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R:FR值对温室菊花气孔特性及蒸腾的影响及模拟研究

张静  
【摘要】:菊花(Chrysanthemum morifolium)是我国的传统名花。国内多为传统的盆栽艺菊,而菊花的切花产量占世界切花产量的30%左右。日本单头菊‘神马’是目前中国种植面积最大的品种。到2012年中国切花菊总种植面积已经达到6166.6hm2,年产量达1.26亿枝,每年出口约1300万枝到日本。但中国关于切花菊栽培的技术储备严重不足,难以周年生产出符合要求的切花菊。中国出口到日本的切花菊单株价格比日本本土切花菊低30-40日元,不到日本本土切花菊价格的50%。如何调节菊花品质已经成为生产企业关注的重点。光质调控是目前环境调控研究中的热点,利用光质调控具有安全、低能耗、卫生等优点,目前关于R:FR值对温室切花菊生长发育影响及机理研究较少,因此本研究根据菊花对光质的反应,设计不同Red(660±10)nm:Far-red(730±10) nm值的LED光源短日处理试验。系统研究R:FR为0.5,2.5,4.5,6.5对菊花品种‘神马’叶片气孔特性及气孔导度、叶片水势、茎流速率的影响,建立气孔导度模型和蒸腾速率模拟模型,结果可为温室切花菊生产环境调控提供理论依据。主要研究结果如下: (1)本试验以切花菊品种‘神马(Jinba)'为试材,2011年8月至2011年12月间在南京信息工程大学试验温室,采用不同Red(660±10)nm:Far-red(730±10)nm值的LED光源短日处理,研究了温室切花菊叶片气孔特征对不同R:FR值的响应。结果表明:不同R:FR值短日处理35d菊花叶片的上表皮和下表皮的气孔长度分别以R:FR值4.5和6.5处理最大,均以R:FR值2.5处理最小,气孔密度和气孔开度均以R:FR=2.5处理最高,以R:FR值6.5处理最低,下表皮的气孔密度、气孔开度明显高于上表皮;不同R:FR值处理叶片的气孔开张比和气孔指数差异不显著:R:FR值在2.5~6.5范围内,随光质中红光成分增加,叶片气孔密度、气孔指数、气孔开度、气孔开张比显著降低。 (2)现蕾期气孔导度由大到小对应的R:FR值顺序均为2.54.56.50.5,最高气孔导度分别为0.115mol·m-2·s-1、0.076mol·m-2·s-1、0.065mol·m-2·s-1和0.048mol·m-2·s-1;开花期,R:FR=4.5处理的气孔导度最高,最大值为0.240mol·m-2·s-1、2.5处理次之,0.5处理的最小,最大值仅为0.071mol·m-2·s-1。Bp神经网络模型模拟的叶片气孔导度值与实测值基于1:1线的决定系数(R2)为0.720,其回归估计标准误差(RMSE)为0.042mol·m-2·s-1,精度高于Ball-berry模型。 (3)不同R:FR值处理的菊花叶片水势均为早晚高,中午低。各处理菊花叶片水势最低值大小对应的R:FR顺序为:2.54.50.56.5,日变幅大小顺序与之相反。不同R:FR值对菊花茎流速率的影响差异明显。不同天气条件下,茎流速率及其变化幅度大小对应的R:FR顺序均为2.54.56.50.5。现蕾期和开花期两个发育阶段,不同处理的菊花日蒸腾量均以2.5处理最高,分别为4.73mm·d-1和9.03mm·d-1。研究发现,蒸腾速率与气温、相对湿度、R:FR值呈显著正相关,与C02浓度,饱和水汽压差呈负相关。 (4)本研究以Penman-Monteith方程为基础,针对试验温室特定的小气候环境,对不同R:FR处理的切花菊叶面积指数、冠层净辐射进行估算,建立了基于不同R:FR值处理的温室切花菊植株蒸腾量的估算模型。分别计算出现蕾期和开花期的2个时段内的日蒸腾量,并用实测蒸腾量对模拟结果检验。4个处理模拟值与实测值基于1:1线的决定系数分别为0.870、0.812、0.803、0.502,回归标准误差分别为0.710mm·d-1、140mm·d-1、0.985mm·d-1、1.217mm·d-1,表明所建立的模型可以较好地计算温室菊花植株的日蒸腾量。该研究提出的蒸腾量估算模型为温室切花菊水分管理提供科学依据。


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