温室番茄同化产物分配子模型是温室番茄生长模拟模型的核心组成部分,也是加强温室番茄栽培管理、优化温室环境调控的有效方法。目前同化产物向不同器官的分配机理尚不明确,导致番茄同化产物分配模型一直是研究番茄生长模型的薄弱环节和研究热点。植物生理学的研究表明,温室番茄源器官生产的同化产物在通过茎秆韧皮部的筛管时是以蔗糖的形式运输至库器官中的,因此研究蔗糖在番茄茎秆输导组织内的流场分布情况,分析番茄茎秆内同化产物的分布动态和运移规律,对明晰温室番茄同化产物的分配机理具有重要的推动作用。本文以不同营养液浓度处理下各个生长周期中的温室番茄植株为研究对象,首先,利用CFD方法对同一处理下番茄茎秆内蔗糖流场的分布情况进行仿真分析,并通过化学试验验证基于CFD的同化产物流场分析法的科学有效性;其次,对不同处理下的番茄植株进行分析,得到温室番茄茎秆内同化产物的时空分布规律;最后,通过开发一款适用于温室番茄生产管理的专用小型除叶装置,提高番茄茎秆内同化产物的分配效率,具体研究内容如下:(1)利用CFD方法对温室番茄茎秆内的蔗糖流场进行仿真计算和验证分析将CFD方法与番茄的生理学特性相结合,对正常营养液浓度处理下各个生长周期(幼苗期、开花结果期、采摘期)中的温室番茄茎秆内的蔗糖流场进行模拟仿真,利用分光光度法对CFD仿真结果进行对比验证,结果表明:从空间分布来看,在幼苗期,番茄茎秆内两端的同化产物含量要略高于中间部位,茎秆两端的流速高于中间部位的流速,压力分布情况相反,且数值均偏低;在开花结果期,茎秆中下部的同化产物含量最低,根部区域次之,而茎秆顶部以及中上部的含量较高,茎秆顶端和中上部的流速也高于其他部位,压力分布情况相反,且数值均有大幅度提高;在采摘期,茎秆中下部的同化产物含量最低,根部和顶部生长点次之,中上部的含量最高,茎秆中上部的流速普遍高于其他部位,压力分布情况相反,且数值达到整个生长期的最高值。从时间变化来看,在各个生长周期内,茎秆内的同化产物含量均大致呈现出先升高后降低的趋势,且最高值出现的时间范围为上午10:00至正午12:00。(2)研究不同营养液浓度对温室番茄茎秆内同化产物分配规律的影响针对不同营养液浓度(即正常浓度的50%、正常浓度100%、正常浓度的150%)处理下的温室番茄植株,利用上述CFD方法和化学方法相结合对各组数据进行分析,最终得到温室番茄同化产物在茎秆的输导组织内的分配动态和运移规律,结果表明:在一定范围内,营养液浓度越高,养分供应越充分,同化产物在茎秆内的高压区面积越大,平均压力值越高,而流速的变化幅度越明显。并且随着番茄植株的生长发育,茎秆下部的叶片中同化产物的含量以及运输速率均逐渐降低,这不仅会影响番茄的生长发育,还会增加感染病虫害的概率,因此在番茄的开花结果后期和采摘期内,需要对番茄植株下部的老叶进行修剪清除,以提高番茄茎秆内同化产物的分配效率。(3)设计开发一款适用于温室番茄生产管理的专用小型除叶装置针对上述温室番茄的除叶问题,设计开发了一款适用于温室番茄植株的专用小型除叶装置。装置由修剪系统、升降系统和控制系统等几个部分组成,利用GX80双线轨精密滚珠丝杠直线滑台模组作为垂直升降机构,研发设计的环状切割装置既可以保护番茄植株茎秆不受损伤,同时又能满足对叶片的切割要求,并通过实验验证装置的性能和结构设计的合理性,能够完成设计的预定目标,从而加强温室番茄的株型管理,提高番茄生产过程中的机械适应性。