FACE条件下水稻冠层蒸散和水分利用率的模拟

利用开放式CO₂浓度增高（FACE）系统平台,通过在水稻拔节期至成熟期对水稻冠层微气候及相关生理指标的连续观测,并结合能量平衡分析,模拟研究了FACE对水稻冠层蒸散和水分利用率的影响.结果表明：将水稻叶片气孔导度与光合有效辐射、饱和水气压差的定量关系与Penman-Monteith方程相结合,可以较好地模拟FACE和对照条件下的水稻蒸散量;观测期间,CO₂浓度升高使水稻的水分利用比对照减小约10 mm,结合水稻生物量增加12%,FACE条件下水稻水分利用率（WUE）增加约12%.     

基于光温的温室多杆切花菊干物质生产与分配的预测模型

根据菊花生长对光温的反应,设计不同品种、不同单株主杆数、不同定植密度和不同定植日期的试验,构建了以生理辐热积(Physiological product of thermal effectiveness and PAR,PTEP)为尺度的温室多杆切花菊的干物质生产与分配预测模型,并用与建模相独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明:随单位面积杆数增加,切花菊的单位面积地上干物质产量增加,单枝切花鲜重减少.所建模型对温室多杆切花菊的单株叶干重、茎干重、花干重和地上部分鲜重的预测值与实际观测值基于1:1线的决定系数(R2)分别为:0.96、 0.95、0.82和0.97,回归估计标准误(RMSE)分别为:0.863、1.005、0.201和10.190g ·株-1.模型模拟精度较高,可为温室切花菊栽培密度和保留杆数的优化调控提供理论依据.     

定植期和定植密度对温室单头切花菊外观品质的影响

定植期和种植密度是影响切花菊外观品质的重要栽培措施.本文以单头切花菊‘神马’（Chrysanthemum morifolium cv. Shenma）为材料,研究定植期和密度对温室单头菊外观品质的影响.结果表明,在试验的定植期和密度范围内,随着定植期的延迟、密度的增加,单头菊株高增加,单株叶数、茎直径减小,单株鲜质量降低,花颈长度增加,花朵直径减小,但密度对株高的影响不大.在上海地区非加温温室单头切花菊生产中,以生产A级产品为目标的适宜定植期为8月中旬,适宜种植密度为64株·m^-2;以生产B级产品为目标的适宜定植期为8月中旬至9月初,适宜种植密度为72～80株·m^-2.本研究为建立基于光、温和密度的温室单头切花菊外观品质预测模型提供了参考.     

基质水势对切花百合植株干物质分配影响的预测模型

干物质分配与转移是观赏植物外观品质形成的基础,受水分影响极大.本文以切花百合品种‘索邦’为试验材料,于2009年3月至2010年1月在南京的连栋温室内开展了不同定植期和不同水分处理的栽培试验,定量分析了不同定植期和不同水分处理条件下切花百合干物质分配和转移的变化规律,以及基质水势对百合地上部和地下部各器官(花、茎、叶、鳞茎、茎生根)干物质分配指数的动态影响,并确定了切花百合正常生长的临界基质水势,最终建立了基质水势对切花百合植株干物质分配影响的动态预测模型.结果表明:本文所建模型对百合各器官(花、茎、叶、鳞茎、茎生根)干质量的预测效果较好,模型对花、茎、叶、鳞茎、茎生根干质量的预测值与实测值之间的决定系数分别为0.96、0.95、0.86、0.95、0.85,预测相对标准误分别为19.2％、12.4％、19.4％、12.2％、31.7％.-15 kPa可作为切花百合‘索邦’水分管理的临界水势.     

赤霉素对单头切花菊发育和外观品质的影响

在菊花幼苗定植到短日照处理期间,喷施50、100、150、200mg·L^-1赤霉素的结果表明：菊花发育进程加快,收获期明显缩短,在0-200mg·L^-1赤霉素范围内随赤霉素浓度的增加,发育进程加快明显,200mg·L^-1赤霉素处理的所需天数最短。株高、花径和花梗长度的生长受到促进,茎粗和叶片数生长受抑。     

单位面积杆数对温室标准切花菊品质影响的预测模型

通过对切花菊不同品种、不同单株主杆数、不同定植密度和不同定植日期的试验,定量分析了单位面积杆数对标准切花菊叶面积指数动态变化规律和各外观品质指标的影响,在此基础上,构建了以冠层吸收的生理辐热积为指标的可定量预测单位面积不同杆数对温室标准切花菊品质影响的预测模型,并用与建模相独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明：随单位面积杆数的增加,切花菊的叶面积指数增加,其植株的平均株高、茎粗、出叶数、花径均降低.所建模型对多杆栽培和不同密度单杆栽培的标准切花菊单杆地上部分鲜质量、株高、茎粗、出叶数、花径和单位面积出花枝数的预测值与实测值的决定系数（R2）分别为0.95、0.96、0.94、0.91、0.81和0.97,预测相对误差分别为16.1%、10.1%、12.8%、13.4%、15.9%和16.1%,模型模拟精度较高.该模型可为温室标准切花菊栽培密度和栽培杆数的优化以及品质的光温调控提供理论依据和决策支持.     

基于水分控制的切花百合生长预测模型

光合作用与干物质生产是观赏植物外观品质形成的基础。水分是影响植物光合作用与干物质生产的重要因子。为定量研究水分对切花百合光合作用与干物质生产的影响,以切花百合品种‘索邦’(Lilium‘Sorbonne’)为试验材料,于2009年3月至2010年1月在南京的连栋温室内开展了不同定植期和不同水分处理的栽培试验,以基于光温的温室花卉生长动态预测模型为基础,定量分析了不同定植期和不同水分处理条件下切花百合叶面积指数、光合速率和干物质生产的动态影响,并确定了切花百合正常生长的临界基质水势,建立了基质水势对切花百合光合速率和干物质生产影响的动态预测模型。结果表明,本文所建模型对切花百合叶片最大总光合速率和植株总干质量的预测效果较好,模型对叶面积指数、叶片最大总光合速率和植株干物质量的预测值与实测值之间的决定系数(r2)分别为0.97,0.96,0.94,相对根均方差(rRMSE)分别为7.12%、4.37%、11.14%。该模型能较好地预测水分对切花百合叶片最大总光合速率和植株总干质量的动态影响,可为进一步优化切花百合生产的水分管理提供决策支持。     

南方现代化温室黄瓜冬季蒸腾测量与模拟研究

 温室作物蒸腾直接影响到温室内空气温湿度,是进行温室温度和湿度优化调控所必需的信息。通过冬季温室小气候和蒸腾速率与气孔阻力的实验观测,分析了冬季南方温室黄瓜(Cucumis sativus)蒸腾速率的变化特征及其与温室小气候要素之间的定量关系,确定了南方现代温室冬季黄瓜冠层阻力rc和边界层动力学阻力ra的特征值和作物蒸腾消耗的潜热占到达冠层上方的净辐射的比例,并采用Penman-Monteith方法模拟计算了冬季温室内黄瓜作物蒸腾速率。结果表明,冬季温室内作物蒸腾速率的日变化趋势与净辐射的日变化基本一致,在正午达一天中的最大值。而空气饱和水汽压差（VPD）的日最大值则基本出现在午后1～2 h。在我国南方温室冬季高湿的环境下（VPD<2 kPa）,作物蒸腾速率日变化主要取决于太阳辐射日变化。冠层上方的净辐射和VPD及作物冠层蒸腾速率日最大值分别在350 W·m－2、2.0 kPa和200 W·m－2以下。冬季温室作物蒸腾消耗的潜热占到达冠层上方的净辐射的比例为46%。冬季黄瓜作物的rc和ra特征值分别为100 s·m-1和600 s·m-1。采用实际变化的rc与ra值和rc与ra的特征值计算的作物蒸腾速率和累积蒸腾量均与实测值基本一致。作物蒸腾消耗的潜热占到达冠层上方的净辐射的比例及rc和ra特征值的确定为研制基于作物蒸腾模型的温室环境和肥水灌溉的优化控制系统奠定了基础。但研究所确定的这些特征值在其它地区和其它类型温室是否适用,尚需进一步的实验资料来证明。     

开放式空气C02浓度增高对水稻冠层能量平衡的影响

大气CO2浓度升高对植物冠层能量平衡的影响是导致植物生长发育和水分利用率发生变化的环境物理原因．利用位于江苏省无锡市安镇的农田自由开放式空气CO2浓度增高(FACE)系统平台,进行水稻冠层微气候和土壤热通量的连续观测,并结合能量平衡分析,研究了FACE对水稻冠层能量平衡的影响．结果表明,水稻冠层显热和潜热通量FACE与对照的差异日最大值出现在14：00左右,与空气相对湿度日最低值出现时间一致;潜热通量FACE与对照的差异日最大值变化在—15-—65J·m^-2·s^-1之间,显热通量FACE与对照的差异最低值变化在12—55J·m^-2·s^-1之间;显热和潜热通量FACE与对照的差异日最大值随冠层上方辐射平衡增加而增大．水稻冠层白天总显热通量FACE均高于对照,而总潜热通量FACE均低于对照．白天总显热和潜热通量FACE与对照的差异在同一生育期内随冠层上方净辐射增强而增大,在不同生育期随生育期推进而减少．开花期至蜡熟期,水稻冠层白天总潜热通量FACE比对照平均低6．7％．FACE使水稻冠层白天总显热通量及其占冠层上方辐射平衡的比例减少,而使总潜热通量及其占冠层上方辐射平衡的比例增大,但对土壤热通量及夜间显热和潜热通量的影响不大．开花期至蜡熟期水稻冠层白天总显热、潜热通量占冠层上方净辐射总量的比例FACE与对照之差平均为5．5％．     

氮素对日光温室独本菊品种‘神马’干物质分配影响的模拟

 为定量研究氮素对日光温室独本菊(Dendranthema morifolium)干物质分配的影响, 该研究以独本菊品种‘神马’为试验材料, 于2005年10月～2006年7月在北京日光温室内进行了不同定植期和不同氮素水平的栽培试验, 以生理辐热积为发育尺度, 定量分析了氮素对独本菊品种‘神马’干物质分配指数动态的影响, 建立了氮素对日光温室独本菊品种‘神马’干物质分配影响的模拟模型, 并用与建立模型相独立的数据对模型进行了检验。结果表明, 独本菊品种‘神马’叶片累积氮含量最大值出现在现蕾期, 现蕾期叶片累积氮含量适宜值为1.62 g&#8226;m^–2。模型对日光温室独本菊品种‘神马’各器官干重预测结果较好, 茎、叶和花干重的预测值与实测值之间基于1:1线的决定系数分别为0.94、0.97和0.94, 相对预测误差分别为10.3%、5.76%和4.02%。该研究建立的模型可以根据温室内的气温、太阳辐射、日长和现蕾期叶片累积氮含量预测日光温室独本菊品种‘神马’各个器官干重随生育时期的动态变化, 从而为日光温室独本菊品种‘神马’生产中氮素的优化管理提供决策支持。