温室春石斛兰花期和外观品质温度调控模型

论文摘要

作物模型是辅助温室作物生产环境优化调控和栽培管理的有力工具。春石斛兰（Dendrobium nobile）盆花因外观新奇、具有极高观赏价值,是我国年宵盆花中的高端产品。因此建立基于温度的春石斛兰发育和花期预测模拟模型,并在此基础上建立春石斛兰花期和外观品质温度调控模型对实现我国温室盆栽春石斛兰生产与环境调控的优化管理、提高温室春石斛兰生产的经济效益具有重要意义。本研究于2008-2009年间,在江苏省南京市（E118.83°,N31.04°）农业科学研究所两连栋加温温室、五连栋加温温室和简易大棚中进行了不同定植期不同定植密度和不同春化处理时间的试验。通过对试验数据的系统分析,定量研究温度对春石斛兰春化作用与脱春化作用的影响,并以温室盆栽春石斛兰发育生理生态过程为基础,以相对热效应（Relative Thermal Effectiveness）为预测方法,建立了温室盆栽春石斛兰发育与花期预测模型,用独立的数据对模型进行了检验。在建立了春石斛兰花期预测模型基础上,结合外观品质模型,利用环境因子对春石斛兰生长发育的影响,进行了温度调控分析。具体结果如下：（1）生育期与花期预测模型：根据春化阶段温度对温室春石斛兰发育的影响,定量研究温度对春石斛兰春化作用与脱春化作用的影响,并在此基础上构建了以相对热效应为发育预测方法的温室春石斛兰发育与花期预测模型。利用不同定植期不同定植密度和不同春化时间的试验资料确定了温室盆栽春石斛兰完成各发育阶段所需的相对热效应,并用独立的试验资料对模型进行了验证。结果表明,春石斛兰生理春化时间为36天,脱春化效应为0.275,即春石斛兰在最适春化温度时完成春化阶段需36天,当温度每升高1℃,通过春化阶段所需的天数将增加0.275天,春石斛兰从春化开始到花芽生长所需的春化效应为36.03,从花芽生长到现蕾,现蕾到始花,始花到采收期所需要的相对热效应分别为26.51,16.50,10.34。春石斛兰从春化开始到花芽生长、花芽生长到现蕾、现蕾到始花,始花到采收模拟值与观测值间决定系数R2为0.97,回归估计标准误RMSE分别为1d（从春化开始到花芽生长）、1.58d（花芽生长到现蕾）、4d（现蕾到始花）、6.52d（始花到采收期）,预测精度明显高于以有效积温为预测方法的发育模型（RMSE分别为3.16d（从春化开始到花芽生长）、6.36d（花芽生长到现蕾）、14.09d（现蕾到始花）、18.7d（始花到采收））。（2）温度调控模型：将温室春石斛兰花期预测模型和外观品质模型结合起来,分析环境因子对花期和外观品质影响,构建了春石斛兰花期和外观品质温度调控模型。根据春石斛兰三基点温度,将夜间温度控制目标值设定值（Tset,n）定为6-15℃,白天温度控制目标设定值定Tset,n-28℃,计算出不同温度条件下春石斛兰完成春化阶段所需的天数、到达采收所需的天数、采收时单株花蕾节数和单株花蕾数。然后再根据适当的温度波动范围可以节约更多的能量,保持每天的平均温度不变,使定点温度在±0.5℃、±1℃、±1.5℃、±2℃、±2.5℃、±3℃范围内变化,再计算不同温度条件下春石斛兰完成春化阶段所需的天数、到达采收所需的天数、采收时单株花蕾节数和单株花蕾数。结果表明,当夜间温度为9-14℃,白天温度为18-28℃,并使其温度值在±0.5℃、±1℃、±1.5℃、±2℃、±2.5℃、±3℃范围内变化时,春石斛兰产品可以最快上市且外观品质最优。本模型将低温春化处理温度、时间、春石斛兰的花期和外观指标、上市期相连接,不但可以根据低温春化处理的温度和时间、准确预测温室春石斛兰的花期与产品的外观品质指标和上市期,而且也可以根据春石斛兰花期与产品的外观品质指标和上市期,设定温室内春石斛兰低温春化处理的温度和时间,为温室春石斛兰生产中的温度精准调控提供理论依据和决策支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1 作物发育模型
• 1.1 环境对作物发育的影响
• 1.1.1 温度对作物发育的影响
• 1.1.2 光照对作物发育的影响
• 1.2 作物发育模型的概述
• 1.3 作物发育模型的方法
• 2 外观品质模型
• 3 温室环境调控研究进展
• 3.1 温室作物的概述
• 3.2 国内外温室环境调控研究进展
• 4 本研究的目的和意义
• 参考文献
• 第二章 基于温度的温室盆栽春石斛兰发育与花期预测模型
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料与方法
• 1.2 生育阶段的观测和温室环境数据的获取
• 1.3 生育阶段的划分
• 2 模型的构建
• 2.1 低温春化效应的计算
• 2.2 每日相对热效应计算
• 2.3 模型检验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 完成各生育期所需要的相对热效应
• 3.2 传统的有效积温方法
• 3.3 生育期和花期的预测模型
• 4 讨论与结论
• 参考文献
• 第三章 温室春石斛兰花期与外观品质温度调控模型
• 1 模型描述
• 1.1 花期预测
• 1.2 外观品质预测
• 1.3 温度优化控制模型
• 2 温度优化调控模拟分析
• 3 讨论与结论
• 参考文献
• 第四章 小结与讨论
• 1 本研究的主要内容和结果
• 2 创新之处
• 3 讨论
• 3.1 作物发育模型中关于低温春化的模拟
• 3.2 花卉作物花期与外观品质的温度调控模型
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表或已投出的论文