不同频率LED红蓝光交替照射对生菜生长与品质的影响

在全人工光型植物工厂中进行试验,运用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同频率的红蓝光交替照射生菜,并以同比例的红蓝光同时照射生菜作为对照组,通过测定生菜生长动态、光合色素、可溶性糖、粗蛋白、维生素C以及硝酸盐含量,研究红蓝光供光模式及交替频率对生菜生长与品质的影响。结果表明:在等能耗基础上,16 h光期里,红蓝光交替1次有利于生菜地上部分生物量、可溶性糖以及粗蛋白的积累;红蓝光交替4次有利于生菜中维生素C的积累以及硝酸盐的代谢;所有处理中,叶绿素及类胡萝卜素含量均以4次和8次红蓝光交替为最大,且二者之间无显著性差异。     

不同频率LED红蓝光交替照射对生菜生长与品质的影响

在全人工光型植物工厂中进行试验,运用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同频率的红蓝光交替照射生菜,并以同比例的红蓝光同时照射生菜作为对照组,通过测定生菜生长动态、光合色素、可溶性糖、粗蛋白、维生素C以及硝酸盐含量,研究红蓝光供光模式及交替频率对生菜生长与品质的影响。结果表明：在等能耗基础上,16h光期里,红蓝光交替1次有利于生菜地上部分生物量、可溶性糖以及粗蛋白的积累;红蓝光交替4次有利于生菜中维生素C的积累以及硝酸盐的代谢;所有处理中,叶绿素及类胡萝卜素含量均以4次和8次红蓝光交替为最大,且二者之间无显著性差异。     

设施生菜光合和蒸腾速率影响因素分析与预测模型构建

光合速率及蒸腾速率是植物的2个重要生理指标。在全人工环境下,选取意大利生菜作为对象,设计并开展多环境变量对生菜光合速率及蒸腾速率影响的嵌套实验,得到环境因子对生菜光合速率及蒸腾速率的影响规律,应用神经网络构建生菜幼苗期光合速率及蒸腾速率预测模型。针对幼苗期生菜,选择温度、相对湿度、光子通量密度（Photosynthetic photon flux density, PPFD）及CO2浓度共4个环境影响因素,采用随机森林方法对数据进行相关性分析。结果表明,与蒸腾速率相关性由大到小的因素依次为CO2浓度、温度、相对湿度、PPFD,与光合速率相关性由大到小的因素依次为CO2浓度、PPFD、温度、相对湿度;采用枚举法确定隐藏层节点数和训练函数,通过遗传算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,构建GA-BP神经网络生理指标预测模型。应用测试数据对模型进行验证,光合速率及蒸腾速率预测值与实测值的决定系数分别为0.96212、0.97944,均方根误差（RMSE）分别为2.9832μmol/(m2·s)、0.0014358mol/(m2·s),表明GA-BP神经网络在模型精度和迭代次数方面性能显著提高。研究结果可为设施生菜生产环境调控提供有效依据。     

水培生菜低损柔性采收装置设计与试验

植物工厂水培生菜采收过程中易损伤菜叶,为提升采收质量,结合水培生菜农艺特征,设计了一款水培生菜低损柔性采收装置。利用图像处理检测水培生菜轮廓外切矩形,获取生菜株高及菜叶展开尺寸,进而通过柔性手指对菜叶的低损抓取、切割器对生菜茎的一次切除,实现水培生菜低损柔性采收。分析确定了柔性抓取机构、切茎机构、控制系统等关键部件的作业流程及结构参数。利用响应曲面试验方法,优化了柔性手指抓取高度比、抓取圆周比、柔性手指弯曲角的参数组合。试验结果表明,各因素影响采收成功率的显著性顺序为柔性手指弯曲角、抓取圆周比、抓取高度比,各因素对菜叶损伤面积的影响均极显著。利用二次拟合方程求得最优参数组合为抓取高度比0.55、抓取圆周比0.76、柔性手指弯曲角39.7°。对最优参数组合进行试验验证,结果表明,菜叶损伤面积为186mm2,采收成功率为96%,实现了水培生菜低损柔性采收。     

旱涝交替胁迫对水稻荧光参数与光合特性的影响

为探明控制灌排条件下旱涝交替胁迫对水稻不同生育阶段荧光参数和光合特性的影响,以农田水位为调控技术指标,采用蒸渗测坑进行水稻栽培试验,在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期分别设置先旱后涝胁迫（HZL）、先涝后旱胁迫（LZH）2种旱涝交替胁迫模式,测定叶片相对叶绿素含量（SPAD）、主要荧光参数及光合指标的变化。结果表明,旱涝交替胁迫会减少SPAD,其中HZL处理产生的抑制作用更强;分蘖期、拔节孕穗期旱涝交替胁迫光能转化效率、光化学淬灭系数、最大潜在电子传输速率、光饱和点、净光合速率、潜在水分利用效率等荧光参数和光合指标可以恢复甚至超过对照水平,而在抽穗开花期、乳熟期产生不可逆的影响;旱涝交替胁迫下蒸腾速率、气孔导度分别在分蘖期、乳熟期受到抑制,拔节孕穗期得到促进;HZL处理提高了非光化学淬灭系数,其他主要荧光参数和光合指标HZL低于LZH处理。水稻分蘖期、拔节孕穗期LZH处理对光合作用的补偿作用更大,抽穗开花期、乳熟期HZL处理对光合作用的抑制作用较LZH处理更明显,因此,在水稻生育后期应尽量避免重度的旱涝交替胁迫,尤其要避免发生旱涝急转。     

交替隔沟灌溉条件下玉米群体水氮利用研究

为探索交替隔沟灌溉条件下玉米优化水氮供给模式,通过遮雨棚内微区试验,研究了沟灌方式、灌水量和施氮量对玉米群体水氮利用的影响.结果表明:交替隔沟灌溉中水低氮处理的籽粒产量最高,是交替隔沟灌溉高水高氮处理的1.06倍.在相同水分和氮肥条件下,交替隔沟灌溉的籽粒产量分别是常规沟灌和固定隔沟灌溉的1.05、1.16倍.各因素对全氮累积总量的影响从大到小依次为:沟灌方式、施氮量、灌水量;灌水量对全氮累积总量影响显著.     

智能氮肥在干湿交替灌溉下对水稻产量与水分利用率的影响

为探究智能氮肥(pH响应性控释氮肥)在干湿交替灌溉模式下的适宜性,设置3种程度的干湿交替灌溉W1(灌水下限100％饱和含水率)、W2(灌水下限90％饱和含水率)、W3(灌水下限70％饱和含水率),3种施肥形式智能氮肥(SF)、普通无机氮肥(MF)以及不施氮肥(NF)的桶栽试验,分析其对水稻产量及水分利用效率的影响.结果...     

车用废气能量回收利用技术现状分析与发展前景

分析了汽车废气能量回收利用技术的现状,提出利用汽车废气驱动涡轮机旋转,进而带动同轴的压气机和稀土永磁发电机工作,同时实现给发动机气缸提供压缩空气以增加发动机的有效功率和给汽车用电设备提供电源或给蓄电池充电。     

绿洲膜下滴灌调亏马铃薯光合生理特性与水分利用

通过大田试验研究了调亏灌溉对绿洲膜下滴灌马铃薯各项光合生理指标、产量和水分利用的影响。结果表明：不同生育期水分调亏均可引起马铃薯叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度降低,复水后光合速率变化不大,蒸腾速率和气孔导度则均有所增大。块茎形成期轻度调亏马铃薯产量不会降低,而块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度和中度调亏马铃薯产量则显著（p＜0.05）降低。马铃薯不同生育阶段耗水量受水分调亏影响较大,调亏程度越大耗水量减少越显著,所有水分调亏马铃薯全生育期耗水量均显著低于充分供水。块茎形成期水分轻度调亏马铃薯水分利用效率最高,比块茎膨大期中度调亏、淀粉积累期轻度调亏和全生育期充分供水分别提高36.2%、32.4%和14.2%。因此,膜下滴灌调亏可降低马铃薯光合速率、蒸腾速率、气孔导度和耗水量,促进水分利用效率提高,且块茎形成期轻度调亏不会降低马铃薯产量。     

灌渠流速下的仿鱼尾双驱叶轮水动力性能分析

针对低流速灌渠中水轮机能量利用率低的问题，提出一种仿鱼尾双驱式垂直轴叶轮来提高发电功率，并采用CFD数值模拟与实物模型试验相结合的方法，对该叶轮的水动力性能和功率进行了局部和整体的分析。研究结果表明：对于应用在灌渠中的导流罩式的微水流水轮机，双驱设计可以提高垂直轴叶轮的能量利用率；仿鱼尾可以优化叶轮的旋转性能；仿鱼尾双驱垂直轴叶轮在微水流渠道中有着比普通水平叶轮更好的水动力性能。     

沼液对水培生菜生长、养分及水分利用效率的影响

采用深液流水培法,对生菜在不同沼液替换比例配制有机无机复合营养液条件下的生理生长、产量及其对营养液养分和水分利用效率进行了研究。结果表明沼液对生菜叶面积、产量,养分及水分利用效率的提高有显著的作用,在沼液替换比例为10%、20%、40%的条件下,生菜的叶面积、产量、养分及水分利用效率均随着沼液替换比例的提高而增加。在60%和80%的沼液替换比例条件下,生菜的产量和植株对养分、水分的吸收利用率都有所下降,过高沼液替换营养液比例不利于生菜的生长。在这种复合营养液条件下,生菜对于氮、磷及镁元素的吸收利用率较高,对于钾和钙的需求量较低。     

膜下滴灌水量对谷子光合作用及水分利用效率影响

以"张杂谷5号"为试验材料,采用对比设计,在内蒙古阿拉善左旗巴彦浩特镇进行了田间试验,研究了北方干旱沙漠绿洲农区谷子全生育期光合作用的变化过程以及水分利用效率。结果表明:在试验条件下,膜下滴灌谷子不同生育期的日平均净光合速率、日平均蒸腾速率和日平均气孔导度呈"单峰"变化,在抽穗期达到峰值;日平均胞间CO_2浓度呈"V"形变化,在抽穗期达到谷值。不同生育阶段日平均叶片水分利用效率亦呈现"单峰"变化,抽穗期达到最大值。抽穗期净光合速率、蒸腾速率、气孔导度随日时间变化均呈现出"单峰"变化规律,随着灌溉定额的增加而增大;而胞间CO_2浓度则呈现出相反的变化规律,随着灌溉定额的增加而减少。通过综合分析得出,当地水资源缺乏情况下井灌区膜下滴灌较适宜的灌溉定额为3 750m~3/hm~2。     

隔沟交替灌溉在高原夏菜莴笋上的应用研究

在甘肃河西走廊高海拔冷凉区以莴笋＂太原笋＂为试材,研究了常规沟灌（CFI）、固定隔沟灌溉（FFI）、隔沟交替灌溉（AFI）对莴笋生长、生理特性、产量及水分利用效率的影响。结果表明,隔沟交替灌溉（AFI）模式下莴笋的茎粗、茎重、产量、叶片净光合速率、蒸腾速率与常规沟灌（CFI）模式下无显著差异。AFI较CFI节水22.2%、水分利用率提高26.9%,实现了经济产量不降低。莴笋上应用隔沟交替灌溉技术具有较大的节水潜力。     

植物工厂间歇式人工光源的试验研究

设计了用于植物工厂的间歇式人工光源,混合使用发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)和荧光灯,光合有效辐射(Photo-synthetically Active Radiation,PAR)最高为550μmol·m-2·s-1。通过生菜栽培试验,研究3个不同光波动周期(40/40、80/40、120/40)对生菜生理和生长的影响。结果表明:光波动环境可提高生菜的光合能力,生菜的叶绿素在光波动周期较短时含量较高,生菜的干鲜质量随着光波动周期缩短而降低,光波动环境下生菜的单位功耗产量要高于固定光源。     

不同水源磁化处理对生菜光合和矿质元素及产量的影响

[目的]探究不同水源磁化处理对生菜光合特性等生理生化和产量的影响.[方法]在日光温室条件下,以意大利生菜为供试对象,采用随机区组设计,设置2个因素:磁化(M)和灌溉水源(T),磁化设置未磁化处理(M0)和磁化处理(M1)2个水平,灌溉水源设置淡水(T1)、再生水(T2)、微咸水(T3)3个水平,共6个处理.通过盆栽试验...     

水稻分蘖期旱涝交替胁迫对干物质累积及氮素吸收的影响

通过盆栽试验,研究了水稻分蘖期旱涝交替胁迫对各器官氮素的吸收、分配与转化效率以及光合同化物累积的影响。结果表明,旱涝交替胁迫结束后,HD和LD处理根、茎、叶干物质累积量与氮素累积量均极显着低于CK(P0.01)。分蘖期末(旱涝交替胁迫结束)—拔节抽穗期,HD和LD处理根、茎干物质累积速率较CK显著增大(P0.01),而HD处理和CK的叶干物质累积速率却极显著高于LD处理(P0.01)。拔节抽穗期—黄熟期,CK穗干物质量、氮素质量分数、粗蛋白以及氮素利用效率显著高于LD和HD处理(P0.05),但HD和LD处理叶片氮素表观转移率较CK却分别提高了15.47%和12.31%,且HD和LD处理穗质量占冠质量的比例较CK分别提高了10.74%和10.28%。     

调亏灌溉对香梨叶片光合速率及水分利用效率的影响

试验研究了调亏灌溉对成龄库尔勒香梨树叶片生理指标的影响.在果实快速膨大前期分别施加了2种水分胁迫:轻度水分胁迫,灌水量为蒸发量的60％;重度水分胁迫,灌水量为蒸发量的40％.在果实快速膨大期,灌水量为蒸发量的80％.对照处理为香梨的整个生育期灌水量均为蒸发量的80％.结果表明,调亏灌溉期间,水分胁迫显著地降低了香梨树的叶片光合速率、蒸腾速率与气孔开度;果实快速膨大期,调亏处理恢复充分灌后,叶片光合速率、蒸腾速率及气孔开度均在一定程度上恢复,轻度调亏处理恢复到与对照相同的水平,而重度的水分胁迫处理却始终低于对照.叶片蒸腾速率比光合速率对土壤水分变化更敏感,水分胁迫可提高香梨树的叶片水分利用效率.     

紫茄生长及养分利用对增氧地下滴灌的响应研究

【目的】探究不同土壤条件下增氧灌溉方式对作物生长、产量及养分利用的影响。【方法】以郑州黄黏土、洛阳粉黏质壤土和驻马店砂壤土为供试土壤,以常规地下滴灌为对照(CK),设置曝气灌溉(AI)与化学增氧灌溉(HP)2种增氧方式,研究了温室紫茄生长及养分利用对增氧地下滴灌的响应。【结果】与CK相比,AI和HP处理提高供试土壤中紫茄净光合速率,黄黏土、粉黏质壤土和砂壤土下分别增加19.66%和8.49%、14.02%和7.51%、10.13%和5.91%。同时,AI和HP处理均显著促进根系生长、提升根系活力,进而提高紫茄的养分吸收效率、产量和水分利用效率(P<0.05)。其中,黄黏土下AI和HP处理作物氮吸收效率分别提高136.16%和65.43%,紫茄产量提高46.85%和28.49%,水分利用效率提高44.59%和27.38%;粉黏质壤土AI和HP处理作物氮素吸收效率分别提高141.23%和88.76%,产量分别提高41.52%和20.68%,水分利用效率提高41.06%和21.39%;砂壤土AI和HP处理作物氮素吸收效率分别提高112.60%和45.47%,产量提高49.86%和17.59%,水分利用效率提高48.81%和17.97%。【结论】曝气地下滴灌对紫茄生长、水分和养分利用的促进作用较为显著,而在不同土壤类型下,曝气地下滴灌对砂壤土紫茄产量增产及水分利用效率提升效果最优。