溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)

王洪喜

1前言

現(xiàn)代化的溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育大多都是在溫室或者節(jié)能日光溫室中進(jìn)行的。溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育種植的最好的時(shí)期就是8月末9月初，從種植的這年11月份開(kāi)始算起到來(lái)年的7月份就是溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育采摘整個(gè)過(guò)程。一株番茄樹(shù)可在這一階段連續(xù)采摘20多個(gè)果實(shí)。在溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)中可將這一過(guò)程分為播種期、幼苗期、開(kāi)花座果期、果實(shí)膨大期、果實(shí)采收初期、果實(shí)采收盛期和果實(shí)采收末期等幾個(gè)階段。

2建立動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)的場(chǎng)地選擇

溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育與露地番茄的生長(zhǎng)發(fā)育的栽培是大大不同的，相對(duì)于露地番茄的生長(zhǎng)發(fā)育來(lái)說(shuō)，溫室小氣候?qū)Ψ焉L(zhǎng)發(fā)育的影響更大一點(diǎn)。大多數(shù)的溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育模擬系統(tǒng)的建立都會(huì)選擇在棉花等大田作物的田地之中。本文實(shí)驗(yàn)中的溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)建立是通過(guò)中外溫室番茄生物學(xué)相關(guān)的正在研究或者已有的學(xué)術(shù)知識(shí)的前提下，對(duì)溫室番茄發(fā)育期的所需的環(huán)境因子進(jìn)行分析，然后在建立一個(gè)較為科學(xué)合理的、溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境因子精確度高的以及在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用性較強(qiáng)，對(duì)于生物科學(xué)來(lái)講具有生物意義的，可以普遍運(yùn)用于各種溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育的動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)。

3建立溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)材料與方法

3.1建立動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)的供試材料育處理

3.1.1供試材料

在所建立的溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)中我們種植佳粉15、卡魯索、中雜9號(hào)這三個(gè)品種的番茄。

3.1.2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理

在對(duì)此番茄動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)所種植的番茄進(jìn)行處理的具體做法為將試驗(yàn)中的番茄品種進(jìn)行9個(gè)處理，將其對(duì)應(yīng)形成數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。處理如下圖所示。

3.2建立動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)的材料與取樣，我們了解到，該建立溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育的試驗(yàn)于2012年8月至2014年7月在遼寧省園藝科學(xué)研究所連棟溫室和鞍山市園藝科學(xué)研究所連棟溫室內(nèi)進(jìn)行，其中處理1-6在遼寧省園藝科學(xué)研究所連棟溫室內(nèi)進(jìn)行，處理7-9在鞍山市園藝科學(xué)研究所連棟溫室進(jìn)行。改動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)溫室，配置了以色列ELDAR公司的溫室專用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在培育番茄時(shí)根據(jù)對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境因子的科學(xué)分析的基礎(chǔ)，等到番茄的幼苗的第8片真葉完全展開(kāi)時(shí)，這時(shí)候就應(yīng)該將番茄的幼苗定植于裝有蘆葦末和蛭石的塑料栽培桶中。將番茄幼苗定植于該桶之中的具體要求有植株行距為80cm，每株番茄幼苗之間的距離為25cm，蘆葦末蛭石3：1，定植初期營(yíng)養(yǎng)液濃度為1.0-1.4mScm。一般的來(lái)講，在溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段所需營(yíng)養(yǎng)液的濃度都是不同的，比如開(kāi)花坐果期為1 8-2.0mScm，果實(shí)采收初期至采收末期為2.2-2.5mScm。溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育情況形態(tài)的具體指標(biāo)一般包括株高、葉片數(shù)目、果實(shí)大小等。并將這些指標(biāo)的數(shù)據(jù)和變化記錄下來(lái)，進(jìn)行進(jìn)一步的分析，研究與總結(jié)。溫度對(duì)于溫室番茄的生長(zhǎng)發(fā)育是非常重要的，所以我們建立的溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)要求應(yīng)該可以連續(xù)的記錄番茄在各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段的日平均氣溫，日最高溫度和日最低溫度等與氣象資料有關(guān)的數(shù)據(jù)，及時(shí)反映該系統(tǒng)中溫度的變化。這樣就可以給番茄的生長(zhǎng)發(fā)育提供一個(gè)適合溫度環(huán)境。

3.3溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育的速率模型描述與檢驗(yàn)本文中我們對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育速率模型的描述所采用的方法是生長(zhǎng)度日法。生長(zhǎng)度日法（Growingdegreedays，GDD），在一定的實(shí)際環(huán)境條件下，某植物完成某一生育階段所經(jīng)歷的累積有效積溫值。一般地GDD（TdTb），TdTb，其中Tb為發(fā)育基點(diǎn)溫度，番茄Tbl0，Td為日平均溫度。生育階段有效積溫（Ai）（TdTb），其中i（訂，2，3，4，5，6，7分別代表生長(zhǎng)發(fā)育的7個(gè)階段）為生育階段。發(fā)育速率（DVR）（TiTb）Ai，其中Ti個(gè)生育階段的日平均溫度。發(fā)育進(jìn)程（DVPil）DVP（i）DVR*t，其中DVP生育進(jìn)程。一般t1天，同時(shí)需要設(shè)定DVP（0）0。用這些公式就可以準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)溫室生育階段溫度準(zhǔn)確性。該模型的檢驗(yàn)通常是采用國(guó)際上RMSE統(tǒng)計(jì)方法對(duì)模擬值與觀測(cè)值之間的符合程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的。

4討論

綜上所述，將不同品種的番茄品種在不同的時(shí)期里播種所得到的結(jié)果是不一樣的。我們所建立的溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)通過(guò)對(duì)9個(gè)處理組7個(gè)發(fā)育階段番茄生長(zhǎng)發(fā)育狀況的觀測(cè)與紀(jì)錄，實(shí)驗(yàn)表明本動(dòng)態(tài)系統(tǒng)對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育全生育期的預(yù)測(cè)誤差在0.5以下。再加上通過(guò)生長(zhǎng)度日法確定了不同生長(zhǎng)階段的所需溫度，這對(duì)建立適合各種番茄生長(zhǎng)發(fā)育溫度動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)模型打下了良好的基礎(chǔ)。

（作者單位：114000遼寧省鞍山市園藝科學(xué)研究所）endprint