日光溫室起壟內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培增產(chǎn)機(jī)制研究.pdf

1、日光溫室在中國(guó)反季節(jié)蔬菜生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。日光溫室傳統(tǒng)的土壤栽培存在的土壤連作障礙、水肥資源浪費(fèi)、地下水污染等資源環(huán)境問(wèn)題制約著其可持續(xù)發(fā)展。而日光溫室生產(chǎn)過(guò)程中面臨的弱光低溫及高溫脅迫問(wèn)題是制約日光溫室蔬菜生產(chǎn)的重要因素。因此，解決日光溫室生產(chǎn)中的資源環(huán)境問(wèn)題和弱光低溫及高溫脅迫問(wèn)題對(duì)促進(jìn)溫室作物的生長(zhǎng)及產(chǎn)量的提高極為關(guān)鍵。本研究通過(guò)田間試驗(yàn)，構(gòu)建了一種新型的日光溫室無(wú)土栽培方法—起壟內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培（Soil-ridgedSubst

2、rate-embedded Cultivation，SSC）方法，以替代傳統(tǒng)的土壤栽培，并解決無(wú)土栽培過(guò)程中的問(wèn)題，研究了SSC在高低溫環(huán)境下的根區(qū)溫度變化規(guī)律、產(chǎn)量效應(yīng)及增產(chǎn)機(jī)理，并初步確定了SSC甜椒水肥管理制度。此外，研究了冬季低溫環(huán)境下人工加溫和LED補(bǔ)光措施在SSC上的應(yīng)用效果以及夏季高溫環(huán)境下SSC降溫生產(chǎn)模式。SSC方法充分利用無(wú)土栽培高產(chǎn)高效的優(yōu)勢(shì)和土壤栽培根區(qū)溫度穩(wěn)定性強(qiáng)的特性，結(jié)合“水肥一體化”技術(shù)，改善溫室作物的根

3、區(qū)環(huán)境（溫?zé)帷⑺实龋?，促進(jìn)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高。
　　1.采用田間試驗(yàn)的方法，研究了土壟栽培(SR)、土壟嵌PE槽基質(zhì)栽培(SSC-P)、土壟嵌鐵絲網(wǎng)槽基質(zhì)栽培(SSC-W)和單純PE槽基質(zhì)栽培(PG)的根區(qū)溫度變化規(guī)律及甜椒生長(zhǎng)和產(chǎn)量指標(biāo)，并監(jiān)測(cè)營(yíng)養(yǎng)液的利用和盈虧情況。結(jié)果表明，在3月16-20日，PG、SSC-P和SSC-W的根區(qū)最低平均溫度分別比SR高1.01、0.75和1.16℃。在6月1-5日，SSC-P和SSC-W的根

4、區(qū)最高平均溫度比SR降低1.28和1.29℃，而PG比SR高1.44℃。SSC-W的晝夜溫差和最低最高溫度溫差是最低的。結(jié)果表明，SSC能夠提高根區(qū)溫度緩沖能力，并且SSC-W的緩沖能力要優(yōu)于SSC-P。此外，SSC-P和SSC-W能夠促進(jìn)株高、莖粗、和葉綠素含量，并且SSC-W效果更好。SSC-W同其他處理相比顯著提高了單果重、果實(shí)大小和單株產(chǎn)量。同時(shí)，SSC-P和SSC-W的單位面積果實(shí)產(chǎn)量相對(duì)SR(3.06 kg·m-2)分別提高

5、了21.24％和50.33％,而PG比SR低13.72％,其中SSC-W的增產(chǎn)效果最優(yōu)。水肥（營(yíng)養(yǎng)液）在三個(gè)時(shí)期的用量基本合理，但是栽培槽內(nèi)還存在盈余，可以進(jìn)一步減少水肥用量，以達(dá)到更加高效的目的。
　　2.采用田間試驗(yàn)的方法，研究了土壟(T1，底寬40 cm，高15 cm)、窄栽培槽SSC壟(T2，底寬為35 cm)、槽體全嵌入地平表面的SSC壟(T3，高度為0 cm)、半嵌入地平表面的SSC壟(T4，高度為10cm)、裸槽壟(

6、T5，寬度為10 cm)和標(biāo)準(zhǔn)SSC壟（T6，規(guī)格與土壟一致）不同寬度(T1、T2、T5和T6)和嵌入深度及土壤包被(T5、T3、T4和T6)差異SSC壟的根區(qū)溫?zé)嶙兓?guī)律及甜椒生長(zhǎng)和產(chǎn)量指標(biāo)。結(jié)果表明，寬度差異栽培壟中，T6根區(qū)溫度分別比T1、T2和T5高0.55、1.27和1.33℃。嵌入深度和土壤包被差異栽培壟，T6根區(qū)溫度分別比T3、T4和T5高0.44、0.84和1.55℃。T6的側(cè)面和垂直方向上的熱量傳遞較為緩慢，吸熱時(shí)間較

7、長(zhǎng)，溫度較高。此外，寬度差異栽培壟中，T2、T5、T6甜椒幼苗生長(zhǎng)優(yōu)于T1，且T6最優(yōu);嵌入深度和土壤包被差異栽培壟，T5甜椒幼苗的生長(zhǎng)比其他處理差，T3和T6差異不顯著，T6較優(yōu)?？傊?，T6抗低溫的能力比其他處理強(qiáng)，T6的甜椒產(chǎn)量最高，為3.69kg·m-2。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，調(diào)整后的營(yíng)養(yǎng)液制度能夠滿足SSC甜椒的生長(zhǎng)需求，殘留較少，養(yǎng)分利用率高，更加高效。
　　3.采用田間試驗(yàn)的方法，研究了不同冠層補(bǔ)光和根區(qū)加溫處理(根區(qū)加溫15℃(

8、T15)和根區(qū)加溫18℃(T18))的根區(qū)溫?zé)嶙兓?guī)律及甜椒生長(zhǎng)和產(chǎn)量指標(biāo)。結(jié)果表明，與對(duì)照CK（不加溫不補(bǔ)光處理）相比，根區(qū)加溫均能有效提高甜椒根區(qū)的溫度。不同加溫處理中，T18的根區(qū)會(huì)全天保持較高溫度。根區(qū)熱通量的變化與根區(qū)溫度變化相對(duì)應(yīng)，T15和T18處理的根區(qū)熱通量晝夜變化較CK劇烈。T15和T18均顯著提高了甜椒的生長(zhǎng)指標(biāo)，且T18比T15效果更明顯。T18甜椒的地上及地下干鮮重顯著高于其他處理。T18+L處理對(duì)生物量提升效果

9、顯著優(yōu)于T15+L處理。T15+L和T18+L分別比T15和T18的產(chǎn)量分別提升32.86％和15.50％，同時(shí)分別比L產(chǎn)量提升了51.29％和53.87％。
　　4.采用田間試驗(yàn)的方法，研究了夏季日光溫室中透明膜(TM)、黑色膜(HM)、普通反光膜(PM)和強(qiáng)反光膜(QF)等覆膜類(lèi)型的SSC壟的根區(qū)溫?zé)嵝?yīng)及番茄幼苗生長(zhǎng)情況。在定植前覆蓋不同類(lèi)型地膜的SSC壟的膜下和根區(qū)平均最高溫度和晝間平均溫度都比CK低，其中QF處理的膜下和

10、根區(qū)溫度最低，膜下和根區(qū)平均最高溫度分別比CK低12.78和9.73℃，晝間平均溫度分別比CK低7.88和6.16℃。定植后，環(huán)境溫度升高，此階段，其膜下和根區(qū)平均最高溫度分別比CK低8.96和8.97℃，而膜下和根區(qū)的晝間平均溫度分別比CK低6.02和5.47℃，降溫效果明顯，但比前期環(huán)境溫度較低時(shí)有所下降。根區(qū)降溫能力依次是QF＞PF＞HM＞TM＞CK。HM、PF和QF3種不同覆膜類(lèi)型處理中，QF根區(qū)的熱量傳遞最為緩慢，根區(qū)溫度最低