温室黄瓜叶面积计算及其与株高的相关性研究

温室黄瓜叶面积计算及其与株高的相关性研究 温室黄瓜叶面积计算及其与株高的相关性 研究 ? 80? ChineseAgriculturalScienceBulletinVo1.21No.82005August 温室黄瓜叶面积计算及其与株高的相关性研究 裴孝伯2,4,李世诚,张福墁,蔡润 ('安徽农业大学园艺学院,合肥23003&上海市农业科学院,上海市设施园艺技 术重点实验室,上海201106; 中国农业大学农学与生物技术学院,北京100094~上海交通大学农业与生物学院, 上海201101) 摘要:利用5个黄瓜品种进行不同季节日光温室和现代温室的栽培实验,提出了一 个简易的温室黄 瓜叶面积计算经验.用长宽法计算温室黄瓜叶面积的矫正系数K=O.743.研究 了温室黄瓜叶面积 与株高的变化规律,二者间呈极显着线性相关,相关系数为O.991.提出了利用着叶 株高替代叶面积,以 实现温室黄瓜模式化研究的简化处理. 关键词:温室;黄瓜;叶面积;株高;相关性 StudyonLeafAreaCalculationanditsCorrelationwithPlantHeightof CucumberinGreenhouse PeiXiaobo2,4"Shicheng,ZhangFuman,CaiRun4 (~SchoolofHorticulture,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei,230036; Sh~gh=AcademyofAgriculturalSciences,Sh~gh=KeyLaboratoryofProtectedhorticultur alTechnology, Shanghai201106;'CollegeofAgronomyandBiotechnology,ChinaAgriculturalUniversity ,Beijing100094; CollegeofAgronomyandBiology,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai,201101) Abstract:Cultivationexperimentswerecarriedoutbothinsolargreenhouseandmodernglasshouseby makinguseoffivedifferentcucumbervarietiesindifferentseasons,onesimpleexperimentalcalculating formulaofcucumberleafareawasputforward.withk=O.743byhemethodofleaflengthtimesleafwidth. Thechangeofleafareaandplantheightunderdifferentcroppingwasstudied,thereissignificantlypositive linearcorrelationbetweenplantstemheightwithleafandtotalleafareawithcoefficientof0.991,using stemheishtwithleafinsteadofleafareacouldsimplifytherelatedcalculatingofleafareawaspointedout inthearticle. Keywords:Greenhouse,Cucumber,LeaLfarea,Plantheight,Correlation 作物模式化研究是科学安排生产和调控作物生长 环境以实现作物生产的优质高效的一项重要内容.中 国作物模式化栽培模型的研究取得了一些成果,主要 集中于大田作物[i-5].蔬菜作物中果菜类蔬菜的生长模 式研究进展很快,国外已逐步实用[6-8],国内蔬菜设施 栽培方面的模型研究尚处于起始阶段--】.在蔬菜的模 拟模型中均须考虑植株的叶面积形成,如果菜类的栽 培模式中即包含了叶面积的形成模式,在已知叶面 积指数的情形下,以光合作用为核心建立的生长模式 对光能利用,光合作用的模拟较好.保护地蔬菜的生长 发育尤其是株高和叶面积的变化,不仅影响植株生长 发育与产量的形成,而且影响其水分的量化管理【l2】.因 此,叶面积的简易,无破坏的计算公式的确立t3,14】,对于 作物模式化研究以及生产中的水分管理提供参考.鉴 于不同季节(茬Iz1)的环境变化对温室黄瓜植株生长发 育的影响不同,笔者采用生产上常见的茬口进行日光 温室与现代温室黄瓜栽培实验,探索温室黄瓜叶面积 计算简易方法及其与株高的关系,为温室黄瓜的模式 化研究提供依据. 1材料与方法 供试品种有戴多星(Deltastar),夏多星(Sylion), 佛吉尼亚(Virginia),均为杂交一代,温室专用品种,由 荷兰RUKZWAAN公司提供,津新密刺(天津黄瓜所 提供)和春秋王(温室专用品种,上海市农业科学院园 基金项目:上海市博士后基金项目;上海市设施园艺技术重点实验室项目;安徽省自然科学基金项(03041106);安徽省优秀人才培养项目;国家自然科学基 金重点项N(39830230).第一作者简介:裴孝伯.男.1970年出生,博士学历,副教授t主要研究方向为设施园艺.E-mail:peixb@~ohu.comtpeixb@eitiz.net.通 讯作者:李世诚.收稿日期:2005.03.31.修回日期:2005-04-04. 中圈麈通报第21卷第8期2005年8月 ?81. 艺所提供). 日光温室黄瓜实验:1999--2003年分别在中国农 业大学设施园艺研究所日光温室和安徽农业大学实验 基地进行.冬春茬实验于每年1月15日一5月31日 进行,秋冬茬实验于每年9月16日一12月31日进 行. 现代温室黄瓜实验:2003年9月一2004年5月在 上海市设施园艺技术重点实验室基地和国家科技部 "十五"重点科技攻关项目"现代大型温室化栽培 技术体系研究与产业化示范"示范基地进行.秋冬茬实 验于2o03年09月16日--2004年1月15日进行,冬 春茬实验于2004年01月15日_-05月31日进行. 实验株行距为30cm~100cm.随机区组设计,每 小区2行,每行l0株,3次重复,常规管理. 黄瓜株高,叶片数等定期常规方法观测.叶面积: 定期测定黄瓜叶片的纵,横径(即叶长叶宽,其中叶长 为叶片基部至叶尖的距离,叶宽为叶片上部肩宽测 值),用称重法求算出叶面积与叶片纵横径间的经验 公式,采用经验公式求算有效叶面积总量,同时在黄 瓜植株生育的不同时期用叶面积仪进行测定比较. 2结果与分析 2.1温室黄瓜叶面积的计算与变化根据实验结果, 温室黄瓜叶面积y与X(叶长×叶宽)的关系如图1, 0200400600800l000 叶长×叶宽(cm×cm) 图1温室黄瓜叶面积与叶长×叶宽的关系 增大.d=1时,L的值已有一定大小,即表明黄瓜定植 时已具有一定的叶面积,这与实际栽培中黄瓜的育苗 定植情况一致.由于温室黄瓜封垅后管理采用放蔓同 时摘除基部叶片的措施,黄瓜单株成熟功能叶片数 量,日光温室保持在23片左右,现代温室保持在 25-30片;单株叶面积的大小,日光温室冬春茬保持在 0.8m2左右,秋冬茬在0.5m2左右,现代温室冬春茬保 持在1.2m2左右,秋冬茬在1.0m2左右,冬春茬,秋冬 茬叶面积大小的差异由黄瓜单叶面积的大小不同造 成,实验中观测的结果与实际生产相一致. 呈极显着线性关系,K值的取值范围为 0.7318~o.7542,通常可取值K=0.743,且品种间差异 不显着.采用上式求算温室黄瓜叶面积的结果与叶面 积仪测定值接近,变幅在5%以内,回归检验F= 3374.6>>F们.,具有较高的模拟精度,表明该公式可 用于黄瓜的叶面积求算. Y=0.7430XR2=0.994..,n=205…(1) 温室黄瓜叶面积变化如图2,结果表明,无论冬春 茬还是秋冬茬,定植后20--60d叶面积增加迅速.叶面 积(L)与定植后天数(d)的关系如下: 日光温室冬春茬(S.ws): L--93.7+101.18d一0.0021d2R2=0.926.n=144 ………………………………………………… C2) 日光温室秋冬茬(S.aw)- L=128.1+74.546d-0.2215dzR2=0.925. n=105…………………………………………(3) 现代温室冬春茬(G-w8)-" L=35.21+198.31d-0.520od2R2=0.893. n=140…………………………………………(J 现代温室秋冬茬(G.aw): L=33.81+183.29d-0.6097d2R2=0.9263. n=l00……………………………………………(5) 从图2和上式可知,叶面积随黄瓜生长发育不断 "目 喧 古 密 o7l4ZlZ8354Z4956637O778491 定植后天数(d) 图2温室黄瓜叶面积变化 2.2着叶株高(着生功能叶的茎高)的变化温室黄瓜 着叶株高的变化如图3所示,结瓜前黄瓜株高增加 快,结瓜后至封垅增加较慢,这与黄瓜大量结瓜时,物 质分配以向瓜中为主有关.因封垅后放蔓的同时摘除 基部叶片措施以及设施空间高度的限制,黄瓜着叶株 高日光温室一般为2m左右,现代温室为3m左右. 着叶株高01)与定植后天数(d)的关系: 日光温室冬春茬(S.ws): h=12.4+2.5389d一0.0043dI=0.936.n= 144……………………………………………(6) ???????O ??舳??加 OOOOOOOO??如? 一8一恒古 ChineseAgriculturalScienceBulletinVo1.21No.82005August ? 82? 日光温室秋冬茬(S—aw): h=10.8+2.7659d-0.0103dR2:0.976",n= 105……………………………………………(7) 现代温室冬春茬(G—ws): h=7.23+3.7045d+0.0037dR2=O.945",n= 140……………………………………………(8) 现代温室秋冬茬(G—aw): h=7.32+3.4685d-0.0019dR2=O.939",n= 100……………………………………………(9) 从图3和上式可知,温室黄瓜着叶株高定植后 20d至封垅前不断增加,封垅后着叶株高保持相对恒 定. 2.3叶面积与株高的相关性经分析,温室黄瓜叶面 积与着叶株高二者间呈极显着线性相关,相关系数为 O.991,回归检验F=6124.5>>Fno.,具有较高的模拟 精度,且不受黄瓜品种的影响.因此,在进行温室黄瓜 的模式化研究与量化管理时,可以利用着叶株高这个 简单易测定的植株因子替代叶面积,对叶面积形成模 式或经验公式进行简化处理. 姬 蜷 毒 35O 300 250 OO 5O OO 5O O O7l42l2835424956637O77849l 定植后天数(d) 图3温室黄瓜着叶株高变化 参考文献 l刘文,王恩利,韩湘玲.棉花生长发育的计算机模拟模型研究初探【J】. 中国农业气象,1992,13(6):3~15 2杨京平,陈杰.稻mT,米生长发育的计算机仿真模型【J】.系统仿真学 报,1999,l1(5):391~394 3刘铁梅,曹卫星,罗卫红,郭文善.,J,麦叶面积指数的模拟模型研究【J】. 麦类作物,2001,21(2):38--.41 4黄冲平,王爱华,胡秉民.马铃薯生育期和干物质积累的动态模拟研究 叨.生物数学,2003,18(3):314--320 5赵春江,吴华瑞,王纪华,黄文江.田间小麦叶面积空间分布数学模型 的建立与应用【J】冲国农业科学,20o4,37(2):196-200 6MarcelisLFM,HeuvelinkE,GoudriaanJ.Modellingbiomasspr0d- uctionandyieldofhorticulturalcrops:areview[J].ScientiaHorticul- turc,1998,74:83~111 7MareelisLFM.Non-destructivemeasurementsandanalysisofthe cucumberfruit.【J】.JournalofHorticulturalScience,1992,67(4):457--464 3讨论 保护地蔬菜生长发育模式的研究中,叶面积的计 算十分重要,既关系到光能利用与光合作用,也与植株 蒸腾和土壤蒸发的密切相关.对黄瓜的叶面积的计算, 已有报导如采用参数叶片比叶重【?0】,存在参数获取困 难,采用"等腰三角形"即叶长的平方来估算【o1实验中 其估算结果误差在10%以上.笔者对 的黄瓜叶面积, 不同品种在不同季节的温室栽培试验的基础上,不仅 建立了温室黄瓜叶面积计算的简易经验公式,且其计 算误差小;进一步分析研究温室黄瓜叶面积和着叶株 高的变化规律,由于实验及实际生产中针对摘除了基 部老叶的茎秆部分而言,其在黄瓜光合作用与水分运 输等生理过程中主要起到"输送管道"的作用,通过温 室黄瓜叶面积与着叶株高关系的相关性研究,表明温 室黄瓜叶面积与着叶株高均随黄瓜生育进程表现出一 致性变化,且二者问呈极显着线性关系,因此在进行温 室黄瓜的管理以及模式化研究中,可利用着叶株高这 一 简单易测定的植株因子替代叶面积进行简化处理. O100200300400 着叶株高(cm) 图4温室黄瓜叶面积与着叶株高的关系 8MarcelisLFM.Fruitshapeincucumberasinfluencedbyposition withintheplant,fruitloadandtemperature【J】.Scienti~Horticulturae, 1994,(56):299~308 9薛林宝,姜敦云.果菜类蔬菜生长发育及产量形成模型的研究进展[J】. 中国蔬菜,2001,(1):48-50 l0李化龙,陈端生,杨合法.日光温室黄瓜叶片和果实相关参数的模拟 【J】.中国农业大学,2003,8(增刊):76,--79 l1孙忠富,陈仁杰.温室园艺作物生长发育模型研究现状与发展趋势. 园艺,2001'28(增刊):700~704 l2裴孝伯,张福墁,高丽红.日光温室不同茬口黄瓜对水分需求规律的研 究明.中国农学通报,2002,18(4):40--42 l3龚建华,向军.黄瓜群体叶面积无破坏快速测定方法研究【J】.中国蔬 菜,2001(4):7~9 邹冬生,孙焕良,敖和军.龙须草叶面积测定方法的初步研究 l4曾晓珊, 【J】.作物研究2004,l8(1):31~32,35 OOOOOOOO OOOOOOO OOOOOOO 42O8642 ^?.一旧古蜷番