对番茄前期生长、生理指标优化、提高番茄坐果率和产量的加成效应不明显。综上,BR配施外源钙处理的效果不显著,适宜浓度的BR可以单独在日光温室越冬茬番茄生产上应用,以提高番茄的抗逆性和产量。     

河西绿洲区大棚甘蓝产量、品质和养分吸收对不同水肥组合的响应

为探明河西绿洲区塑料大棚甘蓝适宜的水肥管理模式,通过田间小区试验,设定3个施肥量(F_1:N、P_2O_5、K_2O含量为320,160,210kg/hm~2;F_2:N、P_2O_5、K_2O含量为260,120,157.5kg/hm~2,F_3:N、P_2O_5、K_2O含量为200,80,105kg/hm~2)和2个灌水频率(H_1:6d/次,H_2:9d/次),共6个处理,分析甘蓝农艺性状、产量、品质和叶球养分吸收及水肥利用效率对不同施肥量和灌水频率的响应规律。结果表明:H_1处理水平下叶球全氮、磷、钾含量随施肥量增加逐渐升高,H_2处理水平下氮、磷含量随施肥量增加先升高后降低,而钾含量却在随施肥量增加逐渐升高,同一灌水条件下肥料偏生产力随施肥量的减少而升高;同一施肥水平下,叶球中的全氮、磷、钾含量及吸收量高灌水频率大于低灌水频率处理,而肥料偏生产力的变化则相反。水肥耦合作用下,甘蓝叶球纵横径、生物产量和干物质量均H_2F_1处理最高,叶球紧实度、干鲜重比、单球重、经济产量和经济系数均H_2F_2最大,而叶球中心柱长和帮叶比H_2F_3处理最小。灌溉频率和施肥量对甘蓝叶球品质影响显著,且两因素的交互作用达到显著水平,其中硝酸盐含量H_1F_1最高、可溶性糖含量H_2F_1最高、Vc含量H_2F_2处理最大。水肥耦合后全氮和全磷含量及两者吸收量均以H_2F_2最大,全钾及吸收量H_2F_1最高。随着施肥量的增加,水分利用效率也逐渐升高,H_2F_1水分利用效率显著高于其他处理。综合分析表明,水肥耦合对河西绿洲区塑料大棚甘蓝叶球的农艺性状、产量、品质和养分吸收及水分利用率的影响显著,且灌溉频率的影响大于施肥量。H_2F_2处理(灌水频率9d/次,施肥量N、P_2O_5、K_2O为260,120,157.5kg/hm~2)是河西绿洲区塑料大棚甘蓝农艺性状、产量、品质、养分吸收以及水肥利用效率方面最佳的水肥组合模式。     

基于时空信息比较的温室环境传感器故障识别

为了提高温室环境测控系统中传感器数据的准确性,针对温室环境参数变化的时间相关性和空间相似性特点,提出了一种基于主成分分析(Principal component analysis,PCA)的故障检测与基于时空信息比较的温室环境监测系统的传感器故障识别方法。首先利用基于PCA的传感器故障检测方法,通过监控统计量T2和SPE的变化实现传感器系统故障检测;再针对检测出故障的传感器节点,对该时刻传感器节点采用基于时空特性的节点信息比较实现不同传感器的故障识别。分别对比基于时间尺度、空间尺度、时空尺度的节点信息比较方法对传感器故障识别的影响进行了分析与试验验证,验证结果表明:基于PCA的传感器故障检测方法能够有效地实现对传感器系统故障的初步检测,提出的基于时空信息比较的传感器故障识别方法,融合考虑时间尺度和空间尺度的节点信息,能够有效地实现传感器具体故障定位;所建立的传感器故障识别方法检测正确率CDR为98.37%、平均虚警率FAR为1.72%,较传统的传感器故障识别方法检测正确率CDR提高了22.067个百分点,而平均虚警率FAR则降低了15.762个百分点,能够有效地保证故障诊断效率、提高故障诊断精度、降低虚警率,具有可靠性和准确性。     

茄果类蔬菜日光温室智能化育苗关键控制技术

为了制定出1套可操作性强的日光温室智能化育苗关键控制技术体系,经实践并结合智能化育苗数据检测控制及管理系统,总结和完善了茄果类蔬菜幼苗不同阶段对温度、基质湿度及光照等的具体要求,最终形成了1套可操作性强的技术体系。     

乡村振兴战略背景下江西省设施蔬菜发展问题与对策

为加快乡村振兴战略背景下江西省设施蔬菜产业发展,实现设施蔬菜增产增效,以江西省乐平、永丰、高安、崇仁、瑞金和樟树等6个农业大县(市)为例,分析了江西省设施蔬菜的发展现状和存在问题,并提出了科学把握发展方向、积极壮大投资主体等5个方面的对策建议,以期为当地设施蔬菜发展提供新的依据与参考。     

基于云服务的棚室蔬菜智能终端系统设计与实现——以黑龙江省为研究案例

棚室蔬菜产业在黑龙江省农业转方式、调结构和供给侧改革中占有重要的战略地位。黑龙江省棚室蔬菜生产规模近年来发展较快,技术支撑需求也与日俱增。本研究针对黑龙江省棚室蔬菜发展规模与技术服务支撑能力不匹配的现状,提出了基于云服务的棚室蔬菜智能终端系统及关键技术的实现方法。本研究以专家服务为主、数据挖掘技术为辅,以物联网设备为感知手段、以智能手机为用户终端,利用云服务对知识、资源、物联网数据的整合配置能力,提供蔬菜专家及棚室蔬菜用户对信息获取、存储、分析和决策的高效解决方案。本研究的部分内容已在黑龙江省农业科研部门、企业、蔬菜合作社、农户等不同用户群体中实验应用,能够为专家提供棚室蔬菜生产环境的远程问诊手段,适用于各类棚室蔬菜应用场景。本研究还提出了对大规模应用场景下的技术解决方案建议,可在全国的棚室蔬菜生产中推广应用,实现更广泛高效的专家技术服务支撑。     

不同年限设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的研究

为探讨不同种植年限和设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的关系,以种植年限为2年和14年设施菜地番茄为研究对象,测定了不同种植年限下番茄茎、叶细胞壁果胶含量,并对细胞壁果胶含量、果胶甲酯酶(PME)活性与种植年限及Cd累积量之间的相关性进行了分析。结果表明,随着种植年限的增加,番茄植株各器官Cd累积量均有所增加;种植14年设施菜地番茄茎中Cd累积量比种植2年的增加了24.55%,叶片中Cd累积量增加了45.96%;种植14年设施菜地番茄茎细胞壁Cd累积量增加了61.86%,叶片细胞壁Cd累积量增加了57.46%;不同种植年限设施菜地番茄茎和叶细胞壁果胶Cd含量也存在极显著差异(P0.05)。另外,随着种植年限的增加,番茄茎、叶细胞壁果胶含量和PME活性随之升高:与种植2年相比,种植14年设施菜地番茄茎中果胶含量提高了104.51%,叶片果胶含量提高了127.45%;种植14年设施菜地番茄茎中PME活性提高了10.56%,叶片PME活性提高了9.39%。果胶含量及PME活性和细胞壁Cd累积量呈正相关。研究发现不同年限设施菜地土壤全Cd和有效Cd含量有所不同,影响着番茄不同器官果胶含量及PME活性,说明细胞壁果胶在缓解番茄Cd毒害中起着一定的作用。     

我国典型茶区化学氮肥施用与生产运输过程的温室气体排放量估算

基于相关统计数据和文献调研方法,估算了我国14个典型茶区中化学氮肥施用、生产及运输过程中的温室气体排放量。结果表明,化学氮肥施用导致的土壤N₂O直接排放和生产过程中的温室气体排放是茶园化学氮肥消费带来的温室气体主要排放源;14个典型茶区消费的化学氮肥产生的温室气体排放量(以CO₂排放当量计算)为16.81~344.80万t·a^-1,其中贵州、云南、湖北和四川4省的茶园消费的化学氮肥带来的温室气体排放量较高,均超过200万t·a^-1,占全部区域温室气体排放量的59.98%;单位面积温室气体排放量为3.22~9.76 t·hm^-2·a^-1,单位产量温室气体排放量为2.10~12.96 t·t^-1·a^-1、单位产值温室气体排放量0.39~1.90 t·万元^-1·a^-1;总体而言,贵州、云南、湖北、湖南和四川5省的茶园消费的化学氮肥带来的温室气体排放量、单位面积温室气体排放量、单位产量温室气体排放量和单位产值温室气体排放量较高,福建、河南省及重庆市3个茶区相对较低。在茶园化学氮肥施用量控制为300 kg·hm^-2和450 kg·hm^-2两种情景下,茶园生态系统温室气体减排总量为617.07万t·a^-1和228.94万t·a^-1,减排潜力为34.12%和12.66%,减排潜力较大的区域主要有湖北、四川、贵州、湖南和江西等5省。     

Intensive organic vegetable production increases soil organic carbon but with a lower carbon conversion efficiency than integrated management

Intensive vegetable production in greenhouses has rapidly expanded in China since the 1990s and increased to 1.3 million ha of farmland by 2016, which is the highest in the world. We conducted an 11‐year greenhouse vegetable production experiment from 2002 to 2013 to observe soil organic carbon (SOC) dynamics under three management systems, i.e., conventional (CON), integrated (ING), and intensive organic (ORG) farming. Soil samples (0–20 and 20–40 cm depth) were collected in 2002 and 2013 and separated into four particle‐size fractions, i.e., coarse sand (> 250 µm), fine sand (250–53 µm), silt (53–2 µm), and clay (< 2 µm). The SOC contents and δ¹³C values of the whole soil and the four particle‐size fractions were analyzed. After 11 years of vegetable farming, ORG and ING significantly increased SOC stocks (0–20 cm) by 4008 ± 36.6 and 2880 ± 365 kg C ha^?1 y^?1, respectively, 8.1‐ and 5.8‐times that of CON (494 ± 42.6 kg C ha^?1 y^?1). The SOC stock increase in ORG at 20–40 cm depth was 245 ± 66.4 kg C ha^?1 y^?1, significantly higher than in ING (66 ± 13.4 kg C ha^?1 y^?1) and CON (109 ± 44.8 kg C ha^?1 y^?1). Analyses of ¹³C revealed a significant increase in newly produced SOC in both soil layers in ORG. However, the carbon conversion efficiency (CE: increased organic carbon in soil divided by organic carbon input) was lower in ORG (14.4%–21.7%) than in ING (18.2%–27.4%). Among the four particle‐sizes in the 0–20 cm layer, the silt fraction exhibited the largest proportion of increase in SOC content (57.8% and 55.4% of the SOC increase in ORG and ING, respectively). A similar trend was detected in the 20–40 cm soil layer. Over all, intensive organic (ORG) vegetable production increases soil organic carbon but with a lower carbon conversion efficiency than integrated (ING) management.