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日光温室蔬菜CO_2施肥效应与机理及CO_2环境调控技术

魏珉  
【摘要】: 日光温室是我国北方地区冬春季节主要设施栽培形式,CO_2环境缺乏系统 研究,CO_2调控基础研究薄弱。本课题立足日光温室栽培实际,研究CO_2环境 的时空变化规律,探讨CO_2施肥促进蔬菜光合作用和生长发育的生理生化机 制,并对生产中现行各类肥源的性能进行比较评价。主要结果如下: 1.对常规栽培日光温室CO_2环境进行系统测定的结果表明:日光温室CO_2 浓度日变化曲线通常呈“U”型,早晨揭苫之前最高,12:00~14:00最低;有 时日变化曲线中有两个低谷,分别出现于中午放风之前和下午15:00~16:30。 越冬栽培周期中日光温室CO_2日最高浓度逐渐减小,日最低浓度和昼平均浓 度先降后升,CO_2亏缺时间逐渐延长。12月~3月,日光温室CO_2亏缺开始发 生时间从早晨揭苫后2~3小时提早到0.5~1小时,中午通风期、下午风口关 闭后全程亏缺,全天亏缺时长4~8.5小时。因此日光温室CO_2施肥非常必要。 温室CO_2浓度空间分布特点为,早晚前部>中部>后部,下层>中层>上层; 中午前后前部<中部<后部,下层>上层>中层。白天温室前部、冠层高度处 CO_2浓度最低。影响日光温室CO_2浓度变化的主要环境因素是光照强度。 2.在番茄幼苗期和结果盛期测定群体光合作用、土壤微生物呼吸和日光 温室CO_2浓度变化并进行通径分析表明:幼苗期,温室内外气体交换对CO_2浓 度的变化影响最大,此期温室内CO_2水平较高,施肥作用不大。盛果期,群体 光合作用和气体交换并列成为影响CO_2浓度变化的主要因素,防止CO_2亏缺而 施肥十分必要。惯行通风不能阻止温室内部CO_2外逸,也不能避免作物群体CO_2 亏缺。 3.分别在黄瓜、番茄苗期和黄瓜结果期进行CO_2施肥试验,结果表明:CO_2 施肥促进幼苗生长,增强抗逆性,利于培育壮苗。苗期每天上午以700±100 μl·l~(-1)和1100±100μl·l~(-1)CO_2施肥3小时使黄瓜结果期产量提高8.31%和 13.11%,番茄产量提高21.93%和8.47%。黄瓜结果期CO_2施肥使总产量增加 27.06%。无论苗期和结果期,CO_2施肥对产量构成因素的影响主要是增加单株 结果数。每天上午1100±100μl·l~(-1)CO_2施肥3小时增加黄瓜幼苗生物学产量 76.63%~113.85%,上、下午各施肥3小时比仅上午施肥增加生物学产量 53.11%~68.08%。下午避免CO_2亏缺、进行CO_2施肥对于光合作用和物质生产 窥艰:日光温室蔬菜CO。施肥效应与机理及CO。环境调控技术 具有积极作用和明显效果。 4.CO。施肥黄瓜、番茄叶绿素含量增加,叶绿体 PSll 活性(Fy/F。)和原 1初光能转换效率吓VF们增强,光能利用率提高。CO。施肥促进光合作用,与 ,处于亏缺状态下相比,施肥提高叶片光合速率1~3倍,从而显著增加日碳同 5.化总量。施肥黄瓜叶片同化物输出能力增强,向各器官分配增加。尽管多数矿 j 质元素组织含量因施肥而降低,但吸收总量增加。C0a施肥增加叶片 IAA和 GAS 】含量.陨1氏妞A和识A含量。 15.以黄瓜、番茄幼苗为试材研究CO、施肥对叶片显微和亚显微结构的影 l 响,结果表明:C0a施肥叶片栅栏组织厚度、表皮厚度和叶片厚度同时增加, 1 栅栏组织在叶片总厚度中比例上升。施肥叶片栅栏细胞明显伸长,排列更加整 【 ’齐紧密。CO。施肥增加黄瓜、番茄叶肉细胞内叶绿体、淀粉粒的大小和数目, ·增加基粒数和片层数,对叶绿体超微结构伤害轻微,黄瓜、番茄叶片结构对CO。 ;施肥及不同浓度的反应存在差异。 6.化学反应法、煤球燃烧法、颗粒CO。气肥和钢瓶液体CO。是目前主要CO。 i 施肥肥源类型。化学反应法反应速度快,产气迅速,设备折旧成本较低;煤球 l 燃烧法产气速度中等,原料成本最低;颗粒 C0z气肥产气速度较慢且不易调控, 原料成本最高。考虑化学反应法反应产物的再利用因素,化学反应法、煤球燃 1 烧法和钢瓶液体 CO。三种肥源年运行成本接近,但从生态、节能、成本和效果 4’等方面综合评价,煤球燃烧法因其资源丰富、成本低廉、符合我国目前的设施、 :经济、资源和技术条件,较具椎广价值。


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