甲鱼养殖废水作为温室番茄栽培灌溉用水的效果研究

针对甲鱼养殖废水排放所造成的环境负荷、资源浪费和温室栽培灌溉的大量用水需求，采用塑料温室栽培试验方法，研究了将甲鱼养殖废水作为温室樱桃番茄栽培灌溉用水的可行性和效果。试验中养殖废水与自来水混合的比例设为：0、50％和100％，栽培试验在无基肥和添加基肥两种情况下进行。结果显示．无基肥添加时，用100％养殖废水灌溉番茄时对其茎粗生长和产量的促进作用明显，番茄茎粗比用纯自来水灌溉的增大约8．6％，产量增加24％左右。50％的养殖废水灌溉效果介于纯甲鱼废水和纯自来水之间；添加基肥时，用50％养殖废水灌溉的番茄茎粗比纯自来水灌溉的增大6％左右，50％和100％养殖废水灌溉情况下的番茄收获量在6月底基本相同，比用纯自来水灌溉的增加约3．8％。养殖甲鱼废水中的养分能部分供给作物生长需要，对有、无基肥添加情况下的樱桃番茄生长都显示出一定的促进作用，但养殖废水的稀释程度对作物生长效果要根据栽培基质的养分管理不同而定。     

温室环境控制模型及决策的研究

以番茄为研究对象,选取影响番茄发育和产量的最关键因素———空气、温度、光照和空气相对湿度,对温室环境控制模型及决策进行研究。将番茄的生长分为发芽期、幼苗期、开花期、结果期和成熟期5个阶段,将天气条件分为晴天、阴天和夜间。通过对各个因素的计算,对作物生长模型进行决策研究。     

温室番茄光合作用模拟模型的验证

对作物模型的验证是模型走向推广和应用的前提。利用山西农业大学设施实验基地温室的试验数据,对已建立的温室内番茄群体光合作用模拟模型进行了检验,结果表明,模型群体光合速率的实测值(0值时除外)与模拟值的相对误差在0～10.0%之间,具有良好的模拟精度,可以很好地预测环境因子对番茄生长发育的影响。     

现代温室番茄产量规律及其与环境因子的关系

对现代温室无土栽培的樱桃番茄和中果型番茄进行了3年3大茬的产量测定.结果表明,樱桃番茄年平均株高10 m左右,定植后70 d开始采收,年单株座果32~38层,每层15~30个果实,单果重12~15 g,每株年产果实3 kg左右,全年生长期340 d,采收期270~280 d,果实从开花至成熟需40~70 d,产量高峰分别在12月中旬至元月上旬和4月中旬至7月底.中果型番茄年平均株高6~8 m,定植后100 d左右开始采收,年单株座果22~25层,单果重150 g左右,每株年产果实10 kg左右,全年生长期340 d,采收期240~250 d,果实从开花至成熟70~100 d,产量高峰分别在1月和5~7月.年际间产量变化趋势基本一致,但总产量相差较大.年产量的60%~70%在4~7月份.由相关性分析可得,产量与温度呈显著至极显著的正相关,产量与光照呈正相关,产量与湿度呈负相关.温度与湿度呈显著至极显著的的负相关,温度与光照呈极显著的正相关,湿度与光照呈极显著的负相关.     

温室番茄生长发育模拟模型的验证

作物模型是辅助温室作物生产环境优化调控和栽培管理的有力工具,而对模型的验证是模型走向推广和应用的前提。本研究利用杭州地区的番茄试验数据,对已有的用生理发育时间建立的温室番茄发育模型和用辐热积法建立的温室番茄干物质生产和分配模型进行了检验。结果表明,该模型对本试验番茄各物候期的到达日期预测结果与1∶1直线之间的相关系数R为0.9986,标准误SE为2.4495 d;对叶面积指数的预测结果与1∶1直线之间的R和SE分别为0.7513和0.6040;对植株总干物质量的预测结果与1∶1直线之间的R和SE分别为0.7795和687.9072 kg/hm2;对番茄地上部分叶干重、茎干重、果实干重的预测结果与1∶1直线之间的R分别为0.8029、0.7657、0.6160,RMSE分别为267.9190、380.6399、673.0493 kg/hm2。证明该模型具有较好普适性和准确性。     

基于光辐射时滞效应的温室番茄蒸腾量模型的构建

【目的】构建基于光辐射时滞效应的温室番茄蒸腾量模型并确定其应用参数。【方法】依据自动连续记录仪实际称重获得的番茄单株小时蒸腾量,分析番茄蒸腾与温室环境因子的时滞关系,构建基于光辐射时滞效应的温室番茄蒸腾量模型,并对模型进行检验。按照模型预测蒸腾量（ET）,设置T1（1.0 ET）、T2（1.2 ET）、T3（1.4 ET）3个灌溉处理,研究其对番茄基质含水量、光合作用、叶片解剖结构和干物质积累的影响,对模型应用参数进行求证。【结果】晴天时,光辐射与番茄蒸腾量存在1 h的时滞关系,阴天时无时滞关系。考虑时滞效应有利于提升晴天蒸腾模型的精度,时滞模型标准误差与相对误差分别从无时滞模型的0.117 2 mm/h和31.00%降至0.088 5 mm/h和23.42%,纳什系数从0.72升至0.84。T3处理番茄的光合能力强于T1、T2处理;T2和T3处理番茄的叶片厚度、栅栏组织厚度、栅海比显著高于T1处理;T3处理番茄的干物质积累量显著高于T1,但与T2间差异不显著。考虑水分利用效率因素认为,T2处理综合最优。【结论】晴天时光辐射时滞效应1 h的温室番茄蒸腾模型误差最小,精度最高;在番茄果实膨大期,模型灌溉参数为1.2。     

岩棉营养液栽培条件下温室番茄耗水规律的研究

以粉果番茄"欧官"为试验材料,对不同生育期内典型天气条件下温室岩棉营养液栽培番茄的耗水日变化规律及番茄日耗水量进行了分析,并对温室内环境因子与番茄耗水量进行了相关性分析。结果表明:温室番茄在午间(14:00左右)会出现午休现象,即番茄耗水速率呈现双峰曲线;但室内温度过高、光照过强会打破番茄午休现象,耗水一直维持较高的水平。番茄耗水量与温室内温度、光照具有极显著的相关性,耗水变化规律与温室内光照变化规律一致,并具有一定的滞后性。上述结果可为温室岩棉营养液栽培番茄的高频率精准灌溉提供指导,为温室番茄自动灌溉提供依据。     

基于温室番茄长势信息的水肥决策方法研究

温室蔬菜生产已经成为保障蔬菜供应的重要组成部分。针对我国温室生产管理中存在水大肥勤,造成资源浪费、环境污染和产品品质差等问题,当前基于配方的水肥一体化系统得到了快速的发展。配方肥存在不能根据作物实际生长情况进行调节,达不到高产优质的最好效果。针对该问题,本文提出了基于番茄生长模型的水肥决策方法。研究能够根据番茄生长环境数据和株径等信息预测番茄的生育期及长势,以此对水肥配比进行调节。试验表明,生育期和长势预测模型具有理想预测效果,能够用于指导生产中的实际水肥决策。     

基于基质水分的多因素樱桃番茄灌溉决策研究

为实现精准智能水肥管理,减少灌溉施肥量,提高果实品质,本研究构建基于光照、基质水分和回液电导率的灌溉决策和控制系统,以樱桃番茄作为试验对象,设置3个田间应用参数,对决策系统进行应用效果验证,对樱桃番茄的生物量、产量和品质进行综合评价。试验结果表明,该灌溉决策控制系统在樱桃番茄生长期间运行正常,可以有效代替人工进行水肥管理,当苗期、开花期、结果期光辐射分别达到200、400、100 J/cm²时启动灌溉,由基质相对含水量上限80%与实时相对含水量差值计算单次灌溉量,当灌溉液与回液EC差值大于1.0 m S/cm时,灌溉量上调1.3倍。该处理番茄植株较为粗壮,灌溉施肥量最少,提高了水肥生产效率,果实品质得到提升,适宜椰糠栽培樱桃番茄田间应用。     

基于PCA-BPNN的温室番茄果实直径预测模型

[目的]研究温室番茄果实直径变化量的动态预测模型,为番茄所需水肥规律提供数据支持.[方法]选择番茄果实横径为研究对象,以5株番茄果实膨大期的数据建立模型,采用主成分分析法对植物生理生态信息和环境信息进行分析,提取主要成分,以主成分为自变量,输出变量为因变量,建立一个包含空气温度、空气湿度、土壤含水率、叶片温度及果实横径...     

日光温室番茄膜下滴灌节水试验研究

对日光温室膜下滴灌和沟灌方式下种植番茄的耗水量、产量和收入等进行了研究.结果表明,番茄盛果期日光温室膜下滴灌比沟灌室内空气相对湿度降低了18%;在全生育期膜下滴灌比沟灌耗水量减少了13.6%,可节约灌溉水25%;且滴灌条件下番茄可提早上市8 d,比沟灌增产30.7%,增加产值4.5万元/hm2,年产投比增高0.31.     

栽培模式对设施短程栽培番茄生长及果实品质的影响

为实现设施番茄短程栽培模式标准化,在兼光型植物工厂条件下,研究栽培方法和摘心位置对短程栽培番茄植株形态和果实品质影响。试验采用3种栽培方法为岩棉培(R)、椰糠培(C)和水培(H),2种摘心位置为2穗摘心(D)和3穗摘心(T),全因子试验设计,6组处理,统计分析植株生长和果实品质指标,综合评价并获取最优栽培模式。结果表明,不同栽培方法对茎粗、叶面积、产量指标和果实品质指标影响极显著(P0.01);摘心位置对叶数、叶面积、坐果数和单株产量影响极显著(P0.01),对茎粗影响显著(P0.05),对果实品质无显著影响;两因素交互作用对株高影响极显著(P0.01)。椰糠培3穗摘心处理组综合评分表现最佳,该栽培模式下植株生长健壮,果实产量和品质优良。研究可为设施番茄短程栽培优质高产提供依据。     

设施大棚番茄灌排方案的优选研究

设计不同大棚番茄灌排方案,对所生产番茄的品质、水分利用效率及产量进行了观测并引入熵权系数 评价模型对不同灌排方案进行优选结果表明,番茄产量随灌溉量的减少而降低,但果实的可溶性固形物Vc 含量 和糖酸比等指标均有所增加,同时灌溉量的减少也显著提高了番茄水分生产效率,除总酸含量外,其余品质指标随 暗管埋设深度的增加而增加,根据模型计算T2 为综合条件最优的灌排方案,熵权系数评价值达到0.948     

设施栽培对土壤环境质量的影响

针对设施栽培引起的土壤环境质量下降问题,对甘肃省白银市水川镇不同使用年限(1、5、10、15 a)的12个日光温室的不同深度0～20 cm、20～40 cm的土壤进行研究,比较分析了不同种植年限日光温室土壤的环境质量.结果表明:日光温室土壤pH值随着种植年限延长出现逐渐降低的趋势;与邻近露地菜田相比,不同种植年限日光温...     

加气灌溉对温室番茄生长、产量及品质的影响

本试验目地是探明加气灌溉不同灌水量和加气灌水频率对温室番茄生长、产量和品质的影响,为实际生产应用奠定基础。采用温室小区对照试验,设置3个不同作物-皿系数K_cp（K_cp=0.8、K_cp=1.0、K_cp=1.2）和2个加气灌水频率（1次/3d、1次/6d）共组成6个处理,均以对应的不加气灌溉为对照,比较不同处理对番茄植株生长及果实产量和品质的影响。结果表明,在相同的灌溉频率及灌水量下,加气灌溉可以提高番茄的生长量、产量及品质,加气灌溉的番茄株高较不加气灌溉增加1.44%、茎粗增加3.02%、产量增加19.49%;加气灌溉有利于温室番茄茎粗、株高的生长,并且对番茄的产量和品质均有利。加气灌溉处理时,在相同的灌水量条件下,1次/6d较1次/3d的加气灌水频率,株高增加了8.08%,茎粗增加了6.33%,产量增加了26.01%。由此得出：加气灌溉对植株生长量及果实产量和品质的影响明显优于不加气处理;灌水频率为1次/6d且K_cp=1.0的处理最有利于番茄生长量的积累、产量的提高和品质的改善。     

水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响

为探究水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响,基于连续5年的设施番茄水氮调控定位试验,比较分析了水氮耦合对土壤N_2O、CO_2和CH_4排放通量和累积排放量的影响,并估算了温室气体的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)的差异。田间小区试验设置不同灌水下限(W1:25 kPa、W2:35 kPa、W3:45 kPa)和施氮量(N1:75 kg N·hm~(-2)、N_2:300 kg N·hm~(-2)、N3:525kg N·hm~(-2))组合共9个处理。结果表明:设施土壤N_2O和CO_2排放通量受灌水施肥时期的影响,施肥后N_2O排放通量呈增加趋势,高灌水量(低灌水下限25 kPa)促进N_2O和CO_2排放。CH_4的排放通量表现为中等和强变异的特点。除水氮交互对CO_2累积排放总量和施氮量对CH_4累积排放总量影响不显著外,灌水下限、施氮量和水氮交互作用对N_2O、CO_2、CH_4累积排放总量、GWP、GHGI和番茄产量的影响显著或极显著。随氮肥用量的增加,N_2O累积排放总量增加。N_2O和CO_2累积排放总量与GWP之间均达到极显著正相关,且各处理N_2O对GWP平均贡献率为5.25%,CO_2为94.59%。适当减少氮肥用量和增加灌水下限能够有效地降低温室气体排放和减缓全球变暖。W2N1处理是本研究中减缓温室气体排放并提高番茄产量的最佳水氮管理措施。     

The effects of aeration and irrigation regimes on soil CO2 and N2O emissions in a greenhouse tomato production system

Aerated irrigation has been proven to increase crop production and quality, but studies on its environmental impacts are sparse. The effects of aeration and irrigation regimes on soil CO_2 and N_2O emissions in two consecutive greenhouse tomato rotation cycles in Northwest China were studied via the static closed chamber and gas chromatography technique. Four treatments, aerated deficit irrigation(AI1), non-aerated deficit irrigation(CK1), aerated full irrigation(AI2) and non-aerated full irrigation(CK2), were performed. The results showed that the tomato yield under aeration of each irrigation regime increased by 18.8% on average compared to non-aeration, and the difference was significant under full irrigation(P0.05). Full irrigation significantly increased the tomato yield by 23.9% on average in comparison to deficit irrigation. Moreover, aeration increased the cumulative CO_2 emissions compared to non-aeration, and treatment effects were significant in the autumn-winter season(P0.05). A slight increase of CO_2 emissions in the two seasons was observed under full irrigation(P0.05). There was no significant difference between aeration and non-aeration in soil N_2O emissions in the spring-summer season, whereas aeration enhanced N_2O emissions significantly in the autumn-winter season. Furthermore, full irrigation over the two seasons greatly increased soil N_2O emissions compared to the deficit irrigation treatment(P0.05). Correlation analysis indicated that soil temperature was the primary factor influencing CO_2 fluxes. Soil temperature, soil moisture and NO_3~– were the primary factors influencing N_2O fluxes. Irrigation coupled with particular soil aeration practices may allow for a balance between crop production yield and greenhouse gas mitigation in greenhouse vegetable fields.     

基于产量和N2O排放的温室番茄灌溉模式

为了揭示设施菜地N₂O排放的变化规律,了解水肥气耦合对设施菜地土壤N₂O的影响,对不同水肥气处理进行综合评价,提出合理的减排措施。试验以番茄为供试作物,设置了灌水水平(I)、施肥水平(F)和加气水平(A)3个因素,以不加气(CK)充分灌溉条件下2个施肥水平为对照,设置I1和I2(分别为亏缺灌溉和充分灌溉,对应作物-皿系数(K_cp)分别为0.8和1.0)2个灌水水平,F1和F2(分别为低肥和高肥,对应施氮量为180 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2)2个施肥水平,A1和A2(分别为1倍气和2倍气)2个加气水平,共10个处理。采用静态暗箱-气相色谱法对番茄全生育期N₂O排放进行监测分析,系统研究水肥气耦合对温室番茄土壤N₂O排放的影响及其影响因素。结果表明：灌水量和施肥量的增加均会增加土壤N₂O排放通量,I2处理的N₂O排放通量比I1处理平均增加14.79%(P>0.05),F2处理...     

灌溉方式对土壤中水分运动影响的模拟研究

在温室生产中,作物需要的水分主要依靠滴灌和喷灌方式供给,为了解在不同灌溉方式下土壤中水分运动的规律,以Navier-Stokes方程为框架、运用CFX流体动力学分析软件对滴灌和喷灌方式下水分运动情况进行了三维稳态模拟,模拟中设单位时间内供水量相同.模拟结果显示:灌溉方式对土壤中水分运动和分布有重要作用.在滴灌下,水分主要集中在作物根系区域,水分利用效率高.土壤水分呈近球状分布,随着灌溉时间的增加,球形边界逐渐模糊并向土壤深层延伸.在喷灌下,土壤水分一层层向下渗透,水分含量呈从上往下逐步递减,在每一层中的水分含量相对均一,在相同灌溉量下水分接触土壤量比滴灌时少.