不同光照模式下日累积光量对番茄幼苗生长影响及模型研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:q51525779
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LED是当前设施蔬菜栽培中节能效果明显的新型光源,但运营时能耗仍然较大,而充分利用光照且改变光照模式来提高能源和资源利用率是降低能耗成本的重要方式。为此,本文研究了不同LED间歇光下日累积光量(DLI)对番茄幼苗生长的影响,试验以番茄为试验材料,在保证环境适宜、水肥充足的情况下设置9.72、12.96、16.20、19.4和22.68 mol·m-2·d-1等5种不同的DLI处理,同时以连续光为对照,分别进行了长周期和短周期间歇光对番茄幼苗生长的影响试验,并构建了基于累积光量下的番茄幼苗生长模拟模型,明确最适宜LED光照模式,实现优质高产和节能降耗的目的,最终为设施番茄幼苗生长的光照调控提供理论和技术指导。主要研究结果如下:1.不同DLI处理对番茄幼苗生长发育、光合特性以及节能指标有显著影响。在3R1B(红蓝比例为3:1)的光质下,随着DLI的增加,番茄幼苗的株高、茎粗及叶面积都呈现先增加而后降低的趋势,在T3(DLI为16.20 mol·m-2·d-1)时达到最大值,与T1相比,株高和叶面积分别增加27.72%和10.05%,均达到显著差异水平。干重则表现为先增加后保持不变的趋势。且T3的Pn显著大于其余处理,比T1增加24.93%。同时T3的光合色素含量以及节能效果等也优于其余处理组。由此可见,适宜番茄幼苗生长的最佳DLI为16.20 mol·m-2·d-1,当大于这一值时会受到光抑制的影响。2.长周期间歇光处理番茄幼苗后发现,与CK(连续光)相比,各处理的株高及干重都有所下降,其中T1、T2、T3的干重分别下降13.29%,14.69%,11.19%,均达到显著差异水平。同时,各间歇光处理的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著低于CK。CK的电能转换效率以及光量子利用效率也显著优于其余处理。表明长周期间歇光虽然可以使番茄幼苗正常生长,但达不到节约能耗、优质高产的目的。3.短周期间歇光处理番茄幼苗后发现,在相同DLI时,短周期间歇光在不增加能源消耗的情况下,番茄幼苗的叶面积与CK(连续光)相比提高了9.34%,且达到显著差异水平,壮苗指数与CK相比提高了5.71%,同时净光合速率等均有所提高,并且随着短周期间歇光占空比的降低,导致DLI下降,其生长情况也会呈现降低的趋势。因此可以得出在相同DLI时,短周期间歇光会在不增加能源消耗的情况下提升番茄幼苗的育苗质量,可用于实际生产中。4.构建了基于累积光量的番茄幼苗株高、茎粗及总干重生长模拟模型。株高的相关关系式为y=0.066x+1.936,茎粗的相关关系式为y=0.012x+1.164,均呈直线相关关系。总干重的相关关系式为y=0.248e0.006x,呈指数方程形式。并且模型的检验结果表明:各模型均可较好的模拟番茄幼苗的生长形态及干物质的积累。
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