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豫西高山夏季番茄育苗温度适宜度定量评价

2019-03-28李胜利周利杰牛旭旭余路明

农业工程学报 2019年4期
关键词:根际平原坐果

李胜利,李 阳,周利杰,牛旭旭,余路明



豫西高山夏季番茄育苗温度适宜度定量评价

李胜利,李 阳,周利杰,牛旭旭,余路明

(河南农业大学园艺学院,郑州 450002)

高温是夏季蔬菜育苗的主要障碍因子,利用高海拔地区夏季气候冷凉优势,发展适地育苗是优化蔬菜种苗基地布局的重要方向。为了科学利用高山夏季气候优势,探明夏季高山育苗的温度适宜性及对幼苗生长的影响,该文以番茄为试材,于2016、2017两个年度,分别于高海拔(海拔998 m)和平原地区(海拔98 m)的同一类型的塑料大棚内进行了4茬育苗试验。运用温度适宜度模型和游程理论对温度特征进行了定量分析,探讨了气温和根际温度适宜度与番茄幼苗生长的关系。结果表明:夏季高山育苗设施内气温和根际的夜间均温比平原分别低了16.14%、18.99%,差异达极显著水平。育苗期间高山温度适宜度为 163.64%(白天+夜间+根际),是平原的2.23倍;不适宜度为13.34%(白天+夜间+根际),比平原降低了88.73%。播后28 d,高山番茄幼苗全株干物质积累量是平原的1.39倍,壮苗指数是平原的1.34倍,可溶性糖含量比平原高37.91%,根系活力比平原提高了65.42%。白天温度适宜度与幼苗干物质(=0.774)及地上干质量(=0.773)的积累量,夜间温度适宜度与根冠比(=0.934)及地下干物质(=0.808)的积累量相关性均达极显著水平。高山培育的番茄幼苗定植后开花节位显著减低,开花数、坐果数和坐果率显著增加。综上,夏季利用高海拔地区气候冷凉优势是培育蔬菜壮苗的有效的途径,该研究为高海拔地区夏季开展蔬菜集约化育苗提供了参考。

温度;模型;育苗;番茄幼苗;高山;平原;温度适宜度

0 引 言

秧苗质量直接影响到作物的最终产量和品质。在现代农业体系中,蔬菜工厂化育苗已成为不可或缺的重要环节之一[1]。利用温室等可控环境设施进行蔬菜秧苗的培育是目前主要的集约化育苗手段[2]。番茄秋延后和越冬茬栽培幼苗培育期恰逢夏季高温时节,高温胁迫成为培育壮苗的主要障碍因子[3]。番茄幼苗长期处于高于33 ℃的环境中会导致活性氧积累[4]、光合受阻[5],质膜降解[6]、蛋白质变性和蛋白质合成受阻[7-8]等一系列代谢反应,进而造成根系生长不良、营养生长停滞,花芽分化差、花药败育等问题[9-11]。夏季设施常用的降温措施有通风、遮阳、蒸发冷却与湿帘风机等,其中后两者降温效果较好,但其成本相对较高,另一方面易造成设施内湿度过高[12-14],导致番茄灰霉病、叶霉病等多种病害的发生和蔓延[15-16]。为降低能耗,利用高山独特的冷凉气候优势发展适地育苗是一个重要的途径。河南豫西高海拔区域地势平坦、夏季雨水资源丰富,是河南省规划的夏季蔬菜生产重点区域和育苗优势区,探明高山小气候的特征是科学利用其优势的基础。有关高山地区设施小气候的研究前人做了一些研究。张志伟等[17]结合气候资源方面分析不同的海拔高度高山蔬菜生产季节内积温随高度的变化特征,推算当地蔬菜的适宜种植高度范围;张明洁等[18]通过对影响日光温室蔬菜生产的外界气候因素进行适宜性的划分,采用加权指数求和的评价方法建立综合气候适宜性区划指标模型,在利用层次分析法对区划指标进行量化分析确定其权重的基础上,借助GIS技术,得到北方地区日光温室发展的气候适宜性区划图;阳威[19]以辣椒和萝卜为例,引入蔬菜生育期模拟模型,定量研究不同海拔高度辣椒、萝卜生育阶段内的温度不适宜度变化规律,确定了鄂西南山区辣椒、萝卜的适宜种植高度和种植期;魏瑞江等[20]将黄瓜设施内的气温、相对湿度、太阳辐射进行适宜范围和黄瓜生长的各个时期进行划分,建立适宜度模型,得出黄瓜的产量与适宜度之间呈正相关。

前人的研究成果为高山地区科学利用小气候研究提供了宝贵的参考,但针对高山育苗小气候适宜性的研究较为匮乏,其所用的适宜度研究方法存在不足。一是以每天均温作为适宜度的最小计算单位,忽略了一天内温度变化,期间极不适宜的温度会被平均温度掩饰;二是将气温看作整体,没有考虑到日温和夜温对作物生长影响的差异;三是对于植物生长同样至关重要的根际温度关注较少。为了更精准地揭示设施内温度适宜度对作物生长的影响,本文在前人研究的基础上对适宜度的计算方法进行完善,一是以小时为适宜度计算的最小单位,挖掘被日均温掩盖的数据;二是分别分析气温、夜温和根际温度的适宜度与幼苗生长的关系;三是引入游程模型来定量分析温度不适宜的时段、性质及程度。旨在优化适宜度模型和探明高山地区夏季育苗的温度特征,为优化设施育苗模式和实施科学精准调控提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验分别选择高山(河南省三门峡市思瑞达农业种植有限公司苏村基地,海拔998 m,位于110°95′E,34°43′N)和平原(河南农业大学毛庄科教园区,海拔98 m,位于113°35′E,34°58′N)2个地区进行,采用统一规格和覆盖材料的塑料大棚(长100 m,跨度8 m,矢高3.5 m),统一规格的72孔穴盘。供试品种为罗拉(以色列海泽拉公司提供)。

育苗历经2016-2017两年的最热月(7、8月),每年期间育两茬苗,共4茬。2016年育苗时间为6月25日-8月28日,2017年育苗时间为6月20日-8月28日。育苗过程中两地正常的水肥管理一致,高山地区采用自然通风,平原地区采用常规的湿帘风机进行强制通风降温。每茬育苗试验结束后,每个处理选取生长一致的幼苗定植于河南农业大学毛庄科教园区塑料大棚内,行距70 cm,株距40 cm,每个小区面积100 m2,重复3次。肥水按照常规的方法管理。

1.2 试验数据监测

1.2.1 温度数据测试

本试验共设置2个处理,处理1(M);番茄夏季高山育苗;处理2(P):番茄夏季平原育苗。

据育苗塑料大棚的长度和跨度平均分布15个温度测点,于大棚横向10、30、50、70、90 m处和纵向1、4、7 m处设置温度测点。温度的探头分别放置于幼苗冠层处和基质3 cm深处,每隔1 h记录一次数据,以这15个点温度的平均值为文中所用温度值。监测仪器为JZRG-II建筑热工温度与热流自动测试系统记录仪(锦州阳光气象科技有限公司提供)。

1.2.2 番茄幼苗指标的测定

在播种后的第14天、21天、28天分别从2个处理中取样测定幼苗的株高、茎粗(子叶节下部)、壮苗指数(茎粗/株高×全株干质量)、干物质量、根冠比、生长速率、根系活力及可溶性糖、叶绿素指标;株高采用直尺测量:茎粗采用游标卡尺测量;干质量采用烘干至恒质量称量的方法。根系活力的测定采用TTC法;叶绿素含量采用混合液提取法[21];可溶性糖采用蒽酮比色法;叶绿素含量用日本Minolta生产的叶绿素仪(SPAD-502)测定,每次取取5株,每株取3个叶片测定,结果取平均值。

1.2.3 定植后开花坐果情况调查

定植后从6叶期进行开花情况的观察,之后每隔3天调查一次番茄开花及坐果情况,开花以花瓣展开45°角为准,坐果以果实直径3 cm并且果实光泽度较好为准,并计算坐果率[21]。

1.3 数据处理与分析方法

本试验将温度分为白天(6:00-19:00)、夜间(0:00-6:00和19:00-24:00)和根际(0:00-23:00)温度。文中的日均温为24h的平均值,白天均温,夜间均温为白天和夜间的平均温度,昼夜温差为一天中的最高温与最低温的差值,高温历时为超出白天最高温度的时数。文中的最低、最高和最适温度取文献值[22](表1)。

表1 番茄幼苗所需的最低、最高、最适温度 Table 1 Minimum, maximum and optimum temperatures for tomato seedlings ℃

1.4 数据处理

数据采用DPS软件进行数据分析,并应用最小显著差数法(LSD)进行显著性差异分析(<0.05);温度适宜度的计算采用建模专用的Matlab程序软件进行编程计算分析与绘图;将适宜度划分为适宜、次适宜和不适宜3个等级。按照最优分割法将[0,1]分为3段,则节点为0.3和0.7,划分如下:白天气温、夜间气温、根际温度和综合温度适宜度划分:≥0.7为适宜;[0.3,0.7)为次适宜;<0.3为不适宜。温度适宜度与幼苗指标的相关性分析,检验进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 育苗期间高山和平原地区设施内温度基本特征比较

整个试验期间高山的温度显著低于平原。2017年度测试结果表明,高山的气温日均温、夜间均温比平原分别低11.54%,16.14%,差异达显著水平;昼夜温差是平原的1.84倍,平均最高温度和平均最低温度分别比平原低2.41,5.01 ℃;日均高温历时比平原低1.77 h(表2);高山的根际日均温、夜间均温比平原分别低12.75%,18.99%,差异达显著水平;昼夜温差是平原的1.70倍,平均最高温度和平均最低温度分别比平原低2.70 ℃,7.71 ℃;日均高温历时比平原低7.74 h(表2)。晴天,阴天和雨天的温度变化曲线可看出,2个处理的变化趋势一致,且平原的温度一直高于高山的温度,最高温分别是高山的1.12、1.18、1.33倍(图1)。

2.2 高山与平原温度游程特征比较

据游程理论[23-25],计算得到的温度游程值见表3。由表3可看出,白天、夜间、根际温度的游程值,高山的均小于平原。2017年测试数据显示,白天平原的平均高温历时分别为12.8,3.87 h,比高山分别高2.87,0.9 h;25 ℃截取水平下,平原的高温烈度和高温强度分别为5.43 ℃,0.42 ℃/h,高山是平原的34.9%,45.23%;33 ℃截取水平下,平原的高温烈度和高温强度为2.57 ℃,0.66 ℃/h,高山是平原的32.3%,42.42%。2017年测量数据表明,夜间平原平均高温历时为10,7.63 h,比高山分别低0.53,6.66 h;17 ℃截取水平下,平原的高温烈度和高温强度为3.28 ℃,0.33 ℃/h,高山是平原的68.29%,69.7%;25 ℃截取水平下,平原的高温烈度和高温强度为8.82 ℃,1.25 ℃/h,高山是平原的12.59%,92%。2017年,根际平原的平均高温历时为21.57,9.63 h,比高山分别低9.2,3.56 h;22 ℃截取水平下,平原的高温烈度和高温强度为6.08 ℃,0.28 ℃/h,高山是平原的48.85%,85.71%;28 ℃截取水平下,平原的高温烈度和高温强度为1.89 ℃,0.2 ℃/h,高山是平原的50.26%,80%。表明高山的白天、夜间和根际温度番茄幼苗所遭受的高温强度均低于平原。

表2 试验期间高山与平原设施内总体温度特征 Table 2 Temperature characteristics in greenhouse at alp and plain during experiment

注:数据表示15个测点的平均值±标准误;同一列不同字母表示在<0.05水平差异显著,下同。日均温、白天均温、夜间均温、昼夜温差均为两个育苗周期的均温;平均最高温度、平均最低温度为日均温中的最大值和最小值;日均高温历时为育苗期内每日高温历时/小时数。

Note: The results are mean±standard error (=15); The different letters in the same data column denotes significant difference (<0.05) by LSD, the same as below. The average diurnal temperature, average day temperature, average nighttime temperature and different temperature between day and night are all average temperatures in July and August; maximum average day temperature and minimum average day temperature are the maximum and minimum values in average diurnal temperature; daily mean high temperature is high temperature duration per days.

图1 典型天气条件下高山与平原的温度变化情况

表3 高山与平原环境下番茄育苗期温度游程特征值 Table 3 Run feature values of temperature in alp and plain conditions

2.3 高山与平原不同育苗环境对幼苗的影响

表4反映了番茄幼苗在不同温度条件下整个育苗周期番茄幼苗的株高、茎粗、幼苗干质量的生长情况。在播后28d,株高、茎粗、全株干质量分别是平原的1.21,1.16,1.39倍;生长速率比平原高出39.52%,壮苗指数是平原的1.34倍。表4反映了整个育苗周期不同温度条件下对番茄幼苗可溶性糖含量、根活和SPAD值的影响,高山的可溶性糖含量显著高于平原。在播后28 d,可溶性糖含量高山比平原高出37.91%;根系活力高山比平原提高了65.42%;SPAD值高山比平原高出9.02%。综上表明整个育苗期高山的番茄幼苗质量高于平原。

表4 高山与平原不同播种后天数条件下番茄幼苗生长及生理指标的情况

2.4 气温适宜度模型

2.4.1 温度适宜度的计算

为了定量评价夏季育苗设施内温度对番茄幼苗的适宜程度,参照前人研究成果,通过式(1)建立设施内温度适宜度模型[18-20,26]

式(1)中,()为番茄温度适宜度,为平均气温,℃;tt和0分别为番茄幼苗各发育时期所需的最低、最高和最适气温。式(2)中日为日温度适宜度,为一天中气温的观测次数。

温度大于最大值,小于最小值时,适宜度的值为0;温度在适宜温度的范围值之间时,适宜度的值为1。

依据番茄幼苗生长发育期所需的最低、最高和最适温度[22],结合张波等[27-29]的研究成果,由温度的最高、最低、最适温度基数绘出设施内番茄幼苗对温度适宜度的变化过程(图2)。图中可以看出,日为0~1变化的分段函数,它反映了温度条件从不适宜至适宜再至不适宜的过程。

图2 白天、夜间、根际温度适宜度的变化过程

2.4.2 温度适宜度不同等级的百分比

由表5反映了整个育苗期间气温适宜度处于适宜、不适宜和次适宜3个等级中所占的比例。可以看出,白天高山气温和根际温度适宜度所占比例均高于平原地区、不适宜度所占比例均低于平原地区。育苗期间高山总体适宜度(白天+夜间+根际)为163.64%,是平原的2.23倍;而不适宜度仅为13.34%,比平原降低了88.73%。其中夜间温度适宜度和不适宜度的差异更为明显,夜间高山气温适宜度所占比例为75%,而平原地区的温度适宜度仅有1.67%,前者是后者的44.91倍,高山不适宜度所占比例只有6.67%,平原区的不适宜度则高达的95.00%。从典型天气条件下(表6)可看出,白天气温适宜度和根际温度适宜度,高山和平原地区均表现为晴天<阴天<雨天,而平原地区夜间气温不适宜度三者天气情况下均达到了100%。说明在育苗期间,应该加强晴天时的温度调控,而平原的夜间温度则为温度调控的重点。

表5 高山与平原番茄育苗期间温度适宜度不同等级出现时数的百分比

表6 典型天气下高山与平原番茄育苗期间温度适宜度不同等级出现时数的百分比

2.5 温度适宜度与番茄幼苗形态指标的关系

通过育苗期间温度适宜度与番茄幼苗形态指标之间的相关性分析(表7)可知,白天气温适宜度与番茄幼苗地上、全株干物质积累量和壮苗指数的相关系数分别为=0.773、=0.774和=0.657,均通过(0.05)的显著性检验,且相关性显著。夜间气温适宜度与幼苗地下干质量和根冠比的相关系数分别为=0.808和=0.934,均通过(0.01)的显著性检验,且相关性达极显著。表明白天气温适宜度有利于地上干物质的积累,而夜间气温适宜度有利于地下干物质积累和根冠比的提高。

表7 育苗期间温度适宜度与番茄幼苗形态指标之间的相关性分析

注:为相关系数;为值;*表示在0.05水平上差异显著;NS表示在0.05水平没有差异。

Note:is correlation coefficient;isvalue; *: Statistically significant at 95% confidence level; NS: not significative.

2.6 高山和平原番茄幼苗定植后开花及坐果情况

由表8中可以看出,高山和平原地区培育的番茄幼苗定植后的开花节位、开花数和坐果数有较大差异。2年的田间定植试验的表现趋势一致,与平原地区培育的番茄幼苗相比,高山培育的番茄幼苗定植后第一花序和第二花序的开花节位显著降低,开花数、坐果数和坐果率显著增加。2016和2017年2个试验季节,高山与平原番茄幼苗对比,定植后前者第一花序和第二花序的平均坐果数分别提高了179.5%和80.8%,平均坐果率分别提高了29.0%和15.4%。

表8 高山与平原番茄幼苗定植后开花坐果情况调查结果

3 讨 论

3.1 高山区域有效降低了夏季育苗期间的温度

通常随着海拔的逐渐上升会有相应的物候差产生,气温呈现规律性的降低。邱正明等在鄂西南山区不同海拔进行的小气候观测表明,在一年中温度最高的7月和8月间,日平均温度≥30 ℃或日最高气温≥35 ℃的高温天气日数,海拔174 m为30.8 d,400 m为26.0 d,海拔800 m以上基本上不出现高温天气,是喜温蔬菜最佳种植带[30]。随着温室效应的日益加剧,全球气温不断升高,特别是夏秋季设施栽培易出现异常高温[31-32]。蔬菜秋延后和越冬茬栽培中育苗正值夏秋高温季节,番茄生长的适温范围为15~33 ℃,高于30 ℃时番茄幼苗就会徒长,生长发育不良,35 ℃以上时番茄幼苗生长发育就会受到严重阻碍[33]。夏季平原地区在缺乏完善环境调控的情况下,设施内温度在大部分时段超过40 ℃,高温或亚高温胁迫是影响夏秋季蔬菜集约化育苗的关键因素之一[34]。高山育苗也正是利用了山地气温随高度增加而降低的规律,本试验育苗期间,高山条件下幼苗冠层平均气温和根际温度分别为25.45和24.84 ℃,气温和根际日均高温历时只有2.10和3.59 h,温度适宜度为平原的2.23倍。这些温度条件的改善是夏季培育壮苗的基础,表明在豫西海拔998 m的高山地区是夏季番茄集约化育苗的适宜区域。

3.2 高山环境条件下提供了更为适宜的昼夜温差

在日均温度相同条件下,昼夜温差对番茄的干物质积累[35],花芽分化[36-37]均有显著影响,前期对幼苗进行温差处理还会对番茄成株期的生长发育、产量和品质产生间接影响[38-40]。毛丽萍等[40]研究发现,保持昼夜温差6 ℃是番茄植株物质积累、花芽分化和产量形成的平衡点,有利于番茄的营养生长和产量形成。本试验中高山地区设施内气温和根际温度的昼夜温差分别为7.43和7.04 ℃,而平原地区气温和根际温度的差异则仅有4.04和1.89 ℃。夏季园艺设施内的高气温常常导致植株根区温度过高,蔬菜集约化育苗普遍采用穴盘育苗,由于根系生长空间的限制幼苗更容易遭受逆境胁迫[8-9],过高的根际温度严重影响了幼苗对水分和养分的吸收,致使幼苗根冠比降低,幼苗质量下降[10-12]。高山环境下根际温度不适宜度所占百分率为0,这为根系生长提供了适宜的环境条件。适宜的夜温有助于降低呼吸消耗,增加幼苗干物质积累,夜间温度适宜度与根冠比(=0.934)及地下干物质(=0.808)的积累量呈现极显著的相关性分析结论也印证了这一点。番茄在幼苗期已开始花芽分化,花芽分化质量是衡量幼苗健壮与否的一个重要指标。营养生长和营养物质的积累是花芽分化的物质基础,花芽的分化和发育是一个形态建成过程,是一定量的营养积累以及外界环境诱导综合作用的结果,幼苗期的适宜的昼夜温差是影响花芽分化的重要环境因素[41-42]。高山培育的番茄幼苗定植后第一花序和第二花序开花数、坐果数和坐果率均高于平原地区,这对于保证番茄的前期产量有很重要的作用。以上说明高山地区较大昼夜温差是培育番茄壮苗的优势所在,在果菜类育苗期间,应该加强夜温和昼夜温差的调控。

3.3 利用温度适宜度模型科学评价小气候特征的方法需要进一步完善

如何定量评价环境对作物生长发育的影响,科学利用不同地区的自然优势资源,同时实现精准的设施环境调控,对于设施农业的发展具有重要意义。不少学者应用模糊数学理论,建立了不同作物的小气候适宜度模型,通过实际验证证明了这种评价方法的科学性,为设施的智能化管理和小气候资源的科学利用提供了依据[19,20,27-30]。番茄幼苗干物质积累和壮苗指数与温度适宜度的高度相关性也验证了这种方法的科学性。科学的适宜度模型需要详实的小气候测试数据作为基础,以前学者可能受限于小气候资料获得的因素,以日均温作为计算适宜度的基础数据来统计每候或者旬的评价适宜度,这会掩盖掉关键的信息。对于设施农业来说,需要实现每天不同时段环境的精准调控。以小时为适宜度计算的最小单位,同时引入游程模型来定量分析温度不适宜的时段、性质及程度,可以弥补上述存在的不足。通过完善后的分析方法揭示了高山区气温和根际温度高温时间主要集中在10:00-15:00之间,平原区夜间温度的不适宜度高达95.0%,这些时段都是温度调控的关键时段。

幼苗生长是受综合环境因素的影响,尽管试验的高山与平原育苗地属同一个气候区,但不同海拔地区光照强度和光质会存在一定差异,这会对植物生长造成一定的影响[43]。本文在评价温度适宜度与幼苗生长关系的同时模糊了这些因素的效应,实际上在两个区域环境条件下,这些环境因子存在着一定程度的差异。在这个方面需要进一步研究,以更完善的综合小气候适宜度模型进行定量分析和评价。

4 结 论

1)高山地区温度环境更适宜夏季番茄育苗,育苗期间高山的根际温度(日均温、夜间均温)分别比平原分别降低了12.75%,18.99%,根际昼夜温差是平原的1.70倍。番茄幼苗温度适宜度显著高于平原地区,高山区气温的适宜度值是平原区的2.23倍。

2)白天气温、夜间气温和根际温度对番茄幼苗生长的效应存在差异,白天气温适宜度有利于幼苗地上和全株干物质的积累,夜间气温适宜度有利于地下干物质的积累和根冠比的提高。

3)高山培育的番茄幼苗干物质积累量、壮苗指数等显著优于平原地区。播后28 d,番茄幼苗的株高,茎粗,全株干质量依次为11.78 cm、3.86 mm、0.40 g,分别是平原的1.21,1.16,1.39倍,壮苗指数是平原的1.34倍。高山培育的番茄幼苗定植后第一花序和第二花序开花节位显著降低,开花数和坐果率显著提高。

夏季高山适地育苗是培育壮苗的有效途径。但高山育苗时也存在晴天正午前后光照过于强烈,白天空气湿度较低,8月中旬以后随着昼夜温差的加大,夜间幼苗叶片容易出现结露现象,这些是在高山育苗中需要注意的问题。

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Quantitative assessment of temperature suitability of alpine summer tomato seedling in west of Henan province

Li Shengli, Li Yang, Zhou Lijie, Niu Xuxu, Yu Luming

()

Heat stress is well recognized as a major biotic stress that severely limits plant growth worldwide. In particular, high temperature is a main limiting factor in the production of vegetable industrialized seedlings raising in summer. Optimal and stable temperature is an important factor for plant growth and metabolism. Tomato is thermophilic, but it cannot withstand high temperature. Hence, how to lower the temperature is an urgently problem that needed to be solved. The low temperature at high altitude localities provided an opportunity to develop the vegetable industrialized seedlings raising production in summer. Raising vegetable seedlings at high altitude is more economical compared with some cooling methods (e.g., forced ventilation, fan/pad system, mist/fog system, roof cooling, mechanical cooling technology system, aquifer coupled cavity flow heat exchanger system, and earth-to-air heat exchanger system) depending on energy consumption. Furthermore, it also provided a new direction to select a suitable location for vegetable industrialized seedlings raising. The objective of this study was to investigate the temperature suitability of the summer alpine seedlings and the effects of high-altitude temperature on tomato seedling growth. During 2016 and 2017, several experiments were performed within four cropping seasons using tomato (L. Roller) seedlings in the same type of plastic greenhouses at two altitudes, respectively at high (998 m) and low (98 m). Then, temperatures of the alp and plain were measured during tomato seedlings growth. In addition, temperature characteristics were analyzed using the temperature suitability model and run-length theory. Finally, the relationship between air and root-zone temperature and tomato seedling growth were determined by path analysis. In summary, the results showed that the average air and root-zone temperature of night at high altitude significantly (<0.05) decreased by 16.14% and 18.99%, respectively, in comparison to the plain. More importantly, the average duration of daily maximum temperature decreased by 7.74h at alpine greenhouse in comparison to plain greenhouse. Consequently, raising tomato seedlings at alpine greatly alleviated the damage of high temperature on seedlings. The temperature suitability and temperature unsuitability were 163.64% (daytime+nighttime+root-zone) and 13.34% (daytime+nighttime+root-zone) at high altitudes, which increased by 2.23-fold and decreased by 88.73%, respectively, in comparison to the plain. Furthermore, compared to the plain, the whole plant dry weight, and the seedling healthy index of 28-days-old tomato seedlings growth at high altitude were significantly (<0.05) increased by 1.39-fold, 1.34-fold, respectively, the soluble sugar content and root vigor significantly (<0.05) increased by 37.91% and 65.42%, respectively. The day temperature suitability had an extremely significant correlation with the plant dry weight (=0.774) and shoot dry weight (=0.773).The night temperature suitability had extremely significant correlation with the root/shoot ratio (=0.934) and root dry weight (=0.808), respectively. Compared with the plain, tomato seedlings grown at high altitude had a significant lower flowering node position, and increased numbers of flowers, fruit and fruit set rate after transplanting. In conclusion, this study indicated that raising tomato seedlings at high altitude is an effective method to alleviate high temperature stress and promote tomato seedling growth during summer season.

temperature; models; seedling; tomato transplants; high alp; plain; temperature suitability model

李胜利,李 阳,周利杰,牛旭旭,余路明. 豫西高山夏季番茄育苗温度适宜度定量评价[J]. 农业工程学报,2019,35(4):194-202. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.024 http://www.tcsae.org

Li Shengli, Li Yang, Zhou Lijie, Niu Xuxu, Yu Luming. Quantitative assessment of temperature suitability of alpine summer tomato seedling in west of Henan province[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(4): 194-202. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.024 http://www.tcsae.org

2018-06-29

2019-01-11

河南省大宗蔬菜产业技术体系项目(S2010-03-03)

李胜利,教授,博士,主要从事集约化育苗方面研究。 Email:lslhc@yeah.net

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.024

S626.4

A

1002-6819(2019)-04-0194-09

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