半封闭温室夏季降温及黄瓜光合特性的研究_丁小涛.pdf

上海 农业 学报 文章编号 半封闭温室夏季降温及黄瓜光合特性的研究 丁小涛 金海军 杨少军 何立中 余 纪柱 周 强 上海市设施园艺技术重点实验室 上海市 农 业 科 学院设施园艺研究所 上海 上海都市绿色工 程有限公司 上海 摘 要 研究了夏季半封闭温室不同垂直高度空间 吹风口 向上 在 降温 条件下的温度变化倩况 以及此条件下落蔓与不落蔓黄瓜植株叶片光合特性的变化 结果表明 吹风口 向上 测量 的平均温度比室外温度分别降低 尤 尤 尤 尤 与室外 温 度比较 明 显降低了近 日落 至第 天日 出 前 温室不同垂直 高度空间的 温 度 白 天对 吹风口 高处以下的空间有较好的降 温 效果 落蔓后黄瓜叶片的净光合速率和光合潜力明显好 于落蔓 前 这 可能与落蔓前高温导致黄瓜叶片的 最大羧化效率 最大再生速率 降低有关 半封闭 温室黄瓜夏季降温栽培中 植物顶部高度以控制在 吹 风口向 上 左右为宜 关键词 半封闭温室 黄瓜 降温 落蔓 光合作用 中图分类 号 文献标识 码 收稿日期 基全项 目 上海市农业基础 性研究项 目 尸农 科攻 字 第 号 国家 项 目 上海市 科 委项 目 作者简介 丁小 寿 男 硕士 副研究员 王要从事设施蔬菜栽培及黄瓜育种研究 并列第一作者 通 作者 上 海 农 业 学 报 半封闭温室 是 近年来我国从欧洲引进的温室类型 它 是 利用空气处理机组 对 温室气候环境进 行调节 将温室作为太阳能收集器 使其成为能量来源的一部分 利用地下浅层地热资源 通 过 采用 冬灌 夏用 和 夏灌冬用 配对使用的长季节地下含水层储能技术和缓冲罐短期储能技术 并利用地源热泵将 低品味能源提升为高品位能源 从而加以利用 这样的温室不仅可以在冬季加温 还可以在夏季降温 水果黄瓜是我国从欧洲引进的适宜温室栽培的鲜食类黄瓜 品质好 产量高 被很多地区作为名特优 蔬菜广泛引种栽培 深受广大消费者喜爱 黄瓜喜温却不耐热 过高的温度会明显抑制黄瓜的生长 夏季温室栽培水果黄瓜 最主要的栽培障碍是温室高温 半封闭温室使用 等降温设备可以降低温室 的温度 但其降温效果如何 以及水果黄瓜在此条件下的光合反应如何 尚未见报道 据此 本试验拟 研究在半封闭 温室夏 季 降 温 条件 下 温室不同垂 直高度 空间温度的变化情况 以及水 果黄 瓜叶片 光 合作用的响 应情 况 以期为我国 设施黄 瓜栽培提供更多的理论和技术支撑 材料与方 法 试 验 温室和材料 试 验于 年 月在国家 设施农 业工 程技术研究中心崇明农 业 示范基地智能温 室中进行 栽培 温 室 为东西走向 温室长 宽 南北分为 跨 每跨 东西分为 间 每间 温室天沟 和屋顶的高度分别为 和 每跨南北方向各有 个 天窗 每 个 天窗的大小为 长 宽 天窗完全打开的高度为 温室有 层帘幕 外遮阳 高 完全展开后 遮 阳 内遮阳 高 完全 展 开后 遮阳 内保温 高 完全展开后 遮阳 每个温室有 个空气处理机组 每个 拥有 冷却能力和 加热能力 空气流量为 每个 有约 塑 料 通气管 道 即 风筒 直径 固定在生长架下方 管道上均匀密布 很 多小孔 用于给温室加温 降温 除湿和空气循环 栽培生长架安装在地面 高的地方 生长架下的地面全部 用黑白塑料薄膜覆盖 在地面 高度处 每个栽培行走道中铺设了加热管道 管道直径 可 以用 于 温室加温和采摘车运行 所用黄 瓜品种为 戴多 星 由荷兰 公司提供 年 月 日用岩棉作基质播种 月 日 黄瓜 叶 心时大苗定植于栽培温室中 定植密度为 株 采用吊挂栽培 以岩棉作为栽培基质 栽培期间灌溉营养液电导率 设置为 为 以光照为主要参考指标来确定灌溉 量 保证每天温室排液量为 左右 栽培温室使用 电 脑 控制系统控制遮阳网开启 地源热泵和空 气处理 机组 等设备来调控温室的温度 可以 通过 风筒吹出降 温的 空气 从 而 对温 室进行降 温 降 温时温室天窗只保留 开启 黄瓜定植 后 通 过电脑设 置地源热泵冷水 井 和 全天定时运行 一 般 表冷器流人的冷水温度 为 流出的水温为 有近 水温差释放的冷量投放到温室中 用于温室降温 年 月 日温室 平均的冷量供应为 可以选择不同比例的外界空气和温室内 空气混合后降温 一 般设置为 选择白天 的 室外空气混合进行循环 这样白天可以 适 当补 充 并降低能耗 试 验方 法 试验 处 理的 设 置 及温度的测 定 试 验设 置 个 垂 直 温度监测点 监测点位 于第一跨和第二跨中间的垂直位置 和室外温度监测点 在 风筒出风口附近 即栽培架附近固定第 个温度记录仪 在 风筒出风口附近 即栽培架附近上方 处固定第 个 温度记录仪 在 风筒出风 口附 近 即栽培架附近上方 处固定第 个温度记录仪 在 风筒出风 口附 近 即栽培架附近上方 处固定第 个温度记录仪 在 风筒出风口附近 即栽培架附近上方 处固定第 个温度记录仪 室外 温 室顶部安装 一 个气象站 记录室外温度 将所有温度记录仪传感器固定在温室不同高度 所用温度记录仪为 型 由杭州尽享科技有 限公司生产 于 年 月 日 日 持续 监测温室不同垂直高度空气温度 设 置每 丁 小涛 等 泮 封用温 夏季降 温及黄瓜光合特性的研免 记 录 一 次数据 温室 电 脑 控制系统可以定时记 录室 外温度和温 室 环境参数等数据 月 日 当 黄 瓜植 株 长至约 高时 早上 对 第 一跨和第 二 跨黄瓜进行落賽 落賽 左 右 留下第三跨黄瓜不落蔓 上午 分别 对落蔓 和不 落蔓的黄 瓜进行 光合作用的测 量 落蔓处理 黄瓜植株顶部在生长架上方约 处 不落蔓处理 黄瓜植株顶部在生长架上方约 处 落蔓和不落蔓黄 瓜叶片 光合作 用的 测定 利用 型光合仪 美酉 分别对落 蔓 和 不落蔓黄 瓜上 部新展开最大功能叶 的气体 交换参数净光合速 率 气孔导度 胞间 二氧 化碳浓度 蒸 腾速率 进行 测 测 量的 光 照 强 度为 温度 湿度 浓度依赖子温室的自然条件 每个处理重复测量 次 进行 响處 祖线侧囊 时 浓 度水乎歡屬 为 釐 光强设 响应曲线测量时每个处理重复 次 根据 响应曲线 参考 等 和 等 的 方法 通 过 非线 性回 归技术 计 算出 巔大 羧 化 速 率 和 最 大再生速率 胃 办 黄 瓜产 量 记录 黄 瓜采收期从 月 并始 垄 月 结束 共 采 收 早中期每 天采收 中后期 根据生 长情 况 一 般 采收 一次 每次采收时 分小区记录黄瓜产童 最后计算平均产量 数 据分析 使用 软 件 对 各 处 理进行统计分析 结果以平均值 土标 准差表示 不同办写 字 母表示在 水 平上差异显著 使用 软件进行作圈 结 果 与分 析 温室内不同垂直高度空间温度的变化 从图 和 表 以 看出 年 月 日 沒 外和温室不同 猶黨齊度 空间 温度 星 现 波 浪 形变 化 降温 处理后 温室不同垂直高度空间晚上的温度均有明显降低 但白天温室 不同高度 空间变化義 异较大 温室温度变化幅度最大的为温室 出风 翕处 内的乎均 温度为 白天最 齊温度为 弋 晚 上 最低温度为 最大温差达到 弋 室外 内的平均温度为 白 天最商 温度为 冗 晚上最低温度为 皋大温差达到 温度变化幅度暈 小的为 温 室 出风口附近 内的平均温度为 白天最髙 温 度为 弋 晚上最低 温度为 最大温差达到 温室 出风口 较 高处的平均 温度 最高温度 最低 温度 和 最大 温差分别高 弋 丈和 丈 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 图 室外和温室不同垂直高度空间温度的变化 月 日 卜 丨 卜 爸 丨 丨 卜 上 海 农 业 学 报 表 室外和温室不同垂直高度空间的平均温度 最高 温度 最低温度和最大温差的比较 月 日 室外 平均温度 最畜海擊 最低温度 最 大 温差 正常 工作和停 止 工作 后温室内不同垂直高度空间温度的变化 年 月 日 下午 左右 停止 作 一盧 持续到 午 左 右 停 止 工作 后 温室不同高度 空间的 温度均迅速升富 图 其中 出风口 高处温度升商最快 在 达到 最高 温度 出 风 口 分 别在 达到各自 最高温度 丈 温室不 度空间的 温 度很快 升封最 髙后 又 遂步降低 而此时 段室外 温度 在逐 渐 降低 温室不 高度空间晚上的温度均和室外羞异不大 不间高度空间 彼 此间的温差也不 明显 而 运 行时它们的差异较大 图 日 天亮前和 日 晚 上 且均明显低于室外 的 温度 早上 重新 开 始 运行后 温室不同啬 度空 间的温 度又有明 显的降 低 尤 其 是 出 风口 和 高 处 温度降低更为 明显 图 正常工作和停止 工作后 温 室 不同垂 直高度空间 温度 的变化 月 日 黄 瓜落蔓前后温室内 不 同垂直高度空间温度的变化 从图 和表 可以看出 黄瓜落蔓前后 室外的乎均温度 最高温度 最低温度和最大温差差异不 大 黄瓜落蔓前 温 室 出风口 高 处 的温度明 显低 室外温度 尤其是 出风 富处更为明显 出 风口 高 处白 宏 的最 畜 温度略高 子變勢 出风口 高 处白 天前 最霸 温度明显 子室外 月 日落 蔓 后 温 室不同奔度 空间的 温 度均 有明显増加 白天 出 风 口 高处的最髙温度明显虜于室外温度 出 风 高处的 最裔 温 度略膏于室外温度 不同 垂直裔度 空 间的温度较落蔓前均有明显的增加 致使 月 曰黄瓜落 蔓 后 温 室 不 同高度空间的最大温 均明显高宁 月 日 但 其 温室不同高度 空间晚上的最低温度差异不 大 随着 蒋 蔓后时间的延长 温 不同高度的 白天温度有所降低 尤其是 出风口 高处以下的空间降低更为明显 圈 图 落蔓和 不落蔓处 理 对黄瓜叶光合作用的影响 从图 可 以看出 落蔓黄 瓜叶的净 光合速率 显著高于不落蔓植株叶片 而气孔导度 和蒸腾 速率 却显著低 本落蔓植株叶片 二者胞间二 化 碳 浓 度 差异不明显 从落蔓和不落寰处理对黄瓜叶片 响应曲线可以看出 图 落蔓黄瓜叶片的 响应曲线明显 在不落蔓黄瓜叶片的上方 说明落蔓黄瓜叶片有较强的光合能力 同时落蔓黄瓜叶片 最大羧化效 率 和 最大再 生 速率 九 也显著高子不落蔓黄瓜叶片 表 丁小涛 等 半 封闭 温室 夏季 降温 及黄 瓜光合 特 性的研究 落蔓黄瓜 不落蔓黄瓜 日 日 日 日 图 黄瓜落蔓前后温室不同垂直高度空间的温度的变化 月 曰 表 室外和温室不同垂直高度空间落蔓前 和落蔓后 平均温度 最高温度 最低温度和最大温差的比较 月 日 室外 平均温度 落蔓前 日 顧纖 落鐵翁 霉囊靖 另 最低温度 霧 倉前 月 落蔓 篇 日 最 大 温差 書高藺 月 日 塵 落蔓黄瓜 不落蔓黄瓜 落蔓黄瓜 不落蔓黄瓜 浓度 图 落蔓和不落蔓处理对黄瓜叶片气体交 换 参数的影响 图 落蔓和不落蔓处理黄瓜叶片 响应曲线的变化 表 落蔓和不落蔓处理对黄瓜叶片 最大羧化效率 最大再生速率 的影响 处理 最 大竣化效率 臓 最 大 再生速率 卜 落蔓黄瓜 不落蔓黄瓜 夏季 降 温对黄瓜产量的影响 本 试 验采收期从 月 日到 曰 共采 收 平均 产鼙 达到 人 从图 可以 看出 在 夏乘最热 的 月 中 下旬到 月 上中旬 黄瓜累积产童增加较快 之后黄瓜产蟇增加较慢 这 可能和夏 季栽 塔黄瓜后期衰老较快有关 卜 寸 上 海 农 业 学 报 日期 图 半封闭温室夏季黄瓜产量累积变化情况 结论与讨论 温度是温室气候特征最基本的要素之一 温度极大地影响温室作物的产量 贺芳芳 对普通玻璃 温室中温 要素分布特怔研究发现 夏季温室白天通过遮阳网遮阳降温 并在温室屋顸喷淋 从地面到冠 顶 增加 不同时间温室 溫度 的垂 直分布温 差不同 本 试 验表明 出 风 和 高处温 度 差异很明显 温 室 出风口 较 瓜蓐处的平均 温度高 弋 这可能是 为 栽培温室高度较大 风筒 定在生 长架下方 吹出来的冷空气容 易堆积在温室 下方 同 时 植物蒸腾作 用主 要 集中在温室中部及 靠 下的部分 温室接收太阳辐射后 便很 容易 使 温室形成较 大 的垂直温差 试 验表 明 降 温不仅使 温 室 在 白 天 不同垂直离 度 空间形成明显的温 晚上也有明显的 温差 白天温室不同垂直髙度空间形成的温差主要和 吹出的冷空气堆积 黄瓜植株蒸腾以及太阳辐射等因 素有关 而晚上的温耋 要 和 吹出的 冷空气堆积有关 杨献 光等 研究 表明 卩光温室内温度的垂 直变化比水平变化剧烈得多 在 垂直分布上 距地面垂直距离不同 极差溫度 差 异非常明显 半封闭温莖 白 天 降温对 出风口 以下的爾直空间效果最 好 此高度垒间下 温室的温度明 显低于夏 季 夕卜 界 的温 度 晚 上降温 湿 室 不同 垂重高 度 空伺也有一定的差异 其温度 均明 显低于外界温度 这说明 半封闭 温 室 夏季降 温 效果非常明 显 当 停止 作后 白 夫温室 不同 垂宣高度 空间的 温度均 迅 速增加 晚 上的温 度均 和 室外差异 不明显 重 新 开 始汇作后 不同垂 直高度空 间的温 度又有 一 个明 显 降低的 过程 弁 互晚上其温度 又有 明显 差异 温室黄瓜落麄是貝常管理中最基 本的操作 之 一 合理落蔓可以使叶片均句分布 保持合理采光位置 维持最佳叶面积系数 提高光合效率 从而使黄瓜生长势加强 结瓜期延长 产量提高胃 徐彦 军 等 研 究表 明 黄 瓜生长 季 节保 持合 理的 落蔓次数 每株保持功能叶 片以上 会使黄瓜有更好 生长势 并且 单株 结 瓜 数 单 瓜鲜质 獅 黄瓜产 量都高 本研究 发 现 夏季 温室栽培 落蔓黄瓜的光合作用和 光合 潸力 均显著高于不落麄黄 瓜 这可能是因为不落賽黄瓜叶片温度明显禽于落養黄瓜叶片 出风口向上 较 之 处的 平 均 温 度 最裔 度分 别高 和 丈 而不 落 蔓黄瓜和落蔓黄瓜狐量 叶 片的商 度大概在 出 风 口以 上 和 从而使其 最大羧化速 率 和 最大 每 生 速 率有所 降低 最终导致其叶片的光合能力降低 同时不落蔓黄瓜叶片需要増加气孔身度 提高蒸腾速率 来缓 解高温对植物叶片造成的热胁迫 本研究中 黄瓜一次落蔓高度为 右 幅度过大 从而导致落蔓 前 后 温室不同華 宣高 度畚间 温 度 变化较大 同时落蔓时一次去餘老叶过多 对植物影响较大 所以栽培中最好每次落龛 左右 以去 除 片老叶为宜 本研究在夏季最热的 月中下旬到 月上中旬 黄瓜累积产量增加较快 整个采收 期黄瓜产量 达到 在夏季室外最鼻温度 达到近 商 温 的 条件下 已蟲是 比较高的 产量 说明半封闭温輋夏季降温效果是比较好的 栽培黄瓜仍能获得较高的产量 综上所 述 半封闭温室 可 以 很好地降低夏季温室的温度 但对温室不同垂直蒼度 空间的降 温效 果差异明显 对其出风 及以下空间降温效果更好 黄 瓜 夏季栽培应及时落蔓 以控制植株高度 在 生长梁上方 左右的位 覺为 宜 丁小涛 等 半封闭温室夏季降温及黄瓜光合特性的研究 参 考 文 献 丁小涛 姜 玉萍 周强 等 半封闭温室春巷黄瓜岩棉栽培技术 中国蔬菜 张 显真 杨晓峰 温室水果黄瓜叶片生长规律研究 气象与减灾研究 陈俐均 杜尚丰 李嘉鹏 等 温室环境温度预测自适应机理模型参数在线识别方法 农业工程学报 贺芳芳 上海地区荷兰玻璃温室中温湿要素之分布特征 上海农业学报 杨 献 光 赵宝存 齐志广 日光 型温室 内 温度 梯度变化的 观察 与分析 河 北师范 大学学报 自然 科学 版 安丽君 温室黄瓜落蔓需注意的几个问题 长江蔬菜 徐彦军 刘燕 袁李伟 等 不同落蔓方法对大棚黄瓜农艺性状的影响 长江蔬菜 陈春宏 向邦银 大 型温室黄 瓜生长发育特注研究 农 业 工 程学 报 责任编辑 闫其涛 植物遗传资源学报 年征订启事 植物遗传资源学报 是中国农业科学院作物科学研究所和中国农学会主办的学术期刊 中国科技核 心期刊 全国中 文核 心期刊 中国 科学引文数据库 核心期刊 被国内多家数据库收录 被 化学 文摘 美 收录 荣获 年度中国自然资源学会高影响力十佳期刊 据 中国科技期刊引证报 告 核 心版 统计 年影响因 子 据 中国学术期刊影响因 子年报 统计 年复合影 响因子 综合影响因子为 分别比 年提高 和 报道内容为有关植物遗传 资源基础理论 研 究 应用 研 究方面的 研 究成果 创新性学术论文和高水平综述或评论 如种质资源的考 察 收集 保存 评价 利用 创新 信息学 管理学等 起 源 演化 分类等系统学 基 因发掘 鉴定 克隆 基 因文库建立 遗传多样性 研 究 双 月刊 开本 页 彩色铜版纸印刷 定价 元 全年 元 各地邮局发行 邮发代号 国内 连 续出版物号 国际 连 续出版物号 本刊编辑部常年办理 订 阅手 续 如需邮挂每期另加 元 地址 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