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PDT的温室茄子发育模拟模型

本研究将温度对茄子发育速率影响效应的大小用相对热效应（RTE）来衡量,通过研究Beta函数的性质提出基于幂函数的模型来描述RTE与温度之间的关系。采用生理发育时间（Physiological Development＇Time,PDT）作为定量发育进程的尺度,建立了温室茄子发育模拟模型。利用模型对日光温室2年3茬茄子生长发育期资料进行检验的结果表明：模型能较好地预测各个发育期（发芽、苗期、开花坐果、结果和采收期）的出现时间和持续时间,各生育期模拟值与观测值的回归估计标准误差（RMSE）分别为1.00、1.73、0.82、1.41、2.38 d,显著优于基于有效积温模拟模型的预测精度（其生育期模拟的RMSE分别为2.38、7.14、1.73、5.07、8.25 d）。     

温室番茄群体光合作用模拟模型的研究

为了提高温室生产性能和生产效益,以温室主栽品种之一的番茄为对象,单叶光合作用模型为基础,综合考虑叶面积动态指数、温室冠丛光分布构建了群体光合作用模型,分析了温室内温度、CO2浓度及水分对模型的影响,并据此对模型进行修正.对模型进行验证,结果表明,该模型的群体光合速率实测值(0值时除外)与模拟值的相对误差在0～10.0％之间,模拟精度较高,环境因子对番茄生长发育影响的预测效果良好.     

温室番茄营养生长期叶片蒸腾速率的模拟模型研究

建立节水条件下作物叶片的蒸腾速率模拟模型将为温室作物节水灌溉提供理论依据。本研究以温室盆栽番茄营养生长期叶片为研究对象,在温室内进行了不同定植期和水分处理试验。以光合速率光响应曲线模拟值为基础,建立了不同水分条件下的气孔导度模型以及基于气孔导度模型的Penman-Monteith叶片蒸腾速率模型,并采用不同播期试验下的试验数据对建立的模型进行检验。结果表明,气孔导度模型模拟番茄叶片气孔导度的均方根误差(RMSE)和相对回归估计标准误差(rRMSE)分别为0.0109mol/(m2·s)(H2O)和12.83%,叶片蒸腾速率模型的RMSE和rRMSE分别为0.18mmol/(m2·s)(H2O)和15.55%。建立的番茄叶片蒸腾速率模型实现了通过基本温室气象参数和土壤水分参数模拟叶片蒸腾速率,模拟精度较高,参数便于获取,是对短时间尺度蒸腾速率模拟研究的有益探索,具有一定的理论意义和良好的应用前景。     

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。     

基于生理发育时间的番茄果实发育期模型的建立

【目的】建立基于生理发育时间(Physiological development time,PDT)的番茄果实发育期模型,为番茄果实发育期的准确预测提供支持。【方法】以番茄品种‘金棚1号’为材料,选择3个农家土夯日光温室作为试验设施,将环境温度和光照对番茄果实发育期的影响进行量化,采用正弦三段线性函数建立番茄果实发育期模型,并与基于有效积温建立的发育期模型的模拟效果进行对比。【结果】模拟结果显示,建立的基于生理发育时间的番茄果实发育期模型能准确预测番茄果实的发育期,番茄第1至第5序果实完成生理期所需的生理发育时间依次分别为25,27,28,25,22d,其模拟值与观测值分别仅差2,3,1,2,1d,该模型的预测精度明显高于基于有效积温的发育模型。【结论】在模拟因子相同的条件下,基于生理发育时间的发育模型较基于有效积温的发育期模型能更准确地预测番茄果实的发育期。     

关中地区设施辣椒发育期模拟模型的适应性研究与应用

为解决现有构建作物发育期模型方法繁多而在辣椒上的研究较少,以及关于发育期模型的研究多偏重模拟准确性而忽视应用性这2个问题,本研究利用2茬试验和2个辣椒品种,采用有效积温法、线性分段函数、指数函数、幂指函数这4种方法及2个计算步长(d和h)建立并验证了辣椒发育期模拟模型,并将筛选出的最佳模型与辣椒采收期的上市价格建立联系。结果表明：1)4种方法建立的设施辣椒生育期模型模拟效果为：幂指函数模型>线性分段函数模型>指数函数模型>有效积温法,基于幂指函数建立的设施辣椒发育期模拟模型观测值与模拟值的均方根误差在5.77～8.10 d,平均相对误差在5%～7%,平均绝对误差在3.33～5.00 d; 2)除有效积温法外,提高计算精度,各模型以h为步长能有效降低模拟误差;3)不同时间点定植,辣椒从定植到采收的模拟天数在56～159 d,对应的采收期均价在2.93～6.48元/kg。‘冬郎’在9月16日定植时,采收期的平均价格最高,为6.48元/kg;‘欢乐’在10月1日定植时采收期均价最高,为6.40元/kg。本研究可为广大研究者选用合适的模型提供参考,为种植者合理衡量定植时间以获...     

温室番茄叶面积与干物质生产的模拟

 根据光温对作物叶面积的影响，提出了辐热积（product of thermal effectiveness and PAR，TEP）的概念。根据试验资料构建了利用辐热积模拟番茄（Lycopersicon esculentum Mill）叶面积动态的数学模型，并将其与已有的光合作用和干物质生产模拟模型相结合，构建了温室番茄干物质生产动态模型。利用不同品种、基质和地点的试验资料对模型进行了检验。结果表明，与传统的比叶面积法和有效积温法相比，辐热积法显著提高了温室番茄叶面积的预测精度，提高了光合作用和干物质生产的模拟精度。辐热积法对番茄叶面积的预测结果与1:1直线之间的决定系数R 2和统计回归标准误差RMSE分别为0.9743和0.0515 m2·株-1，对植株总干物质量的预测结果与1:1直线之间的R 2和RMSE分别为0.9360和522.7104 kg·ha-1；采用辐热积法对植株总干物质量的预测精度比有效积温法和比叶面积法分别提高56％和72％。     

现代温室黄瓜发育动态模型研究

为了研究现代温室黄瓜发育动态模型,动态掌握作物的生长规律。通过对黄瓜生长的连续定期试验观测,将黄瓜生育期划分为7个阶段,采用生长度日法建立温室黄瓜发育进程模拟模型,同时对模型进行了检验,并确定了各生育阶段的生长度日参数。用逐日平均温度替代了各生育阶段的日平均温度,所建立的发育模拟模型能连续动态地模拟作物生长到任一阶段时的发育进程,从而有效地预测出黄瓜各生育阶段经历的天数。通过模拟值与观测值的比较表明所建立的黄瓜发育模型模拟精度较高,预测效果较好。该模型对作物生长发育具有较好的预测性和可行性,为进一步有效建立作物生长动态模型奠定了基础。     

温室番茄苗期耐寒性生理特征研究

【目的】通过测定不同低温处理下温室番茄幼苗的生理指标,研究番茄苗期生理代谢与抗寒性的关系。【方法】通过不同低温处理,在番茄幼苗期测定根系活力、叶绿素含量及SOD活性等生理指标。【结果】随温度的降低,番茄植株幼苗的根系活力、叶绿素含量、SOD活性呈下降趋势,而MDA含量、POD活性、相对电导率和脯氨酸含量随温度的降低反而升高。温度的降低促进番茄植株幼苗中MDA、脯氨酸的生成和POD活性的增加,且SOD活性与MDA含量呈负相关趋势。【结论】生理指标的变化与番茄品种的抗寒性密切相关;不同番茄品种抗寒性比较,唐粉108耐寒性最强,具有良好的应用前景。     

不同类型棚膜对温室内环境及番茄生长发育的影响

以番茄品种超群粉冠为试材,研究了内添加型EVA、PE、PVC消雾流滴耐老化棚膜,涂覆型EVA和PVC消雾流滴耐老化棚膜的透光性、紫外线透过率、保温性及对番茄植株生长、果实品质和产量的影响。试验结果表明涂覆型EVA膜的透光率和紫外线透过率最高,而且保温性最好,对番茄生长有明显的促进作用,并提高了果实品质和产量。     

夏秋设施番茄嫁接试验研究

[目的]筛选适合番茄嫁接的砧木。[方法]比较3个砧木品种嫁接番茄苗及自根苗在抗病性、亲和性、长势、产量、主要果实性状等方面的优势。[结果]番茄嫁接苗较自根苗在抗青枯病能力及产量上表现出极大的优势,自根苗青枯病平均发病率为91.33%,嫁接苗青枯病平均发病率0~0.67%,嫁接苗产量较自根苗产量极显著增加403.06%~673.39%。头王台木与接穗嫁接亲和性及共生亲和性较好,其嫁接苗嫁接成活率较高,抗青枯病能力强,坐果率、单株果数、单果重、产量等经济性状优良,适宜作为番茄嫁接砧木进一步示范推广。[结论]该研究可为嫁接番茄的示范推广提供科学依据。     

番茄大棚杂交制种技术研究

[目的]针对露地番茄制种方式出现的产量低、质量差等问题进行番茄大棚制种试验研究,探寻适合番茄大棚杂交制种技术的方案。[方法]以番茄为试验材料展开试验,研究植株定植密度、整枝方式、花序节位、授粉次数对番茄产量和质量的影响。[结果]番茄杂交制种最佳定植密度为49 500~52 500株/hm2;最佳整枝方式是双干整枝,双干整枝种子产量可比单干整枝增加25.90%,双干整枝以主干第2、侧枝第1花序的制种效果较好;从节约劳动成本考虑,以2次授粉为最佳重复授粉次数。[结论]该研究可为番茄大棚杂交种生产提供科学的理论指导。     

不同氮钾肥水平对温室番茄生长发育和产量的影响

研究了不同的氮钾肥处理下日光温室番茄生长发育和产量的变化情况。结果表明:处理间同时期株高和出叶数差异不显著,出叶数和生长时间相关性极强。番茄叶片叶绿素含量生长中期达到最高水平,各处理间变化趋势一致。各处理下部叶片氮元素含量差异显著,不同叶位叶片氮钾元素含量随着叶片节位数的增加而增加。叶和茎的干物质分配系数与施肥量呈同向变化,果实则相反。高肥和低肥均不利于单株生物产量、干物质积累总量和经济产量的增加,高肥的抑制作用更明显。综合各指标,番茄单株施N9.50g,K2O13.68g产量最高,生长最好。     

不同温光对温室番茄生理指标的影响

[目的]研究不同温度光照水平组合对番茄生理指标的影响,为番茄栽培过程中合理的温光搭配提供理论依据.[方法]在日光温室中,通过人工加温和补光,并设置不同的温光条件,测定番茄的生理指标,比较不同处理间差异,并对测定指标进行分析.[结果]随着温度的增加,番茄叶片内Chla和Chlb含量增加,叶绿素a/b值下降,叶片游离脯氨酸（Pro）含量显著降低;在同一温度环境下,随着光照强度的增加,Chla和Chlb含量降低,而叶绿素a/b值、游离脯氨酸（Pro）含量、根系活力都呈增加趋势;但是,在自然温度处理环境,植株叶片内游离Pro含量高于增温3～4和6～7℃处理区,根系活力前期变化不明显,随着时间的延长根活力后期增加很快.[结论]随着光照强度的增加,叶绿素含量降低,Pro含量也增加;随着温度的增加,叶绿素含量增加,Pro含量降低;但是,在温度相同条件下,随着光照强度的增加,根系活力增加.     

温室系统夏季温度动态模型的建模与仿真

运用一种基于能量和物质守恒的温室环境智能化控制的建模思路和方法,分析了温室小气候中辐射、通风、对流和作物蒸腾作用引起的热质交换物理过程,研究和建立了夏季温室温度的动态模型。用Matlab／Simulink软件仿真,验证了动态模型能可靠地估计温室内空气的温度值．为合理调控温室内环境因子提供了借鉴和依据。     

温室番茄滴灌与沟灌对比试验研究

温室是我国北方寒冷地区冬季反季节蔬菜保护地.温室番茄滴灌与沟灌的试验结果表明,温室番茄滴灌比沟灌节水26.1%,增产26.3%,果实均匀整齐,且营养品质好,果实的可溶性糖、Vc、苹果酸和酒石酸含量综合对比优于对照.