数字驱动温室设计与作物生产助推设施农业高质量发展

设施农业是事关粮食安全和主要农产品供给的“国之大者”。习近平总书记在2022年“两会”期间提出,要树立大食物观,“要向森林要食物,向江河湖海要食物,向设施农业要食物”;党的“二十大”报告明确要求“树立大食物观,发展设施农业”;2023年中央一号文件又指出,要发展现代设施农业,实施设施农业现代化提升行动;可见,国家连续多年把设施农业发展放在重要位置,而在国家农业化强国战略的背景下,加之信息化、科技化、数字化技术的发展,以数据驱动设施农业发展是其走向现代化的必由之路。鉴于此,本期业界观察将就“数字驱动温室设计与作物生产,助推设施农业高质量发展”主题展开探讨,主要内容包括我国数字化设施农业发展概况、数字化在设施农业中的应用、数据驱动设施农业发展中面临的挑战及展望等,以期给业界仁人提供参考。

地中热交换系统对园艺设施夏季降温效果探究

地中热交换系统很早就在园艺设施的蓄热保温方面有较多应用.本文针对地中热交换系统对园艺设施的夏季降温效果开展试验研究,在杨凌、张家港、宿迁3地不同类型园艺设施上开展应用试验,分析不同风机流量、不同管径、不同埋深对地中热交换系统的降温效果的影响.初步试验结果表明:管道埋深越大、风机流量越大、管道直径越大,降温效果越好.本研究可为下一步开展多系统的综合降温模式提供研究基础.

装配式日光温室柔性复合墙体性能测试与分析

为解决装配式日光温室柔性墙体蓄热能力不足的问题,该研究通过在墙体内侧附加蓄热层的方式,设计了一种集蓄热、保温和防水多功能于一体的装配式柔性复合墙体。首先,通过对多种材料进行综合性能评估,筛选出优质的表层材料和保温材料,将其复合制成柔性保温墙体;其次,将水、沙子、相变水凝胶(phase change hydrogel,PCH)作为蓄热层固定在柔性保温墙体内侧,从而形成柔性复合墙体;最后,在4个模型温室中分别对墙体进行性能测试,以未附加蓄热层的柔性保温墙体为对照(CK),分析试验墙体的蓄热和保温性能。单一墙体材料的性能测试结果表明,表层材料中镀铝编织布、黑色淋膜毡抗拉性能好且不透水,断裂强力分别为1.06、0.56 kN,断裂伸长率分别为30.99%、65.91%;保温材料中再生棉、太空棉和空气柱保温效果较好且使用成本低,热阻值分别为0.30、0.50、0.76(m^(2)·℃)/W。柔性复合墙体的性能测试结果表明,所有处理中5 kg/m^(2) PCH柔性复合墙体的蓄热和保温性能最佳,热阻值为2.50(m^(2)·℃)/W,单位面积累计吸热量与放热量分别为1.48、1.13 MJ/m^(2);在典型晴天和阴天条件下,该处理的夜间室内平均温度分别比CK提高了3.08、1.87℃。上述分析结果表明,通过在柔性保温墙体内侧附加相变蓄热层的方式,能够增强墙体的蓄热和保温性能。研究结果可为今后装配式日光温室柔性复合墙体设计及材料选择提供理论依据。

基于温室酿热补气的棚体式发酵装置应用研究

[目的]为解决目前我国农业废弃物数量庞大、资源化利用率低,以及冬季寒冷地区设施蔬菜生产温度低、CO_(2)不足等问题,本文设计出一种棚体式生物质发酵装置。[方法]该装置包括发酵棚体(长6 m、宽5 m、脊高2.8 m)、强制换热装置、室内加热管道3部分。以玉米秸秆和羊粪为原料进行分层堆放发酵,探究发酵装置的酿热性能,对设施温室热环境、气体环境和生产的影响,以及经济效益。[结果]该发酵装置内堆体的温度50℃以上共计65 d,产热效率达到74.94%;与对照温室相比,温度高1.04℃以上;堆肥发酵过程中,使用气体过滤装置及CO_(2)回收系统,其全球增温潜势(GWP)指数下降96.98%;与对照温室相比,CO_(2)浓度增加2270.58 mg·m^(-3);加热区番茄的可溶性蛋白和维生素C含量分别比对照区增加24.6%和29.2%,番茄红素含量比对照区增加71.3%。生物发酵装置运行可提高单株产量5.99%。增加收入8712元。[结论]寒冷地区应用棚体式生物质酿热装置可为日光温室提供热量和作物生长所需的CO_(2),而且生产应用价值较高。

基于模糊Borda组合评价法筛选适宜基质袋培的螺丝椒品种

【目的】筛选适合基质袋培的高产优质螺丝椒品种,为陕北地区无土栽培辣椒的发展提供依据。【方法】以20个螺丝椒品种(丝路新星、丝路之星、楼兰之星、特早一尺长、中农青螺王子、陇旋339、博收019、HP29017、HP29037、HP29047、HP29082、西域长龙、久保田螺椒王、金椒6号、金椒8号、金椒9号、金椒12号、博陇(37-94)、茎毛802和沃尔斯天萝)为试材,进行基质袋栽培,测定并比较分析各品种辣椒果实的单果质量、果皮厚度、果实长度、维生素C含量、可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量、还原糖含量、可溶性总糖含量、硝态氮含量和产量等10项指标,对各指标的相关性进行Pearson分析。同时,采用主成分分析法、TOPSIS分析法、隶属函数分析法和灰色关联度分析法对各品种螺丝椒的产量和品质指标进行评价,经事前一致性检验(Kendall-W)后,采用模糊Borda评价法进行组合评价,以筛选出适合陕北地区基质袋培的螺丝椒品种。【结果】20个螺丝椒品种的单果质量为25.62~52.83 g,以陇旋339最大;果皮厚度为1.58~2.17 mm,以沃尔斯天萝最厚;果实长度为19.42~30.55 cm,以HP29082最长;维生素C含量为276.37~1058.09 mg/hg,以金椒8号最高;可溶性蛋白含量为0.97~1.61 mg/g,以金椒12号最高;游离氨基酸含量为393.78~969.69μg/g,以沃尔斯天萝最高;还原糖和可溶性总糖含量分别为3.82%~6.65%及9.87%~13.91%,均以博收019最高;硝态氮含量在各品种间无显著性差异;产量为9625.98~84600.00 kg/hm^(2),以丝路新星最高。4种单一综合评价方法的评价结果存在差异,主成分分析法的评价结果与其他分析方法评价结果的相关性较弱,其余3种单一评价方法间评价结果的相关系数通过了Kendall-W协和系数事前检验,具有相容性,可进行组合评价。模糊Borda组合评价方法的评价结果通过了事后检验,具有可信性,其评价结果显示排名前5位的螺丝椒品种为丝路新星、HP29047、丝路之星、陇旋339和博收019。【结论】丝路新星、HP29047、丝路之星、陇旋339和博收019为适宜陕北地区基质栽培的螺丝椒品种。

不同砧木对西瓜断根嫁接苗生长发育的影响

为了筛选适合西瓜断根嫁接的砧木,以早佳(8424)西瓜为接穗,其自根苗为对照,以杂交南瓜京欣砧2号、瓠瓜亲抗水瓜和野生西瓜勇士为砧木,研究了不同砧木对西瓜断根嫁接苗生长发育和根系形态的影响。结果表明,3种砧木断根西瓜嫁接苗之间砧穗疏导能力均无显著差异,但京欣砧2号砧木断根嫁接成活率最高,为89.9%。与自根苗相比,3种砧木断根嫁接苗均提高了植株的株高、茎粗、根冠比、壮苗指数和叶绿素相对含量,京欣砧2号砧木壮苗指数显著高于亲抗水瓜和勇士砧木,且京欣砧2号砧木断根西瓜嫁接苗具有更好的根系形态和更强的根系活力。综上所述,西瓜断根嫁接采用京欣砧2号作为砧木效果最佳,适宜在生产上推广应用。

不同砧木对早佳84-24西瓜产量、品质和矿质元素吸收的影响

为了掌握不同砧木对西瓜产量、品质及矿质元素吸收的规律,本试验以南瓜(京欣砧2号)、瓠瓜(亲抗水瓜)、野生西瓜(勇士)为砧木,嫁接早佳84-24西瓜,测定分析了西瓜的形态指标、产量、品质指标和对氮、磷、钾、钙、镁的吸收。结果表明:3种砧木均提高了西瓜的单瓜重,其中京欣砧2号砧木嫁接西瓜的单瓜重最大,为3.75 kg。砧木类型对西瓜果实的可溶性固形物含量无显著性影响,但维生素C含量均降低,番茄红素含量增加,亲抗水瓜嫁接西瓜果实中的瓜氨酸含量最高。京欣砧2号显著提高了植株对氮、磷、钾、钙、镁的吸收,在3种砧木中表现最好,亲抗水瓜促进了氮、磷、钾的吸收,勇士促进了氮、钾、钙、镁的吸收。因此,京欣砧2号是西瓜生产中适宜的砧木。

设施番茄外观形态及物质累积分配模型构建与验证

为构建适用于日光温室与塑料大棚的设施番茄生长模型,该研究利用保温塑料大棚春茬试验数据,建立以辐热积为尺度的番茄外观形态及物质累积分配模型,并利用保温塑料大棚秋茬和日光温室越冬茬的试验数据验证模型的准确性。结果表明:1)番茄株高模拟值的决定系数R2和均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.9074和13.66 cm;2)番茄整株及各器官的干物质质量模拟值的决定系数R2范围为0.8541~0.9751,RMSE为2.87~6.98 g/株;3)番茄整株、地上部以及果实鲜质量累积的模拟值的决定系数R2范围为0.8872~0.9050,RMSE为109.83~171.16 g/株。综上可知,该研究建立的模型可较准确地预测番茄株高与干鲜质量物质累积值,模型的实用性较强,可为设施番茄生产提供理论依据和决策支持。

基于品质、产量与水肥利用效率的基质栽培辣椒水肥管理优化

【目的】探究灌溉频率和营养液供应量耦合对袋培辣椒品质、产量、水分利用效率和肥料偏生产力的影响,优化袋培辣椒水肥管理方案。【方法】以‘凯莱(37-83)RZ F1’辣椒为试材,以维持基质含水量55%—60%所需要的灌水量(IA)为每日单株总灌水量,设置3种单株灌溉频率和2个营养液供应量。单株灌溉频率是将IA分别按照1次(IF1)、2次(IF2)和4次(IF3)供应;营养液供应量为标准山崎辣椒营养液供应量(NS1,即门椒开花至三层果收获期和三层果采收后,每日供应量分别为250 mL/株和500 mL/株)和持续增加营养液供应量(NS2,即初始营养液供应量每日为250 mL/株,辣椒每采收一层果实后,单株营养液供应量增加50 mL,至500 mL/株时不再增加),共6个耦合处理。采用主成分分析-优劣解距离法、隶属函数分析法和灰色关联度分析法对果实品质、产量、水分利用效率和肥料偏生产力指标进行综合评价。【结果】除果肩长外,灌溉频率对辣椒果实的品质指标均有极显著影响(P<0.01);营养液供应量对辣椒果实的维生素C、可溶性蛋白、辣椒素和二氢辣椒素有极显著影响(P<0.01),对其他品质指标无显著影响;二者耦合对辣椒果实除果皮厚度之外的品质指标均有极显著影响(P<0.01);同时,灌溉频率、营养液供应量和二者耦合对辣椒产量和水分利用率均表现出极显著影响(P<0.01)。PCA-TOPSIS法、隶属函数分析法和灰色关联度分析法对测定指标的评价结果一致,排名前两位的处理均为IF1NS1和IF2NS2,其中,IF1NS1处理的果实品质最好,产量、水分利用效率和氮磷钾肥偏生产力均最高,分别为74482.24 kg·hm^(-2)、34.21 kg·m^(-3)、625.95 kg·kg^(-1)、679.54 kg·kg和367.23 kg·kg^(-1)。因此,IF1NS1为最优水肥耦合处理。【结论】袋培辣椒的最优灌溉频率和营养液管理方案为:单株灌溉频率为维持基质含水量55%—60%所需要的灌水量按照1次供应,门椒开花至三层果收获期和三层果采收后分别按照每日250 mL/株和500 mL/株供应标准山崎配方营养液。

基于微气候适宜度指数构建番茄生长速率模拟模型

设施微气候是番茄生长的重要影响因素,具有参数复杂、变化快的特点。为了科学掌握微气候特征,探明微气候适宜度指数与番茄生长速率的关系,本研究于2021年以番茄为试材,开展春、秋茬实验,对设施内微气候包括气温、相对湿度、太阳辐射、CO_(2)浓度和饱和蒸汽压差(Vapor pressure deficit,VPD)进行监测,每7d进行一次番茄形态指标和生长速率测定。运用因子分析法提出设施微气候适宜度指数计算方法,利用多元线性回归方法构建基于微气候适宜度指数的番茄生长速率模拟模型,对秋茬番茄生长速率进行模拟验证。结果表明:基于计算方法辨别微气候适宜度与基于人工经验判断相符率为75%,微气候适宜度与番茄鲜重(r=0.690)、干重(r=0.623)、株高(r=0.748)的增长量相关性均达到显著水平(P<0.05)。秋茬番茄生长速率模拟结果中,生长速率模拟的拟合度和精度较好,苗期相对生长速率模拟值与实测值R^(2)=0.875,RMSE=0.048d^(-1),开花坐果期绝对生长速率模拟值与实测值R^(2)=0.785,RMSE=0.877g·d^(-1)。综上所述,本研究为设施微气候定量分析提供了一种新的方法,比温度判断更为全面,同时也为番茄生长速率模型构建提供了新思路。

基于TOPSIS法对嫁接提高黄瓜耐Ca(NO_(3))_(2)胁迫的综合评价

为探究砧木嫁接提高黄瓜耐盐性调控机制,获得嫁接黄瓜耐盐性综合评价方法,以盐敏感型黄瓜(Cucumis sativus L.)‘津春4号’自嫁苗及其与南瓜(Cucurbita moschata Duch.)‘强力士’和‘青藤台木’的嫁接苗为试验材料,研究Ca(NO_(3))_(2)胁迫对不同砧木嫁接黄瓜幼苗生长、根系形态、光合荧光特性、抗氧化能力和渗透调节能力的影响,采用多指标协同评判法评价植株耐盐性。结果表明,Ca(NO_(3))_(2)胁迫下黄瓜自嫁苗植株中丙二醛(MDA)含量显著增加,植株生长和生理受到严重抑制,砧木嫁接可通过增加超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶活性(POD)活性、脯氨酸和可溶性糖含量提高黄瓜幼苗抗氧化能力和渗透调节能力,减轻Ca(NO_(3))_(2)胁迫对植株根系和叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、非光化学淬灭系数(NPQ)和PSII有效光化学量子效率(Fv’/Fm’)等光合荧光特性的破坏,缓解Ca(NO_(3))_(2)胁迫对黄瓜幼苗生长的不利影响。植株耐盐性综合评价结果表明南瓜品种‘强力士’是适于提高黄瓜耐盐性的优良砧木。

甲基营养型芽孢杆菌对基质培黄瓜生长及根际环境的影响

探究不同剂量甲基营养型芽孢杆菌对基质培黄瓜生产效果及根际环境的影响,确定菌剂最佳施用量,为微生物菌剂在基质培蔬菜生产中的应用提供理论依据。以‘博耐526’品种黄瓜为供试材料,研究基质栽培方式下灌根施用不同剂量甲基营养型芽孢杆菌(0、1、2、4、6 g/株,分别记为CK、T1、T2、T3、T4)对黄瓜植株形态发育、光合、产量、果实品质和根际环境的影响,并从根际环境和光合作用角度解析其作用机理。结果表明甲基营养型芽孢杆菌可通过改善光合作用和根际环境实现促生增产的作用效果。黄瓜的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和产量均随菌剂用量的增加呈先升后降的变化趋势,在T3处理中有最大值。黄瓜叶片蒸腾速率、净光合速率、气孔导度和果实品质的各项指标最优值出现在T3或T4处理中,其中,游离氨基酸、有机酸和还原糖含量以T3处理最高,分别较CK处理显著提高26.88%、30.67%和16.36%;可溶性蛋白、可溶性总糖和维生素C含量以T4处理最高,分别较CK处理显著提高19.93%、23.82%和22.35%。菌剂处理可以显著提高基质中的硝态氮含量,且菌剂处理后第50天时T3处理较CK处理显著提高基质中的脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性。甲基营养型芽孢杆菌可以通过提高基质酶活性与速效养分含量、促进黄瓜光合作用,加速植株对养分的吸收、转运、同化和积累,进而促进有机基质培黄瓜的生长,提高果实品质与产量,其作用效果与菌剂用量及作用时期有关,综合来看,以灌根添加4 g/株甲基营养型芽孢杆菌的处理效果最优。

水肥耦合效应对小果型西瓜品质、产量及水分利用效率的影响

以小果型西瓜苏梦6号为材料,在设施栽培条件下探讨了不同施肥量、灌水量耦合对西瓜的品质、产量及水分利用效率的影响。试验结果表明:不同水肥耦合处理下,F_2W_2处理的茎粗最大,F_1W_2的茎粗最小,其他处理无显著差异,且肥料作用大于水肥耦合作用,叶绿素含量无明显差异;西瓜果实葡萄糖含量整体呈现先升高后降低的趋势,F_2W_1、F_2W_2处理的葡萄糖含量最高;果实果糖含量在同一肥料处理水平下,随着用水量的增多而显著下降,表现为稀释效应;西瓜果实的蔗糖、可溶性蛋白及番茄红素含量在不同水肥耦合处理中呈现出显著差异,但无明显规律,果实硝酸盐含量组间无明显差异;不同水肥耦合处理西瓜的单株产量及小区产量差异不大,其中F_3W_2处理的产量最高;不同处理水分利用效率的整体水平较高,在同一肥料处理水平下,水分利用效率随着灌水量增多而逐渐减小,且水分作用大于水肥耦合作用。综合考量植株的茎粗、品质、产量及水分利用效率等多方面因素,在不显著降低西瓜品质的情况下,选择F_1W_1处理为最优的水肥耦合条件。

主动通风酿热产物在番茄基质栽培中的应用研究

为了探讨主动通风酿热补气系统发酵产物作为番茄栽培基质对番茄生长发育及产量、品质的影响,以体积比为3∶1的秸秆和牛粪为原料,进行了为期60 d的主动通风式高温好氧堆肥。将好氧堆肥产品以体积比100%(T_(1))、33.3%(T_(2))、0%(CK)的比例与市面上购买的基质混合,比较不同基质条件下番茄的生长发育情况;探讨主动通风高温好氧堆肥作为番茄生长基质的可行性,为主动通风式酿热的产物基质化利用提供理论支撑。结果表明:(1)T_(2)复配基质培育的番茄株高、茎粗显著优于CK和T_(1);(2)T_(1)的光合作用高于T_(2),但T_(2)的净光合速率显著高于T_(1),为28.25μmol/(m^(2)·s);(3)T_(2)栽种番茄的产量达4.78 kg/株,比CK显著增产了43.3%,比T_(1)高出13.7%。综合分析以上指标,主动通风式酿热条件下的堆肥产物可以作为栽培基质。其中主动通风式酿热产物以33.3%的体积比混合市面上购买的基质形成的复配基质作为栽培基质得到的番茄植株生长效果最佳。

两种新型后墙日光温室在杨陵地区的应用效果

为研究新型后墙日光温室和普通粘土砖后墙温室(W1温室)的应用性能,为陕西省杨凌示范区日光温室建设提供理论依据,设计了两种新型后墙日光温室。其中一个后墙采用轻骨料混凝土砌块建造(W2温室),另一个采用一排填沙水泥管组装建造(W3温室)。试验温室建于杨凌示范区。根据典型晴天和阴天采集的试验数据,将两种新型后墙温室的室内温度、墙体内部温度和热流与普通黏土砖墙日光温室进行比较,并对试验结果进行数值模拟。通过对不同温室内种植番茄的生理指标和建设成本的比较,得出实用性最优的温室类型。结果表明:W1温室、W2温室、W3温室及室外平均气温在晴天晚上分别为15.1、15.9、17.3和-0.4℃。W3温室的平均气温最高。W1温室、W2温室、W3温室及室外平均气温在阴天夜间分别为9.5、13.3、11.0和-5.5℃,W2温室的平均气温最高。在距后墙表面0~330 mm深度范围内,墙体受太阳辐射影响明显,温度变化幅度较大。晴天墙体温度呈W1、W2、W3上升,阴天壁温呈W1、W3、W2上升。W3温室的墙体白天吸热最多,晴天晚上放热最多,而W2温室白天吸热仅次于W3温室,但在阴天晚上放热最多,几乎等同于吸热量。W3温室的番茄长势最好,产量最高,且该温室的建设成本最低。综合考虑番茄的生理指标和相应的温室建设成本,W3温室在杨凌示范区的应用效果最好。

不同结构主动蓄热墙体日光温室传热特性

主动蓄热墙体日光温室具有良好的蓄能效果,对改善日光温室内的热环境起到了重要作用。但是对其如何有效地提高了温室的储能效率的特性和机理研究还有待进一步探索,以及如何进一步优化其性能,明确设计指标需要深入研究。该文在深入研究日光温室热量散失规律的基础上,构建了传统主动蓄热墙体日光温室(G1)、回填装配式主动蓄热墙体日光温室(G2),并试验测试了G1和G2主动蓄热循环系统的进出口温湿度、墙体表面热流密度、室内气温等参数,详细分析其传热规律和特性。结果表明:典型晴天(2017年12月31日)蓄热时段G1、G2主动蓄热循环系统的进、出口平均温差分别为10.2、11.6℃,平均蓄热热流密度分别为90.21、141.94 W/m2;典型阴天(2018年1月14日)放热时段G1、G2的进、出口平均温差分别为1.8、2.3℃,平均放热热流密度分别为7.48、5.66 W/m2。对墙体内主动蓄热循环系统的传热特性进行分析,G2的主动蓄热循环系统的蓄、放热量均较G1多。对后墙除主动蓄热系统以外的墙体外壁面被动传热特性进行分析,典型晴天蓄热阶段G1、G2整日的蓄热量分别比放热量多142.01、281.55 MJ;典型阴天放热阶段G1、G2的蓄热量分别比放热量少51.36、29.05 MJ,G2白天蓄热量较多、夜间放热量较少,表明G2墙体的长期储热能力较G1更高,更有利于温室在长时间低温寡照天气条件保持更稳定的室内温湿度环境。该文可为主动蓄热日光温室结构优化及热负荷设计提供理论和实践参考,并为主动蓄热日光温室的进一步发展奠定研究基础。

主动蓄热日光温室不同气流方向后墙传热CFD模拟

日光温室是一种能源高效利用型的温室结构,在中国北方的设施园艺产业中起到了非常重要的作用,其中主动储热日光温室结构是最近该领域研究的热点问题之一。针对高效主动储热风道的研究问题,该文构建了3种不同气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙模型,分别是顶进顶出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W1)、侧进侧出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W2)、侧进顶出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W3)。在W1工况下对比试验数据及数值模拟数据发现,平均相对误差为6.7%,最大相对误差为13.4%,说明该文所建模型的数值模拟与试验数据有很好的一致性;进一步模拟结果表明,进口条件一致的情况下,W1、W2、W3在主动蓄热循环系统运行阶段的有效蓄热范围分别为700～800、500～600、600～700 mm;W1、W2、W3的出口平均温度分别为17.3、18.9、18.2℃,进一步计算得到,3种工况下,内部空气流的努塞尔特数分别为40.95、35.25、35.30;3种不同气流循环运动方式下,温室后墙的对流换热强烈程度表现为W1最大,W3其次,W2最小。该研究为设计主动蓄热日光温室墙体气流循环运动方式提供了理论依据和试验参考。

保温被投影对塑料大棚室内光环境及番茄生长性能的影响

保温塑料大棚屋顶保温被夜间有助于减少室内热量流失,但其白天会在室内形成一条阴影带,为了探明室内阴影带的变化以及其对番茄生长发育的影响规律,以陕西杨凌地区18 m跨度非对称保温塑料大棚为试验对象,计算分析了室内栽培区阴影带在一年中的变化规律,同时测试了北屋面水平投影区域和南屋面水平投影区域的太阳辐射,研究不同栽培区域番茄株高、茎粗、叶片光合参数以及番茄单株产量的差异。结果表明:1)与南屋面水平投影区域相比,北屋面水平投影区域晴天、阴天分别有38.9%、27.9%的太阳辐射被遮挡;2)全年北屋面水平投影区域有阴影的天数为231 d,最大遮荫面积可达146.8m^(2),占总栽培区域面积的13.2%;3)南屋面水平投影区域番茄叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及水分利用率显著(P<0.01)高于北屋面水平投影区域,平均单株产量要比北屋面水平投影区域高29.5%。总的来说,保温被投影降低了室内北侧栽培区域的太阳辐射,同时也降低了番茄的光合特性及产量,这为优化保温塑料大棚结构参数设计提供了更为深入的理论基础。

光质对番茄果实品质及挥发性物质的影响

以‘金棚朝冠’为实验材料,研究植物工厂内不同比例红蓝光(R、2R1B、1R1B、1R2B和B)(白光为对照组)处理对番茄单果质量、主要品质性状及挥发性物质的影响。结果表明:2R1B(红光∶蓝光=2∶1)处理可以显著提高番茄单果质量以及可溶性蛋白、抗坏血酸和番茄红素的含量,R(红光)处理条件下可溶性固形物含量、可滴定酸质量分数和糖酸比均显著高于白光对照(P<0.05)。利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用对番茄果实的挥发性物质进行测定,发现与其他比例的红蓝光处理相比较,R和2R1B提高了挥发性物质的总量。本研究结果为利用不同光质提高番茄果实品质和风味提供了理论依据。

不同新型日光温室结构在江苏省苏北地区的性能测试分析

为提高江苏省苏北地区日光温室冬季保温蓄热性能,设计建造斜面骨架式日光温室(G1)、主动蓄热型日光温室(G2)等2种新型日光温室结构,以当地传统日光温室(G3)为对照温室,测定3种温室冬季内部光热环境参数。试验结果表明,连续晴天条件下,G1、G2、G3的夜间平均气温分别为12.5、12.6、11.1℃;连续阴天条件下,3座温室的夜间平均气温分别为10.6、11.9、10.0℃;连续31d(2018年12月22日至2019年01月22日)的测试结果表明,3座温室的气温总体表现为G2略优于G1,G1、G2均优于G3;可满足黄瓜的越冬生产需求。G2温室的主动蓄热循环系统在典型晴天的蓄热性能良好,夜间可以起到良好的放热效果,有利于温室保持较为稳定的室内温湿度环境。因此,主动蓄热型日光温室结构在江苏省苏北地区具有较好的推广价值。