东北日光温室番茄长季节栽培管理专家系统的研制

本文根据温室番茄长季节栽培技术经验，利用农业专家系统开发平台（单机版）PAID4．0，开发温室番茄长季节栽培管理专家系统。本系统包括番茄栽培管理、病虫害防治模块、248条规则。通过将专家研究成果与计算机的结合为温室番茄长季节高效栽培技术的推广提供了广阔的应用前景。     

温室长季节栽培番茄发育动态模拟模型的研究

根据番茄生物学特性、发育阶段有效积温恒定的原理和多年的栽培经验，对温室长季节栽培番茄的发育阶段进行划分，其生长发育阶段包括播种期、幼苗期、开花座果期、果实膨大期、果实采收初期、果实采收盛期和果实采收末期。将不同播期各生育阶段的生长度日的平均值确定为建模过程中的参数Ai：自幼苗期至果实采收末期分别为710.5、110.5、152.3、302.9、245.6、2156.7、200.5度日。确定了发育阶段有效积温参数后，建立了温室番茄长季节栽培的发育动态模拟模型，系统的预测番茄发育阶段。模型检验结果表明，温室番茄发育动态模拟模型具有较高的精确性、机理性和实用性。     

温室长季节栽培番茄发育动态模拟模型的研究

根据番茄生物学特性、发育阶段有效积温恒定的原理和多年的栽培经验,对温室长季节栽培番茄的发育阶段进行划分,其生长发育阶段包括播种期、幼苗期、开花座果期、果实膨大期、果实采收初期、果实采收盛期和果实采收末期.将不同播期各生育阶段的生长度日的平均值确定为建模过程中的参数Ai自幼苗期至果实采收末期分别为710.5、110.5、152.3、302.9、245.6、2156.7、200.5度日.确定了发育阶段有效积温参数后,建立了温室番茄长季节栽培的发育动态模拟模型,系统的预测番茄发育阶段.模型检验结果表明,温室番茄发育动态模拟模型具有较高的精确性、机理性和实用性.     

温室番茄生产实时在线辅助决策支持系统的研制

为了加强对温室环境监控的能力、提高温室番茄高产优质栽培的管理水平，研制开发出一种基于环境数据采集系统的实时在线辅助决策系统。该系统不仅能对温室主要环境要素进行实时采集、存储、图表显示，而且能为用户提供实时管理信息服务。系统实际运行表明，各项技术指标基本达到了设计要求，但在相关知识库与数据库的完善、传感器的选型与制作等方面仍需要深入研究。     

北方日光温室长季节番茄茎节生长模拟模型

以番茄器官生长发育的生理生态过程为基础,建立了北方日光温室长季节番茄茎节生长模拟模型,它是建立番茄叶片和果实生长模拟模型的基础。供试番茄品种为“卡鲁索”和“卡特琳娜”。确定了模型中的参数如节点最大出现速率等,并对模型进行了验证试验。结果表明：番茄茎节数模拟值与实测值的变化趋势一致,平均相对误差为0.7%～9%。用散点图法验证模拟值与实测值的相关系数达0.9964,截距为-8.8,每平方米模拟值比实测值平均偏低8.8个茎节。表明模型模拟结果较好。     

温室大棚无公害番茄生产技术

阐述了无公害番茄在温室大棚生产中对基地的选择条件、种植技术问题,并提出相应的研究对策与建议。     

碳晶电地热系统在日光温室番茄生产中的应用

针对中国节能型日光温室冬季土壤温度低而传统加温设备能耗高的特点,将碳晶电地热系统引入设施番茄栽培中。以不加温处理和发热电缆加温为对照,设碳晶电热板全掩埋、半掩埋、平放式3个处理,研究碳晶电地热系统不同加温方式对番茄生长、生理、产量影响,并结合设备前期投入、运行成本进行经济性评估。研究结果表明,碳晶电地热系统能显著（P<0.05）提高地温,但对气温影响不显著。与不加温相比,碳晶电地热系统全掩埋加温处理能显著提高番茄根系活力和光合速率,前期产量、总产量分别增加38.7%和28.2%,但与发热电缆相比差异不明显;半掩埋、平放式加温方式的番茄产量与不加温对照无显著差异。设备前期投入成本比较结果如下,燃煤锅炉（27元/m2）>碳晶电地热系统（19元/m2）>发热电缆（9元/m2）;运行费用比较,发热电缆（12.51元/m2）>碳晶电地热系统（9.38元/m2）>燃煤锅炉（5.37元/m2）,研究结果为碳晶电地热系统在日光温室番茄冬春季节加温栽培中的推广应用提供参考。     

温室番茄生长发育动态模型与计算机模拟系统初探

研究建立了以太阳辐射为基本驱动因子的温室番茄生长发育动态模型,并进一步开发出基于Windows的计算机模拟系统,该模型包括太阳辐射、C平衡分析、植株形态发育、干物质分配等重要模块,使模型具有较完善的功能。计算机模拟系统采用MS Visual Basic 6.0和PowerStation Fortran 4.0混合语言编程技术,使模拟系统在界面和功能上达到较好的统一。     

水培番茄、黄瓜营养液管理专家系统的构建

针对无土栽培的技术核心——营养液管理，构建了水培番茄、黄瓜的营养液管理专家系统，以促进无土栽培技术在中国大面积的推广和应用。该文详细介绍了该专家系统的设计目标、结构和功能设计的过程以及知识库的构成；构建了番茄、黄瓜在不同生育期对氮、磷、钾、钙等大量元素的吸收模型，组成动态模型库；优化了番茄、黄瓜在逆境(高温、低温、寡照等)生长条件下对营养液的管理。在大量搜集水培知识和营养液管理数据的基础上，基本实现了对水培番茄、黄瓜不同生育期的营养液浓度(EC)，酸碱度(pH)，氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)等营养元素浓度，以及营养液温度、溶解氧浓度的管理和决策。     

基于虚拟生长模型的温室番茄栽培管理专家系统

为改进传统农业专家系统的决策性能,动态表达其决策结果,提出并实现了基于虚拟生长模型的温室番茄栽培管理专家系统.介绍了系统的总体框架与功能模块,分析了系统实现的若干关键技术,如开发工具、知识表示方法、知识库的构建、虚拟番茄生长模型等.系统综合运用推理、预测、可视化与解释等机制帮助用户设计栽培管理方案,可视化模拟和预测温室番茄的生长发育进程.基于虚拟生长模型的温室番茄栽培管理专家系统初步实现了积温模型、形态发生模型与专家系统知识模型的综合集成,更适合温室番茄栽培管理的实际需要.试验表明该系统具有较好的应用前景.     

日光温室秋冬茬番茄氮素供应目标值的研究

通过连续两年的田间试验,以寿光当地的传统施肥处理为对照,通过对日光温室秋冬茬番茄主要生育时期土壤无机氮素供应水平的调控,确定番茄在第一穗果膨大期、第二穗果膨大期和第四穗果膨大期合理的无机氮素供应水平(追肥前根层土壤Nmin+追施化肥氮量)分别为N237、173和153kg/hm2。在3次追肥期间土壤有机氮矿化数量分别为N53、13和21kg/hm2;有机肥矿化提供的氮素量分别为N41、8和-17kg/hm2;灌溉水带入氮素量分别为N11、5和5kg/hm2。因此,若考虑土壤Nmin、土壤有机氮矿化、有机肥矿化、化肥氮及灌溉水带入的氮素等来源的氮素供应,则日光温室秋冬茬番茄在第一穗果膨大期、第二穗果膨大期和第四穗果膨大期时的氮素供应目标值分别为N342、199和162kg/hm2。目标产量为73t/hm2的番茄全生育期的氮素供应目标值为N481kg/hm2。     

设施栽培番茄的氮磷钾肥料效应研究

采用"3414"肥料试验设计开展了设施栽培番茄的氮、磷、钾肥料效应研究。结果表明,在高肥力土壤上适量施用氮、磷、钾肥均可增加番茄产量,但过量施用会降低其产量;钾肥的增产作用大于磷肥,氮肥的作用较小;氮、钾肥和磷、钾肥配施可增加番茄产量,而氮、磷肥配施降低产量。氮、磷(P_2O_5)和钾(K_2O)最佳经济施肥量分别为119.0、50.4和375.6 kg/hm~2,施肥比例为1∶0.42∶3.16。不同施氮量对番茄硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响不规律,增施磷、钾肥番茄硝酸盐含量呈先增加后减少趋势;氮、磷肥和磷、钾肥配施可降低番茄硝酸盐和亚硝酸盐含量。氮、钾肥和磷、钾肥配施提高了番茄可溶性糖含量,氮、磷肥和磷、钾肥配施降低了番茄总酸含量,氮、钾肥配施则有增加番茄总酸含量的趋势,氮、钾肥和磷、钾肥配施均可提高番茄Vc含量。氮、磷、钾肥料合理配施对番茄产量和品质的提高具有重要作用。     

响应面设计法在温室番茄栽培中的应用

为优化温室番茄的栽培条件,试验研究了不同栽培密度、施氮量和施钾量对日光温室番茄产量的影响。通过中心复合试验设计,构建三因素（栽培密度,氮肥,钾肥）五水平的响应面设计方法并建立番茄产量与三因子的二次回归数学模型。结果表明:三因素对温室番茄产量均有显著的影响（p0.01）,影响的大小顺序为栽培密度施钾量施氮量;栽培密度与施氮量、施钾量之间存在显著的交互作用（p0.01）,施氮量与施钾量之间的相互作用对番茄产量影响不显著（p0.05）;多元二次回归分析结果显示,栽培密度、施氮量、施钾量与番茄产量之间的回归模型高度显著（p0.01）。统计分析确定温室番茄的最佳栽培条件为:栽培密度4.83万株/hm2,施氮量262 kg/hm2,施钾量513kg/hm2;在此条件下,温室番茄产量的预测值为119381kg/hm2,验证试验所得产量为121005kg/hm2。本研究为日光温室番茄高产、稳产和优质提供了理论依据。     

Response surface optimization of cultivation conditions for yield of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) in greenhouses

There is a great potential for greenhouse tomato fruit yield improvement in China for the low yield per hectare. We evaluated the effects of multi-factors (plant density, nitrogen (N) and K₂O fertilizer) on fruit yield of tomato (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Jinfan 4) by response surface methodology with a 5-level-3-factor central composite design. A multivariate quadratic regression model of fruit yield was established. Results showed that N fertilizer was the most significant for fruit yield, followed by K₂O fertilizer and plant density. Fruit yield showed a parabolic trend with increasing fertilizer levels or plant density. There was a significant interaction effect between plant density and fertilizer levels. Optimal conditions were obtained: 4.83 × 10⁴ plants ha^?1 for density, 262 kg ha^?1 for N and 513 kg ha^?1 for K₂O. Under these conditions, the predicted fruit yield was 119,381 kg ha^?1, while the actual fruit yield from verification test was 121,005 kg ha^?1.     

陶瓷管负压控温栽培系统在番茄日光温室冬季生产中的应用效果

设施蔬菜冬季生产中,土壤温度低是蔬菜生长的一个限制因子。该文在番茄冬季生产中应用微多孔陶瓷管负压加温栽培系统,试验表明通过循环温水利用同一根陶瓷管边灌水边加温是完全可行的;加温处理白天、夜间平均温度分别比不加温处理的高出2.7℃,1.2℃。加温处理的植株长势、果实中可溶性糖、滴定酸度的含量和糖酸比、产量、特别是前期产量显著高于不加温处理。在温室冬季生产中仅仅对土壤进行加温就可显著促进植株生长,提高果实的产量和品质。     

基于负压灌溉系统的温室番茄蒸发蒸腾量自动检测

针对目前关于作物蒸发蒸腾量测量方法中存在测定成本高、工作强度大及精确度差等问题,设计了一种测量作物蒸发蒸腾量的负压灌溉系统(negative pressure irrigation,NI)。为验证测量结果的精确性,以水量平衡法为对照(CK),采用田间小区定位试验,研究了NI条件下日光温室番茄周年土壤水分动态变化,并对比分析了温室番茄蒸发蒸腾量及水分利用效率。结果表明:NI条件下的温室番茄0~20 cm土壤含水率及0~100 cm土体贮水量变化稳定,周年变化幅度分别为21.4%~23.8%和322.2~333.3 mm。负压灌溉系统测量的春茬番茄蒸发蒸腾量呈单峰曲线变化,季节变化幅度为0.46~5.68 mm,最高值出现在5月20日;秋茬番茄的蒸发蒸腾量季节变化幅度小于春茬番茄,仅为0.56~3.43 mm,最高值出现在10月12日。NI测定的番茄周年蒸发蒸腾量为533.4 mm,低于CK计算结果(541.6 mm),但并无显著性差异(P0.05)。2种方法测定的周年蒸发蒸腾量呈极显著线性正相关关系(P0.01),相对误差绝对值的平均仅为3.83%~7.71%,绝对误差绝对值的平均也只有2.14~5.08 mm。2种方法得到的温室番茄水分利用效率也无显著性差异。综合分析,负压灌溉系统能够实现温室番茄蒸发蒸腾量的计算,其结果不仅与水量平衡法无显著差异,而且简便快捷、使用成本低、测定结果可靠,为温室作物的蒸发蒸腾量测量提供了新的技术手段。