武漢氣候特征及大棚蔬菜栽培制度探討.pdf
武漢氣候特征及大棚蔬菜栽培制度探討 楊文剛 1,2劉可群 3孟翠麗 2童紅梅 1 ( 1 黃石市氣象局,湖北黃石 435002; 2 武漢農業(yè)氣象試驗站,湖北武漢 430040; 3 武漢區(qū)域氣候中心,湖 北武漢 430074) 摘 要:大棚蔬菜生產在武漢城市菜籃子工程中的位置舉足輕重,對武漢19512016年地面氣象觀測資料及20142015年 冬季大棚小氣候觀測資料進行分析,結果表明:武漢1月平均氣溫為3.5 ,冬季46%的天數為陰天,40%為晴天,不利于 大棚內溫度升高,但在大棚設施環(huán)境條件下,武漢1月白晝溫度晴天、陰天分別比棚外提高11.4 和4.9 ,能滿足半耐寒 性蔬菜正常生長。武漢初春冷空氣活動頻繁,50%的年份穩(wěn)定通過10 的時間在3月下旬及之后,晴天少、陰雨天氣多, 大棚升溫難,難以滿足喜溫蔬菜生產的溫度條件;秋季秋高氣爽,75%以上的年份入冬時間在11月16日之后,且晴天多、 陰天少,對大棚升溫有利,適合發(fā)展秋延大棚蔬菜生產。建議調整大棚蔬菜生產結構,減少春季喜溫蔬菜比重,增加秋延茄 果類蔬菜的種植。 關鍵詞:武漢地區(qū);氣候特征;設施蔬菜;蔬菜栽培 露地種植相比,設施園藝通過對環(huán)境溫度調控可以 提前12個月上市,并通過延長開花結果期提高 單產,從而大幅提升效益。但也存在著投資較大、 氣象災害風險高、氣候資源利用率低、效益不穩(wěn)等 問題,與一些西方國家相比存在很大差距(申茂向 等,2000) ,一定程度上阻礙了設施生產的發(fā)展。 國外學者就溫室內環(huán)境及其調控等方面開展了相關 研究(Bailey et al.,2003;Katsoulas et al.,2009), 國內學者也從不同角度為設施蔬菜生產提出了許 多建議與思考(龔月,2010;向佳玲和胡華平, 2010;董鵬 等,2014;何建軍 等,2015)。本文擬 通過對武漢氣候資源特征進行分析,尤其是早春與 晚秋的氣候特點,以及冬季大棚小氣候溫度進行分 析,為武漢大棚設施蔬菜種植合理利用氣候資源、 調整種植制度提出建議。 1 資料來源與方法 20142015年在武漢市東西湖區(qū)慈惠農場 (11408 E、3037 N,海拔高度23.1 m)進行大 棚氣象要素的觀測,試驗用大棚為拱圓形鋼架塑料 大棚,棚長30 m,寬6 m,頂高2.5 m,棚膜(無 滴膜)厚0.08 mm。在大棚內建有拱棚,拱棚膜(普 通農膜)厚0.06 mm,寬2.5 m,頂高1.2 m。氣象 楊文剛,男,高級工程師,主要從事生態(tài)與農業(yè)氣象研究,E-mail: 215562898qq.com 收稿日期:2018-02-05;接受日期:2018-05-24 基金項目:國家現代農業(yè)產業(yè)技術體系項目(CARS-25) ,湖北省氣象 局科技發(fā)展基金面上項目(2017Y08) 蔬菜在我國農業(yè)種植面積中僅次于糧食作物, 是最具發(fā)展活力和發(fā)展空間的經濟作物,在我國農 業(yè)的發(fā)展中具有不可替代的地位和優(yōu)勢。在蔬菜生 產中設施蔬菜占有相當重要的位置,目前中國所有 省(區(qū)、市)都有設施園藝生產,不同地區(qū)設施形 態(tài)也各具特點。北方主要發(fā)展高效節(jié)能日光溫室 (Jiang,2014) ,南方則以塑料大棚及簡易設施栽 培為主。我國設施園藝發(fā)展迅猛,2013年設施蔬菜 播種面積368萬hm 2 ,總產量2.51億t,產值7 800 億元,占種植業(yè)總產值的25。設施蔬菜種植面 積從2013年的368萬hm 2 發(fā)展到2016年的391.5 萬hm 2 ,預計2020年能擴展到410.5萬hm 2 ,面積 不斷增大(許斌星 等,2017)。 2014年武漢市東西湖區(qū)蔬菜播種面積累計1.83 萬hm 2 (27.4萬畝) ,其中設施蔬菜面積0.9萬hm 2 (13.5萬畝) ,約占種植總面積的50%(武漢市統 計局,2012) ;種植制度上設施園藝大多數以冬春 季生產為主,且茄果類、瓜類喜溫性蔬菜居多。與 荷蘭、以色列開發(fā)出的 耕作、移栽、嫁接等配套機 器人裝備,應用于設施園藝 生產過程中,提高了勞動效 率(Campiottl et al.,2011)。 58 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產業(yè)市場 病蟲防控 58 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018(8):58 - 64 高度角有關(劉可群 等,2008) ,即與白晝長短有 關,1月白晝時間接近全年最短,2月及其后隨著 白晝延長,提供大棚升溫的太陽輻射能量增多,大 棚內溫度環(huán)境條件更好。表 1 2014、2015年武漢 1月大棚內外溫度的比較 溫度 晴天 陰天 日平均白晝平均 日較差 日平均 白晝平均日較差 大棚溫度 8.6 16.5 28.7 5.7 8.0 7.7 雙層膜溫度 11.9 18.4 26.9 7.9 9.7 6.9 棚外氣溫 3.3 5.1 10.5 2.8 3.1 2.4 2.2 武漢氣候特點 武漢地區(qū)氣溫最低的時段為12月下旬至翌年 1月下旬,氣溫最高的時段是7月下旬至8月下旬。 圖2是19512015年逐年日均溫5 天數的變 化情況,圖中某年的天數是指當年秋天至翌年春天 低溫出現的天數。5 天數出現最多的為1967 年秋至1968年春,高達80 d;最少的為1998年秋 至1999年春,只有16 d;40 d以下的年份有14 a, 占21.5%,近80%的年份日均溫5 的天數在 觀測儀器為江蘇省無線電科學研究所有限公司生產 的ZQZ-型自動溫度觀測儀。觀測氣象要素為大 棚內距地面高1.5 m處氣溫(稱為大棚溫度,下同), 大棚中套拱棚即雙層膜內距地面高0.4 m處溫度(稱 為雙層膜溫度,下同) ,雙層膜在每日9:00 16:00采取揭膜通風除濕措施,雙層膜內種植辣 椒,辣椒生育期為苗期到定植期。資料記錄為逐小 時正點自動觀測,與常規(guī)大氣觀測站的自動氣象站 觀測時間對應。常規(guī)大氣溫度觀測資料來源于棚外 距地面1.5 m處百葉箱內氣溫,其地理位置在大棚 10 m范圍內。 選取19512016年武漢國家地面氣象觀測站 的逐日日平均氣溫、日照時數觀測數據,開展武漢 地區(qū)氣候特征分析。氣象上一般采用云量來劃分天 空狀況,在觀測上只能記載觀測時刻的天空狀況, 對于需要太陽輻射來增溫的大棚而言意義不大,尤 其是夜間。這里采用日照百分率來劃分晴天、曇天 (多云) 、陰天3類(劉可群 等,2007) ,即日照 百分率 S60%為晴天,20% S60%為曇天, S20%為陰天,其中 S=0則為全天陰天(簡稱全 陰天,下同)。冬季是指上年12月至當年2月。 2 結果與分析 2.1 武漢大棚冬季小氣候特征 1月是武漢全年氣溫最低的月份,自然條件下 除耐寒性蔬菜(如菠菜)外,其他蔬菜越冬處于緩 慢或停止生長期。武漢1月多年平均溫度為3.5 , 圖1是2014、2015年武漢1月晴天、陰天條件下 大棚內外溫度逐時平均變化的比較。大棚升溫的能 量來源于太陽輻射,從圖1可以看出,大棚增溫主 要在白天,夜間無論是晴天還是陰天棚內外溫度差 異很?。浑p層膜增溫效果更好,夜間增溫明顯高于 單層大棚;晴天條件下白天增溫效果明顯高于陰 天。進一步統計分析表明(表1) :晴天條件下大 棚內日平均氣溫較棚外高5.3 ,陰天條件下高2.9 ;而白晝平均溫度(即日出后至日落前各正點 溫度平均值)在晴天和陰天條件下大棚內較棚外分 別高11.4、4.9 ;大棚內外平均氣溫日較差晴天 為18.2 ,陰天為5.3 ,二者相差3倍以上。這 不僅有利于蔬菜白天的光合作用,更有利于光合作 用有機物的積累。研究表明,大棚白晝溫度與太陽 圖 1 2014、2015年武漢 1月晴天、陰天條件下大棚內外 溫度日變化比較 14 12 10 8 6 4 2 0 氣溫 時間h 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 氣溫 大棚氣溫 棚外氣溫 雙層膜氣溫 大棚氣溫 棚外氣溫 雙層膜氣溫 晴天 陰天 14 12 10 8 6 4 2 0 氣溫 時間h 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 氣溫 大棚氣溫 棚外氣溫 雙層膜氣溫 大棚氣溫 棚外氣溫 雙層膜氣溫 晴天 陰天 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 時間 59 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產業(yè)市場 病蟲防控 59 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 40 d以上;日均溫5 的天數在60 d以上的有 13 a,占20%。武漢地區(qū)日最低溫度低于2 的天 數平均為7.5 d,1968年最多,為29 d;日均溫2 的天數在5 d以下(含5 d)的年份有7 a,占 11%;10 d以下(含10 d)的為17 a,占26%。對 于溫度在2 以下停止生長,5 以上才能正常生 長的半耐寒性蔬菜(如蘿卜、萵苣等)而言(邱正 明和肖長惜,2008;楊文剛 等,2010;中國農業(yè)科 學院蔬菜花卉研究所,2010;劉可群 等,2011) , 武漢日平均氣溫在5 以下的天數平均為50 d,但 年際之間差異很大。說明半耐寒性蔬菜在武漢自然 條件下大多數年份處于半休眠半生長的狀態(tài)。 圖3是武漢冬季出現不同天氣類型的日數 變化情況,可以看出多數年份冬季以陰天最多, 19512015年平均陰天為41.2 d,晴天為35.6 d, 即冬季90 d時間的46%是陰天,40%是晴天。 冬季陰天數40 d以上的年份有32 a,約占總數的 50%;晴天數在40 d以上的只有16 a,不到總數的 25%。尤其是1990年以來,陰天出現的時間在增加, 為43.8 d,而晴天天數在減少,為32.8 d。陰天多 不利于大棚內增溫。而前文所述,1月薄膜大棚在 晴天條件下能使小氣候環(huán)境溫度日均溫提高5 以 上,白晝平均溫度提高11.4 ;陰天則分別提高2.9 和4.9 (表1) ,能滿足半耐寒性蔬菜正常生長 的溫度環(huán)境條件。綜上所述,武漢冬季大棚適宜種 植半耐寒性蔬菜。 日平均溫度10 是喜溫性蔬菜正常生長的 下限溫度(鄭大瑋 等,2005;邱正明和肖長惜, 2008) ,也是入春或入冬的指標溫度。武漢3月大 氣日均溫在10 時,大棚溫度能確保在12 以 上。圖4、5是武漢1951年以來入春、入冬時間的 分布情況,顯示最早入春的年份是1997年,為2 月20日;最晚為1969年,為4月6日;70%以上 的年份是在3月16日以后入春,且1/3以上的年 份入春時間在3月26日以后,顯示冷空氣對武漢 的影響直到3月下旬后仍然相當活躍。武漢入冬時 間最早的是1967年,為11月3日;最晚的是2004 年,為12月16日;與入春時間相比,入冬時間比 較集中,3/4以上的年份入冬時間在11月16日以 后,其中有2/3的時間是在11月1630日這段時 間內。從圖4還可以看出,入春時間提早的趨勢比 較明顯,入冬時間則有推遲的趨勢。從表2可以看 圖 2 19512015年武漢低溫日數的年際變化情況 圖 3 19512015年武漢冬季晴天、曇天、陰天天數的年際變化情況 日均溫2 天數 日均溫5 天數 天數d 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 陰天 晴天 曇天 天數d 70 60 50 40 30 20 10 0 年份 年份 1951 1971 1991 1961 1981 2001 1956 1976 1996 1966 1986 2006 2011 2015 1951 1971 1991 1961 1981 2001 1956 1976 1996 1966 1986 2006 2011 2015 60 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產業(yè)市場 病蟲防控 60 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 出,武漢11月平均氣溫比3月高1.0 。 進一步對武漢19512016年3月和11月的 天氣情況進行比較,3月的晴天天數為9.7 d,占 31%;陰天天數為15.0 d,其中全陰天為11.6 d;11 月晴天天數為14.4 d,占48%,陰天天數為10.5 d, 其中全陰天為6.0 d。圖6是武漢3月和11月全陰 天天數出現概率分布情況,11月全陰天在2 d及以 下的年份為2 a,6 d及以下的年份為19 a,占總數 的29%;10 d以上的年份有18 a,占總數的27%, 其中14 d以上的年份為8 a,占總數的12%。顯示 該地區(qū)秋高氣爽,陰雨天少,晴好天氣多。而3月 則不然,全陰天最少的年份也有5 d,出現6 d及 以下的年份只有2 a,占總數的3%;10 d及以上的 年份有45 a,占總數的68%,其中15 d及以上的 圖 5 19512016年武漢穩(wěn)定通過(終止)10 的時間頻率 1候為5 d。表 2 武漢 3月和 11月平均氣溫比較 時間 上旬 中旬 下旬 平均 3月 8.6 10.7 12.2 10.5 11月 14.2 11.3 9.2 11.5 圖 4 19512016年武漢穩(wěn)定通過(終止)10 的變化情況 穩(wěn)定終止10 終序日 350 345 340 335 330 325 320 315 310 305 300 穩(wěn)定通過10 初序日 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 2月第6候 3月第1候 3月第2候 3月第3候 3月第4候 3月第5候 3月第6候 4月第1候 11月第1候 11月第2候 11月第3候 11月第4候 11月第5候 11月第6候 12月第1候 12月第2候 30 25 20 15 10 5 0 25 20 15 10 5 0 穩(wěn)定通過10 頻率/% 穩(wěn)定終止10 頻率/% 年份 1951 1971 1991 1961 1981 2001 1956 1976 1996 1966 1986 2006 2011 2016 時間 時間 61 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產業(yè)市場 病蟲防控 61 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 年份有14 a,占總數的21%,即5 a中就有1 a出 現一半以上的時間為全陰天,近70%的年份1/3時 間是全陰天。由此可見,春季3月溫度較11月低, 尤其是3月下旬較11月上旬溫度低更多,且陰雨 天多、晴天少,不利于蔬菜大棚溫度提升。 夏季高溫是影響武漢蔬菜生產的不利氣象因 素。武漢日平均溫度30 或日最高溫度35 的高溫天數年平均出現27.7 d。但高溫日數年際之 間差異大,最少年有12 d,如1980、2014年;最 多年為48 d,如1978年。高溫天氣出現最早的時 間為5月初,6月中下旬后出現的頻次明顯增加。 最晚出現的時間為9月下旬,但主要時段是7月 至8月中旬,78%的高溫天數出現在這一時期, 其中高溫日最集中的時段為7月下旬至8月上 旬,占全年總高溫日數的40%。7月1日之前及8 月20日之后高溫日分別占總高溫日數的10.8%、 10.7%。因此7月中旬開始武漢進入蔬菜生產 淡季。 3 結論與討論 3.1 武漢冬季大棚應以半耐寒蔬菜種植為主 從上述分析可以看出,雖然武漢冬季日平均溫 度低于5 的天數長達50 d,但冬季最冷月1月的 平均溫度為3.5 ,相對于耐寒性蔬菜正常生長所 需的溫度條件偏低。但在大棚設施環(huán)境條件下,冬 季白晝溫度在晴天、陰天分別提高11.4、4.9 , 能確保冬季90%以上的時間白晝溫度在5 以上; 晴天情況下白天溫度可以提升到15 以上,即達 到半耐寒蔬菜生長的適宜溫度。低溫冰凍是該區(qū)域 半耐寒蔬菜的主要氣象災害,據研究,日最低氣溫 在-5.0-4.0 持續(xù)2 d,大棚有5%以上的萵苣 遭受凍害;當日最低氣溫在-5.0-4.0 持續(xù)3 d 或-7.0-6.0 持續(xù)2 d,大棚有10%以上的萵苣 受災(劉可群 等,2011) 。地溫對蔬菜的地上部及 根系生長也有很大影響,研究表明,冬季長江中下 游地區(qū)即便遇最低氣溫為-4 的天氣時,蔬菜設 施中10、20 cm的最低地溫仍在8 以上,并隨著 氣溫的升高而升高,設施中的地溫能基本滿足本地 蔬菜品種生長的要求(劉可群 等,2008;楊文剛 等,2010)。 對武漢氣象觀測資料統計發(fā)現,武漢50%年 份不會出現連續(xù)2 d日最低氣溫低于-5.0 的冷空 氣過程;25%的年份有2次或2次以上連續(xù)2 d日 最低氣溫低于-5.0 的冷空氣過程。據調查,大 棚蔬菜遭受凍害均發(fā)生在大棚邊緣兩側,在大棚沒 有倒塌的情況下,大棚中間極少遭受凍害(劉可群 等,2011),因此大棚蔬菜采用覆蓋遮陽網、草簾、 無紡布等均可不同程度地提高棚內溫度,也可利用 電熱絲、秸稈生物反應堆等措施來增溫,利用燈 源進行人工補光,通過人工干預改善設施內氣候環(huán) 境,創(chuàng)造適合蔬菜生長的小氣候條件,達到減輕或 完全避免凍害損失的效果(鄭大瑋 等,2005) 。武 漢氣候資源有利于冬季大棚半耐寒蔬菜種植,即使 遇到氣象災害也能有效防范。 3.2 減少春季大棚喜溫蔬菜栽培,增加秋延喜溫 蔬菜的種植面積 武漢春季大棚喜溫蔬菜一般在2月底至3月初 定植,3月上中旬為開花期,上市初始期約為4月 115日,較露天自然條件下蔬菜上市時間提早45 圖 6 武漢 3月和 11月全陰天天數的分布情況 30 25 20 15 10 5 0 25 20 15 10 5 0 02 56 910 1421 34 78 1113 56 910 1314 1721 78 1112 1516 30 25 20 15 10 5 0 25 20 15 10 5 0 天數/d 3月全陰天百分比/% 11月全陰天百分比/% 62 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產業(yè)市場 病蟲防控 62 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES d左右。武漢早春冷暖空氣活動頻繁,日照不足, 晴天少、陰雨天氣多,50%年份穩(wěn)定通過10 的 時間在3月下旬及以后,大棚內溫度難以升高,難 以滿足喜溫蔬菜正常生長的溫度條件。2月底至3 月初低溫冷害,空氣相對濕度大,常伴隨病害蔓延, 剛定植的瓜果類蔬菜容易生長遲緩,長勢差,抗病 能力減弱,嚴重時發(fā)生大量僵苗死苗現象(湖北省 農業(yè)廳,2009) 。3月中下旬之后冷害會造成茄果 類蔬菜落花落果,導致減產及推遲上市,經濟效 益下降。而秋延喜溫蔬菜7月中下旬播種(姚明華 等,2014) ,8月底至9月初定植,上市初始期為9 月底至10月初。11月武漢秋高氣爽,陰雨天少, 日照相對豐富,為大棚內升溫提供了較好的能量, 也為喜溫蔬菜提供了光合作用所需要的光照條件, 可延長喜溫瓜果類蔬菜的開花結果期(聶啟軍 等, 2015) ,為喜溫蔬菜果實生長及高產創(chuàng)造良好的小 氣候環(huán)境條件。 參考文獻 董鵬,況覓,李姍蓉,張誼模,劉吉振2014重慶市設施蔬菜生 產現狀與發(fā)展對策中國蔬菜,(11):67-69 龔月2010促進武漢蔬菜產業(yè)發(fā)展對策決策與信息, (1) : 113-115 何建軍,陳學玲,關健,梅新,施建斌,蔡沙,李露,薛淑靜,張國真, 姚曉玲,汪超,王金華,周明,張金木,王俊,程薇2015 對湖北省發(fā)展蔬菜千億產業(yè)的建議長江蔬菜,(2):1-5 湖北省農業(yè)廳2009農業(yè)災害應急技術手冊武漢:湖北科學技 術出版社:189-191 劉可群,陳正洪,夏智宏2007湖北省太陽能資源時空分布特征 及區(qū)劃研究華中農業(yè)大學學報,26(6):888-893 劉可群,黎明鋒,楊文剛2008大棚小氣候特征及其與大氣候的 關系氣象,34(7):101-107 劉可群,楊文剛,劉志雄,劉敏2011冬季大棚蔬菜低溫冰雪災 害評估與預警研究湖北農業(yè)科學,50(22):4617-4621, 4625 聶啟軍,邱正明,劉可群2015基于生育期模型的鄂西南高山地 區(qū)辣椒種植研究中國農學通報,31(7):49-54 邱正明,肖長惜2008生態(tài)型高山蔬菜可持續(xù)生產技術北京: 中國農業(yè)科學出版社:32-34 申茂向,何革華,張平2000荷蘭設施農業(yè)的考察與中國工廠化 農業(yè)建設的思考農業(yè)工程學報,16(5):1-7 武漢市統計局2012國家統計局武漢調查隊武漢統計年鑒北京: 中國統計出版社 向佳玲,胡華平2010武漢市蔬菜專業(yè)合作經濟組織現狀、問題 與發(fā)展對策中國蔬菜,(11):5-8 許斌星,馬標,陳永生,曹偉清,顧振華,吳愛兵2017我國設 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Wuhan City,Wuhan 430040,Hubei,China; 3 Regional Climate Center of Wuhan City,Wuhan 430074,Hubei,China) Abstract:Greenhouse vegetable production plays a decisive role in Wuhan City s Vegetable Basket ProjectThis paper analyzed the meteorological observation data obtained from 1951-2016 and micro-climate observation data of winter vegetable greenhouse from 2014-2015The results indicated that the mean temperature in January was about 3.5 ,and proportions of cloudy days and sunny days in winter were 46% and 40%, respectivelyThese climate conditions were not favorable for temperature rising inside of greenhouseBut under the environment conditions of greenhouse in Wuhan,daytime temperatures in greenhouse in sunny day and cloudy 63 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產業(yè)市場 病蟲防控 63 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES Campiottl C,Alonzo G, Belmonte A,Bibbiani C,Dicarlo F,Doni F, Scoccianti M2011 Renewable energy and innovation for sustainable greenhouse districts Fascicula de Energetic , 15:197-201 day in January,were 11.4 and 4.9 higher than that of outside greenhouse,respectivelyThese conditions could satisfy the growth of semi-cold tolerant vegetable varietiesIn Wuhan cold air activities were frequent in early springDuring 50% years from 1951-2016 owing to fewer sunny days and more cloudy days,it was already late March or even late when the temperature was stably over 10 So it was very difficult to rise the temperature inside of the greenhouseAnd it was also difficult to meet the requirement of warm-season vegetables for warm temperatureBut in autumn,the sky was clear and air was crispAnd over 75% of the years from 1951-2016, owing to more sunny days and less cloudy days,winter set in basically later than November 16thThis condition was favorable for temperature rising in greenhouse and suitable for developing late autumn vegetable production So we suggest that it is necessary to adjust the greenhouse vegetable production by reducing the ratio of warm- season vegetables proportion in spring and increasing the plantation of late autumn solanaceous vegetables. Key words:Wuhan region;Climate characteristics;Greenhouse vegetable;Vegetable cultivation 蔬菜幼苗葉面積快速測定方法篩選與優(yōu)化 潘銅華 王云龍 楊俊偉 習林杰 丁娟娟 張 靜 *鄒志榮 (西北農林科技大學園藝學院,農業(yè)部西北設施園藝工程重點實驗室,陜西楊凌 712100) 摘 要:為得到一種快速且準確測定蔬菜幼苗葉面積的方法,以番茄幼苗為試材,以方格法為對照,研究掃描分析法、葉面 積儀法、打孔稱重法測定葉面積的準確性、精確性與測定速度,然后采用黃瓜、辣椒葉片及紙片的面積對測定結果進行驗證, 最后基于不同掃描分辨率對篩選出的方法進行優(yōu)化。結果表明,相比葉面積儀法和打孔稱重法,掃描分析法測定結果更接近 真實值,且精度更高,用時更短。掃描分析法不同分辨率下測定結果無顯著差異,且掃描分辨率越低所需測定時間越短。掃 描分辨率50 dpi下的掃描分析法可作為一種快速準確測定蔬菜幼苗葉面積的方法。 關鍵詞:蔬菜幼苗;葉面積;掃描分析法;準確性;精確性;篩選;優(yōu)化 前,測定葉面積的方法有很多種,如方格法、剪紙 稱重法、公式回歸法、葉面積儀法、光電法、數值 圖像處理法、打孔稱重法等(王穎 等,2016) 。不 同的方法各有利弊,需進行綜合評判(高建昌 等, 2011;崔世鋼和秦建華,2017) 。相比較而言,方 格法具有工作量大、耗時長的缺點,但是結果較接 近真實值,常用于對其他測定方法所得結果進行校 正(柳覲 等,2014;李樂 等,2016) 。剪紙稱重法 測得結果受葉片形狀及人為因素的影響較大,同時 受紙片均勻度影響(崔世鋼和秦建華,2017) 。打 孔稱重法操作比較簡單,省時省力,但是結果重復 性較差,且誤差較大(王留梅 等,2001) 。葉面積 儀法操作簡單,但因其掃描方向與速度等受人為因 素影響很大,難以實現勻速,誤差較大(孫嵐和馬 潘銅華,男,博士研究生,專業(yè)方向:設施植物生理生態(tài),E-mail: pantonghuaxing163.com *通訊作者(Corresponding author):張靜,女,博士,高級實驗師,專 業(yè)方向:設施園藝,E-mail:yyzhjnwsuaf.edu.cn 收稿日期:2018-04-27;接受日期:2018-06-19 基金項目:陜西省果業(yè)項目(2017GYZX11) ,國家林業(yè)局保護司項目 (K3130216011),陜西省科技計劃項目(2017ZDXM-NY-057) 葉片是植物進行光合作用及蒸騰作用的重要場 所(曹儀植和宋占午,1998;喬寶營 等,2004;趙 瀅 等,2012) ,葉面積大小是表征葉片光合能力、 蒸騰能力、逆境脅迫程度、植株生長狀態(tài)以及預測 植株生產力的重要指標(Steinger et al.,2003;田 青 等,2008) 。葉面積大小的精準快速測定,對于 指導栽培管理、實現水肥管理優(yōu)化、高產高效具 有重要意義(陳卓 等,2010;盛雙 等,2011)。目 64 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產業(yè)市場 病蟲防控 64 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018(8):64 - 69