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《南京信息工程大学》 2012年
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江苏省设施番茄寡照气象灾害预警技术的研究

费玉娟  
【摘要】:设施农业是我国现代农业发展的重要方向,到2010年我国设施作物栽培面积达300多万公顷,占世界设施作物总面积的86%以上,成为世界第一设施农业大国。近几年,江苏省设施农业发展迅猛,2010年设施农业面积达到30万公顷。然而,冬春季节,寡照是设施农业主要气象灾害之一,因此,开展江苏省设施番茄寡照灾害预警技术的研究可为设施番茄生产及环境管理提供科学依据。本研究以多年气象数据,设计人工环境控制试验,系统研究寡照胁迫强度对设施番茄光合作用特性、叶绿素荧光动力参数及抗氧化酶活性的影响,从而确定设施番茄寡照灾害等级指标,在此基础上,研究江苏省设施农业寡照时空分布规律,并利用C#计算机语言,研发设施寡照灾害预警系统,本研究主要结论如下: (1)寡照胁迫下番茄叶片的叶绿素a含量随寡照天数增加而降低,寡照9天处理的番茄叶片叶绿素a含量比对照降低了25.3%;叶绿素b和类胡萝卜素含量随寡照天数增加而增加,寡照9天处理的番茄叶片叶绿素b和类胡萝卜素含量分别比对照增加了15.7%和30.5%;叶片的最大光合速率、光饱和点、表观量子效率均随寡照胁迫天数增加而降低,而光补偿点随处理天数增加而升高;寡照1、3、5天处理番茄的最大光合速率分别在恢复光照6天、10天、16天后接近对照水平,而经过7天、9天寡照处理并恢复16天后,番茄叶片最大光合作用速率仅为对照的53.0%、13.8%。 (2)寡照胁迫下番茄叶片的PSII潜在光化学效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR)显著低于对照,且随寡照胁迫时间的增加而降低,非化学猝灭(qN)与之相反;寡照胁迫1-5天的番茄经过12-16天恢复处理后Fv/Fm、qN均能达到对照水平,而寡照胁迫7天、9天的番茄经过16天的恢复光照,Fv/Fm比对照分别低27.3%和71.4%,qN比对照分别高14.8%和48.1%。 (3)番茄叶片的SOD酶活性随寡照胁迫天数增加呈先升高后降低的趋势,CAT酶活性和可溶性蛋白含量随寡照天数增加而降低,而MDA含量则随寡照天数增加而增加;寡照胁迫9天,番茄抗氧化能力显著降低,叶片衰老程度增加,细胞膜系统结构与功能受到严重伤害,光系统的活性失去恢复能力。 (4)利用最大光合作用速率Pgmax及荧光参数Fv/Fm来确定寡照胁迫的程度:设施番茄灾害指标为将寡照1—2天分为轻度灾害(Ⅰ级),3—4d分为中度灾害(Ⅱ级),寡照处理5-6d以上划分为重度灾害(Ⅲ级),8天以上为特重(Ⅳ级)。 (5)利用江苏省54个气象观测站台1960-2009年共50年的逐日气象资料,结合设施农业寡照灾害指标,统计并分析了江苏省寡照气象灾害发生的月、季及年变化特性。利用反距离权重插值方法(IDW),用已知观测点数据插值获得空间上连续分布的栅格数据,实现数据网格化,得到江苏省寡照灾害空间分布图。全年灾害最严重发生在冬季,接近占全年灾害的-半,而夏季最少。长江以南区的寡照灾害远多于长江以北。近50年中,1990年之前,寡照灾害发生的频率变化较小,1990年之后,寡照灾害发生频率和强度有增加的趋势。 (6)本研究基于C#、Oracle数据库及ArcGIS Server等开发平台,采用Ajax异步实时刷新技术、WEBGIS技术、数据可视化技术,利用建立的番茄寡照指标构建了江苏省设施番茄寡照灾害预警系统,实现了设施小气候监测及县级寡照灾害预警信息的实时发布。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S641.2;S42

【参考文献】
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