A型立体栽培架密集摆放对栽培 小白菜生长及受光的影响.pdf

江 西 农 业 学 报 2019，31（12）1～7 ActaAgriculturaeJiangxihttp／／ DOI10.19386／ki.jxnyxb.2019.12.01 A 型 立 体 栽 培 架 密 集 摆 放 对 栽 培 小 白 菜 生 长 及 受 光 的 影 响 刘 新 红 ， 严 少 华 ， 罗 佳 ∗ ， 马 艳收 稿 日 期 2019－06－11 基 金 项 目 江 苏 省 自 主 创 新 基 金 项 目[CX（18）3064]。 作 者 简 介 刘 新 红， 女， 河 南 孟 州 人， 副 研 究 员， 博 士， 主 要 从 事 农 业 废 弃 物 资 源 化 利 用 方 面 的 研 究。 ∗ 通 信 作 者 罗 佳。 （ 江 苏 省 农 业 科 学 院 资 源 与 环 境 研 究 所， 江 苏 南 京210014） 摘 要 采 用A 型 栽 培 架 进 行 连 续 密 集 摆 放 ， 监 测 了 不 同 摆 放 方 位 小 白 菜 的 生 长 情 况 及 其 在 不 同 生 育 期 时 冠 层 光 照 强 度 的 变 化 。 结 果 表 明 采 用A 型 立 体 栽 培 架 密 集 摆 放 方 式 ， 对 东 西 方 向 各 列 小 白 菜 产 量 无 显 著 性 影 响 ， 对 南 北 方 向 各 行 小 白 菜 产 量 的 影 响 主 要 体 现 在 由 南 向 北 第4 行 的 产 量 显 著 降 低 （P＜0.05 ） ； 在 生 育 前 期 （ 移 栽 后 第15 天 ） 南 侧 光 照 强 度 峰 值 显 著 高 于 北 侧 （P＜0.01 ） ， 而 在 生 育 后 期 （ 移 栽 后 第20～30 天 ） 南 侧 光 强 峰 值 显 著 低 于 北 侧 （P＜0.01 ） ； 这 种 生 育 前 期 形 成 的 南 侧 对 北 侧 的 光 照 遮 挡 ， 造 成 了 南 北 侧 植 株 生 长 的 差 异 ， 并 加 重 了 生 育 后 期 南 侧 对 北 侧 以 及 上 层 对 下 层 的 光 照 遮 挡 。 因 此 ，A 型 架 南 北 方 向 的 密 集 摆 放 不 宜 超 过5 行 ； 还 应 考 虑 在 生 育 中 期 以 后 对A 型 栽 培 架 的 中 下 层 植 株 进 行 补 光 ， 使 冠 层 的 光 照 强 度 大 于30klx 。 关 键 词 密 集 摆 放 ；A 型 栽 培 架 ； 光 照 强 度 ； 基 质 栽 培 ； 小 白 菜 ； 产 量 中 图 分 类 号 S634.3 文 献 标 志 码 A 文 章 编 号 1001－8581 （2019 ）12－0001－07 EffectsofDenseArrayofA－typeCubicCultivationFrameson GrowthandLightExposureofChineseCabbage LIUXin－hong ，YANShao－hua ，LUOJia ∗ ，MAYan （InstituteofAgriculturalResourcesandEnvironment ，JiangsuAcademyofAgriculturalSciences ，Nanjing210014 ，China ） Abstract ByusingdensearrayofA－typecultivationframes ，thecultivationsubstratewasputinlongpotstoplanttheChi- nesecabbage.ThegrowthofChinesecabbageindifferentdirectionsandthechangeofcanopylightintensityatdifferentgrowthsta- geswereinvestigatedatdifferentperiod.Theresultsshowedthattherewasnosignificantdifferenceamongtheframeyieldatdiffer- entcolumnsofeast－westdirection.TheyieldofChinesecabbageatthefourthrowofsouth－northdirectiondecreasedsignificantly intheyield （P＜0.05 ）.Intheearlygrowthperiod （15daysaftertransplanting ） ，thepeakoflightintensityinthesouthsidewas significantlyhigherthanthatinthenorthside （P＜0.01 ）.Inthelategrowthperiod （20～30daysaftertransplanting ） ，thepeakof lightintensityinthesouthsidewassignificantlylowerthanthatinthenorthside （P＜0.01 ）.Theframesatthenorthernofthe densearraywerepartlyshadedbythoseatthesouthernintheearlygrowthperiod ，whichresultedinthedifferenceinthegrowthof plantsbetweenthenorthandthesouthside.Theshadingeffectincludingthesouthtothenorthandtheupperlayertothelower layerateachframewasaggravatedatthelatergrowthstage.Therefore ，thedensityofnorth－southdirectionwaslessthan5lines ， andlightcompensationforthemiddleandlowerlayerplantsshouldbetakenintoaccount.Thelightintensityofcanopywasmore than30klx. Keywords Densearray ；A－typecultivationframes ；Lightintensity ；Substratecultivation ；Cabbage ；Production 0 引 言 蔬 菜 是 人 类 重 要 的 食 物， 随 着 人 们 生 活 水 平 的 提 高， 蔬 菜 生 产 和 消 费 在 我 国 均 呈 增 加 趋 势 [1] 。 近 年 来， 传 统 蔬 菜 生 产 不 仅 面 临 着 土 壤 退 化 [2] 、 连 作 障 碍 [3] 以 及 地 下 水 污 染 [4] 等 资 源 和 环 境 问 题， 同 时 也 面 临 劳 动 力 短 缺 和 成 本 上 涨 的 问 题 [5] 。 与 传 统 蔬 菜 生 产 方 式 不 同， 现 代 农 业 采 用 农 业 废 弃 物 生 产 的 栽 培 基 质 作 为 蔬 菜 栽 培 介 质 [6，7] ， 在 设 施 温 室 大 棚 内， 实 现 了 蔬 菜 的 周 年 连 续 生 产， 并 引 进 了 机 械 化 育 苗 [8，9] 、 自 动 化 移 栽、 栽 培 架 人 工 智 能 化 移 动 定 位 等 智 能 控 制 技 术， 将 传 统 蔬 菜 生 产 过 程 转 化 为 工 厂 化 生 产 线 生 产 [10，11] ； 同 时 借 助 基 质 再 生 利 用 技 术 [12] ， 大 大 节 约 了 人 力， 减 少 了 农 业 废 弃 物 排 放， 并 将 农 业 废 弃 物 进 行 高 效 利 用， 最 终 保 护 了 环 境， 实 现 了 现 代 化 农 业 和 生 态 农 业 双 重 目 标。 与 传 统 蔬 菜 生 产 不 同， 蔬 菜 规 模 化 生 产 通 常 采 用 立 体 栽 培 方 式， 并 采 用 人 工 光 源 进 行 补 光 [13，14] ， 使 得 照 明 用 电 成 为 设 施 蔬 菜 集 约 化 生 产 的 主 要 能 耗 来 源 [15] 。 为 了 降 低 能 耗 以 及 充 分 利 用 太 阳 能 进 行 植 物 生 产， 各 种 立 体 栽 培 架 均 被 不 同 学 者 应 用 于 蔬 菜 生 产 [16] ， 其 中A 型 栽 培 架 因 遮 光 较 小 而 应 用 较 多， 例 如 李 燕 等 对 比 了 高 畦 平 铺 和 架 式A 型 栽 培 架 的 栽 培 效 果， 结 果 表 明A 型 架 的 效 果 最 好 [17] ， 单 位 面 积 产 量 及 土 地 利 用 效 率 最 高 [18] ； 张 豫 超 等 研 究 表 明 用 四 层 阶 梯 型 的A 型 架 进 行 草 莓 种 植 能 够 获 得 更 好 的 结 果 [19] ； 王 春 玲 等 将A 字 型 栽 培 架 改 良 为“ 逐 日” 式 栽 培 架， 实 现 栽 培 架 行 向 与 太 阳 光 照 射 方 向 平 行， 以 此 最 大 限 度 地 利 用 了 太 阳 直 射 光 [16] 。 然 而， 这 些 研 究 通 常 摆 放 密 度 低， 不 同 栽 培 架 之 间 相 距 较 远（50～80 cm）。 在 密 集 摆 放（10cm） 情 况 下 立 体 栽 培 架 的 光 照、 温 湿 度 情 况 以 及 对 蔬 菜 生 产 的 影 响 的 相 关 研 究 较 少， 这 在 一 定 程 度 上 限 制 了 低 能 耗 配 置 下 的 规 模 化 蔬 菜 生 产 的 进 程。 立 体 栽 培 架 密 集 摆 放 既 能 够 提 高 工 作 效 率， 也 能 够 提 高 空 间 利 用 效 率。 为 了 适 应 智 能 化、 自 动 化 和 规 模 化 蔬 菜 栽 培 的 需 要， 采 取 立 体 栽 培 架 密 度 摆 放 具 有 重 要 意 义。 江 苏 省 农 业 科 学 院 创 新 团 队 在 密 度 立 体 栽 培 生 产 研 究 中 发 现， 这 种 栽 培 方 式 相 对 于 平 面 栽 培 来 说 产 能 更 高， 但 由 于 仅 利 用 太 阳 能 作 为 光 源， 势 必 也 存 在 遮 光 问 题。 为 了 进 一 步 提 高 产 能， 需 要 对 遮 光 区 域 进 行 补 光。 基 于 此 考 虑， 本 研 究 采 用 密 植 立 体 栽 培 方 式 和 基 质 栽 培 材 料， 采 用 常 见 叶 菜 品 种 小 白 菜 为 试 验 对 象， 对 蔬 菜 生 产 过 程 中 立 体 栽 培 架 密 植 群 体 的 不 同 位 置 以 及 栽 培 架 不 同 层 次 的 光 照 进 行 了 测 定 和 分 析， 旨 在 弄 清 密 植 立 体 栽 培 下 光 照 在 不 同 位 置、 不 同 层 次 的 分 布 情 况 以 及 对 蔬 菜 产 量 的 影 响， 为 提 高 补 光 经 济 效 率 提 供 数 据 支 撑 和 技 术 支 持。 1 材 料 与 方 法 1.1 试 验 地 点 试 验 于2018 年4 月 在 江 苏 省 农 业 科 学 院 智 能 温 室 内 进 行， 温 室 东 西 长 度 为100m， 南 北 宽 度 为 40m， 顶 高 为8m， 配 置 有 水 帘 风 机、 遮 阳 网 等 智 能 设 施。 1.2 立 体 栽 培 架 A 型 栽 培 架 示 意 图 如 图1a 所 示， 是 由 左 右 两 面 梯 形 种 植 撑 杆 组 成， 两 面 在 顶 部 由 固 定 轴 连 接， 设 置 开 口 角 为45。 在 每 面 梯 形 撑 杆 上 等 间 距（ 每 层 高 度27.7cm） 水 平 放 置5 层 长 方 形 栽 培 槽（ 长 宽 高＝80cm12cm8cm）， 由 上 至 下 依 次 标 识 为 顶 层、 中1 层、 中2 层、 中3 层 和 底 层。 槽 内 放 置 栽 培 基 质， 进 行 蔬 菜 种 植。 1.3 试 验 方 法 在 温 室 中 间 选 取 无 设 施 遮 挡 部 位 进 行 试 验。 在 试 验 开 始 前， 将 供 试 栽 培 架 按 照 行 间 距 和 列 间 距 均 为10cm 的 间 距 进 行 密 度 摆 放， 设 置 行 数 和 列 数 均 为6 排。 为 了 扣 除 边 际 效 应， 监 测 区 域 设 在 中 心4 行 列， 监 测 区 域 行 列 编 号 如 图1b 所 示。 试 验 所 采 用 的 栽 培 基 质 是 自 主 研 发 的 基 质 产 品（CN201410410898.X）， 由 六 合 基 地 有 机 肥 厂 提 供。 试 验 所 用 的 栽 培 槽 长 宽 高 为80cm15cm 12cm， 内 部 实 际 使 用 容 量 为8L。 试 验 浇 水 是 采 用 自 动 喷 淋 装 置 进 行 均 匀 喷 淋 浇 水， 喷 水 量50L／ （m 2 h）。 试 验 所 用 的 光 照 自 动 检 测 仪（ 杭 州 路 格 科 技 有 限 公 司，L99－LX） 能 够 实 现 光 照 强 度 参 数 的 连 续 监 测， 监 测 位 置 位 于 图1b 中a、b 和c 三 点， 其 中b 点 放 置 在 栽 培 架 最 顶 端，a 点 和c 点 放 置 在 东 西 栽 培 架 的 中1 层、 中2 层、 中3 层 和 底 层， 均 放 置 在 指 定 栽 培 槽 内 小 白 菜 冠 层5cm 处。 试 验 所 用 幼 苗 为6 叶1 心 的 台 湾 火 箭 小 黄 白 幼 苗， 试 验 选 取 长 势 均 匀 的 小 白 菜 幼 苗 进 行 移 栽。 试 验 于2018 年 3 月29 日 开 始，4 月26 日 结 束， 共 计28d。 试 验 于 幼 苗 移 栽 后 的 第4 天， 在 光 照 监 测 对 应 的 栽 培 槽 内， 选 取3 株 长 势 一 致 的 幼 苗 进 行 标 记， 作 为 功 能 叶 生 长 状 况 的 调 查 对 象。 分 别 于 移 栽 后 第4、11、 16、21、28 天 对 标 记 植 株 的 功 能 叶 进 行 叶 面 积、 SPAD（SoilandPlantAnalyzerDevelopment） 值 和 叶 片 数 的 调 查。 叶 面 积 采 用 叶 片 最 大 长 最 大 宽 根 据 修 正 系 数 换 算 获 得， 修 正 系 数 选 择2／3。 叶 片 SPAD 值 采 用SPAD－502 便 携 式 叶 绿 素 测 量 仪 进 行 测 定， 选 取 功 能 叶 的 中 间 偏 上 部 位， 进 行 三 点 测 定， 取 平 均 值。 记 录 叶 片 数 时 忽 略 底 部 枯 黄 叶 和 未 展 开 的 心 叶。 在 收 获 期 对 监 测 区 域 的 各 栽 培 架 以 及 各 自 栽 培 槽 内 蔬 菜 地 上 部 进 行 单 独 称 重， 计 算 产 量。 对 试 验 数 据 使 用Excel2007 进 行 处 理， 采 用 最 小 显 著 性 差 异 法（LSD） 对 不 同 行 和 列 的 光 照 强 度、 温 度、 湿 度 以 及 小 白 菜 产 量 进 行 差 异 显 著 性 检 验。 2 江 西 农 业 学 报 31 卷 A 图 为A 型 栽 培 架 示 意 图；B 图 为 栽 培 架 的 密 集 摆 放 方 式 方 位 及 行 列 编 号， 图 中 三 角 符 号 表 示 栽 培 架，a、b、c 三 点 表 示 监 测 位 置。 图1 A 型 栽 培 架 及 其 密 度 摆 放 方 式 现 场 示 意 图 2 结 果 与 分 析 2.1 不 同 方 位 栽 培 架 和 不 同 层 次 栽 培 槽 小 白 菜 的 产 量 特 征 在 密 集 摆 放 情 况 下 不 同 位 置 栽 培 架 小 白 菜 产 量 介 于4007.73～5593.18g／ 架 之 间， 东 西 方 向 不 同 列 之 间 没 有 显 著 性 差 异； 南 北 方 向 的 第1 至3 行 之 间 产 量 没 有 显 著 性 差 异， 至 第4 行 显 著 低 于 其 它 行（ 如 图2A 所 示）， 平 均 降 幅13.93％。 此 外， 从 栽 培 架 的 不 同 层 次 来 看， 各 层 次 东 西 方 向 产 量 差 异 不 显 著； 南 北 方 向 仅 底 层 差 异 不 显 著， 其 它 各 层 次 产 量 差 异 均 表 现 出 第4 行 不 同 程 度 低 于 其 它 各 行 （ 如 图2B 所 示）， 降 幅 从11.67％（ 顶 层） 到21.85％ （ 中3 层）。 立 体 栽 培 密 集 摆 放 时 各 栽 培 架 不 同 层 次 栽 培 槽 内 小 白 菜 产 量 呈 现 自 上 而 下 梯 度 降 低 的 趋 势（ 如 图2B 所 示）， 这 种 现 象 常 发 生 在 常 规 密 度 摆 放 的A 型 栽 培 架 中 [16，19，20] 。 2.2 不 同 方 位 栽 培 架 和 不 同 层 次 栽 培 槽 小 白 菜 植 株 生 长 情 况 叶 面 积、 叶 片 数 和SPAD 值 均 是 反 映 植 物 生 长 状 况 的 重 要 指 标 [21－23] 。 对 顶 层、 中2 层 和 底 层 小 白 菜 叶 面 积、 功 能 叶 片 数 和SPAD 值 作 进 一 步 考 察， 按 照 第3、4 行 各 层 次 均 值（ 北 侧） 和 第1、2 行 （ 南 侧） 各 层 次 均 值 分 别 进 行 比 较， 结 果 如 图2C 所 示， 可 见 随 着 生 长 期 的 延 长， 小 白 菜 叶 面 积 呈 显 著 增 加 的 趋 势（ 图2C）。 各 栽 培 架 的 不 同 层 次 在 移 栽 后 至 第4 天 叶 面 积 均 等， 之 后 各 层 间 差 异 逐 渐 出 现 并 不 断 拉 大， 自 第16 天 开 始 顶 层 叶 面 积 显 著 高 于 中 层 并 显 著 高 于 下 层。 从 不 同 摆 放 方 位 来 看， 东 西 方 向 各 列 之 间 功 能 叶 的 叶 面 积 仍 无 显 著 性 差 异； 而 从 南 北 方 向 来 看， 叶 面 积 呈 现 南 高 北 低 的 特 征， 从 第16 天 开 始， 除 第16 天 的 底 层 以 外， 中 底 层 次 南 侧 功 能 叶 的 叶 面 积 均 显 著 高 于 北 侧 的， 但 在 顶 层 没 有 出 现 显 著 性 南 北 侧 差 异。与 叶 面 积 相 似， 叶 片 数 随 着 生 育 期 的 延 长 呈 显 著 增 加 趋 势（ 图2D）， 仅 第21 天 与 第16 天 无 显 著 性 差 异， 这 是 由 于 中 后 期 第 一 片 功 能 叶 处 于 枯 黄 凋 落 期， 因 此 不 计 入 在 内。 叶 片 数 从 第11 天 开 始 同 样 表 现 出 自 上 而 下 的 层 间 差 异， 即 顶 层 显 著 高 于 底 层， 而 与 中 层 差 异 不 显 著， 但 这 种 递 减 趋 势 明 显 小 于 叶 面 积 指 标 的 变 异 趋 势（ 图D）。 从 不 同 摆 放 方 位 来 看， 东 西 方 向 不 同 列 之 间 叶 片 数 无 显 著 差 异， 南 北 方 向 仅 在 第11 天 和 第16 天 的 中 层 表 现 出 显 著 的 南 北 差 异。 在 整 个 生 育 期 内 功 能 叶 的 SPAD 值 介 于 （25.681.13）～（31.721.84）， 随 着 生 育 期 的 延 长 呈 现 先 升 高 后 降 低 的 趋 势， 但 差 异 均 不 显 著。 不 同 层 次 自 第11 天 开 始 自 上 而 下SPAD 有 降 低 趋 势， 但 差 异 不 显 著。 同 样 地， 从 密 集 摆 放 的 不 同 摆 放 方 位 来 看， 东 西 方 向 不 同 列 之 间 和 南 北 方 向 不 同 行 之 间 差 异 不 显 著。 2.3 不 同 方 位 栽 培 架 和 不 同 层 次 栽 培 槽 植 物 冠 层 光 照 强 度 、 温 度 和 湿 度 的 分 布 特 征 一 般 叶 菜 生 长 对 光 照 强 度 具 有 较 大 的 耐 受 3 12 期 刘 新 红 等A 型 立 体 栽 培 架 密 集 摆 放 对 栽 培 小 白 菜 生 长 及 受 光 的 影 响 性 [24] 。 我 们 采 用 密 集 摆 放 的 立 体 栽 培 方 式 进 行 试 验， 发 现 不 同 方 位 及 层 次 的 小 白 菜 均 能 正 常 生 长， 但 是 位 于 底 层 的 小 白 菜 生 长 最 易 受 阻， 这 与 有 关 学 者 的 调 研 结 果 [16，25] 相 似。 进 一 步 对 南 北 两 向 栽 培 架 底 部 光 照 强 度 及 高 光 强 停 留 时 间 进 行 考 察， 结 果 表 明， 底 层 植 株 冠 层 光 照 强 度 及 其 停 留 时 间 视 生 育 期 的 不 同 而 不 同， 前 期 南 面 累 积 光 强 高 于 北 面， 大 于30klx 光 强 的 光 照 停 留 时 间 明 显 长 于 北 面； 而 在 生 育 后 期 则 相 反， 南 面 累 积 光 强 和 大 于30 klx 光 强 的 光 照 停 留 时 间 均 低 于 北 面（ 图3A）。 温 度 和 湿 度 同 样 是 影 响 蔬 菜 生 长 的 关 键 因 子。 本 实 验 同 步 对 密 集 摆 放 情 况 下 不 同 方 位 栽 培 架 底 层 进 行 监 测， 结 果 如 图3 所 示， 在 生 育 前 期 植 物 冠 层 南 北 两 侧 温 度 差 异 不 显 著（ 图3B）， 同 时 湿 度 差 异 也 不 显 著（ 图3C）， 这 可 能 是 由 于 植 物 生 育 前 期 叶 面 积 和 生 物 量 较 小， 没 有 形 成 局 部 的 差 异。 但 在 生 育 后 期， 温 度 和 湿 度 均 表 现 出 了 显 著 的 南 北 侧 差 异， 这 种 差 异 在900 后 显 现 并 逐 渐 增 加， 即 南 侧 底 层 温 度 低 于 北 侧， 降 幅 最 高 为2.50℃（ 相 对 偏 差 8.50％）； 而 湿 度 则 表 现 为 南 侧 高 于 北 侧， 增 幅 最 高 达 到11.50％（ 相 对 偏 差32.90％）， 这 可 能 是 由 于 后 期 植 株 叶 面 积 和 生 物 量 增 大（ 图2C、 图2D）， 在 底 层 形 成 遮 荫， 造 成 了 局 部 差 异。A 不 同 摆 放 方 位 单 个 栽 培 架 小 白 菜 产 量， 不 同 小 写 字 母 表 示 南 北 方 位 不 同 行 间 产 量 差 异 达 到 显 著 水 平（P＜0.05）， 不 同 大 写 字 母 表 示 东 西 方 位 不 同 列 间 产 量 差 异 达 到 显 著 水 平（P＜0.05）。 B 不 同 摆 放 方 位 和 层 次 栽 培 槽 的 小 白 菜 产 量， 不 同 小 写 字 母 表 示 南 北 不 同 行 各 层 次 间 差 异 达 到 显 著 水 平（P＜0.05）。 C 不 同 摆 放 方 位 和 层 次 栽 培 槽 内 小 白 菜 功 能 叶 面 积 的 时 间 变 异，“∗” 表 示 同 一 层 次 南 北 侧 间 差 异 达 到 显 著 水 平（P＜0.05）。 D 不 同 摆 放 方 位 和 层 次 栽 培 槽 内 小 白 菜 功 能 叶 叶 片 数 的 时 间 变 异，“∗” 表 示 同 层 次 南 北 侧 间 差 异 达 到 显 著 水 平（P＜0.05）。 图2 不 同 方 位 栽 培 架 和 不 同 层 次 栽 培 槽 小 白 菜 的 生 长 指 标 表 现考 虑 到 生 育 中 后 期 植 株 叶 面 积 和 叶 片 数 快 速 增 加（ 图2C、 图2D）， 选 择 试 验 后 期（ 第17～28 天） 连 续3 个 晴 天， 按 照 不 同 光 照 强 度 持 续 时 间 在 全 天 光 照 时 间 内 所 占 比 例 对 全 天 光 照 强 度 进 行 分 析， 4 江 西 农 业 学 报 31 卷 结 果 如 图4 所 示。 总 的 来 看， 光 照 强 度 在 全 天 的 分 布 呈“ 倒V” 型， 较 低 光 强（＜2.5klx） 及 较 高 光 强 （＞50klx） 所 占 比 例 较 低， 而 处 于 中 间 的10～30klx 光 强 区 间 所 占 比 例 较 高。 从 不 同 层 次 来 看， 顶 层 光 强 在30～50klx 区 间 占 比 最 高， 占 全 天 时 间 的 32.08％； 中1 和 中2 层 次 的10～30klx 光 强 区 间 持 续 时 间 占 比 最 高， 分 别 占 全 天 时 间 的43.39％ 和 46.23％； 中3 层 光 强 在2.5～10klx 和10～30klx 的 分 布 时 间 接 近， 分 别 为35.85％ 和37.74％； 而 底 层 光 强 在2.5～10klx 区 间 的 分 布 时 间 最 多， 占 全 天 的42.45％。 上 述 结 果 表 明， 随 着 栽 培 槽 所 处 层 次 由 高 到 低， 高 光 强 分 布 减 小 而 低 光 强 分 布 增 加。 此 外， 栽 培 架 不 同 层 次 在 南 北 方 向 上 光 照 强 度 也 存 在 差 异。 弱 光 强 即 低 于2.5klx 光 强 区 时 间 占 比 仅 在 底 层 表 现 出 南 高 北 低 的 特 征； 低 光 强 即 2.5～10klx 区 时 间 分 布 仅 在 底 层 表 现 为 南 低 北 高 （P＜0.01）； 中 光 强 即10～30klx 区 时 间 占 比 在 中 间3 层 和 底 层 均 表 现 为 南 高 北 低（P＜0.01）， 但 中3 层 南 北 侧 差 异 并 不 显 著； 高 光 强30～50klx 区 时 间 占 比 在 各 层 次 均 呈 现 出 南 低 北 高（P＜0.01） 的 特 征， 但 在 中3 层 两 侧 差 异 不 显 著。 这 说 明， 在 生 育 后 期， 南 北 侧 差 异 在 不 同 光 强 区 间 的 表 现 具 有 波 动 性， 这 可 能 与 光 照 影 响 因 素 的 变 动 有 关。 南 侧 与 北 侧 光 照 强 度 的 差 异 主 要 与 日 照 角 度、 遮 挡 物 的 分 布 有 关。 以 底 层 植 物 的 受 光 来 看， 弱 光 区 分 布 时 间 处 于730～930 以 及1400～ 1630， 这 两 个 时 间 段 是 日 出 和 日 落 时 间， 光 线 自 南 向 北 照 向 栽 培 区 域， 此 时 存 在 上 层 对 下 层 的 遮 挡， 也 存 在 南 侧 对 北 侧 的 遮 挡， 由 于 太 阳 高 度 角 偏 低， 底 层 光 照 主 要 依 赖 外 围 散 射 光。 植 物 生 育 前 期 南 侧 对 北 侧 的 光 照 遮 挡（ 图3）， 可 能 导 致 了 南 侧 植 株 生 长 较 北 侧 旺 盛， 这 增 加 了 生 育 后 期 的 南 侧 栽 培 架 上 下 层 的 遮 挡， 因 此 南 侧 弱 光 区 占 比 高 于 北 侧， 而 低 光 强 区 占 比 反 而 低 于 北 侧。 同 样， 由 于 高 光 强 区 时 间 处 于1100～1230， 此 时 太 阳 高 度 最 高， 入 射 角 最 大， 主 要 遮 光 因 素 是 上 层 对 下 层 的 遮 挡， 由 于 南 侧 植 株 生 长 旺 盛， 导 致 南 侧 高 光 强 区 分 布 仍 然 显 著 高 于 北 侧（P＜0.05）。中 等 光 强 区 对 应 时 间 是930～1100 和12 30～1400 时 间 段， 此 时 太 阳 高 度 上 升， 入 射 角 低 于 正 午 并 且 高 于 日 出／ 日 落 时 间 [26] ， 这 有 利 于A 型 架 两 侧 植 物 接 受 直 射 光 照， 此 时 上 下 层 遮 挡 最 小， 南 侧 对 北 侧 的 遮 挡 成 为 主 要 的 光 照 影 响 因 素， 因 此 南 侧 中 等 光 强 分 布 显 著 高 于 北 侧（P＜0.05）。 综 上 所 述， 立 体 栽 培 架 密 集 摆 放 造 成 南 侧 对 北 侧 的 遮 挡， 这 首 先 在 生 育 前 期 造 成 了 植 株 生 物 量 差 异 逐 渐 增 加， 并 在 生 育 后 期 加 重 了 南 侧 上 层 对 下 层 的 遮 挡， 这 种 上 层 对 下 层 的 遮 挡 程 度 影 响 了 散 射 光 分 布， 是 南 侧 底 层 弱 光 占 比 高 于 北 侧 的 重 要 原 因。 另 外， 生 育 后 期 植 株 生 物 量 的 差 异 增 加 了 南 侧 对 北 侧 的 遮 挡， 造 成 了 南 北 侧 植 株 在 中 等 光 强 区 受 光 程 度 的 差 异。 采 用 经 济 高 效 的LED 光 源 进 行 有 选 择 有 重 点 的 补 光 成 为 最 大 限 度 提 高 植 物 工 厂 蔬 菜 生 产 效 率 的 重 要 途 径 [27－29] 。 2.4 相 关 性 分 析 光 强 是 植 物 产 量 的 重 要 影 响 因 子 [20，24] 。 本 研 究 结 果 同 样 显 示 弱 光 区 占 比 与 产 量 呈 极 显 著 负 相 关， 而 高 光 强 占 比 与 产 量 呈 极 显 著 正 相 关 关 系（ 表 1）。 另 外， 中 等 光 强 占 比 与 产 量 的 相 关 性 未 达 到 显 著 性， 这 说 明 此 次 立 体 栽 培 密 集 摆 放 方 式 中 等 光 强 不 是 植 物 产 量 差 异 的 主 要 影 响 因 素， 也 就 是 说 植 株 在 强 光 和 弱 光 两 大 区 间 的 受 光 差 异 是 产 量 差 异 的 主 要 影 响 因 素。 表1 不 同 光 照 强 度 区 间 与 小 白 菜 产 量 间 的 相 关 系 数 指 标 光 强 区 间／klx ＜2.5 2.5～10 10～30 30～50 50～70 产 量 －0.785 ∗ －0.869 ∗∗ 0.231 0.679 ∗ 0.804 ∗∗另 外， 小 白 菜 产 量 与 叶 面 积 和 叶 片 数 呈 极 显 著 正 相 关（r＝0.85，P＜0.01）， 这 说 明 对 叶 菜 来 说， 叶 面 积 和 叶 片 数 是 产 量 的 重 要 组 成 因 子。 本 研 究 发 现SPAD 值 与 其 它 参 数 如 不 同 阶 段 光 强、 小 白 菜 产 量 和 栽 培 基 质 性 质 特 征 的 相 关 性 均 未 达 到 显 著 性 水 平， 这 一 方 面 说 明 栽 培 基 质 中 养 分 尤 其 是 氮 含 量 充 足， 另 一 方 面 说 明 小 白 菜 的SPAD 值 对 于 受 光 程 度 不 敏 感。 3 结 论 采 用 密 集 摆 放 的A 型 立 体 栽 培 架 栽 培 小 白 菜 时， 会 引 起 南 侧 栽 培 架 对 北 侧 栽 培 架 的 遮 光， 对 东 西 方 向 的 光 照 无 显 著 影 响。 相 应 地， 对 小 白 菜 产 量 的 影 响 主 要 体 现 在 对 南 北 方 向 各 行 之 间 的 影 响， 自 南 向 北 第4 行 的 产 量 显 著 降 低； 东 西 方 向 各 列 间 产 量 无 显 著 性 差 异。采 用 密 集 摆 放 的A 型 立 体 栽 培 架 栽 培 方 式， 会 引 起 生 育 前 期 南 侧 立 体 架 对 北 侧 立 体 架 的 光 照 遮 挡， 进 而 造 成 植 株 叶 面 积 差 异 逐 渐 增 加， 并 在 生 育 后 期 分 别 加 重 南 侧 对 北 侧 的 光 照 遮 挡 和 南 侧 上 5 12 期 刘 新 红 等A 型 立 体 栽 培 架 密 集 摆 放 对 栽 培 小 白 菜 生 长 及 受 光 的 影 响 层 对 下 层 的 光 照 遮 挡， 从 而 拉 大 立 体 架 上 下 层 之 间 的 产 量 差 异。 因 此， 在 立 体 栽 培 架 密 集 摆 放 方 式 下， 需 要 在 生 育 中 期 开 始 对 位 于 中 下 层 的 植 物 进 行 强 光（＞30klx） 补 光。 图3 小 白 菜 生 育 前 期 和 后 期 冠 层 在 晴 天 时 白 天 的 光 照 强 度 、 温 度 和 湿 度 在 相 邻 两 个 柱 形 图 顶 端 的“∗” 表 示 在 两 者 间 差 异 达 到 显 著 性 水 平（P＜0.05）。 图4 不 同 摆 放 方 位 和 层 次 小 白 菜 冠 层 光 照 强 度 持 续 时 间 的 分 配 比 例 6 江 西 农 业 学 报 31 卷 参 考 文 献 [1] 吴 罗 发. 中 国 蔬 菜 产 业 经 济 热 点 的 研 究 综 述[J]. 江 西 农 业 学 报，2017，29（4）139－145. 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