基于生理分析和生长模拟的甜瓜薄层基质生产系统构建

论文摘要

针对当前网纹甜瓜（Cucumis melo var.reticulatus Naud.）无土栽培中存在的缺少适宜的无土栽培系统,基质用量较大管理难度较高,生产管理的标准化、精准化水平不足等问题,本文对新型栽培系统研制开发、网纹甜瓜群体光合生理和水分生理、产量和品质与环境因子及植株管理的关系、网纹甜瓜生长模拟和模型构建、生产管理系统研制和软件编制等方面进行了研究,旨在构建完成基于生理分析和生长模拟的温室网纹甜瓜薄层基质生产系统。本文主要研究结果如下:1.研制开发了薄层基质栽培系统（Substrate Film Culture System, SFCS）,基质厚度降至6.5cm,单株基质用量降至4.45 L/株。本文研究了薄层基质栽培系统在网纹甜瓜生产中的应用效果,筛选出了适宜基质和基质槽溢流孔高度,实现了网纹甜瓜薄层基质栽培系统的管理技术配套。研究结果表明,在薄层基质栽培系统条件下,网纹甜瓜生长发育和产量品质等均优于开口基质袋栽培系统;2.构建了人工气候室用于甜瓜群体光合测定的体系,研究了温度、CO2等环境因子对网纹甜瓜群体光合作用速率的影响并进行了初步量化,本文也探索了根据群体光合速率确定适宜温室环境管理的方法。3.研究了全生育期和膨瓜期不同基质水分含量对网纹甜瓜生长发育和产量品质的影响,确定了网纹甜瓜不同发育时期适宜的根际水分含量。4.研究了坐果方式、坐果时间序列和热量与网纹甜瓜产量品质之间的关系,结果表明一株一果的整枝方式更有力于获得较高的商品产量和更好果实外观品质,坐果时间序列、坐果节位对春作和秋作甜瓜的产量品质均有显著影响,累积热量单位（Accumulated Thermal Unit,ΣTu）、积温（Accumulated Temperature,ΣT）与单瓜重（Fruit fresh weight,FFW）之间呈明显直线相关关系,相关方程分别为FFW=0.0513Σtu-385.01（r2=0.997）,FFW=0.8678ΣT-156.82（r2=0.980）。5.筛选和确定了网纹甜瓜主要生长指标的最优生长方程;利用修改后的现有的程序化机理模型对5季网纹甜瓜干物质生产进行了模拟,研究了不同栽培季节甜瓜的光能利用率。结果表明,所用模型能很好地模拟干物质生产、相对生长速度等指标。本文还探索了根据历史气候数据和模拟模型确定适宜栽培期的方法。6.构建了基于生理分析和生长模拟的温室甜瓜生产管理软件,并在管理系统系统的实时化计算、模拟和决策等方面进行了探索,初步完成了温室甜瓜薄层基质生产系统的整体集成和构建工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词
• 第一章 前言
• 1. 我国设施园艺发展及无土栽培在园艺生产中的应用概况
• 2. 作物生长模拟与模型构建的发展及应用
• 3. 我国甜瓜产业发展与当前生产中存在的问题
• 4. 本文研究目的和主要内容
• 参考文献
• 第二章 薄层基质栽培系统研制及其应用
• 1. 系统概况
• 2. 材料与方法
• 3. 结果与分析
• 3.1 三种基质用于网纹甜瓜栽培的效果
• 3.2 薄层基质栽培系统与开口袋培系统比较
• 3.3 保留营养液层的厚度对甜瓜生长的影响
• 4. 结论与讨论
• 参考文献
• 第三章 甜瓜群体光合作用测定体系的构建及环境因子对网纹甜瓜群体光合作用的影响
• 1. 材料与方法
• 1.1 人工气候室概况
• 1.2 网纹甜瓜群体光合速率测定
• 2. 结果与分析
• 2.1 群体光合速率测定体系的建立
• 2.2 人工气候室同一性检测及不同发育阶段群体光合速率测定
• 2.3 环境因子对甜瓜群体光合速率的影响
• 2.4 测定结果的模型检测
• 3. 讨论
• 3.1 人工气候室用于群体光合测定的误差分析
• 3.2 甜瓜群体光合速率的影响因素
• 参考文献
• 第四章 基质水分含量对网纹甜瓜生长及产量品质的影响
• 1. 材料与方法
• 1.1 田间试验
• 1.2 灌溉量处理
• 1.3 测定项目与方法
• 2. 结果与分析
• 2.1 不同灌溉量处理的基质水分含量
• 2.2 基质水分含量对甜瓜株高和叶面积的影响
• 2.3 基质水分含量对甜瓜生长动态和干物质分配的影响
• 2.4 基质水分含量对甜瓜糖分合成和累积的影响
• 2.5 基质水分含量对甜瓜单瓜重和商品瓜率的影响
• 3. 结论与讨论
• 参考文献
• 第五章 座果方式、坐果时间序列和热量对网纹甜瓜产量品质的影响
• 1. 材料与方法
• 1.1 田间试验
• 1.2 主要测定项目与方法
• 2. 结果与分析
• 2.1 单株座果数量对网纹甜瓜产量品质的影响
• 2.2 座果和采收时间序列对单果重和产量的影响
• 2.3 座果节位对单瓜重和产量的影响
• 2.4 不同茬次网纹甜瓜的果实均匀度
• 2.5 果实发育期间累积热量对甜瓜产量的影响
• 3. 结论和讨论
• 参考文献
• 第六章 网纹甜瓜生长分析与模型模拟
• 1. 甜瓜生长模拟的数学方程
• 1.1 材料与方法
• 1.2 结果与分析
• 1.3 结论与讨论
• 2. 网纹甜瓜干物质生产的模型模拟
• 2.1 材料与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.3 讨论
• 参考文献
• 第七章 温室网纹甜瓜薄层基质生产系统的组成和管理系统软件编制
• 1. 温室甜瓜基质生产系统的编制
• 1.1 系统框架和技术路线
• 1.2 系统主要内容
• 1.3 管理系统软件编制和系统实现
• 2. 甜瓜薄层基质生产系统集成及发展目标
• 3. 小结
• 参考文献
• 第八章 后续研究计划
• 附录
• 1. 论文实验照片
• 2. 温室甜瓜栽培管理系统部分源程序
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文和其它相关工作