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。     

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。     

昼夜连续照射LED红蓝光对不同品种生菜生长和品质的影响

为探究生菜对全生长期连续光照的响应及品种差异性,在密闭式植物工厂内,以LED红蓝光为光源研究了水培条件下常规光照（12h/12h,NL）与连续光照（24h/0h,CL）对5种生菜生长和品质的影响。结果表明：与常规光照（NL）处理相比,连续光照（CL）处理显著提高了除“大卫”外其它4种生菜的地上部鲜重,其中“绿罗”生菜增加幅度最高。生长初期连续光照（CL）处理下5种生菜叶片叶绿素含量显著高于常规光照（NL）处理,但在生长后期,5种生菜两个处理下的叶绿素含量均无显著差异。与常规光照处理相比,连续光照处理显著提高了5种生菜可溶性糖、总酚和类黄酮含量,以及其中2种紫叶生菜的花青素含量。除“绿罗”外,其它4个品种连续光照处理下的抗坏血酸总量均略有或显著升高,其中主要提高了还原型抗坏血酸的含量,对脱氢抗坏血酸含量的影响不显著。总之,全生长期连续光照能显著提高生菜的产量,促进可溶性糖和抗氧化物质合成;5个品种生菜对连续光照的适应性存在差异,其中“绿罗”的适应性最强;全生长期连续光照运用于植物工厂生菜生产对提高产量和品质的潜力较大。     

不同光强下红蓝光配比对樱桃萝卜生长与产量的影响

采用LED光源在室内可控环境下设置3种光照强度（180、240、300μmol·m^-2·s^-1）和2种红蓝光配比（1R:1B、2R:1B）,以研究不同光强和红蓝光配比组合对樱桃萝卜真叶数、叶绿素含量、肉质根形态以及干鲜重的影响。结果表明,光强为180μmol·m^-2·s-1时,2R:1B处理的新叶叶绿素含量略高于1R:1B处理,但地上部鲜重却略低于1R:1B处理,其它生长指标不同光质处理间无显著差异。光强为240μmol·m^-2·s^-1时,相比1R:1B 处理,2R:1B处理显著提高了樱桃萝卜的新叶叶绿素含量、地上部干鲜重、根直径、根体积、肉质根干鲜重以及干鲜根冠比（P＜0.05）。光强300μmol·m^-2·s^-1时,2R:1B处理的新叶叶绿素含量略低于1R:1B处理,但地上部干鲜重显著高于1R:1B处理（P＜0.05）,其它指标无显著差异。相同红蓝光配比下,樱桃萝卜新叶叶绿素含量、根直径、根体积、肉质根干鲜重及根冠比均随着光强的增加而增加。地上部干鲜重随光强增加的变化因光质而异。总之,一定强度的LED红蓝光质是植物工厂樱桃萝卜高产的光环境基础,并且光强高于一定水平时适宜的红蓝光配比对其生长具有显著促进作用。     

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。     

日光温室起垄内嵌式栽培基质配比对甜椒根区温度和植株生长及产量的影响

为探究起垄内嵌式栽培基质配比对甜椒生长和根区温度的影响,在日光温室中以土壤栽培为对照,共设置4种不同基质配比(体积比):草炭∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1、2∶1∶1、3∶1∶1和3∶2∶1。结果表明:根区基质温度受两侧土壤温度的影响,与两侧土壤温度呈极显著相关;不同基质配比根区温度日变化规律不一致,但日平均温度无显著差异;4种基质配比的根区昼夜平均温差均比土壤低1.0～2.0℃。基质配比对不同生育阶段甜椒的株高、茎粗和SPAD值没有显著性影响,但2∶1∶1配比处理能显著提高甜椒的干物质量。4种基质栽培的甜椒产量均高于土壤,其中2∶1∶1配比处理产量最高为6.46kg/m2,比土壤高103.1%。总结而言,起垄内嵌基质栽培能够提高根区温度的缓冲能力和稳定性;不同基质配比对根区温度影响不显著,但草炭∶蛭石∶珍珠岩=2∶1∶1基质配比能够显著促进甜椒干物质量积累和产量的提高,更适合应用于日光温室甜椒生产。