养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价

以“奶油生菜”为研究对象,将不同量的山崎配方水溶肥溶于工厂化养鱼尾水,配制成混合营养液,进行营养液膜栽培(NFT)水培生菜实验,以期筛选出最佳水肥配比,为实现工厂化养鱼尾水资源化利用提供理论依据。实验设置5个处理,分别为S1(123g水溶肥+150L养鱼尾水)、S2(98.4g水溶肥+150L养鱼尾水)、S3(73.8g水溶肥+150L养鱼尾水)、S4(49.2g水溶肥+150L养鱼尾水)、S5(24.6g水溶肥+150L养鱼尾水),以CK(123g水溶肥+150L清水)作为对照,探究不同处理对生菜产量和品质的影响。采用基于熵权法的TOPSIS综合效益评价模型分析确定最佳水肥配比参数。结果表明,混合营养液能提高生菜对水肥的吸收量,但随水溶肥浓度增加,生菜耗肥量呈先增大后减小的趋势;不同处理下生菜耗水耗肥量均低于CK处理,S1-S5处理相比CK处理分别节肥25.01%、19.15%、34.12%、51.89%和74.10%。混合营养液能有效促进生菜生长,但生菜各项生长指标均随水溶肥浓度上升呈先增大后减少的趋势,S2处理下生菜产量最高,为1.88kg·m^(-2),相比CK处理增加15.32%。此外,混合营养液可提高生菜品质,可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先增大后减小的趋势,S2处理下生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量最高;维生素C(VC)含量、硝酸盐含量均与水溶肥浓度呈正相关,S1处理下VC含量最高,S1-S5处理下硝酸盐含量均低于CK处理。综合效益评价结果表明,S2处理对生菜的生长最为有利,可以获得较高的产量并兼具较好的品质,为最佳配比,养鱼尾水与水溶肥合理配施后,可显著促进水肥吸收,提高生菜产量和品质,实现作物生产效益最佳。

基于GA-BP的NFT水培生菜根区温度预测

营养液膜栽培技术(Nutrient Film Technique,NFT)模式下,作物对环境变化更加敏感。为保障作物根区环境条件合理,需要精准调控栽培管道内的温度,从而有效提高水培生菜品质,同时降低整体温室环境调控能耗。采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化BP神经网络模型的输入权重和阈值,以单个NFT栽培槽为研究对象,对槽内根区不同的监测区域分别构建温度预测模型,并与标准的BP神经网络和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型进行对比。结果表明,GA-BP预测模型与标准BP和CNN神经网络模型相比,均方根误差分别降低0.82和0.42,平均绝对误差分别降低0.54和0.25,绝对系数分别提高0.08和0.03。该方法可提高基于BP神经网路算法对NFT根区温度预测模型精确度,为根区温度的精准控制提供可靠依据。

微纳米气泡处理对水培生菜生长的影响

作者以生菜为研究对象,设置微纳米气泡发生期每2 h增氧15 min、每2 h增氧20 min及不增氧3个处理,比较不同处理水培生菜的生长发育情况。试验结果表明,采收时(移栽后35 d),应用微纳米气泡发生期每2 h增氧15 min处理生菜的株高为21.0 cm、根长为14.1 mm、鲜质量为104.8 g、叶绿素含量为13.7(SPAD值),各项指标均高于不增氧和每2 h增氧20 min处理。但从水培生菜不同生长阶段来看,应用微纳米气泡技术每2 h增氧15 min或20 min对生菜生长发育既有促进作用也有抑制作用,说明生菜不同生育时期对营养液溶氧量的需求不同。

国内南方设施塑料大棚内水培生菜生长模型研究

为优化南方地区设施塑料大棚内水培生菜数字化生产管理措施,于2021年11月-2022年2月以‘意大利生菜’为供试材料,在广东省农业气象试验站设施大棚内分批开展水培种植试验,测定大棚环境指标和生菜生长数据,分别以有效积温(EAT)和累积辐热积(TEP)2个农业气象指标构建模型预测水培生菜生长指标,使用试验采样数据对模型做检验。结果表明:(1)用EAT构建模型预测水培生菜叶片数、单株叶面积、叶片鲜重和叶片干重,预测值与实测值决定系数依次为0.911、0.963、0.948和0.934,均方根误差依次为3.194片、398.298 cm^(2) 、26.488 g和1.934 g。(2)基于TEP构建模型预测值与实测值决定系数依次为0.940、0.972、0.965和0.956,均方根误差分别为1.260片、170.672 cm^(2)、9.261 g和0.464 g。从总体上看,南方设施塑料大棚内构建水培生菜生长模型TEP模型优于EAT模型,TEP模型预测值与实测值拟合精度更高。

不同基质对水培生菜生长特性及品质的影响

生菜栽培周期较短,从播种至采收可在2个月内完成,适用于水培种植。实际生产中,生菜水培种植需要基质为其根系提供支撑,常见的基质种类包括椰糠块、岩棉、花泥、泥炭土、海绵。不同基质的透气性、保水性、保温能力均有所不同。该文旨在探究不同基质种类与基质体积大小对水培生菜育苗、生长、采收等不同阶段的影响。结果显示,在同一生长周期内,35mm和40mm直径椰糠块中水培生菜的地上部鲜质量最大。在同种基质中,基质体积越大,生菜生长速度越快,最终的地上部鲜质量也越大。不同基质虽然对水培生菜产量有较大影响,但是不会影响生菜品质。此外,不同基质对生菜可溶性糖、可溶性固形物、维生素C含量影响不显著。综合考虑产量、品质、基质成本、人工成本等因素,35mm直径椰糠块最适合用于优质生菜品种的水培种植。

基于主成分分析和聚类分析的水培生菜品种综合评价

为筛选出适宜水培生产的优良生菜品种,对11个参试品种的12个性状进行调查与分析,并运用主成分和聚类分析方法进行综合评价。结果表明,不同生菜品种间各指标存在显著差异,变异系数为4.45%~39.22%。主成分分析提取出4个主成分,累积贡献率达84.842%。聚类分析将参试品种分为4种类型,其中2种类型适宜水培生产,第Ⅰ类为株形美观、耐抽薹、产量高的绿色奶油生菜类型,第Ⅲ类为植株大、耐抽薹、产量高、营养丰富的散叶生菜类型。结合生产实践,水培生菜可选择绿玫瑰、奶油绿、北生4号、芳妮、早生裙舞等5个品种,同时为丰富叶色,可适量种植紫蝶和奶油红。

基于FCN网格定位和特征融合的水培生菜幼苗状态检测方法

为了及时发现问题幼苗状态和提高幼苗分拣效率,以水培生菜幼苗培育过程中出现的死亡和双株状态为研究对象,提出一种基于FCN网格定位和特征融合的水培生菜幼苗状态检测方法。在原有研究的基础上,针对双株状态幼苗检测精度低的问题,引入FCN架构改变原有边框回归方式,利用其对位置信息敏感的特性,获取精确的网格点空间信息。同时,利用特征融合策略,充分获取不同网格点间的相关性,实现对水培生菜幼苗问题状态的精准定位。试验结果表明,该方法的平均检测精度达到88.1%,检测精度优于原有方法、FSAF、YOLOv3、FoveaBox、ATSS和CornerNet,尤其对双株状态的幼苗检测精度得到明显提升。该方法能够实现水培生菜问题幼苗状态的自动检测,为水培蔬菜育苗分拣智能化及种植自动化提供技术支持。

基于水培生菜力学特征的成熟度分类方法

为了能准确识别生菜的成熟度,实现生菜适时采收,避免因采收期不当而造成品质下降等问题,该研究提出用穿刺试验力学特征表征水培生菜成熟度的方法,提取同一颗生菜不同叶片的不同部位时域和频域的力学特征,得到叶片力学特征与叶片成熟特性指标的相关性。为了对水培生菜未成熟株、成熟株、过成熟株进行准确分类,设计双阈值深度遍历算法,确定分类准确率最高的叶片类型和区域;采用6种机器学习算法以该区域所有的力学特征为输入,以成熟度3种分类为输出进行训练。试验结果表明,生菜叶片力学特征与成熟度特性指标紧密相关,生菜中叶叶茎区域分类准确率最高,可优化集成分类机器学习算法准确率最高为94.3%。研究结果提供了一种应用力学特征解决水培生菜成熟度检测与分类的新方法。

上海地区温室水培生菜病虫害绿色防控技术

作者根据多年的种植经验,总结了温室水培生菜周年生产病虫害绿色防控技术,主要包括选用抗病品种、清洗消毒、营养液调控等生态调控技术,灯诱、色诱、性诱、覆盖防虫网等理化诱控技术,生物防治技术和化学防控技术。

生菜浅液流水培技术

导读:采用浅液流栽培设施栽培生菜,具有生菜生长速度快,没有土壤连作障碍,产出高,收益高的特点。从设施系统、品种选择、育苗管理、定植管理、肥水管理和病虫害防治6个方面介绍了生菜浅液流水培技术,供种植户参考,以提高国内水培生菜技术水平。

硒素营养对水培生菜品质的影响

测定分析营养液加硒后水培生菜产品器官望叶品质指标的变化，与未加硒的对照相比，加硒0．4mg·L－1促进了水培生菜植株吸收N和P，但抑制了对K，Na，Ca，Mg，Fe，Mn，Cu，Zn的吸收；提高了茎叶中总糖、还原糖、叶绿素、维生素C的含量；降低了亚硝酸盐和三种游离氨基酸的含量，游离氨基酸总量在奶油生菜和红叶生菜分别降低5．41％和8.28％，玻璃生菜提高了3．04％；蛋白氮水平前两者升高而后者降低，铵态氮又呈相反趋势。说明不同生菜品种的蛋白质代谢受硒的影响不同。

营养液浓度对水培生菜生长和硝酸盐积累的影响

该文研究了4种营养液浓度处理(山崎生菜配方的1/4(1/4s)、1/2(1/2s)、1(1s)和2(2s)单位)对水培生菜(品种为“弘农”和“绿领”)生长、硝酸盐积累和品质的影响。结果表明,1/2单位营养液浓度处理下生菜地上部和根的鲜重、叶长和叶宽最大,而2个单位营养液浓度处理下上述指标最小。不同营养液浓度处理下叶片硝酸盐积累的高低顺序为2s>1s>1/2s>1/4s,2个单位营养液浓度处理下生菜生长发育后期叶片中的SOD活性和M DA含量最高。对采收时生菜品质的分析表明,生菜体内的硝酸盐含量随着营养液浓度的增加而迅速上升,2个单位营养液浓度处理下生菜叶片中硝酸盐、可溶性糖和可溶性蛋白质R含量最高。综合考虑产量和品质,采用1/2单位的山崎生菜配方是适合生菜水培的营养液配方。

水培生菜高产品种筛选及不同通气处理对生菜平均单株质量和品质的影响

采用简易设施水培法筛选得到适合在海南水培种植的高产生菜品种——罗马生菜,同时研究不同通气处理对生菜平均单株质量和品质的影响。结果表明:通气处理可显著降低生菜叶片的硝酸盐、纤维素含量,提高维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白质的含量,其中以7:00～19:00每隔4 h通气2 h的处理对提高生菜平均单株质量和品质效果最好。

光强和光周期对水培生菜光合及叶绿素荧光特性的影响

[目的]揭示不同光强和光周期条件下,水培生菜(Lactuca sativa L.)光合及叶绿素荧光特性的变化规律,得到产量最佳且光量子利用效率最高的光强、光周期组合。[方法]在人工光植物工厂内设置150、200、250、300μmol·m^-2·s^-1 4个光照强度和8、12、16 h/d 3个光周期,分析产量、光合参数、叶绿素荧光参数、色素含量、光量子利用效率等指标随光强和光周期的变化趋势。[结果]增大光强,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和总叶绿素(Chl a+b)含量减少,类胡萝卜素(Caro)含量增多;延长光周期对叶绿素含量有促进作用,也能显著提高Caro含量;增加光强,净光合速率(Pn)、气孔限制值(Ls)、叶肉导度(gm)增大,胞间二氧化碳浓度(Ci)变化趋势相反,表明限制光合速率是非气孔因素导致。在相同的光周期下,增加光强,Fv/Fm先增大后减小,非光化学荧光猝灭(NPQ)增大,光量子利用效率(P)有减小的趋势,表明增大光强会使热耗散增加且不利于PSII内光能的利用。延长光周期可一定程度上提高Fv/Fm且可以提高光量子利用效率。8、12 h/d光周期下,增加光强可提高叶鲜重,但16 h/d光周期条件下,增加光强生菜叶鲜重先增大后减小(250μmol·m^-2·s^-1时最大)。[结论]250μmol·m^-2·s^-1光强和16 h/d光周期组合最有利于产量和光能利用。

不同浓度海水对水培生菜生长和品质的影响

以意大利耐抽薹生菜为材料,利用不同浓度海水进行生菜水培,研究生菜的生长和品质情况。结果表明,不同浓度海水水培生菜的地上部生长与对照相比均达到了极显著差异,且随海水浓度增加受抑制程度增加,50%海水处理的各指标均为最小。海水水培生菜的根系生长比地上部受抑制的程度轻。品质分析表明,海水水培生菜在其他品质提高的同时硝酸盐含量急剧增加。因而,应当利用适当浓度的海水才能生产出安全、产量和品质最优化的蔬菜。

腐植酸对水培生菜生长和品质的影响

为了研究腐植酸对水培生菜生长和品质的影响,设计出最优的无机-腐植酸复合营养液配方,为腐植酸在水培领域的研究提供理论依据。于采收前15d,在日本山崎配方中添加6种不同质量分数的腐植酸,试验处理后每5d测定生菜的产量和品质指标（硝酸盐、维生素C等）。结果表明：腐植酸质量分数在0-1.13mg/g内随着质量分数的增加,生菜地上部和地下部鲜质量随之增加,腐植酸质量分数为1.13mg/g时,两者同时达到最大;当腐植酸质量分数高于1.13mg/g时,两者随腐植酸质量分数的增加而逐渐减小。随着腐植酸质量分数的增加,生菜叶片中硝酸盐质量分数逐渐减小,而可溶性糖和可溶性蛋白质量分数逐渐增加,维生素C质量分数呈现先增大后减小的趋势。综合考虑产量和品质因素,采用山崎＋1.13mg/g腐植酸的复合营养液配方水培生菜可达到高产优质的效果。

氮磷钾施用量对水培生菜生长和品质的影响

为了研究氮磷钾施用量对水培生菜产量和品质的影响,采用三因素五水平二次通用旋转回归组合设计,建立了相应的数学模型。结果表明,氮磷钾三者对产量影响的大小顺序为:N>P>K,互作效应对产量影响的大小顺序为:NP>NK>PK;对生菜叶片中硝酸盐含量影响的大小顺序为:N>K>P,互作效应对硝酸盐含量影响的大小顺序为:NP>NK>PK;对可溶性蛋白含量影响的大小顺序为:N>K>P,互作效应对可溶性蛋白含量影响的大小顺序为:NK>NP>PK;对可溶性糖含量影响的大小顺序为:N>K>P,互作效应对可溶性糖含量影响的大小顺序为:NP>PK>NK;对维生素C含量影响的大小顺序为:N>P>K,互作效应对维生素C含量影响的大小顺序为:NP>PK>NK。当氮、磷、钾的浓度分别为3.07mmo1/L,0.582mmol/L和2.666mmol/L时生菜可以达到高产优质生产目标。

纳米胶片对水培生菜不同生长期NPK吸收转运的影响

为了解纳米胶片对水培生菜不同生长时期N、P、K吸收转运规律的影响,设置了对照组(CK:无纳米胶片)和试验组(A:2.80cm2/L纳米胶片用量)2个处理,对生菜进行水培,测定生菜定植9d、18d和27d时根部和地上部N、P、K含量。结果表明:纳米胶片明显促进生菜中、后期地上部和根部N、P、K的吸收,尤其是在后期作用效果更为明显,但在前期却明显抑制生菜地上部和根部N、P、K的吸收。纳米胶片明显抑制生菜前期N、P、K由根部向地上部的转运,显著提高中、后期N和中期K的转运。

纳米胶片处理对水培生菜生长及生理特性的影响

以生菜为试验材料,利用水培方法,测定纳米胶片在不同用量(0,0.35,0.70,2.80cm2·L-1)下水培生菜生长、生理特性及部分品质指标。结果表明,纳米胶片处理均可提高水培生菜的产量、根体积,增强保护酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]活性、硝酸还原酶(NR)活性,提高根系活力,改善品质。作用效果随纳米胶片用量增加而增加,其中2.80 cm2·L-1的纳米胶片用量处理的效果最好,与未加纳米胶片处理相比,该处理生菜产量增加14.57%,根体积增加20.26%,保护酶(SOD、POD、CAT)活性均提高10%以上,NR活性提高177.01%,根系活力提高223.44%,可溶性糖含量增加115.67%,均与对照有显著差异。类黄酮和可溶性酚含量以0.35 cm2·L-1纳米胶片用量处理最高,分别比对照增加34.76%,37.08%。

悬根长度对水培生菜产量质量和水溶氧的影响

文章研究了生菜水培中5种悬根长度(0、1、2、3、4 cm)对其产量、品质、生理指标和水中溶解氧浓度的影响。结果表明,生菜在2 cm悬根处理下,地上、地下生物量的鲜重,干重最大;4 cm处理条件下最小。适当提高悬根长度,有助于Vc和可溶性蛋白的积累。悬根长度处理中叶片叶绿素含量高低顺序为1 cm>2 cm>3 cm>0 cm>4 cm。根系活力在试验进行至第1周时,除4 cm处理生菜根系活力显著低于其他4个处理,其他各处理间根系活力差异不显著。从试验进行至第2周开始,2 cm处理生菜根系活力均明显高于其余4个处理。通过对营养液中溶解氧含量的检测发现,在一定范围内,悬根长度与水中溶解氧含量呈正相关趋势。综合考虑产量,生理指标和品质(2 cm处理产量为83.00 g/株,Vc含量为12.82 mg/100 g,可溶性蛋白为7.86 mg/g),水培生菜的高度建议采用2 cm悬根处理。