设施园艺与观光农业系列(4)——观光农业的温室与栽培设施

观光农业是以人造农业景观为主,自然景观为辅,以现代农业高新技术、新品种、新模式为主角,传统农业、园林景观为陪衬的观光格局.更多的是要运用现代工业设施来武装农业,以提高农业的现代化水平.但是,观光农业的设施装备不能完全按照工厂化农业模式来建设,应该按照旅游景观的目标去设计或"美化"农业设施,在保持设施使用功能和使用效果的前提下,使各种生产保护设施、设备成为物化景观,赋予其文化艺术内涵.同时,要根据季节不同、种养模式不同和品种不同采用不同的设施和技术,与传统造园艺术结合建成多姿多彩的农业景观.     

日光温室浅层土壤水媒蓄放热增温效果

该文以太阳能为热源,以水为蓄热介质,以温室浅层土壤为蓄热体,白天通过水的循环将热量收集并储存到温室浅层土壤中,夜间通过土壤的自然放热将热量释放到温室中,提高温室夜间温度。结果表明：此蓄热方法增加了温室的蓄热量,在盖上保温被以后,试验温室与对照温室温差开始增加,平均气温差为4.0℃。试验温室土壤深度60 cm以上区域温度一直高于对照温室,0 cm处夜间平均温差为3℃,30 cm处夜间平均温差为3℃,60 cm处夜间平均温差为5℃。因此,此方法既提高了空气温度,也提高了作物根部土壤温度。     

设施园艺与观光农业系列(6)——珍奇瓜果观光栽培技术

葫芦类的观光栽培 葫芦的观光栽培可广泛收集各地野生品种、栽培品种以及观赏品种.不必追求一个品种在产量和食用品质方面的优势,在于其观赏性的体现,一般以追求品种的多样化为栽培目标.     

主动蓄放热-热泵联合加温系统在日光温室的应用

为提高主动蓄放热系统集热效率,增强日光温室抵御低温能力,设计了一套主动蓄放热-热泵联合加温系统。白天运行主动蓄放热系统,将北墙获得的太阳辐射能储存到蓄水池中;根据天气情况及蓄水池水温变化适时开启热泵机组,降低主动蓄放热系统循环水温,进而提升其集热效率;夜间室内气温较低时,通过主动蓄放热系统放热。试验结果表明：与对照温室相比,试验温室夜间气温高出5.26～6.64℃;热泵机组制热性能系数COPHp为4.38～5.17,主动蓄放热系统可为热泵机组热源提供充足的热量,保证理想的热源温度;在日光温室特定的光热环境下,主动蓄放热-热泵联合加温系统的集热效率达到了72.32%～83.62%,总体COPSys值达5.59,节能效果显著。该研究为提高日光温室夜间温度提供了新思路。     

酒糟沼渣在番茄基质育苗上的应用

利用植物营养学和园艺栽培学的研究方法,对酱香型白酒酒糟沼渣的理化性状及其作为番茄育苗基质的应用进行了研究。结果表明:1)纯沼渣不适合直接用作育苗基质,需要经过发酵和复配工艺。发酵后沼渣基质粒径更加均匀、吸水能力增强,但是,电导率EC值明显增加,较未发酵基质降低了发芽指数及出苗率,经过复配窖泥和蛭石可使基质理化性状达到合理范围;2)通过不同基质配方的番茄育苗试验,筛选出最佳配方为m(细渣)∶m(蛭石)∶m(窖泥)为15∶8∶2,具有促进番茄生长、提高生物量及培育壮苗的作用。该配方的株高、茎粗和叶面积分别比对照增加了108.33mm、1.28mm和35.08cm2,地上部和地下部生物量(干重)显著高于对照及其他处理,壮苗指数达到0.49,显著高于草炭对照。因此,酒糟沼渣是良好的育苗基质材料,经过好氧发酵与复配可以应用于番茄育苗。     

不同光质对叶用莴苣种子萌发和幼苗酶活性的影响

利用LED光源研究了不同单色光质及其组合(红光、蓝光、红光∶蓝光=10∶1)对叶用莴苣不同品种种子萌发及幼苗叶片酶活性的影响.结果表明:LED光源光质处理对叶用莴苣种子萌发有促进作用,不同单色光质对种子萌发的作用效果不同,各种光质间存在差异性.各光质处理下不同品种种子发芽率与荧光灯(CK)没有显著差异,但LED-R提高了种子的发芽活力,LED-B提高了种子发芽指数,单色光质处理下‘奶油生菜’的胚根长度均比对照增加.荧光灯有利于增强幼苗过氧化氢酶(CAT)活性,蓝光下超氧化物氧化酶(SOD)活性最高、过氧化物酶(POD)活性最低.同一光质下品种间各生长指标和酶活性有差异,光质对‘奶油生菜’在设施弱光环境下的生长有明显促进作用.     

拱型温室外保温被翻越式铺卷系统的设计与模拟试验

针对现有保温被覆盖方式无法实现翻越拱面顶部覆盖，且卷起后的保温被放置在屋顶给屋面造成额外荷载和室内遮阴的问题，设计一套拱型温室外保温被翻越式铺卷系统（Over-the-top rolling system,ORS）。对ORS的工作方式和零部件参数进行研究，在计算模拟的基础上，选用了蓬松厚度为10mm、压实厚度为2mm的保温被，直径为25mm、壁厚为1.5mm的不锈钢管，直径为2mm的钢丝绳，链号为06B的链条和配套29齿的链轮，功率为400W的电机，并设计了螺距为2mm、22圈宽2mm、深1mm的螺纹、拔摸角度为30°的塔轮，在微缩拱型温室上安装ORS进行模拟试验运行。结果表明：1)ORS采用拉铺覆盖和卷收打开保温被的工作方式实现了保温被翻越屋顶的一体化覆盖，提高了保温被的整体保温性；2）相比保温被放置在屋顶的方式，ORS放置在天沟上减少了屋面拱架荷载42 N/m~2，避免了保温被放置在屋顶造成的33%室内遮阴；3）保温被卷起后平均最大直径为116.2mm，小于模型温室天沟的宽度（320mm），不额外遮阴；牵引绳的张力最大值为736.119N，小于所选择钢丝绳（φ=2mm）的最小破断拉力2 296N;ORS最大工作功率为384W，扭矩传感器最大测量值为8 849.138N·m，所选电机的额定功率为400W、最大容许扭矩为6×10~(5 )N·m，验证了所选规格保温被的厚度、钢丝绳的直径、电机功率和的最大容许扭矩的选型是合理的；4）保温被覆盖和打开的整个工作过程中卷被和卷绳的转速可以同步，验证了塔轮尺寸规格设计的合理性。     

日光温室顶部菲涅尔透镜的光热分离特性研究

为了进一步提高日光温室内主动蓄放热的热能利用效率,该研究在日光温室内的顶部空间,构建了基于曲面菲涅尔透镜的直散分离系统,该系统对顶部区域的空间利用率为25.8%。利用光学仿真软件对不同入射角的太阳光进行追踪,并对该曲面菲涅尔透镜在典型日条件下的接收效率和焦斑分布进行分析,得到一日内的变化规律。在直射光集热测试方面,正午时段内,该系统的集热效率可以达到45%。对比散射光环境对温室的影响,发现试验区全天光照度减小约为10%~40%。该文以主动集热土垄加温系统提升栽培土垄温度作为试验组,并与不加温对照组进行了比较。试验结果表明,系统可提高土垄温度4.5~5.0℃。连续晴天情况下,土垄加温系统的COP(coefficient of performance)为1.5~1.9。研究表明此新型温室集热方式可提高空间利用率,改善温室内光热环境,同时利用午间强直射光集热,实现太阳能综合利用。     

红蓝光质对番茄幼苗氮水平和代谢关键酶及基因表达的影响

采用LED(发光二极管)精量调制光源,以番茄品种‘SV0313TG’为试材,设置红光、蓝光和红蓝(3︰1)组合光处理,以白光处理为对照,测定番茄幼苗叶片中主要含氮物质(全氮、硝态氮、铵态氮、游离氨基酸、可溶性蛋白质)含量和氮代谢关键酶[硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、天冬酰胺合成酶(AS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)]活性及其基因表达。结果表明,红蓝组合光处理下硝态氮含量、NR和GDH活性及6种氮代谢关键酶的基因表达量显著高于对照和其他处理,可溶性蛋白含量明显高于红光和对照处理,但与蓝光处理无显著差异;与对照和其他处理相比,蓝光处理下铵态氮和游离氨基酸含量显著升高,NR、NiR、GS和GOGAT活性及NR、NiR、GS2、FdGOGAT和LEAS1相对表达量显著高于对照;与对照相比,红光显著降低了全氮含量,NiR、GOGAT、GDH和AS活性及GDH1表达量均受到抑制。综上,与对照相比,红光处理降低了番茄幼苗叶片全氮含量和部分氮代谢酶活性;蓝光处理则提高了游离氨基酸和铵态氮含量;红蓝组合光能够提高氮代谢相关酶转录水平和部分关键酶活性,进而促进氮素吸收并向可溶性蛋白转化。可见,适宜比例的红蓝组合光可促进番茄幼苗氮的同化及转化氮的吸收,加速物质积累,进而促进番茄幼苗生长。     

采前不同比例LED红蓝光连续光照对生菜光合特性及产量和品质的影响

为了探究采前连续光照光质对水培生菜(Lactuca sativa L.)产量和品质的影响，研究了不同红(R)蓝(B)光质比例（1R:4B、1R:2B、1R:1B、2R:1B和4R:1B）对水培生菜生长、光合特性、抗坏血酸(ascorbic acid，AsA)含量和AsA代谢关键酶活性的影响。结果表明：与连续光照前相比，不同比例LED红蓝光连续光照后，生菜地上部鲜重的增幅为38.82%~77.65%，2R:1B处理下的地上部鲜重最大达到30.23 g；根鲜重的增幅为27.43%~73.14%，4R:1B处理下的根鲜重最大为3.03 g。红光比例越高，生菜的叶面积、SPAD和可溶性糖含量越高，硝酸盐含量的变化不显著。与其他处理相比，1R:4B的连续光照处理后，生菜的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度和气孔导度达到最大。提高采前连续光照中的蓝光比例可显著提高生菜AsA含量和单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）的酶活性，1R:4B处理下叶片AsA的含量最高达到3.22 mg·g^-1，1R:4B处理下的生菜叶片MDHAR酶活性显著增加了0.81 U·mg^-1 FW。综上，降低采前连续光照的蓝光比例，可显著提高生菜的产量和可溶性糖等的含量，而提高采前连续光照蓝光比例可显著提高AsA的含量，这是因为采前连续光照蓝光比例的升高提高了MDHAR的活性。