设施甜椒土垄内嵌式基质栽培垄的N2O排放通量昼夜变化

为了探究新型栽培方式下甜椒苗期N2O的排放量和排放昼夜变化规律,明确新型栽培方式下最佳的蔬菜减排栽培模式,通过静态箱-气相色谱法分别对土垄栽培、土垄内嵌式基质栽培（SSC）标准垄、SSC矮垄3种栽培模式的内嵌区和整个垄部连续取气测定N2O排放量。结果表明,测定时间段内,设施甜椒苗期的N2O排放通量出现两个排放峰值,呈现昼高夜低的现象。在白天（8:00-16:00）,SSC矮垄的垄部N2O的平均排放通量最大,为0.180 mg·m^-2·h^-1,土垄的垄部N₂O的平均排放通量最低,为0.112 mg·m^-2·h^-1;在夜间（17:00-22:00）,SSC标准垄的垄部N2O的平均排放通量最大,为0.113 mg·m^-2·h^-1,土垄的垄部N₂O的平均排放通量最小,为0.064 mg·m^-2·h^-1。3种栽培模式的N2O的昼夜累积排放量无显著差异,与土垄栽培相比,SSC矮垄栽培更有利于甜椒的生长。综上,SSC矮垄栽培有利于设施蔬菜的生长,为设施蔬菜减排增效技术研究提供参考。     

不同光强的LED白光与红蓝光对生菜生长及营养元素含量的影响

在人工光植物工厂中研究了不同光强的LED白光和红蓝光对营养液水培生菜生长、营养元素含量和累积量的影响。试验设置白光（WL）和红蓝光（RB）两个光质处理,光周期为16/8 h,分别设定三个光强：150（WL150、RB150）、200（WL200、RB200）和250（WL250、RB250）μmol·m^-2·s^-1,其中红蓝光光强比为4∶1,光暗周期16/8 h。结果表明,光强增加有促进生菜生长作用,随光强增加生菜地上部干、鲜重明显增加,WL200和WL250处理下生菜地上部干重比WL150分别提高了24.6%和49.7%。与红蓝光相比,白光显著提高生菜叶面积和地上部生物量。红蓝光提高了生菜叶片中大中量元素（N、P、Ca、Mg）和微量元素（Mn、Zn）的含量,白光则提高了K的含量,光质对C、Fe和Cu含量无明显影响。白光或红蓝光下不同光强对生菜叶片营养元素含量的影响并没有表现出明显的规律,只是红蓝光在200 μmol·m^-2·s^-1光强下多种营养元素（N、P、Ca、Mg、Mn、Cu和Zn）含量到达最大。在白光200 μmol·m^-2·s^-1的光强下,P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn的累积量最大,而在红蓝光250 μmol·m^-2·s^-1的光强下,10种营养元素的累积量均最大。相同光强下,红蓝光有利于生菜体内N、P、Ca、Mg、Mn和Zn含量的提高,而白光则更有利于C、N、P、K、Mg和Fe等的累积。因此白光处理更有利于促进生菜生长,并提高生菜体内N、C、P、K、Mg和Fe的累积量,其累积量的提高主要是由较高的生物量决定的。     

营养液氮水平及EC对基质培西洋参生长及总皂苷含量的影响

采用LED光源在室内可控环境下进行了2个试验,试验1设置2.5、5、7.5 mmol/L三种营养液氮水平处理,试验2设置了1、1.5、2倍三种营养液EC处理,研究了营养液氮水平及EC对西洋参根鲜干重、形态指标及叶绿素含量等的影响。结果表明:西洋参无土栽培环境下,低氮水平及低EC营养液处理利于西洋参果实和种子单粒的生长,且利于西洋参地上部分形态指标及其参根的生长,营养液氮水平和EC处理对西洋参总皂苷的影响没有显著差异。     

设施甜椒土垄和垄嵌基质栽培方式CO2排放通量日变化比较

为了探究新型栽培方式下甜椒苗期CO_2的排放量和排放日变化特征,明确新型栽培方式下最佳的蔬菜减排栽培模式,通过静态箱-气相色谱法分别对土垄栽培、土垄内嵌式基质栽培(SSC)标准垄、SSC矮垄3种栽培模式的内嵌区和土垄栽培、SSC标准垄、SSC矮垄的整个垄部进行连续地取气测定。结果表明:测定时间段内,设施甜椒苗期的CO_2的排放通量呈现单峰型,与室内气温、地表下5 cm深温度的变化趋势相一致。CO_2的排放通量呈现昼高夜低的现象,在白天,土垄的垄部CO_2的排放通量平均排放通量最高,为325 mg/(m~2·h),SSC标准垄的垄部CO_2的排放通量平均排放通量最低,为164 mg/(m~2·h);在夜间,土垄的垄部CO_2的排放通量平均排放通量最高,为110 mg/(m~2·h),SSC矮垄的垄部CO_2的排放通量平均排放通量最低,为78 mg/(m~2·h)。土垄的CO_2的排放通量日变化波动较大,SSC栽培的CO_2的排放通量日变化较为稳定。此外,3种栽培处理的根区温度日变化趋于一致,峰值滞后于室内气温1～3 h,但3种处理的根区温度数值有所差异,SSC标准垄相较于更有优势。综上所述,SSC栽培模式有利于设施蔬菜的减排效应,对于日光温室中设施蔬菜的栽培技术具有应用前景。     

根区施用硝化抑制剂DMPP对不同栽培方式下黄瓜产量及根区温室气体排放的影响

为了研究根区施用硝化抑制剂（DMPP）对日光温室起垄内嵌式基质栽培与土垄栽培黄瓜产量及根区N2O和CO2排放的影响,设置5个处理:CK（土垄栽培,不施氮肥）、SC（土垄栽培,常规施氮肥）、SC+D（土垄栽培、常规施氮肥配施DMPP）、SSC（起垄内嵌式基质栽培、常规施氮肥）、SSC+D（起垄内嵌式基质栽培、常规施氮肥配施DMPP）,分析了DMPP对黄瓜根区N2O和CO2排放的影响机制和对黄瓜产量的综合影响。结果表明：施氮肥显著增加了设施蔬菜地N2O累计排放量和黄瓜总产量。与SC处理相比,SSC处理的N2O累积排放量、CO2累积排放量和全球增温潜势分别减少27.9%、30.2%、30.1%（P<0.05）。SC+D处理显著降低全球增温潜势27.5%（P<0.05）;相比SSC处理,SSC+D处理显著降低全球增温潜势29.8%（P<0.05）。与CK相比,SC、SC+D、SSC和SSC+D处理的黄瓜总产量分别显著提高123.7%、138.0%、130.0%和138.7%。与SC处理相比,SSC处理显著提高了黄瓜产量和地上部、根系的干物质量,分别为5.1%、8.4%、66.1%。综合考虑N2O和CO2累积排放量、全球增温潜势、黄瓜产量,推荐施用DMPP条件下起垄内嵌式基质栽培为较优的管理模式。     

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。     

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。     

LED红蓝光对西洋参植株生长、产量和皂苷含量的影响

为了探究LED红蓝光对西洋参植株生长、产量及品质的影响，在环境可控的人工光植物工厂内，以2年生西洋参苗为研究材料，设置2R:1B（Q2:1）、3R:1B（Q3:1）和4R:1B（Q4:1）三种红蓝光质，以及50（I50）和80 μmol·m-2·s-1（I80）两种光强，研究了6种LED红蓝光处理对西洋参生长、产量、品质等的影响。结果表明，不同红蓝光对西洋参植株光合能力的影响略有差异。Q3:1I50处理下西洋参果实和种子的数量最多，Q2:1I80处理的西洋参地下部的鲜重和干重最重，Q4∶1I80处理的西洋参总皂苷的含量显著高于其他处理。因此，光强是影响西洋参生长、产量及皂苷含量的重要因素。低光强利于西洋参地上部及果实和种子的生长，高光强利于西洋参地下部的生长。研究结果基于产量和皂苷含量为LED红蓝光照射条件选择提供科学依据，也为植物工厂栽培西洋参等高附加值作物提供技术支撑，促进植物工厂产业发展。