温度和光周期对水培生菜生长的影响及生长模型初探

论文摘要

生菜是叶菜类蔬菜的典型代表,目前尚未见到关于生菜生长日温、夜温以及光周期的系统研究报导。本试验以散叶生菜品种“绿领”为材料,通过测定不同昼夜温度及不同光周期条件下水培生菜的生长发育指标,分析温度和光周期对生菜生长发育的影响,为研究生菜生长发育规律提供科学依据,寻找水培生菜生长的最佳温光条件,指导生菜产业化生产。论文还对设施生菜的生长发育过程与栽培环境因子之间的关系进行数学分析,对设施生菜生长发育的过程进行数学表达,试验由不同昼温处理、不同夜温处理、不同光周期处理及温室生菜生长模型构建四大部分组成。1.利用人工气候箱研究了3种不同昼温(20℃/15℃,25℃/15℃和30℃/15℃)对生菜生长和品质的影响。结果表明,随着昼温的升高,生菜的叶片数、地上部干鲜重、根干鲜重、叶面积等均显著增加。30℃条件下,茎长/茎粗的值显著增大,但并未造成抽薹现象,不影响生菜的商品性。在夜温15℃条件下,当昼温在30℃以下时,随着温度的增加,叶绿素含量逐渐增加,生菜叶片中的维生素C含量随温度的升高而降低,可溶性糖含量变化不大,叶片中硝酸盐的含量随着昼温的升高而升高。综合昼温对水培生菜产量和品质的影响,昼温保持在25℃和30℃之间较为适宜。2.利用人工气候箱研究了3种不同夜温(30℃/25℃,30℃/20℃和30℃/15℃)对生菜生长和品质的影响。结果表明,随着夜温从25℃降低到20℃,生菜地上部干鲜重、根干鲜重及地上部含水量均显著增加,但叶片数和叶面积并无显著变化;夜温再继续降低时,生菜地上部干鲜重、根干鲜重、叶片数和叶面积均无显著变化,较低的夜温有助于抑制抽薹的发生。随着夜温的降低,叶片中维生素C含量和可溶性蛋白含量增加,叶片中可溶性糖含量减少,低的夜温可以降低叶片中硝酸盐的含量。相比昼温对生菜生长的影响,夜温对生菜生长的影响较小,但低的夜温有利于生菜品质的提高。3.分别于20℃和30℃恒温条件下,利用人工气候箱研究了3种不同光周期(光照时间分别为8h,12h和24h)对生菜生长和品质的影响。结果表明,无论在较低的适宜温度下,还是较高的适宜温度下,光周期处理均显著影响了生菜地上部和地下部的生长,随着光照时间的增加,生菜的叶片数、地上部干鲜重、根干鲜重、叶面积等都显著增加。20℃恒温24h光照时间下,生菜地上部干物重、叶面积分别约为8h光照时间下的13.3和7.0倍。增加光照时间,对生菜短缩茎茎长/茎粗值的影响不显著,未出现长日照促使其抽薹的现象。延长光照时间,生菜叶片中可溶性糖含量增加,可溶性蛋白和硝酸盐的含量降低。增加光照时间能够提高生菜的产量和品质。4.本研究通过以上试验得到适宜生菜生长的部分环境参数,结合2006年和2007年的温室栽培数据和气象数据,分别以有效积温与有效光照积累的乘积和辐热积为自变量,建立了改良的Logistic干物质积累模型。试验数据证明,用辐热积代替时间作为自变量,能够更精确地模拟温室生菜干物质的积累过程。在温室生菜叶面积指数的模拟上,有效积温与有效光照的乘积和辐热积与叶面积均存在着较高的相关性,两种方法均可较精确的模拟整个生长时期生菜叶面积指数的变化。无论外界环境怎样变化,生菜叶片的单叶面积与生菜的叶片形态参数之间都存在着一种静态的关系,能够通过这些参数和叶面积之间的回归方程对单叶面积进行精确的模拟。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 温度与作物生长发育关系的研究
• 1.2 光周期与作物生长发育关系的研究
• 1.3 园艺作物生长模型研究
• 1.3.1 作物生长模型的定义及类型
• 1.3.2 国外温室园艺作物模型研究进展
• 1.3.3 国内温室园艺作物模型研究进展
• 1.3.4 温室园艺作物模型研究中存在的问题及发展趋势
• 1.4 课题的提出及研究的目的和意义
• 第二章 温度对生菜生长的影响
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.2.1 不同昼温对生菜生长的影响
• 2.1.2.2 不同夜温对生菜生长的影响
• 2.1.3 测定方法
• 2.1.3.1 样品的采集处理与观测项目
• 2.1.3.2 叶绿素含量测定
• 2.1.3.3 硝酸盐及硝酸还原酶活性的测定
• 2.1.3.4 品质分析
• 2.1.4 数据处理方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同昼温对生菜生长和品质的影响
• 2.2.1.1 不同昼温对生菜生长的影响
• 2.2.1.2 不同昼温对生菜短缩茎生长的影响
• 2.2.1.3 不同昼温处理对叶绿素含量的影响
• 2.2.1.4 不同昼温对生菜品质的影响
• 2.2.1.5 不同昼温对生菜叶片硝酸还原酶活性的影响
• 2.2.1.6 小结
• 2.2.2 不同夜温对生菜生长和品质的影响
• 2.2.2.1 不同夜温对生菜生长的影响
• 2.2.2.2 不同夜温对生菜短缩茎生长的影响
• 2.2.2.3 不同夜温处理对叶绿素含量的影响
• 2.2.2.4 不同夜温对生菜品质的影响
• 2.2.2.5 不同夜温对生菜叶片硝酸还原酶活性的影响
• 2.2.2.6 小结
• 第三章 光周期对生菜生长的影响
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.2.1 20℃恒温条件下，不同光周期对生菜生长的影响
• 3.1.2.2 30℃恒温条件下，不同光周期对生菜生长的影响
• 3.1.3 测定方法
• 3.1.4 数据处理方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 20℃恒温条件下，不同光周期对生菜生长和品质的影响
• 3.2.1.1 20℃恒温条件下，不同光周期对生菜生长的影响
• 3.2.1.2 20℃恒温条件下，不同光周期对生菜短缩茎生长的影响
• 3.2.1.3 20℃恒温条件下，不同光周期处理对叶绿素含量的影响
• 3.2.1.4 20℃恒温条件下，不同光周期对生菜品质的影响
• 3.2.1.5 20℃恒温条件下，不同光周期对生菜叶片硝酸还原酶活性的影响
• 3.2.1.6 小结
• 3.2.2 30℃恒温条件下，不同光周期对生菜生长的影响
• 3.2.2.1 30℃恒温条件下，不同光周期对生菜生长的影响
• 3.2.2.2 30℃恒温条件下，不同光周期对生菜短缩茎生长的影响
• 3.2.2.3 30℃恒温条件下，不同光周期处理对叶绿素含量的影响
• 3.2.2.4 30℃恒温条件下，不同光周期对生菜品质的影响
• 3.2.2.5 30℃恒温条件下，不同光周期对生菜叶片硝酸还原酶活性的影响
• 3.2.2.6 小结
• 第四章 温室水培生菜生长的经验模型构建
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验设计
• 4.1.3 样品的采集处理与观测项目
• 4.1.4 模型的描述与构建
• 4.1.4.1 干物质积累模型的构建
• 4.1.4.2 生菜叶面积指数模型的构建
• 4.1.4.3 生菜单叶叶面积模型的构建
• 4.1.5 模型验证的方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 生菜干物质积累模型的确定
• 4.2.2 生菜叶面积指数模型的确定
• 4.2.5 生菜单叶叶面积模型的确定
• 4.3 模型检验
• 4.4 小结
• 第五章 讨论
• 5.1 温度对生菜生长和品质的影响
• 5.2 光周期对生菜生长和品质的影响
• 5.3 温室水培生菜生长经验模型初探
• 参考文献
• 致谢
• 图版说明