管道式水培快菜环境调控及新型水肥一体化系统设计研究

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本文试验均采用管道式水培系统,供试品种为京研快菜4号,通过管道式水培设施研究了不同营养液浓度对水培快菜生长和品质的影响;研究了不同营养液碘浓度对水培快菜生长及生物强化效果影响;研究了不同营养液温度对快菜生长发育的影响;最后通过结合环境调控技术、传感信息等技术优化设计了一套新型管道式水肥一体化环境调控栽培系统。本研究主要内容有如下几点:(1)在5种不同浓度营养液处理下,其中以1/2s处理营养液浓度的水培快菜生长指标均优于其他各处理,且快菜植株的产量也处于较高水平,与1s处理无显著差异;同时,1/2s处理快菜VC含量较1s处理提高了32.7%。(2)通过在营养液中添加KI的方式能够显著增加快菜植株内的碘含量,适宜的营养液碘浓度有利于快菜植株的生长。本试验中,碘在快菜植株内的累积量大小为叶柄>顶生叶>幼苗叶>根;在产量方面,营养液碘浓度为9μmol/L时产量达到最大,且较对照处理快菜植株地上部干鲜重分别增加了40.3%和31.8%,在品质方面快菜植株也在9μmol/L处理时达到最佳。因此在综合兼顾快菜植株生长产量、品质及碘强化效果方面时,在水培条件下种植快菜的碘浓度以9μmol/L为最佳。(3)水培条件下,营养液温度的变化对快菜植株的生长发育及生理变化有着显著影响。T1处理下的快菜生长长势及产量效果最佳;T1处理的快菜植株品质与生长过程中的生理状况均较佳,T1处理下快菜植株的维生素C、可溶性糖含量较CK处理均有所提升,且T1处理的快菜植株根部SOD活性显著增强,而快菜叶片MDA含量显著降低,这也说明营养液温度过高会对植株生长产生胁迫。因此,24℃处理下的快菜生长状态最好,推荐作为夏季设施水培快菜的适宜营养液温度。(4)研发设计了一种新型管道式水肥一体化环境调控栽培系统。根据温室设施叶菜水培的环境调控与操作流程需要,设计了本栽培系统的总体框架,主要分为三部分。其中作物栽培种植系统是以栽培架等为主体从而对叶菜类作物进行定植,装置中心控制系统主要是以各类传感器、数据分析处理器等为主体对于环境信息进行传递、分析及控制环境调控操作系统,而环境调控操作系统则是以计量泵、冷暖自动恒温控制器为主体对作物生长环境进行实际调控改善。最后设计调试试验验证环境调控系统的性能,为调控系统应用效果提供了可靠性依据。
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