温室黄瓜光合生产与干物质积累模拟模型

根据“源-库”理论及黄瓜生理学和作物生态学的基本原理,建立了温室黄瓜冠层光合生产和干物质积累模拟模型,模型由叶面积动态、光合作用、呼吸作用、干物质积累等子模型组成,模型中参数由相关文献和试验资料确定。通过收集国产温室黄瓜各生育时期干物质积累量对模型进行检验。结果表明,以光合作用为基础的干物质积累量模拟值与实测值的相对误差在-3.0%～10.0%之间,说明所建立的模拟模型具有较高的精确性、机理性和实用性。     

基于气候阻力的温室黄瓜蒸腾速率模拟

在北方地区玻璃温室内,观测黄瓜生长期叶温与温室内微气象因子,利用基于能量平衡方程和水汽扩散理论的叶-气温差方程计算植株气孔阻力(ri),结合同期气候阻力(r^*)和边界层阻力(re)进行分析,结果发现：不同天气条件下ri/re的比值与r^*/re比值之间呈极显著正相关关系,晴天时：ri/re=1.207(r^*/re)-0.326(n=328,r=0.8055),阴天时：ri/re=0.169(r^*/re)+0.278(n=222,r=0.8076)。根据此拟合方程,以r^*/re代替ri/re代入修正后的P-M公式中计算温室黄瓜的蒸腾速率,与直接代入ri值的计算结果比较,结果晴天与阴天条件下的相对误差均<10%,一致性指数达0.96以上,说明利用拟合方程建立的模型模拟效果很好。此模型能够直接利用气象数据计算温室作物气孔阻力并进而计算蒸腾速率,使温室作物蒸腾速率的计算更简单方便,该文结果对同类温室和作物有参考价值。     

不同光照条件下温室黄瓜干物质生产模拟与试验研究

在参考国内外园艺作物生长发育模拟模型研究的基础上，结合温室黄瓜试验数据，确定模型参数，建立了温室黄瓜光合生产与干物质积累模拟模型，其中包括光合，呼吸和干物质生产等子模型。通过对温室黄瓜进行活体定株观测和取样测量，在不同播种期（春季和秋季）和不同处理光强（100%光照和33%光照）下验证模型的准确性，表明模型具有较高的精确性、灵敏性和实用性。     

不同光照条件下温室黄瓜干物质生产模拟与试验研究

在参考国内外园艺作物生长发育模拟模型研究的基础上,结合温室黄瓜试验数据,确定模型参数,建立了温室黄瓜光合生产与干物质积累模拟模型,其中包括光合,呼吸和干物质生产等子模型。通过对温室黄瓜进行活体定株观测和取样测量,在不同播种期(春季和秋季)和不同处理光强(100%光照和33%光照)下验证模型的准确性,表明模型具有较高的精确性、灵敏性和实用性。     

不同果实负载下温室黄瓜干物质分配的模拟

黄瓜是中国温室栽培的最主要作物之一,果实负载决定着果实发育和产量,构建不同果实负载下温室黄瓜干物质分配模型对温室黄瓜栽培管理具有重要的理论意义和实践价值。根据温室黄瓜生长对光温需求,以辐热积（TEP）为尺度建立温室黄瓜干物质分配模型,并用与建模试验不同的试验数据进行模型检验。模型对温室黄瓜茎、叶和果实干质量的预测结果与实测值1∶1线回归估计标准误（RMSE）和决定系数（R2）分别为223.08、119.23、316.34 kg/hm2和0.76、0.73、0.75,模型的预测结果与实测值之间的吻合度较好。     

中国连栋温室黄瓜周年生产能耗分布模拟

温室作物周年生产单位产量的能耗是进行温室投资风险评估和优化温室气候控制的重要指标。为明确中国温室作物周年生产单位产量能耗分布规律,该文以Venlo型连栋温室和温室主栽作物黄瓜为研究对象,选取中国有代表性的224个气象观测站点25 a（1981－2005年）每日平均气候资料（每日最高最低气温、水汽压、日照时数和平均风速）,利用温室能耗预测模型和作物生长模型,模拟预测在商业化生产中常用的两种不同的温室温度（白天和夜间温度控制目标分别为控制策略一：24℃与19℃,控制策略二：20 ℃与15℃）和CO2体积分数（增施：1000 mL/L,自然通风不增施：350 mL/L）控制策略下,连栋温室黄瓜周年生产所需的能耗和黄瓜的潜在产量。在此基础上,进一步计算每单位黄瓜产量所需要的能耗,并利用GIS技术及反距离权重插值方法获得空间上连续分布的栅格数据,得到中国连栋温室黄瓜周年生产单位产量能耗分布图。结果表明,中国温室周年生产黄瓜单位产量能耗总体趋势是从低纬度地区向高纬高海拔的寒冷地区增加。两种温度控制策略下各地的黄瓜单位产量能耗差异在8%以内,但增施CO2可以降低各地的黄瓜单位产量能耗达29%～67%,低纬度地区降低幅度大于高纬高海拔区。中国温室能耗主要受室外气候和温室温度控制目标影响;在两种温室温度控制策略下,黄瓜潜在产量主要受室外光照条件和室内CO2浓度影响。增施CO2能够大幅提高黄瓜产量,是增加温室作物产量和提高能耗利用率的有效手段。该研究结果可为中国不同区域连栋温室投资风险评估和从能耗角度优化温室环境调控提供支持。     

大型温室黄瓜生长发育特性研究

研究了大型温室栽培条件下,黄瓜生长发育的规律,包括叶片光合作用,器官发育,干物质累积与分配,以及产量形成等.试验结果表明现代化温室为黄瓜的生长发育提供了良好的环境条件.随着光合有效辐射的增加,叶片光合速率迅速增加;随着叶片的生长,叶片光合速率先增加后逐渐下降,前期生长的叶片在相当长的时间保持较高光合速率,后期叶片光合速率下降较快.黄瓜各器官的生长发育速度很快,茎平均生长速度8 cm/d,叶片长成仅需10 d,果实从开花到采收仅需12 d左右.整个生育期干物质累积呈S形曲线,在各器官干物质的分配中,根系占整个干物质总量的比例很小,而且随着生育期的延长而减小,从前期的5%左右减少到后期的1%左右;茎占整个干物质总量的比例整个生育期变化较小,基本维持在10%～15%之间;在营养生长阶段,叶片占干物量的70%～80%,但随着果实的生长,叶片占干物质的比例迅速下降,到后期仅占20%左右;进入生殖生长阶段,果实占干物质的比例迅速增加,后期占整个干物质的70%左右.现代大型温室栽培条件下,黄瓜的产量比较稳定,随采收周次的变化呈二次多项式,8周总产量达到12 kg/m2.     

大型温室黄瓜生长发育特性研究

研究了大型温室栽培条件下，黄瓜生长发育的规律，包括叶片光合作用，器官发育，干物质累积与分配，以及产量形成等。试验结果表明：现代化温室为黄瓜的生长发育提供了良好的环境条件。随着光合有效辐射的增加，叶片光合速率迅速增加；随着叶片的生长，叶片光合速率先增加后逐渐下降，前期生长的叶片在相当长的时间保持较高光合速率，后期叶片光合速率下降较快。黄瓜各器官的生长发育速度很快，茎平均生长速度8 cm/d，叶片长成仅需10 d，果实从开花到采收仅需12 d左右。整个生育期干物质累积呈S形曲线，在各器官干物质的分配中，根系占整个干物质总量的比例很小，而且随着生育期的延长而减小，从前期的5%左右减少到后期的1%左右；茎占整个干物质总量的比例整个生育期变化较小，基本维持在10%～15%之间；在营养生长阶段，叶片占干物量的70%～80%，但随着果实的生长，叶片占干物质的比例迅速下降，到后期仅占20%左右；进入生殖生长阶段，果实占干物质的比例迅速增加，后期占整个干物质的70%左右。现代大型温室栽培条件下，黄瓜的产量比较稳定，随采收周次的变化呈二次多项式，8周总产量达到12 kg/m²。     

日光温室黄瓜非均质冠层光合生产的模拟

用均质冠层结构的光合模型来模拟非均质的日光温室黄瓜冠层光合速率则误差较大.该文所建立的日光温室黄瓜非均质冠层光合速率模型考虑到日光温室黄瓜冠层内光照分布以及叶片光合特性的不均匀性,其包含了非均匀冠层的透光模型和描述冠层叶片光合特性差异的经验公式.利用该模型对冠层光照分布和冠层光合速率的模拟结果表明:当模拟时所取的植株高度小于1.2 m,则冠层内直射光透光率和散射光透光率的模拟结果与验证值相比符合程度较好,但是对于模拟冠层单位体积内叶面积的总光合速率的结果还有待于进一步的验证.     

黄瓜温室栽培管理专家系统的研究

黄瓜是设施蔬菜栽培的主要作物之一。但实际生产中专家的不足制约着黄瓜产量与品质的提高。该研究应用人工智能专家系统原理和面向对象的设计方法，采用Visual Basic语言研究开发出了黄瓜温室栽培管理专家系统。该系统是一个针对温室黄瓜栽培管理、病虫害识别与防治的计算机辅助决策系统，可缓解生产中专家供不应求的矛盾。     

氮素对温室黄瓜开花后干物质分配和产量影响的模拟研究

了解氮素对干物质分配和产量的定量影响是实现温室黄瓜氮肥优化管理的前提.该研究通过黄瓜雌性无限生长型品种"戴多星"(Cucumis sativas.'Deltastar')不同定植期和开花后不同氮素处理试验,定量分析了氮素施用水平对该类型黄瓜开花后干物质分配和产量的影响,并建立了开花后分配指数和采收指数与盛果期叶片氮浓度的关系方程.在此基础上,建立了氮素对黄瓜开花后干物质分配和产量影响的预测模型,并用独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明,模型对茎干物质量、叶干物质量和果实干物质量及黄瓜产量(鲜质量)预测值与实测值之间基于1:1直线之间的决定系数R2分别为0.945、0.943、0.990、0.955;相对预测误差RE分别为13.0%、12.3%、9.2%、16.8%.本模型可预测不同氮素水平下温室黄瓜地上部各器官干物质量和产量,可以为中国温室黄瓜生产的氮肥优化管理决策提供参考.     

基于蔗糖产量时域变化的温室番茄光合作用的模拟与验证

为了使基于过程的作物模型（Based on Process Model,BPM）和基于结构的作物模型（Structure Model,SM）更好的衔接。该研究依据温室番茄的生理特性,分析了单位叶面积蔗糖产量与光合有效辐射的关系,建立了单位叶面积蔗糖产量子模型;利用有效叶面积与有效积温的关系公式,建立了有效叶面积的预测模型。将二者整合,构建了基于蔗糖的温室番茄光合作用模型并采用独立的试验数据对模型进行了验证。结果表明,单位叶面积蔗糖产量的预测结果的决定系数R2和RMSE分别为0.98和0.95 g/m2;有效叶面积的预测结果的R2和RMSE为0.96和0.02 m2;单株蔗糖产量的预测结果的R2和RMSE为0.97和48.58 mg/株。该文提出的有效叶面积初步解决了番茄因不断摘除老叶导致叶面积发展规律不断被打破导致无法准确模拟的问题,所建立的光合作用模型初步实现了基于过程的作物生长模型和基于结构的生长模型的有效融合;     

便携式光合作用测定系统仪器误差探析

使用各种便携式光合仪测定植物单叶平均光合速率的总误差是由仪器误差、观测误差和叶片本身产生的某些光合反应综合而成。简析了因CO2 、流量、温度、气压等参数测量所用传感器的精度引起的仪器误差 ,且该误差因测量方式 (开路或闭路 )及叶片光合速率水平而异 ,光合强度越强其误差越小 ,误差变幅为 8%～ 2 0 % (开路 )或2 5%～ 15% (闭路 )。并分析了各测量参数误差对光合速率综合误差的贡献 ,指出仪器误差主要是由CO2 分析器和流量计误差所致     

用辐热积法模拟温室黄瓜叶面积、光合速率与干物质产量

依据温室黄瓜叶片生长与温度和辐射的关系,用辐热积构建了两种不同整枝方式下的叶面积模拟模型,并与已有的光合速率和干物质生产模型相结合,建立了适合中国种植技术的温室黄瓜光合速率与干物质生产模拟模型,并利用不同品种、基质的试验资料对模型进行了检验。结果表明,本模型比积温法和比叶面积法能更准确地预测温室黄瓜的叶面积和总干重,为温室作物生长模拟提供了新思路。     

DA-6对温室桃树光合作用和叶绿体活性的影响

以温室桃树为试材,研究不同浓度的DA-6对桃树叶片光合作用、叶绿体活性和果实品质的影响。结果表明,20 mg/L DA-6处理显著提高了温室桃树叶片的净光合速率、气孔导度和叶绿素含量,还显著提高了叶绿体Hill反应活力,非环式光合磷酸化活性、Rubisco和ATPase活性;而40 mg/L DA-6处理对它们有轻微的抑制作用。所有DA-6处理均提高了果实品质,其中20 mg/L DA-6处理显著提高了果实平均单果重和可溶性固形物含量,降低了可滴定酸含量,使果实品质得到显著提高。试验表明,适当浓度的DA-6处理可提高温室桃树的光合效率和果实品质。     

镉对黄瓜幼苗光合作用、抗氧化酶和氮代谢的影响

采用营养液培养的方法,研究了不同浓度镉（Cd）处理对黄瓜幼苗植株生长、光合作用、抗氧化酶以及氮代谢相关酶活性的影响。结果表明,随着Cd处理浓度的增加,黄瓜植株生长受到明显抑制,叶绿素a、b、类萝卜素含量显著降低;Cd处理使净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）下降,而细胞间CO2（Ci）升高。高浓度Cd处理显著降低了黄瓜的原初光能转换效率(Fv/Fm)。10和100 mol/L的Cd处理使抗氧化酶过氧化氢酶（CAT、）愈创木酚过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均有不同程度的提高,而当Cd浓度达到200 mol/L,抗氧化酶的活性均受到显著抑制。随着Cd处理浓度的增加,硝酸还原酶（NR）、谷氨酰氨合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）活性均受到明显抑制。     

温室黄瓜干物质分配与产量预测模拟模型初步研究

依据温室黄瓜(Cucumis sativus)器官生长与温度和辐射的关系,建立了基于分配指数和采收指数的温室黄瓜干物质分配与产量预测模拟模型,并利用不同品种和基质的试验资料对模型进行了检验。结果表明,模型对黄瓜地上部分干重、根干重、茎干重、叶干重、果实干重的预测结果与1∶1直线之间的R²分别为0.98,0.73,0.83,0.92,0.94;RMSE分别为232,6.8,157.6,173.9,196.8 kg/hm²。模型对黄瓜产量的预测结果与1∶1直线之间的R²为0.80,RMSE为7526.4 kg/hm²。本模型对不同基质、品种的黄瓜干物质分配和产量的预测值与实测值符合度均较高,说明本模型的普适性较好。模型不仅能较好地预测中国现有生产水平下温室黄瓜的干物质分配及产量,而且可以为实现中国温室黄瓜生产环境优化调控和模式化栽培管理提供决策支持。     

用辐热积法模拟温室黄瓜果实生长

为了提高预测温室黄瓜产量的能力,该研究根据温室黄瓜（品种为：戴多星Cucumis sativus cv Deltestar）果实对温度和辐射的响应,建立了以辐热积（Product of thermal effectiveness and PAR,TEP）为尺度的温室黄瓜果实模型,并用独立的试验数据进行了检验。模型对温室黄瓜各节位果实果长、果径和鲜质量的模拟值与实测值的符合度较好,模型对温室黄瓜果长和果径的模拟值与实测值之间的决定系数（R2）分别为0.7325和0.5885;回归标准误差（RMSE）分别为1.64 cm和0.35 cm,而以有效积温（Growing degree days,GDD）为尺度构建的果实生长模型对果长和果径的预测结果与实测值之间的决定系数（R2）分别为0.5768和0.4893;回归标准误差（RMSE）分别为1.83 cm和0.40 cm;本模型对果实鲜质量的模拟结果与实测值之间的回归标准误差（RMSE）和决定系数（R2）分别为25.04 g 和0.6782。而基于有效积温的果实生长模型对果实鲜质量的模拟结果与实测值之间的回归标准误差（RMSE）和决定系数（R2）分别为28.52 g和0.6068。模拟精度提高了12.21%。本研究建立的辐热积模型能较准确地预测温室黄瓜各节位的果实生长,模型的实用性较强,可以为温室黄瓜生产提供理论依据和决策支持。     

有机肥对自毒物质胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

采用砂培试验研究了有机肥对外源自毒物质苯丙烯酸(CA)、对羟基苯甲酸(HA)胁迫下黄瓜光合作用的影响。结果表明,CA、HA胁迫导致黄瓜幼苗叶绿体亚显微结构发生明显的改变:被膜溶解,基粒垛、基质片层减少;Chl.a、Chl.b、Chl(a+b)和Car含量降低,光合速率下降,H2O2含量提高。施用有机肥可显著或极显著提高CA、HA胁迫下黄瓜的光合色素含量和光合速率,降低叶片H2O2含量,促进黄瓜的生长。     

渗灌灌水定额对温室黄瓜产量和水分利用效率的影响

为了解决不合理灌溉所引发的问题,采用先进的灌水技术和灌水理论,制定合理的保护地蔬菜栽培灌溉制度,即确定适宜灌水控制指标,对于节约水资源、提高产量等都具有非常重要的意义。采用保护地黄瓜栽培小区试验的方法,通过比较单次灌水量、灌水次数、水分利用效率和产量等指标,对不同灌溉计划湿润层土壤湿润比灌溉效果进行了综合评价。研究结果表明,在砂质黏壤土上,当节点式渗灌管埋深为25 cm、计划湿润层深15～40 cm（厚度25 cm）、灌水控制上限和下限分别定为土壤水吸力6 kPa（田间持水量）和30 kPa时,将灌溉计划湿润层土壤湿润比设定为前期0.37～0.38（灌水定额54～56 m3/hm2）、后期0.34～0.37（灌水定额50～55 m3/hm2）并依此进行灌溉,具有较好的高产、优质、节水效果。