水肥一体化循环灌溉系统的设计与试验

结合我国水肥一体化灌溉发展的需求,设计了一套水肥一体化循环灌溉系统。系统采用椰糠基质栽培,主要由配肥系统、灌溉系统、营养液循环系统3大部分组成。系统通过控制肥水的EC、p H值和进入灌溉管道的肥水量来实现自动施肥灌溉,并具有营养液循环回收的功能。它能够执行较精确的施肥过程,预防肥液浪费,提高水肥利用效率。经实际运用证明,该系统运行稳定、操作方便,EC值控制精度为±0.2 m S/cm、p H值控制精度为±0.2。水肥一体化循环灌溉系统用水量是传统土壤栽培的66.7%,黄瓜产量是传统土壤栽培的1.16倍,用工量是传统土壤栽培的63.2%。运用该系统能够达到节约用水、提高产量、节省用工的目的。     

水培叶菜生产关键环节劳动效率研究

为评估水培蔬菜生产劳动效率,以水培‘上海青’生产为研究对象,在福建省农业科学院示范农场开展试验研究,通过影像分析法采集生产数据,掌握了育苗、定植、采收等主要环节的工时情况。结果表明:1 m~2水培‘上海青’生产的育苗、定植、采收工时合计0:04:26。基质装盘与播种、种苗移植、采摘与收放分别是育苗、定植、采收环节的主要工序。生产中共有3个工人,分别为女工A、女工B和男工A。共有7个典型重复动作,即动作1～7,分别为取穴盘装基质、将穴盘放至播种机、将穴盘放至推车、等待播种、取‘上海青’移植、采摘并放至NFT管、收取并放至采收框。同一工人动作1、2、3、4、5前后时段的工时具有较高的一致性(P0.05)。女工A动作5、6以及男工A、女工B动作7的习惯棵数分别为2、1、3、4棵。不同工人动作7的每次收取棵数、平均每棵工时差异显著(P=0.000、0.002),女工每次收取棵数少且速度快。同一工人习惯棵数动作6、7前后时段的工时差异分别为显著(P=0.001)、不显著(P0.05),持续采摘行为会降低工作效率。研究结果为形成水培生产工时认知提供了基础数据。     

植物工厂LED灯无土栽培生菜适宜品种筛选试验

在植物工厂LED灯无土栽培条件下,进行6个生菜品种比较试验,结果表明:以四季生菜产量最高,其次分别是农友三元生菜、紫叶生菜、意大利生菜,这4个品种都是在植物工厂LED灯无土栽培环境下栽培的适宜品种。     

基于光温效应的温室小白菜生理指标动态模拟

[目的]研究温室环境下温度和光照与小白菜生理指标的动态关系,以期为小白菜生产的精准管理提供参考.[方法]以华冠小白菜品种为试材开展营养液膜技术(Nutrient film technique,NFT)栽培,于2019年6—9月分3个时段进行试验,试验期间自动采集温室内温度和光照等数据,每2d进行1次生理指标测定.以建模试验数据计算光温效应(LTF)、辐热积(TEP)和积温(GDD),将其与同时期测定的生理指标数据进行拟合,建立温室小白菜生理指标动态模拟模型,将模拟值与实测值进行比较,检验模型拟合效果.[结果]试验期间的日平均气温为33.26~34.51℃,日光合有效辐射为8.18~13.64 mol/(m2·d).小白菜叶片主要生理指标基本上随生长期间LTF的增加而增加,但可溶性蛋白含量在后期呈现略微下降趋势,硝酸盐含量则呈现升高、降低、再升高的变化.LTF模型的预测效果优于TEP和GDD模型;该模型对小白菜可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、纤维素、蔗糖、淀粉、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素和硝酸盐含量及根系活力的预测结果回归估计标准误差(RMSE)比后两者低,其各指标的RMSE为TEP和GDD模型的9.88%~49.91%和5.86%~93.42%,表明模型的预测精度较高.LTF模型预测结果与实测值之间R2均大于0.950,表明模拟值与实测值的匹配程度较好.[建议]光温效应法适用于对小白菜主要生理指标的模拟,模型对特定小白菜品种、特定影响因子、特定时间段、特定温室环境下的小白菜模拟效果较好,后期需要加强对多品种、多因素和多时空适用模型的系统性研究.     

LED红蓝光配比对生菜生长及生理特性的影响

以意大利生菜为试材,在植物工厂光照培养架上,以红蓝光R∶B=1∶1作为对照,红蓝光配比分别设为R∶B=6∶3、R∶B=5∶4、R∶B=4∶5、R∶B=3∶6、R∶B=2∶7等5个水平,设置光强为150μmol/(m~2·s),每天照光12 h,研究不同红蓝光配比对生菜生长及生理特性的影响。结果表明,在相同红蓝光配比条件下,随着处理天数的延长,生菜的生物量、光合色素、可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C、硝态氮含量都显著提高,而类胡萝卜素含量呈现下降趋势。在同一光强条件下,红光比例最大的处理生物量积累显著优于其他处理,还有利于促进叶绿素a及可溶性糖的积累,而增加蓝光则有利于叶绿素b、可溶性蛋白及维生素C含量的累积。R∶B=6∶3时最有利于生菜生长。     

福建省设施农业智能化研究进展

智能化是设施农业未来发展的一个重要方向,是实现设施农业可持续发展的重要途径。通过概述福建省设施农业的发展现状,以及智能化、信息化、自动化在目前设施农业生产上的应用,介绍智能化设施农业的主要组成部分,以福建省农业科学院中以示范基地为例,分析制约福建省发展设施农业智能化的因素,并提出相应建议,为促进福建省设施农业智能化发展提供参考。     

绣球菌渣复合基质对黄瓜幼苗素质及产量的影响

为减少绣球菌渣废弃物带来的潜在农业面源污染的风险,探讨其资源化利用的可行性,本试验将绣球菌渣与草炭、珍珠岩进行复配,研究不同绣球菌渣复合基质理化性质的差异,黄瓜幼苗生长、生理生化特性及成苗栽培后产量差异,探讨不同基质配方对黄瓜幼苗素质的影响。结果表明,绣球菌渣复合基质的理化性质均在适合黄瓜生长的范围内;配方(绣球菌渣∶草炭∶珍珠岩=1∶1∶1)与对照(CK,草炭∶珍珠岩=2∶1)相比,出苗后20 d,幼苗根冠比、可溶性糖、叶绿素含量分别提高9.84%、25.89%、56.67%,且根系活力是CK的1.79倍;单株果数和产量分别提高17.82%和10.80%,绣球菌渣最佳使用比例为33%。本研究结果为绣球菌渣资源化利用提供了理论依据。     

基于光温效应的大白菜生理特性及营养品质动态模拟效果

在温室环境下,研究大白菜生理特性及营养品质与气温、光合有效辐射的动态模拟关系,以期为温室大白菜生长管理与环境优化调控提供参考。2020年6−9月,以“新早熟5号”大白菜为试材开展前后三期实验,自动采集温室气温和光合有效辐射数据,每3d进行1次大白菜生理特性及营养品质测定。计算实验期间各处理大白菜光温效应LTF以及辐热积TEP、积温GDD值,利用一期实验数据建立生理特性及营养品质动态模拟模型;利用独立两期实验数据开展模型检验,比较动态模拟模型的预测效果。检验结果表明,对大白菜各项生理特性及营养品质的模拟,以LTF模型效果较佳,R2＞0.956,RMSE＜46.752,RE＜11.99%,LTF模型拟合度和模拟精度优于GDD和TEP模型。其中,大白菜叶片可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量呈单峰曲线变化规律,其LTF模型可用Extreme函数表达;硝酸盐含量呈“N”字形变化规律,其LTF模型可用Poly5函数表达;纤维素、根系活力、叶绿素（a、b、a+b）和类胡萝卜素呈“S”型变化规律,纤维素LTF模型可用Gompertz函数表达,其余指标LTF模型可用Logistic函数表达。LTF法能根据气温和光合有效辐射数据较精准地预测温室大白菜生理特性及营养品质,为建立更具普适性的温室大白菜生长模型提供参考。     

利用线性和非线性耦合方式建立温室温湿度预测模型

基于蔬菜种植试验温室内温度、相对湿度和光照强度的实测数据，根据ARIMA模型和RBF神经网络对线性和非线性问题的预测能力差异，构建ARIMA-RBF神经网络权重组合的温湿度预测模型，对温室内温度和湿度的动态变化进行预测，并比较各模型预测精度。结果表明：温室内温湿度分别具有更明显的线性和非线性变化特征，对应预测性能较好的单一模型分别为ARIMA模型和RBF模型。相较单一模型，ARIMA-RBF神经网络权重组合模型的预测精度更高、稳定性更好。最佳温度组合模型的MAE、MAPE和RMSE分别为1.04℃、2.95%和1.21℃；最佳湿度组合模型的MAE、MAPE和RMSE分别为0.35个百分点、0.36%和0.55个百分点。权重组合模型通过适当的加权策略充分发挥了单一模型对数据不同特征的处理能力，能较好地评估温室内温湿度状态，可为建立更具普适性的温室环境因子模型提供参考。