江 西 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 2019，31（12）：17 ActaAgriculturaeJiangxihttp：www.jxnyxb.com DOI：10.19386j.cnki.jxnyxb.2019.12.01 A 型 立 體 栽 培 架 密 集 擺 放 對(duì) 栽 培 小 白 菜 生 長(zhǎng) 及 受 光 的 影 響 劉 新 紅 ， 嚴(yán) 少 華 ， 羅 佳 ， 馬 艷收 稿 日 期 ：20190611 基 金 項(xiàng) 目 ： 江 蘇 省 自 主 創(chuàng) 新 基 金 項(xiàng) 目CX（18）3064。 作 者 簡(jiǎn) 介 ： 劉 新 紅， 女， 河 南 孟 州 人， 副 研 究 員， 博 士， 主 要 從 事 農(nóng) 業(yè) 廢 棄 物 資 源 化 利 用 方 面 的 研 究。 通 信 作 者： 羅 佳。 （ 江 蘇 省 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 資 源 與 環(huán) 境 研 究 所， 江 蘇 南 京210014） 摘 要 ： 采 用A 型 栽 培 架 進(jìn) 行 連 續(xù) 密 集 擺 放 ， 監(jiān) 測(cè) 了 不 同 擺 放 方 位 小 白 菜 的 生 長(zhǎng) 情 況 及 其 在 不 同 生 育 期 時(shí) 冠 層 光 照 強(qiáng) 度 的 變 化 。 結(jié) 果 表 明 ： 采 用A 型 立 體 栽 培 架 密 集 擺 放 方 式 ， 對(duì) 東 西 方 向 各 列 小 白 菜 產(chǎn) 量 無(wú) 顯 著 性 影 響 ， 對(duì) 南 北 方 向 各 行 小 白 菜 產(chǎn) 量 的 影 響 主 要 體 現(xiàn) 在 由 南 向 北 第4 行 的 產(chǎn) 量 顯 著 降 低 （P0.05 ） ； 在 生 育 前 期 （ 移 栽 后 第15 天 ） 南 側(cè) 光 照 強(qiáng) 度 峰 值 顯 著 高 于 北 側(cè) （P0.01 ） ， 而 在 生 育 后 期 （ 移 栽 后 第2030 天 ） 南 側(cè) 光 強(qiáng) 峰 值 顯 著 低 于 北 側(cè) （P0.01 ） ； 這 種 生 育 前 期 形 成 的 南 側(cè) 對(duì) 北 側(cè) 的 光 照 遮 擋 ， 造 成 了 南 北 側(cè) 植 株 生 長(zhǎng) 的 差 異 ， 并 加 重 了 生 育 后 期 南 側(cè) 對(duì) 北 側(cè) 以 及 上 層 對(duì) 下 層 的 光 照 遮 擋 。 因 此 ，A 型 架 南 北 方 向 的 密 集 擺 放 不 宜 超 過(guò)5 行 ； 還 應(yīng) 考 慮 在 生 育 中 期 以 后 對(duì)A 型 栽 培 架 的 中 下 層 植 株 進(jìn) 行 補(bǔ) 光 ， 使 冠 層 的 光 照 強(qiáng) 度 大 于30klx 。 關(guān) 鍵 詞 ： 密 集 擺 放 ；A 型 栽 培 架 ； 光 照 強(qiáng) 度 ； 基 質(zhì) 栽 培 ； 小 白 菜 ； 產(chǎn) 量 中 圖 分 類 號(hào) ：S634.3 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 ：A 文 章 編 號(hào) ：10018581 （2019 ）12000107 EffectsofDenseArrayofAtypeCubicCultivationFrameson GrowthandLightExposureofChineseCabbage LIUXinhong ，YANShaohua ，LUOJia ，MAYan （InstituteofAgriculturalResourcesandEnvironment ，JiangsuAcademyofAgriculturalSciences ，Nanjing210014 ，China ） Abstract ：ByusingdensearrayofAtypecultivationframes ，thecultivationsubstratewasputinlongpotstoplanttheChi- nesecabbage.ThegrowthofChinesecabbageindifferentdirectionsandthechangeofcanopylightintensityatdifferentgrowthsta- geswereinvestigatedatdifferentperiod.Theresultsshowedthattherewasnosignificantdifferenceamongtheframeyieldatdiffer- entcolumnsofeastwestdirection.TheyieldofChinesecabbageatthefourthrowofsouthnorthdirectiondecreasedsignificantly intheyield （P0.05 ）.Intheearlygrowthperiod （15daysaftertransplanting ） ，thepeakoflightintensityinthesouthsidewas significantlyhigherthanthatinthenorthside （P0.01 ）.Inthelategrowthperiod （2030daysaftertransplanting ） ，thepeakof lightintensityinthesouthsidewassignificantlylowerthanthatinthenorthside （P0.01 ）.Theframesatthenorthernofthe densearraywerepartlyshadedbythoseatthesouthernintheearlygrowthperiod ，whichresultedinthedifferenceinthegrowthof plantsbetweenthenorthandthesouthside.Theshadingeffectincludingthesouthtothenorthandtheupperlayertothelower layerateachframewasaggravatedatthelatergrowthstage.Therefore ，thedensityofnorthsouthdirectionwaslessthan5lines ， andlightcompensationforthemiddleandlowerlayerplantsshouldbetakenintoaccount.Thelightintensityofcanopywasmore than30klx. Keywords ：Densearray ；Atypecultivationframes ；Lightintensity ；Substratecultivation ；Cabbage ；Production 0 引 言 蔬 菜 是 人 類 重 要 的 食 物， 隨 著 人 們 生 活 水 平 的 提 高， 蔬 菜 生 產(chǎn) 和 消 費(fèi) 在 我 國(guó) 均 呈 增 加 趨 勢(shì) 1 。 近 年 來(lái)， 傳 統(tǒng) 蔬 菜 生 產(chǎn) 不 僅 面 臨 著 土 壤 退 化 2 、 連 作 障 礙 3 以 及 地 下 水 污 染 4 等 資 源 和 環(huán) 境 問(wèn) 題， 同 時(shí) 也 面 臨 勞 動(dòng) 力 短 缺 和 成 本 上 漲 的 問(wèn) 題 5 。 與 傳 統(tǒng) 蔬 菜 生 產(chǎn) 方 式 不 同， 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 采 用 農(nóng) 業(yè) 廢 棄 物 生 產(chǎn) 的 栽 培 基 質(zhì) 作 為 蔬 菜 栽 培 介 質(zhì) 6，7 ， 在 設(shè) 施 溫 室 大 棚 內(nèi)， 實(shí) 現(xiàn) 了 蔬 菜 的 周 年 連 續(xù) 生 產(chǎn)， 并 引 進(jìn) 了 機(jī) 械 化 育 苗 8，9 、 自 動(dòng) 化 移 栽、 栽 培 架 人 工 智 能 化 移 動(dòng) 定 位 等 智 能 控 制 技 術(shù)， 將 傳 統(tǒng) 蔬 菜 生 產(chǎn) 過(guò) 程 轉(zhuǎn) 化 為 工 廠 化 生 產(chǎn) 線 生 產(chǎn) 10，11 ； 同 時(shí) 借 助 基 質(zhì) 再 生 利 用 技 術(shù) 12 ， 大 大 節(jié) 約 了 人 力， 減 少 了 農(nóng) 業(yè) 廢 棄 物 排 放， 并 將 農(nóng) 業(yè) 廢 棄 物 進(jìn) 行 高 效 利 用， 最 終 保 護(hù) 了 環(huán) 境， 實(shí) 現(xiàn) 了 現(xiàn) 代 化 農(nóng) 業(yè) 和 生 態(tài) 農(nóng) 業(yè) 雙 重 目 標(biāo)。 與 傳 統(tǒng) 蔬 菜 生 產(chǎn) 不 同， 蔬 菜 規(guī) 模 化 生 產(chǎn) 通 常 采 用 立 體 栽 培 方 式， 并 采 用 人 工 光 源 進(jìn) 行 補(bǔ) 光 13，14 ， 使 得 照 明 用 電 成 為 設(shè) 施 蔬 菜 集 約 化 生 產(chǎn) 的 主 要 能 耗 來(lái) 源 15 。 為 了 降 低 能 耗 以 及 充 分 利 用 太 陽(yáng) 能 進(jìn) 行 植 物 生 產(chǎn)， 各 種 立 體 栽 培 架 均 被 不 同 學(xué) 者 應(yīng) 用 于 蔬 菜 生 產(chǎn) 16 ， 其 中A 型 栽 培 架 因 遮 光 較 小 而 應(yīng) 用 較 多， 例 如： 李 燕 等 對(duì) 比 了 高 畦 平 鋪 和 架 式A 型 栽 培 架 的 栽 培 效 果， 結(jié) 果 表 明A 型 架 的 效 果 最 好 17 ， 單 位 面 積 產(chǎn) 量 及 土 地 利 用 效 率 最 高 18 ； 張 豫 超 等 研 究 表 明 用 四 層 階 梯 型 的A 型 架 進(jìn) 行 草 莓 種 植 能 夠 獲 得 更 好 的 結(jié) 果 19 ； 王 春 玲 等 將A 字 型 栽 培 架 改 良 為“ 逐 日” 式 栽 培 架， 實(shí) 現(xiàn) 栽 培 架 行 向 與 太 陽(yáng) 光 照 射 方 向 平 行， 以 此 最 大 限 度 地 利 用 了 太 陽(yáng) 直 射 光 16 。 然 而， 這 些 研 究 通 常 擺 放 密 度 低， 不 同 栽 培 架 之 間 相 距 較 遠(yuǎn)（5080 cm）。 在 密 集 擺 放（10cm） 情 況 下 立 體 栽 培 架 的 光 照、 溫 濕 度 情 況 以 及 對(duì) 蔬 菜 生 產(chǎn) 的 影 響 的 相 關(guān) 研 究 較 少， 這 在 一 定 程 度 上 限 制 了 低 能 耗 配 置 下 的 規(guī) 模 化 蔬 菜 生 產(chǎn) 的 進(jìn) 程。 立 體 栽 培 架 密 集 擺 放 既 能 夠 提 高 工 作 效 率， 也 能 夠 提 高 空 間 利 用 效 率。 為 了 適 應(yīng) 智 能 化、 自 動(dòng) 化 和 規(guī) 模 化 蔬 菜 栽 培 的 需 要， 采 取 立 體 栽 培 架 密 度 擺 放 具 有 重 要 意 義。 江 蘇 省 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 創(chuàng) 新 團(tuán) 隊(duì) 在 密 度 立 體 栽 培 生 產(chǎn) 研 究 中 發(fā) 現(xiàn)， 這 種 栽 培 方 式 相 對(duì) 于 平 面 栽 培 來(lái) 說(shuō) 產(chǎn) 能 更 高， 但 由 于 僅 利 用 太 陽(yáng) 能 作 為 光 源， 勢(shì) 必 也 存 在 遮 光 問(wèn) 題。 為 了 進(jìn) 一 步 提 高 產(chǎn) 能， 需 要 對(duì) 遮 光 區(qū) 域 進(jìn) 行 補(bǔ) 光。 基 于 此 考 慮， 本 研 究 采 用 密 植 立 體 栽 培 方 式 和 基 質(zhì) 栽 培 材 料， 采 用 常 見(jiàn) 葉 菜 品 種 小 白 菜 為 試 驗(yàn) 對(duì) 象， 對(duì) 蔬 菜 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 立 體 栽 培 架 密 植 群 體 的 不 同 位 置 以 及 栽 培 架 不 同 層 次 的 光 照 進(jìn) 行 了 測(cè) 定 和 分 析， 旨 在 弄 清 密 植 立 體 栽 培 下 光 照 在 不 同 位 置、 不 同 層 次 的 分 布 情 況 以 及 對(duì) 蔬 菜 產(chǎn) 量 的 影 響， 為 提 高 補(bǔ) 光 經(jīng) 濟(jì) 效 率 提 供 數(shù) 據(jù) 支 撐 和 技 術(shù) 支 持。 1 材 料 與 方 法 1.1 試 驗(yàn) 地 點(diǎn) 試 驗(yàn) 于2018 年4 月 在 江 蘇 省 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 智 能 溫 室 內(nèi) 進(jìn) 行， 溫 室 東 西 長(zhǎng) 度 為100m， 南 北 寬 度 為 40m， 頂 高 為8m， 配 置 有 水 簾 風(fēng) 機(jī)、 遮 陽(yáng) 網(wǎng) 等 智 能 設(shè) 施。 1.2 立 體 栽 培 架 A 型 栽 培 架 示 意 圖 如 圖1a 所 示， 是 由 左 右 兩 面 梯 形 種 植 撐 桿 組 成， 兩 面 在 頂 部 由 固 定 軸 連 接， 設(shè) 置 開 口 角 為45。 在 每 面 梯 形 撐 桿 上 等 間 距（ 每 層 高 度27.7cm） 水 平 放 置5 層 長(zhǎng) 方 形 栽 培 槽（ 長(zhǎng) 寬 高80cm12cm8cm）， 由 上 至 下 依 次 標(biāo) 識(shí) 為 頂 層、 中1 層、 中2 層、 中3 層 和 底 層。 槽 內(nèi) 放 置 栽 培 基 質(zhì)， 進(jìn) 行 蔬 菜 種 植。 1.3 試 驗(yàn) 方 法 在 溫 室 中 間 選 取 無(wú) 設(shè) 施 遮 擋 部 位 進(jìn) 行 試 驗(yàn)。 在 試 驗(yàn) 開 始 前， 將 供 試 栽 培 架 按 照 行 間 距 和 列 間 距 均 為10cm 的 間 距 進(jìn) 行 密 度 擺 放， 設(shè) 置 行 數(shù) 和 列 數(shù) 均 為6 排。 為 了 扣 除 邊 際 效 應(yīng)， 監(jiān) 測(cè) 區(qū) 域 設(shè) 在 中 心4 行 列， 監(jiān) 測(cè) 區(qū) 域 行 列 編 號(hào) 如 圖1b 所 示。 試 驗(yàn) 所 采 用 的 栽 培 基 質(zhì) 是 自 主 研 發(fā) 的 基 質(zhì) 產(chǎn) 品（CN201410410898.X）， 由 六 合 基 地 有 機(jī) 肥 廠 提 供。 試 驗(yàn) 所 用 的 栽 培 槽 長(zhǎng) 寬 高 為80cm15cm 12cm， 內(nèi) 部 實(shí) 際 使 用 容 量 為8L。 試 驗(yàn) 澆 水 是 采 用 自 動(dòng) 噴 淋 裝 置 進(jìn) 行 均 勻 噴 淋 澆 水， 噴 水 量50L （m 2 h）。 試 驗(yàn) 所 用 的 光 照 自 動(dòng) 檢 測(cè) 儀（ 杭 州 路 格 科 技 有 限 公 司，L99LX） 能 夠 實(shí) 現(xiàn) 光 照 強(qiáng) 度 參 數(shù) 的 連 續(xù) 監(jiān) 測(cè)， 監(jiān) 測(cè) 位 置 位 于 圖1b 中a、b 和c 三 點(diǎn)， 其 中b 點(diǎn) 放 置 在 栽 培 架 最 頂 端，a 點(diǎn) 和c 點(diǎn) 放 置 在 東 西 栽 培 架 的 中1 層、 中2 層、 中3 層 和 底 層， 均 放 置 在 指 定 栽 培 槽 內(nèi) 小 白 菜 冠 層5cm 處。 試 驗(yàn) 所 用 幼 苗 為6 葉1 心 的 臺(tái) 灣 火 箭 小 黃 白 幼 苗， 試 驗(yàn) 選 取 長(zhǎng) 勢(shì) 均 勻 的 小 白 菜 幼 苗 進(jìn) 行 移 栽。 試 驗(yàn) 于2018 年 3 月29 日 開 始，4 月26 日 結(jié) 束， 共 計(jì)28d。 試 驗(yàn) 于 幼 苗 移 栽 后 的 第4 天， 在 光 照 監(jiān) 測(cè) 對(duì) 應(yīng) 的 栽 培 槽 內(nèi)， 選 取3 株 長(zhǎng) 勢(shì) 一 致 的 幼 苗 進(jìn) 行 標(biāo) 記， 作 為 功 能 葉 生 長(zhǎng) 狀 況 的 調(diào) 查 對(duì) 象。 分 別 于 移 栽 后 第4、11、 16、21、28 天 對(duì) 標(biāo) 記 植 株 的 功 能 葉 進(jìn) 行 葉 面 積、 SPAD（SoilandPlantAnalyzerDevelopment） 值 和 葉 片 數(shù) 的 調(diào) 查。 葉 面 積 采 用 葉 片 最 大 長(zhǎng) 最 大 寬 根 據(jù) 修 正 系 數(shù) 換 算 獲 得， 修 正 系 數(shù) 選 擇23。 葉 片 SPAD 值 采 用SPAD502 便 攜 式 葉 綠 素 測(cè) 量 儀 進(jìn) 行 測(cè) 定， 選 取 功 能 葉 的 中 間 偏 上 部 位， 進(jìn) 行 三 點(diǎn) 測(cè) 定， 取 平 均 值。 記 錄 葉 片 數(shù) 時(shí) 忽 略 底 部 枯 黃 葉 和 未 展 開 的 心 葉。 在 收 獲 期 對(duì) 監(jiān) 測(cè) 區(qū) 域 的 各 栽 培 架 以 及 各 自 栽 培 槽 內(nèi) 蔬 菜 地 上 部 進(jìn) 行 單 獨(dú) 稱 重， 計(jì) 算 產(chǎn) 量。 對(duì) 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 使 用Excel2007 進(jìn) 行 處 理， 采 用 最 小 顯 著 性 差 異 法（LSD） 對(duì) 不 同 行 和 列 的 光 照 強(qiáng) 度、 溫 度、 濕 度 以 及 小 白 菜 產(chǎn) 量 進(jìn) 行 差 異 顯 著 性 檢 驗(yàn)。 2 江 西 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 31 卷 A 圖 為A 型 栽 培 架 示 意 圖；B 圖 為 栽 培 架 的 密 集 擺 放 方 式 方 位 及 行 列 編 號(hào)， 圖 中 三 角 符 號(hào) 表 示 栽 培 架，a、b、c 三 點(diǎn) 表 示 監(jiān) 測(cè) 位 置。 圖1 A 型 栽 培 架 及 其 密 度 擺 放 方 式 現(xiàn) 場(chǎng) 示 意 圖 2 結(jié) 果 與 分 析 2.1 不 同 方 位 栽 培 架 和 不 同 層 次 栽 培 槽 小 白 菜 的 產(chǎn) 量 特 征 在 密 集 擺 放 情 況 下 不 同 位 置 栽 培 架 小 白 菜 產(chǎn) 量 介 于4007.735593.18g 架 之 間， 東 西 方 向 不 同 列 之 間 沒(méi) 有 顯 著 性 差 異； 南 北 方 向 的 第1 至3 行 之 間 產(chǎn) 量 沒(méi) 有 顯 著 性 差 異， 至 第4 行 顯 著 低 于 其 它 行（ 如 圖2A 所 示）， 平 均 降 幅13.93。 此 外， 從 栽 培 架 的 不 同 層 次 來(lái) 看， 各 層 次 東 西 方 向 產(chǎn) 量 差 異 不 顯 著； 南 北 方 向 僅 底 層 差 異 不 顯 著， 其 它 各 層 次 產(chǎn) 量 差 異 均 表 現(xiàn) 出 第4 行 不 同 程 度 低 于 其 它 各 行 （ 如 圖2B 所 示）， 降 幅 從11.67（ 頂 層） 到21.85 （ 中3 層）。 立 體 栽 培 密 集 擺 放 時(shí) 各 栽 培 架 不 同 層 次 栽 培 槽 內(nèi) 小 白 菜 產(chǎn) 量 呈 現(xiàn) 自 上 而 下 梯 度 降 低 的 趨 勢(shì)（ 如 圖2B 所 示）， 這 種 現(xiàn) 象 常 發(fā) 生 在 常 規(guī) 密 度 擺 放 的A 型 栽 培 架 中 16，19，20 。 2.2 不 同 方 位 栽 培 架 和 不 同 層 次 栽 培 槽 小 白 菜 植 株 生 長(zhǎng) 情 況 葉 面 積、 葉 片 數(shù) 和SPAD 值 均 是 反 映 植 物 生 長(zhǎng) 狀 況 的 重 要 指 標(biāo) 2123 。 對(duì) 頂 層、 中2 層 和 底 層 小 白 菜 葉 面 積、 功 能 葉 片 數(shù) 和SPAD 值 作 進(jìn) 一 步 考 察， 按 照 第3、4 行 各 層 次 均 值（ 北 側(cè)） 和 第1、2 行 （ 南 側(cè)） 各 層 次 均 值 分 別 進(jìn) 行 比 較， 結(jié) 果 如 圖2C 所 示， 可 見(jiàn) 隨 著 生 長(zhǎng) 期 的 延 長(zhǎng)， 小 白 菜 葉 面 積 呈 顯 著 增 加 的 趨 勢(shì)（ 圖2C）。 各 栽 培 架 的 不 同 層 次 在 移 栽 后 至 第4 天 葉 面 積 均 等， 之 后 各 層 間 差 異 逐 漸 出 現(xiàn) 并 不 斷 拉 大， 自 第16 天 開 始 頂 層 葉 面 積 顯 著 高 于 中 層 并 顯 著 高 于 下 層。 從 不 同 擺 放 方 位 來(lái) 看， 東 西 方 向 各 列 之 間 功 能 葉 的 葉 面 積 仍 無(wú) 顯 著 性 差 異； 而 從 南 北 方 向 來(lái) 看， 葉 面 積 呈 現(xiàn) 南 高 北 低 的 特 征， 從 第16 天 開 始， 除 第16 天 的 底 層 以 外， 中 底 層 次 南 側(cè) 功 能 葉 的 葉 面 積 均 顯 著 高 于 北 側(cè) 的， 但 在 頂 層 沒(méi) 有 出 現(xiàn) 顯 著 性 南 北 側(cè) 差 異。與 葉 面 積 相 似， 葉 片 數(shù) 隨 著 生 育 期 的 延 長(zhǎng) 呈 顯 著 增 加 趨 勢(shì)（ 圖2D）， 僅 第21 天 與 第16 天 無(wú) 顯 著 性 差 異， 這 是 由 于 中 后 期 第 一 片 功 能 葉 處 于 枯 黃 凋 落 期， 因 此 不 計(jì) 入 在 內(nèi)。 葉 片 數(shù) 從 第11 天 開 始 同 樣 表 現(xiàn) 出 自 上 而 下 的 層 間 差 異， 即 頂 層 顯 著 高 于 底 層， 而 與 中 層 差 異 不 顯 著， 但 這 種 遞 減 趨 勢(shì) 明 顯 小 于 葉 面 積 指 標(biāo) 的 變 異 趨 勢(shì)（ 圖D）。 從 不 同 擺 放 方 位 來(lái) 看， 東 西 方 向 不 同 列 之 間 葉 片 數(shù) 無(wú) 顯 著 差 異， 南 北 方 向 僅 在 第11 天 和 第16 天 的 中 層 表 現(xiàn) 出 顯 著 的 南 北 差 異。 在 整 個(gè) 生 育 期 內(nèi) 功 能 葉 的 SPAD 值 介 于 （25.681.13）（31.721.84）， 隨 著 生 育 期 的 延 長(zhǎng) 呈 現(xiàn) 先 升 高 后 降 低 的 趨 勢(shì)， 但 差 異 均 不 顯 著。 不 同 層 次 自 第11 天 開 始 自 上 而 下SPAD 有 降 低 趨 勢(shì)， 但 差 異 不 顯 著。 同 樣 地， 從 密 集 擺 放 的 不 同 擺 放 方 位 來(lái) 看， 東 西 方 向 不 同 列 之 間 和 南 北 方 向 不 同 行 之 間 差 異 不 顯 著。 2.3 不 同 方 位 栽 培 架 和 不 同 層 次 栽 培 槽 植 物 冠 層 光 照 強(qiáng) 度 、 溫 度 和 濕 度 的 分 布 特 征 一 般 葉 菜 生 長(zhǎng) 對(duì) 光 照 強(qiáng) 度 具 有 較 大 的 耐 受 3 12 期 劉 新 紅 等：A 型 立 體 栽 培 架 密 集 擺 放 對(duì) 栽 培 小 白 菜 生 長(zhǎng) 及 受 光 的 影 響 性 24 。 我 們 采 用 密 集 擺 放 的 立 體 栽 培 方 式 進(jìn) 行 試 驗(yàn)， 發(fā) 現(xiàn) 不 同 方 位 及 層 次 的 小 白 菜 均 能 正 常 生 長(zhǎng)， 但 是 位 于 底 層 的 小 白 菜 生 長(zhǎng) 最 易 受 阻， 這 與 有 關(guān) 學(xué) 者 的 調(diào) 研 結(jié) 果 16，25 相 似。 進(jìn) 一 步 對(duì) 南 北 兩 向 栽 培 架 底 部 光 照 強(qiáng) 度 及 高 光 強(qiáng) 停 留 時(shí) 間 進(jìn) 行 考 察， 結(jié) 果 表 明， 底 層 植 株 冠 層 光 照 強(qiáng) 度 及 其 停 留 時(shí) 間 視 生 育 期 的 不 同 而 不 同， 前 期 南 面 累 積 光 強(qiáng) 高 于 北 面， 大 于30klx 光 強(qiáng) 的 光 照 停 留 時(shí) 間 明 顯 長(zhǎng) 于 北 面； 而 在 生 育 后 期 則 相 反， 南 面 累 積 光 強(qiáng) 和 大 于30 klx 光 強(qiáng) 的 光 照 停 留 時(shí) 間 均 低 于 北 面（ 圖3A）。 溫 度 和 濕 度 同 樣 是 影 響 蔬 菜 生 長(zhǎng) 的 關(guān) 鍵 因 子。 本 實(shí) 驗(yàn) 同 步 對(duì) 密 集 擺 放 情 況 下 不 同 方 位 栽 培 架 底 層 進(jìn) 行 監(jiān) 測(cè)， 結(jié) 果 如 圖3 所 示， 在 生 育 前 期 植 物 冠 層 南 北 兩 側(cè) 溫 度 差 異 不 顯 著（ 圖3B）， 同 時(shí) 濕 度 差 異 也 不 顯 著（ 圖3C）， 這 可 能 是 由 于 植 物 生 育 前 期 葉 面 積 和 生 物 量 較 小， 沒(méi) 有 形 成 局 部 的 差 異。 但 在 生 育 后 期， 溫 度 和 濕 度 均 表 現(xiàn) 出 了 顯 著 的 南 北 側(cè) 差 異， 這 種 差 異 在9：00 后 顯 現(xiàn) 并 逐 漸 增 加， 即 南 側(cè) 底 層 溫 度 低 于 北 側(cè)， 降 幅 最 高 為2.50（ 相 對(duì) 偏 差 8.50）； 而 濕 度 則 表 現(xiàn) 為 南 側(cè) 高 于 北 側(cè)， 增 幅 最 高 達(dá) 到11.50（ 相 對(duì) 偏 差32.90）， 這 可 能 是 由 于 后 期 植 株 葉 面 積 和 生 物 量 增 大（ 圖2C、 圖2D）， 在 底 層 形 成 遮 蔭， 造 成 了 局 部 差 異。A： 不 同 擺 放 方 位 單 個(gè) 栽 培 架 小 白 菜 產(chǎn) 量， 不 同 小 寫 字 母 表 示 南 北 方 位 不 同 行 間 產(chǎn) 量 差 異 達(dá) 到 顯 著 水 平（P0.05）， 不 同 大 寫 字 母 表 示 東 西 方 位 不 同 列 間 產(chǎn) 量 差 異 達(dá) 到 顯 著 水 平（P0.05）。 B： 不 同 擺 放 方 位 和 層 次 栽 培 槽 的 小 白 菜 產(chǎn) 量， 不 同 小 寫 字 母 表 示 南 北 不 同 行 各 層 次 間 差 異 達(dá) 到 顯 著 水 平（P0.05）。 C： 不 同 擺 放 方 位 和 層 次 栽 培 槽 內(nèi) 小 白 菜 功 能 葉 面 積 的 時(shí) 間 變 異，“” 表 示 同 一 層 次 南 北 側(cè) 間 差 異 達(dá) 到 顯 著 水 平（P0.05）。 D： 不 同 擺 放 方 位 和 層 次 栽 培 槽 內(nèi) 小 白 菜 功 能 葉 葉 片 數(shù) 的 時(shí) 間 變 異，“” 表 示 同 層 次 南 北 側(cè) 間 差 異 達(dá) 到 顯 著 水 平（P0.05）。 圖2 不 同 方 位 栽 培 架 和 不 同 層 次 栽 培 槽 小 白 菜 的 生 長(zhǎng) 指 標(biāo) 表 現(xiàn)考 慮 到 生 育 中 后 期 植 株 葉 面 積 和 葉 片 數(shù) 快 速 增 加（ 圖2C、 圖2D）， 選 擇 試 驗(yàn) 后 期（ 第1728 天） 連 續(xù)3 個(gè) 晴 天， 按 照 不 同 光 照 強(qiáng) 度 持 續(xù) 時(shí) 間 在 全 天 光 照 時(shí) 間 內(nèi) 所 占 比 例 對(duì) 全 天 光 照 強(qiáng) 度 進(jìn) 行 分 析， 4 江 西 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 31 卷 結(jié) 果 如 圖4 所 示。 總 的 來(lái) 看， 光 照 強(qiáng) 度 在 全 天 的 分 布 呈“ 倒V” 型， 較 低 光 強(qiáng)（2.5klx） 及 較 高 光 強(qiáng) （50klx） 所 占 比 例 較 低， 而 處 于 中 間 的1030klx 光 強(qiáng) 區(qū) 間 所 占 比 例 較 高。 從 不 同 層 次 來(lái) 看， 頂 層 光 強(qiáng) 在3050klx 區(qū) 間 占 比 最 高， 占 全 天 時(shí) 間 的 32.08； 中1 和 中2 層 次 的1030klx 光 強(qiáng) 區(qū) 間 持 續(xù) 時(shí) 間 占 比 最 高， 分 別 占 全 天 時(shí) 間 的43.39 和 46.23； 中3 層 光 強(qiáng) 在2.510klx 和1030klx 的 分 布 時(shí) 間 接 近， 分 別 為35.85 和37.74； 而 底 層 光 強(qiáng) 在2.510klx 區(qū) 間 的 分 布 時(shí) 間 最 多， 占 全 天 的42.45。 上 述 結(jié) 果 表 明， 隨 著 栽 培 槽 所 處 層 次 由 高 到 低， 高 光 強(qiáng) 分 布 減 小 而 低 光 強(qiáng) 分 布 增 加。 此 外， 栽 培 架 不 同 層 次 在 南 北 方 向 上 光 照 強(qiáng) 度 也 存 在 差 異。 弱 光 強(qiáng) 即 低 于2.5klx 光 強(qiáng) 區(qū) 時(shí) 間 占 比 僅 在 底 層 表 現(xiàn) 出 南 高 北 低 的 特 征； 低 光 強(qiáng) 即 2.510klx 區(qū) 時(shí) 間 分 布 僅 在 底 層 表 現(xiàn) 為 南 低 北 高 （P0.01）； 中 光 強(qiáng) 即1030klx 區(qū) 時(shí) 間 占 比 在 中 間3 層 和 底 層 均 表 現(xiàn) 為 南 高 北 低（P0.01）， 但 中3 層 南 北 側(cè) 差 異 并 不 顯 著； 高 光 強(qiáng)3050klx 區(qū) 時(shí) 間 占 比 在 各 層 次 均 呈 現(xiàn) 出 南 低 北 高（P0.01） 的 特 征， 但 在 中3 層 兩 側(cè) 差 異 不 顯 著。 這 說(shuō) 明， 在 生 育 后 期， 南 北 側(cè) 差 異 在 不 同 光 強(qiáng) 區(qū) 間 的 表 現(xiàn) 具 有 波 動(dòng) 性， 這 可 能 與 光 照 影 響 因 素 的 變 動(dòng) 有 關(guān)。 南 側(cè) 與 北 側(cè) 光 照 強(qiáng) 度 的 差 異 主 要 與 日 照 角 度、 遮 擋 物 的 分 布 有 關(guān)。 以 底 層 植 物 的 受 光 來(lái) 看， 弱 光 區(qū) 分 布 時(shí) 間 處 于7：309：30 以 及14：00 16：30， 這 兩 個(gè) 時(shí) 間 段 是 日 出 和 日 落 時(shí) 間， 光 線 自 南 向 北 照 向 栽 培 區(qū) 域， 此 時(shí) 存 在 上 層 對(duì) 下 層 的 遮 擋， 也 存 在 南 側(cè) 對(duì) 北 側(cè) 的 遮 擋， 由 于 太 陽(yáng) 高 度 角 偏 低， 底 層 光 照 主 要 依 賴 外 圍 散 射 光。 植 物 生 育 前 期 南 側(cè) 對(duì) 北 側(cè) 的 光 照 遮 擋（ 圖3）， 可 能 導(dǎo) 致 了 南 側(cè) 植 株 生 長(zhǎng) 較 北 側(cè) 旺 盛， 這 增 加 了 生 育 后 期 的 南 側(cè) 栽 培 架 上 下 層 的 遮 擋， 因 此 南 側(cè) 弱 光 區(qū) 占 比 高 于 北 側(cè)， 而 低 光 強(qiáng) 區(qū) 占 比 反 而 低 于 北 側(cè)。 同 樣， 由 于 高 光 強(qiáng) 區(qū) 時(shí) 間 處 于11：0012：30， 此 時(shí) 太 陽(yáng) 高 度 最 高， 入 射 角 最 大， 主 要 遮 光 因 素 是 上 層 對(duì) 下 層 的 遮 擋， 由 于 南 側(cè) 植 株 生 長(zhǎng) 旺 盛， 導(dǎo) 致 南 側(cè) 高 光 強(qiáng) 區(qū) 分 布 仍 然 顯 著 高 于 北 側(cè)（P0.05）。中 等 光 強(qiáng) 區(qū) 對(duì) 應(yīng) 時(shí) 間 是9：3011：00 和12： 3014：00 時(shí) 間 段， 此 時(shí) 太 陽(yáng) 高 度 上 升， 入 射 角 低 于 正 午 并 且 高 于 日 出 日 落 時(shí) 間 26 ， 這 有 利 于A 型 架 兩 側(cè) 植 物 接 受 直 射 光 照， 此 時(shí) 上 下 層 遮 擋 最 小， 南 側(cè) 對(duì) 北 側(cè) 的 遮 擋 成 為 主 要 的 光 照 影 響 因 素， 因 此 南 側(cè) 中 等 光 強(qiáng) 分 布 顯 著 高 于 北 側(cè)（P0.05）。 綜 上 所 述， 立 體 栽 培 架 密 集 擺 放 造 成 南 側(cè) 對(duì) 北 側(cè) 的 遮 擋， 這 首 先 在 生 育 前 期 造 成 了 植 株 生 物 量 差 異 逐 漸 增 加， 并 在 生 育 后 期 加 重 了 南 側(cè) 上 層 對(duì) 下 層 的 遮 擋， 這 種 上 層 對(duì) 下 層 的 遮 擋 程 度 影 響 了 散 射 光 分 布， 是 南 側(cè) 底 層 弱 光 占 比 高 于 北 側(cè) 的 重 要 原 因。 另 外， 生 育 后 期 植 株 生 物 量 的 差 異 增 加 了 南 側(cè) 對(duì) 北 側(cè) 的 遮 擋， 造 成 了 南 北 側(cè) 植 株 在 中 等 光 強(qiáng) 區(qū) 受 光 程 度 的 差 異。 采 用 經(jīng) 濟(jì) 高 效 的LED 光 源 進(jìn) 行 有 選 擇 有 重 點(diǎn) 的 補(bǔ) 光 成 為 最 大 限 度 提 高 植 物 工 廠 蔬 菜 生 產(chǎn) 效 率 的 重 要 途 徑 2729 。 2.4 相 關(guān) 性 分 析 光 強(qiáng) 是 植 物 產(chǎn) 量 的 重 要 影 響 因 子 20，24 。 本 研 究 結(jié) 果 同 樣 顯 示 弱 光 區(qū) 占 比 與 產(chǎn) 量 呈 極 顯 著 負(fù) 相 關(guān)， 而 高 光 強(qiáng) 占 比 與 產(chǎn) 量 呈 極 顯 著 正 相 關(guān) 關(guān) 系（ 表 1）。 另 外， 中 等 光 強(qiáng) 占 比 與 產(chǎn) 量 的 相 關(guān) 性 未 達(dá) 到 顯 著 性， 這 說(shuō) 明 此 次 立 體 栽 培 密 集 擺 放 方 式 中 等 光 強(qiáng) 不 是 植 物 產(chǎn) 量 差 異 的 主 要 影 響 因 素， 也 就 是 說(shuō) 植 株 在 強(qiáng) 光 和 弱 光 兩 大 區(qū) 間 的 受 光 差 異 是 產(chǎn) 量 差 異 的 主 要 影 響 因 素。 表1 不 同 光 照 強(qiáng) 度 區(qū) 間 與 小 白 菜 產(chǎn) 量 間 的 相 關(guān) 系 數(shù) 指 標(biāo) 光 強(qiáng) 區(qū) 間klx 2.5 2.510 1030 3050 5070 產(chǎn) 量 0.785 0.869 0.231 0.679 0.804 另 外， 小 白 菜 產(chǎn) 量 與 葉 面 積 和 葉 片 數(shù) 呈 極 顯 著 正 相 關(guān)（r0.85，P0.01）， 這 說(shuō) 明 對(duì) 葉 菜 來(lái) 說(shuō)， 葉 面 積 和 葉 片 數(shù) 是 產(chǎn) 量 的 重 要 組 成 因 子。 本 研 究 發(fā) 現(xiàn)SPAD 值 與 其 它 參 數(shù) 如 不 同 階 段 光 強(qiáng)、 小 白 菜 產(chǎn) 量 和 栽 培 基 質(zhì) 性 質(zhì) 特 征 的 相 關(guān) 性 均 未 達(dá) 到 顯 著 性 水 平， 這 一 方 面 說(shuō) 明 栽 培 基 質(zhì) 中 養(yǎng) 分 尤 其 是 氮 含 量 充 足， 另 一 方 面 說(shuō) 明 小 白 菜 的SPAD 值 對(duì) 于 受 光 程 度 不 敏 感。 3 結(jié) 論 采 用 密 集 擺 放 的A 型 立 體 栽 培 架 栽 培 小 白 菜 時(shí)， 會(huì) 引 起 南 側(cè) 栽 培 架 對(duì) 北 側(cè) 栽 培 架 的 遮 光， 對(duì) 東 西 方 向 的 光 照 無(wú) 顯 著 影 響。 相 應(yīng) 地， 對(duì) 小 白 菜 產(chǎn) 量 的 影 響 主 要 體 現(xiàn) 在 對(duì) 南 北 方 向 各 行 之 間 的 影 響， 自 南 向 北 第4 行 的 產(chǎn) 量 顯 著 降 低； 東 西 方 向 各 列 間 產(chǎn) 量 無(wú) 顯 著 性 差 異。采 用 密 集 擺 放 的A 型 立 體 栽 培 架 栽 培 方 式， 會(huì) 引 起 生 育 前 期 南 側(cè) 立 體 架 對(duì) 北 側(cè) 立 體 架 的 光 照 遮 擋， 進(jìn) 而 造 成 植 株 葉 面 積 差 異 逐 漸 增 加， 并 在 生 育 后 期 分 別 加 重 南 側(cè) 對(duì) 北 側(cè) 的 光 照 遮 擋 和 南 側(cè) 上 5 12 期 劉 新 紅 等：A 型 立 體 栽 培 架 密 集 擺 放 對(duì) 栽 培 小 白 菜 生 長(zhǎng) 及 受 光 的 影 響 層 對(duì) 下 層 的 光 照 遮 擋， 從 而 拉 大 立 體 架 上 下 層 之 間 的 產(chǎn) 量 差 異。 因 此， 在 立 體 栽 培 架 密 集 擺 放 方 式 下， 需 要 在 生 育 中 期 開 始 對(duì) 位 于 中 下 層 的 植 物 進(jìn) 行 強(qiáng) 光（30klx） 補(bǔ) 光。 圖3 小 白 菜 生 育 前 期 和 后 期 冠 層 在 晴 天 時(shí) 白 天 的 光 照 強(qiáng) 度 、 溫 度 和 濕 度 在 相 鄰 兩 個(gè) 柱 形 圖 頂 端 的“” 表 示 在 兩 者 間 差 異 達(dá) 到 顯 著 性 水 平（P0.05）。 圖4 不 同 擺 放 方 位 和 層 次 小 白 菜 冠 層 光 照 強(qiáng) 度 持 續(xù) 時(shí) 間 的 分 配 比 例 6 江 西 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 31 卷 參 考 文 獻(xiàn) ： 1 吳 羅 發(fā). 中 國(guó) 蔬 菜 產(chǎn) 業(yè) 經(jīng) 濟(jì) 熱 點(diǎn) 的 研 究 綜 述J. 江 西 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào)，2017，29（4）：139145. 2 史 靜， 張 乃 明， 包 立. 我 國(guó) 設(shè) 施 農(nóng) 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