CO_2增施与养分交互作用对日光温室番茄生长的影响

以"中杂105"番茄为试验材料,在日光温室基质栽培条件下研究了CO2增施浓度和养分水平对番茄生长的影响。试验设置4个CO2水平,分别为不增施(C0)、(700±50)μmol/mol(C1)、(1 000±50)μmol/mol(C2)、(1 300±50)μmol/mol(C3);以山崎番茄配方营养液浓度1个剂量(S)为基准设3个养分水平,分别为1/2S(F1)、1S(F2)、2S(F3)。结果表明:在相同CO2处理条件下,提高养分有利于番茄茎粗、叶片SPAD值、植株干、鲜质量和第一穗果质量的增加,并使开花日期提前;在相同养分处理条件下,增施CO2可以显著增加番茄的茎粗、叶片SPAD值、植株干、鲜质量和第一穗果质量,显著降低第一花序节位,并使开花日期提前;增施(1 000±50)μmol/mol和(1 300±50)μmol/mol的CO2可以显著提高叶片中氮含量。中低养分条件下,增施(1 000±50)μmol/mol CO2即可使番茄第一花序节位降低1.0个节位、开花日期提早5~8 d,还使第一穗果质量显著高于对照。高养分条件下,增施(1 300±50)μmol/mol CO2的处理番茄第一花序节位最低,比对照(C0F3)降低1.7个节位,开花日期最早,比对照提前10 d,第一穗果质量最大,比对照高出24.15%。番茄的第一花序节位、开花日期和第一穗果质量对CO2响应的程度依赖于养分水平,高养分使这些指标对CO2响应的程度提高。综合各项生长指标,C3F3处理番茄茎粗最大、第一花序节位最低、开花最早,是最优水平组合。

CO_2气肥增施对微型植物工厂流场影响的数值模拟与验证

为提高微型植物工厂CO_2气肥增施性能,以CO_2气肥增施为研究对象,保持培养箱适宜光照强度不变,采用计算流体力学(CFD)技术,选用多孔介质模型、组分传输模型,针对气肥增施量和增施高度等因素对CO_2增施性能进行三维数值模拟。结果表明,气肥增施过程对生长区的温度场影响较大,合理布置风机和气肥增施口可以有效避免CO_2的沉积效应,气肥增施最适位置为侧壁距培养箱底面高0. 5 m处,最佳喷施时间为26 s,此时内部CO_2质量分数均匀,且生长区CO_2质量分数平均值为0. 125%。CO_2质量分数模拟值与实测值偏差保持在8. 4%以下,模拟结果与试验结果较吻合,验证了模型的准确性。间歇增施CO_2试验组和持续增施CO_2对照组马拉巴栗叶面积、株高均得到明显提高,且试验组高于对照组,增幅分别为10. 79%、7. 47%。

太阳能加热换气式CO_2增施系统的设计与试验

为了提高温室CO_2浓度,解决冬季设施生产中的CO_2施肥问题,以叶菜类创新团队设计的太阳能加热换气式CO_2增施系统为研究对象,对其施肥效果进行了试验研究。结果表明:阴天该设备不工作,晴天实际工作时间为290 min,多云天实际工作时间为205 min,工作时间晴天>多云天>阴天;持续阴天下,使用该设备后试验棚较对照棚平均CO_2浓度增加1.9%,差异不明显,白天温室内CO_2浓度不会发生亏损;持续晴天下,使用该设备后,夜间、白天试验棚CO_2浓度较对照棚的CO_2浓度高,平均浓度增加14.5%,试验棚较对照棚平均减少亏损2.34 h。

CO_2增施对苹博一号快繁中试管苗的影响

研究了在苹博一号快繁过程中增施CO2的必要性和可行性。结果表明:CO2的增施可促进试管苗的生长,改善其光合生理结构并能大大提高繁殖速度。

CO_2增施技术对日光温室生菜生长的影响

针对北京郊区设施蔬菜生产CO_2施用现状,开展CO_2增施技术对日光温室生菜生长的影响试验。试验采用CO_2增施远程调控装置,为日光温室冬季生菜生长提供CO_2气肥。结果表明,该装置为设施蔬菜生产提供一种CO_2增施调控方法,此方法具有促产增效、气源稳定、操作简便、气肥利用率高等优点,可有效地避免设施内CO_2亏缺问题的发生。与对照区相比,试验区生菜产量增产13.2%,一定程度上提高了设施效益,为今后CO_2增施远程调控技术的应用推广提供了技术支撑。

增施CO_2对葡萄组培苗生长发育和光合自养能力的影响

运用自行设计制作的组培环境CO2 实时增施监控系统 ,研究葡萄组培苗在CO2 富集 ,高光合光量子流下的生长发育以及光合自养能力。结果表明 ,与对照组相比 ,增施CO2 的组培苗生长健壮 ,发育提前 ,光合自养能力得到促进 ,驯化成活率高 ;在同样增施CO2 的条件下 ,无糖组与有糖组的小苗生长发育状况差异不显著。因此 。

弱光下番茄穴盘育苗增施CO_2的效应研究

在番茄穴盘育苗条件下,对不同弱光条件增施CO2的效应进行了研究。结果表明:即使采用了抑制徒长和提高秧苗质量的株型调控和增施CO2手段,重度弱光下不仅造成秧苗生育量的显著减小,且物质分配愈倾向于徒长,在轻度弱光下增施CO2,虽然不及正常光照下增施CO2的处理效果,但与正常光照下不施CO2处理相比还有一定的提高作用,也就是说,在轻度弱光下通过增施CO2可以弥补弱光对秧苗生长发育和物质分配造成的不良影响。

增施CO_2对大棚不同辣椒品种农艺性状及产量的影响

对大棚栽培的4个辣椒品种开展增施CO_2试验,结果表明,增施CO_2对不同辣椒品种的茎粗、开展指数、叶片指数及果实性状影响不明显,但株高、叶柄长和产量增加明显,4个辣椒品种增产幅度为10.62%~16.12%。

增施CO_2与LED补光对番茄果实品质及挥发性物质的影响

以‘金棚1号’番茄为实验材料,研究了在秋冬季日光温室里增施不同浓度CO_2和LED补光对番茄果实产量、品质以及挥发性芳香物质的影响。结果表明:LED补光+增施CO_2 1 200μL/L的处理条件可显著提高番茄果实中可溶性固形物、总酸、可溶性蛋白质和番茄红素的含量,显著增加单果质量、果实颜色,并显著降低果实硝酸盐的含量。利用顶空固相萃取结合气相色谱-质谱联用仪对果实的挥发性芳香物质的含量进行测定,结果表明LED补光与增施CO_2提高了番茄特征挥发性芳香物质的含量,如6-甲基-5-庚烯-2酮、β-紫罗兰酮和己醛等,也丰富了其种类,使番茄果味香浓,香气丰富。

增施CO_2与LED补光对日光温室番茄生长的影响

【目的】研究增施CO_2和LED补光对日光温室秋冬季番茄光合特性、干物质积累及产量的影响,分析其互作效应,找出最适组合,实现日光温室番茄高产高效生产模式。【方法】以‘金棚1号’番茄为试材,采用裂区设计,以CO_2含量为主区,共设3个水平(C1:自然条件下的CO_2含量为(400±50)μL/L;C2:增施CO_2,使其含量为(800±50)μL/L;C3:增施CO_2,使其含量为(1 200±50)μL/L);光照强度为副区,2个水平(L1:自然光照(100~600μmol/(m^2·s));L2:自然光照+LED补光100μmol/(m^2·s)),共6个处理(L1C1(对照)、L1C2、L1C3、L2C1、L2C2、L2C3),研究增施CO_2及LED补光后番茄光合特性、干物质积累和产量的变化。【结果】增施CO_2和LED补光对番茄叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量总体影响不大,但显著降低了L1C2和L2C3叶绿素a/b值。相同光照强度条件下,除L2C2处理外,CO_2含量的升高显著降低了其他处理的气孔限制值,明显提高了净光合速率、胞间CO_2浓度、气孔导度、蒸腾速率,L2C2净光合速率增加主要受气孔限制因素的影响,而其他处理主要受非气孔限制因素影响。CO_2含量升高及LED补光均显著降低了叶片气孔密度,提高了植株的总干鲜质量与产量,其中增施CO_2对植株干鲜质量、单果质量与产量的影响更显著。6个处理中,L2C2处理产量最高,为36 349.33kg/hm^2。【结论】增施CO_2和LED补光降低了番茄叶片的气孔限制值,从而提高了番茄的净光合速率,促进了干物质积累,提高了番茄的产量。综合考虑产量及经济效益,CO_2含量为800μL/L+LED补光100μmol/(m^2·s)为最优处理。

增施CO_2对西瓜生长发育及品质的影响

试验以西瓜品种科农三号和科农五号为材料,采用自动释放系统增施CO_2浓度为(800±50)μmol/mol,研究增施CO_2对西瓜生长发育及果实品质的影响。结果表明,增施CO_2后,科农三号和科农五号苗期的株高和叶长均有所增大,2个品种的株高增幅分别为8.57%～21.02%和10.14%～66.67%,叶长增幅分别为1.67%～10.87%和26.92%～47.37%。在伸蔓期,施加CO_2后2个西瓜品种的株高、叶长、叶宽等生长指标较对照组均有所增大,其中,科农三号株高于5月16—23日这一生长阶段增幅达到最大值(74.30%),叶长于早期(5月2日之前)增幅达到最大值(40.65%),叶宽于5月9—16日增幅达25%;科农五号株高、叶长、叶宽都于早期增幅最大,分别为对照的8.14%,17.86%,28.68%。增施CO_2后,2个西瓜品种的品质也有明显提高,科农三号可溶性固形物、有机酸、维生素C、可溶性总糖含量分别增加70.36%,17.71%,23.92%,124%;科农五号可溶性固形物、可溶性蛋白、有机酸、维生素C、可溶性总糖含量分别增加38.46%,22.54%,39.30%,106.30%,107%,品质指标均达到极显著水平。增施CO_2可促进科农三号和科农五号西瓜的生长发育,提高果实的营养品质。研究结果可为日光温室西瓜CO_2施肥技术提供理论依据。

增施CO_2对温室葡萄产量、可溶性固形物含量及霜霉病的影响

以"维多利亚"葡萄为试材,研究了在温室中增施1 200mg·L^(-1) CO_2对葡萄的产量、可溶性固形物含量及霜霉病发病情况的影响。结果表明:在温室条件下增施1 200mg·L^(-1) CO_2,"维多利亚"葡萄提前8d采收;与不增施CO_2相比,葡萄横径增加了35.07%、纵径增加了7.37%、平均单粒质量增加了17.39%、前期商品果产量增加了24.88%、商品果总产量增加了46.14%,可溶性固形物含量增加了20.61%,差异极显著;葡萄霜霉病害发病率及发病指数降低了50%以上,防控效果显著。说明在温室条件下增施CO_2可使葡萄提早采收,显著增加葡萄产量及可溶性固形物含量,降低霜霉病的发生。

棚室增施CO_2对油麦菜生长的影响

利用废弃物生物发酵增施CO_2的专用装置对大棚油麦菜增施CO_2气肥,通过对油麦菜的生物学性状、产量、品质等各项指标进行测定来研究棚室增施CO_2气肥的使用效果。试验得出结果:利用废弃物生物发酵增施CO_2的专用装置能产生大量CO_2,棚室内产生的CO_2浓度能持续保持在1 000ppm左右;同时通过增施棚室CO_2,提高了油麦菜的株高、单株重和SPAD值;与对照棚(CK)相比,油麦菜的维生素C、可溶性糖、硝酸盐等指标均有改善;从产量上看,增施CO_2的大棚与对照棚相比有所提高,增长幅度高达48.25%。

增施CO_2对设施土壤栽培番茄的生长、产量和养分吸收特性的影响

在传统土壤栽培模式下,以越冬茬番茄为研究对象,设置自然环境(CK)和增施CO_2气体两个处理,分析比较不同处理区CO_2浓度和番茄干物质积累量、产量和氮磷钾养分吸收量的变化。结果表明,从移栽到定植后100 d (开花座果期),每天7:00～10:00期间,增施CO_2和CK区温室内CO_2浓度均大于设定的最低浓度700μmol/mol。增施CO_2提前了番茄的物候期,第一穗花期、座果期、果实膨大期、转色期和采收期相比CK区分别提前了4、4、6、15和22 d;增加了番茄的花层和果层数,对株高和叶片数无影响;产量比CK区提高了37. 8%;增加了番茄干物质累积量,定植后90、135和180 d,总干物质累积量比CK区分别提高了10. 2%、20. 8%和26. 0%,果实干物质累积量相比CK区分别增加了37. 8%、87. 2%和53. 0%;增施CO_2后番茄对氮、磷、钾累积吸收量相比CK区分别增加了42. 5%、61. 1%和50. 6%。综上所述,从移栽到定植后100 d,每天10:00之前温室内CO_2浓度在700μmol/mol左右,无需对温室内补充CO_2气体。增施CO_2可使番茄各物候期明显提前,花层和果层数量明显增加。增施CO_2后,番茄整个生育期对氮吸收量明显增加,开花座果期番茄对磷、钾吸收量显著增加,实际生产中增施CO_2情况下需适当调整氮、磷、钾肥的投入。

不同苗龄与苗期增施CO_2对番茄生长和产量的影响

为了对番茄工厂化育苗的合适苗龄期提供可靠的理论依据和有效方案,通过工厂化育苗及大田试验,研究了番茄30、35、40、50、60和80d(阳畦CK)不同苗龄与生长发育、积温、成熟期、产量、CO2营养的关系。结果发现,40d苗龄的秧苗从秧苗外部形态和内部组织结构正处于旺盛生长阶段,具有较高的生理活性,栽到大田缓苗快,适应性强,病害少,其中期生长速度超过50,60和80d苗龄的秧苗;开花数、着果率、单果重、总产量也高于其他苗龄处理。苗期增施CO2,更能充分利用CO2提高光合作用效率,增加单位时间内干物质的积累,不仅培育壮苗,促进秧苗生长发育,缩短苗龄,收获提前,前期产量高,而且秧苗集中,耗费CO2量少,施用经济又方便,在工厂化育苗中应用推广前景十分广阔。

CO_2气肥增施技术在大棚温室蔬菜生产中的应用试验分析

CO_2是绿色植物进行光合作用最重要的原料之一。文章通过对CO_2气肥增施技术在大棚温室蔬菜生产中的应用试验分析,得出结论:在蔬菜大棚内增施CO_2气肥,可促进蔬菜生长,提高蔬菜抗病虫害的能力,有利于改善果实品质,缩短蔬菜上市时间,提高经济效益。大棚内增施CO_2气肥技术是一项投资小、见效快、无风险、增产增收的先进实用技术。

增施CO2条件下施硒对温室黄瓜产量及硒吸收累积的影响

在开顶式生长箱(OTCs)内,以津美3号黄瓜为试验材料,采用在营养液中添加硒肥的水培方式,研究增施CO2对不同施硒水平下黄瓜生长发育的影响及黄瓜对硒的吸收、累积与分配的影响。结果表明,无论是否增施CO2,随着营养液中施硒量的增加,黄瓜产量均呈现出先增加后降低的趋势,植株各部位的硒含量及硒累积量较未施硒对照显著提高,且均表现为根>茎>果实>叶片,增施CO2处理的黄瓜果实的硒转移系数随着施硒量的增加呈上升趋势。在相同硒水平下,增施CO2整体上能提高黄瓜株高、净光合速率及产量,但对果实硒含量、硒累积量和硒转移系数基本无显著影响。CO2与硒的交互作用还提高了黄瓜果实硒累积量占单株植株硒累积量的比例。当施硒量为0.125 mg/L、CO2浓度为1200μmol/mol时,黄瓜产量达到峰值,与对照(未施硒且不增施CO2)相比增幅达45.1%,黄瓜果实硒含量、硒累积量较对照(未施硒且不增施CO2)显著增加,且硒含量在安全食用范围内。

不同氮处理下增施CO2对番茄叶片养分含量的影响

为探究不同氮处理对番茄植株叶片养分的影响及增施CO2的效果。以番茄"鸿途"为试验材料,在2个自然光照人工气候室内,采用苗钵基质栽培,设置5个氮素处理的营养液(50、150、250、350、450 mg·L^-1,分别设为N1~N5)、2个CO2浓度(300、600μL·L^-1,分别设为C1、C2),分别测定植株开花期、坐果期、果实膨大期生物量及叶片硝态氮和矿质元素含量。结果表明:中氮处理(N 250~350 mg·L^-1)下,植株干质量、叶片硝态氮含量以及矿质元素N、P、K、Ca、Mg含量均较高。增施CO2处理后,番茄植株干质量较C1处理增加了10.2%,叶片N、K、Mg含量都增加了20%左右,P含量没有变化,Ca含量降低了25.67%;低氮处理(N 50 mg·L^-1)下,番茄植株干质量、叶片硝态氮含量以及矿质元素N、P、K、Mg、Ca含量均较对照N3处理低。增施CO2处理后,植株的总干质量没有显著增加,其叶片硝态氮含量以及N、P、K含量也没有显著变化,而Ca含量在开花期和坐果期较C1处理分别增加了37.72%、15.45%,Mg含量在开花期较C1处理增加了43.86%;高氮处理(N 450 mg·L^-1)下,植株干质量较N3处理降低了18.03%,叶片硝态氮含量较N3处理增加了111.44%,叶片N、Ca、Mg含量与N3处理接近均较高,P、K含量较N3处理均降低了10%。增施CO2处理后,植株干质量较C1处理增加了35.92%,叶片硝态氮含量增加不显著,叶片N、K、Mg含量较C1处理分别增加了19.06%、27.82%、24.87%,而叶片P含量变化不显著,叶片钙含量在番茄开花期、坐果期和果实膨大期都较低,较C1处理分别降低了21.37%、17.16%、7.75%。综合番茄生长各项指标及经济效益,在营养液N浓度为250~350 mg·L^-1时,增施CO2浓度到600μL·L^-1(C2)最能促进开花期番茄植株叶片养分含量的增加。

CO_2与土壤水分交互作用的番茄光合速率预测模型

为了实现不同土壤水分管理下的CO_2气肥精细控制,建立了番茄作物不同生长阶段的光合速率预测模型。实验设置了4个CO_2浓度与3个土壤水分条件的交互处理,利用无线传感器网络长期实时监测温室内环境信息,采用LI-6400XT型光合速率仪定时采集作物净光合速率信息;并用BP神经网络分别建立了番茄苗期、花期和果期的光合速率预测模型。预测模型的验证结果表明,对于苗期预测模型,预测值与实测值之间的决定系数R2为0.925;花期预测模型的决定系数R2为0.920,果期预测模型的决定系数R2为0.958;番茄各生长期的光合速率预测模型均具有较高的预测精度。在不同土壤水分条件下改变CO_2浓度,得到的CO_2浓度与光合速率预测曲线与实测值相近,可反映实际土壤水分管理下的CO_2浓度最优值,对指导不同土壤水分条件下CO_2气肥的精细调控具有重要意义。