利用补光调控黄瓜幼苗徒长及黄瓜壮苗指标模拟模型研究

论文摘要

黄瓜是世界性的重要蔬菜,也是我国普遍栽培的主要设施蔬菜作物。在生产上,我国瓜类蔬菜主要采用育苗移栽。育苗过程中,如果环境控制不当,幼苗极易发生徒长。徒长会导致幼苗质量下降,进而影响植株生长、花芽分化及果实发育,最终影响产量和品质。本试验以2个不同生态型黄瓜品种‘戴多星’和‘津春4号’为材料,研究幼苗徒长程度对黄瓜植株生长发育及产量品质的影响；研究了补充紫外线-B（UV-B）照射对弱光下黄瓜幼苗生长及生理特性的影响,以及红蓝LED光源补光对黄瓜幼苗徒长的调控,探讨利用补光调控徒长的可能性和应用效果；研究了基于辐射和温度热效应的黄瓜壮苗指标模拟模型,通过分析壮苗指标与温度和光照两个主要生态因子的定量关系,为控制徒长、培育壮苗提供优化温光管理。通过对补光调控黄瓜幼苗徒长及壮苗指标模拟模型的研究,为幼苗徒长的环境调控提供理论依据和技术基础。主要研究结果如下：1.采用遮光处理获得不同徒长程度黄瓜幼苗,研究幼苗徒长程度对黄瓜植株生长发育及果实产量和品质的影响。结果表明：在遮光条件下,黄瓜幼苗发生不同程度徒长,定植后对植株生长发育和果实产量品质影响显著。徒长苗株高和下胚轴长度显著高于对照苗,茎粗、叶面积、干重、干物质含量以及根冠比和壮苗指数均显著低于对照苗。定植后,植株形态指标仍与对照苗差异显著。与对照苗相比,徒长苗初花期延后,第1雌花节位升高,平均单株结果数、单果质量、前期单株产量和单位面积产量均显著下降,果实可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白和Vc含量也显著降低。说明黄瓜徒长苗定植后对植株生长发育和果实产量与品质有显著的不利影响。2.探讨弱光下补充UV-B照射对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响,结果表明：单纯弱光处理黄瓜幼苗株高较对照大幅度增加,茎粗和幼苗干重显著降低,根冠比和根系活力下降；光合色素、可溶性蛋白含量显著降低,MDA含量和质膜透性显著增高,黄瓜幼苗徒长严重。弱光下补充UV-B照射对黄瓜幼苗株高具有显著抑制作用。低强度UV-B辐射可有效控制幼苗徒长而不对其产生伤害,而高强度的UV-B则会影响植株正常的生理活性,产生胁迫伤害。UV-B对幼苗影响还与照射时间紧密相关。综合分析,弱光条件下持续补充14d 0.15w·m-2 UV-B照射,可显著降低黄瓜幼苗的株高,增加茎粗、干重、根冠比和壮苗指数,有利于叶绿素形成,提高根系活力、叶片可溶性蛋白和脯氨酸含量,降低叶片MDA含量和质膜透性,提高PAL活性和紫外吸收物质、类黄酮含量。表明适当增加UV-B辐射可以有效控制黄瓜幼苗徒长,有利于培育壮苗。3.研究不同条件下红蓝复合LED光源补光对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响,结果表明：单纯弱光处理黄瓜幼苗株高较对照显著增加,茎粗、幼苗干重显著降低,壮苗指标下降；光合色素、根系活力、可溶性蛋白含量显著降低,MDA含量和质膜透性显著增高,黄瓜幼苗呈严重徒长状态。红蓝LED光源补光对黄瓜幼苗徒长具有显著抑制作用。弱光条件下补充90μmol·m-2·s-1和180μmol·m-2·s-1强度红蓝LED光照射均可显著降低黄瓜幼苗的株高,增加茎粗、干重、比叶重、根冠比和壮苗指数,提高根系活力、叶片叶绿素和可溶性蛋白含量,降低MDA含量和质膜透性；以180μmol·m-2·s-1,效果更好。表明适当强度的红蓝LED光源补光调控幼苗徒长效果较好,可用于壮苗培育。4.探讨黄瓜幼苗壮苗指标（根冠比、G值、壮苗指数）与环境温度和辐射的关系,为黄瓜育苗控制徒长,培育壮苗提供环境优化管理。通过多次分期播种试验及回归分析,构建了基于辐热积的黄瓜幼苗壮苗指标模拟模型,并利用不同品种、播期的试验资料对模型进行了检验。模型检验结果表明,根冠比与辐热积曲线拟合度差,G值模型经检验模拟值与实测值符合度低,均不适宜用辐热积做变量进行模拟。对壮苗指标模型验证结果显示,模型具有较高的预测精确性,可应用于壮苗指数与环境因子关系的定量分析及黄瓜育苗的温光调控管理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1 植物徒长的形态和生理特征
• 2 影响植物徒长的因素及调控技术
• 2.1 环境因素对植株徒长的影响及调控
• 2.1.1 温度
• 2.1.2 光照
• 2.1.3 水分
• 2.2 紫外线B和LED对植株徒长的影响及调控
• 2.2.1 紫外线B
• 2.2.2 LED
• 2.3 植物生长调节剂对植株徒长的影响及调控
• 2.4 机械刺激及其它徒长调控方法
• 3 幼苗壮苗指标及生长模拟模型
• 3.1 幼苗壮苗指标
• 3.1.1 壮苗的概念
• 3.1.2 壮苗评价指标
• 3.2 生长模拟模型
• 3.2.1 温室作物生长模型研究概述
• 3.2.2 国内外园艺作物生长模型研究进展
• 参考文献
• 第二章 幼苗徒长程度对黄瓜植株生长发育及产量品质的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料和试验设计
• 1.2 测定项目与方法
• 1.2.1 幼苗生长指标
• 1.2.2 植株生长发育指标
• 1.2.3 黄瓜前期果实产量和品质指标
• 2 结果与分析
• 2.1 不同徒长程度黄瓜幼苗形态和生理指标差异
• 2.1.1 幼苗形态差异
• 2.1.2 幼苗干重和质量指标差异
• 2.2 不同徒长程度黄瓜幼苗定植后植株生长发育的差异
• 2.2.1 植株生长的差异
• 2.2.2 植株开花特性的差异
• 2.3 不同徒长程度幼苗对黄瓜前期果实产量和品质的影响
• 2.3.1 对前期果实产量的影响
• 2.3.2 对果实形状的影响
• 2.3.3 对果实营养品质的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 补充紫外线-B照射对弱光下黄瓜幼苗生长及生理特性的影响
• 1 材料和方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验设计和处理方法
• 1.3 测定和方法指标
• 1.3.1 UV-B功率及PAR的测定
• 1.3.2 植株形态指标测定
• 1.3.3 植株生理生化指标测定
• 2 结果与分析
• 2.1 不同天气条件下温室内外及黑色遮阳网下光照强和UV-B辐射强度变化
• 2.2 补充UV-B照射对弱光下黄瓜幼苗植株生长指标的影响
• 2.2.1 对株高、茎粗和叶面积的影响
• 2.2.2 对植株干物质积累的影响
• 2.3 补充UV-B照射对弱光下黄瓜幼苗根冠比和壮苗指数的影响
• 2.4 补充UV-B照射对弱光下黄瓜幼苗根系活力的影响
• 2.5 补充UV-B照射对弱光下黄瓜幼苗叶片生理指标的影响
• 2.5.1 对光合色素含量的影响
• 2.5.2 对可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响
• 2.5.3 对丙二醛含量和质膜透性的影响
• 2.5.4 对紫外吸收物质和类黄酮含量的影响
• 2.5.5 对苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 红蓝LED光源补光对黄瓜幼苗徒长的调控效果研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 指标测定
• 2 结果与分析
• 2.1 红蓝LED光源补光对黄瓜幼苗生长动态的影响
• 2.1.1 对株高和茎粗的影响
• 2.1.2 对全株干重的影响
• 2.2 红蓝LED光源补光对幼苗质量的影响
• 2.3 红蓝LED光源补光对黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响
• 2.4 红蓝LED光源补光对黄瓜幼苗根系活力和可溶性蛋白含量的影响
• 2.5 蓝LED光源补光对黄瓜幼苗丙二醛和质膜透性的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第五章 基于辐射和温度热效应的黄瓜壮苗指标模拟模型研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 幼苗生长形态观测和环境数据的获取
• 1.3.1 幼苗生长形态观测
• 1.3.2 温室环境数据的获取
• 2 模型描述
• 2.1 累计辐热积的计算
• 2.2 壮苗指标模拟模型的建立
• 3 模型检验
• 3.1 模型检验方法
• 3.2 模型检验结果与分析
• 4 讨论
• 参考文献
• 全文结论
• 攻读硕士期间发表的论文
• 图版
• 致谢