无土栽培作为现代农业中的先进技术,已经有180余年的发展历史.无土栽培摆脱了农业生产依赖于土壤的局限性,开创了一种全新的农业生产方式,使农业生产在时间、空间、产量、品质等方面发挥出无限可能性,必将对解决人类资源、环境、食物三大关键生存问题发挥重要作用.当前,无土栽培已由试验研究全面转入生产应用阶段,其关键技术日渐成熟,生产体系逐步完善,产业规模迅速扩大.本文在分析国内外无土栽培发展概况的基础上,从营养液、栽培基质、栽培系统及其配套装备三方面,介绍了国内外无土栽培取得的技术进步,提出了加强基础理论研究、研制技术标准、研发配套技术、集成轻简化技术、强化营养液循环利用、开发"智慧型"无土栽培技术等重点研发任务,并从绿色、环保、节水、高效、高品质现代农业生产,以及都市、非耕地农业发展等方面分析无土栽培技术的应用前景.

该研究以黄瓜"津春2号"cDNA为模板,采用RT-PCR方法克隆得到黄瓜叶绿素降解关键酶(pheophor-bide a oxygenase,PAO)基因(CsPAO),对其进行亚细胞定位观察,并采用实时荧光定量PCR技术和生物信息学技术,分析了CsPAO基因的表达模式及其编码蛋白的特性.结果表明:(1)CsPAO编码545个氨基酸,理论等电点为6.09,蛋白相对分子质量为61.02 kD.蛋白预测发现,黄瓜CsPAO属于不稳定蛋白,具有2个蛋白结合位点,且存在跨膜现象.(2)荧光定量PCR结果表明,CsPAO基因表达响应水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和赤霉素(GA3)的调控,在高温(42℃)和低温(4℃)处理下CsPAO基因的表达量显著上升并达到最高,但黑暗处理对CsPAO基因表达没有影响;在黄瓜不同组织中花的表达显著高于根、茎、叶、萼、须、果.(3)亚细胞定位结果表明,CsPAO蛋白定位于叶绿体内.(4)系统进化树分析显示,黄瓜CsPAO与葫芦科植物苦瓜、西葫芦、南瓜、笋瓜等亲缘关系较近.本研究结果为进一步揭示黄瓜叶绿素降解的分子机制奠定了基础.

为明确不同盐分浓度胁迫下,菌根化育苗对加工番茄全生育期的生长和生理特征的影响,采用盆栽试验,设置轻、中、重度盐渍化土壤,及菌根化育苗与非菌根化育苗,共6个处理组合,即非菌根化苗+轻度(T1)、菌根化苗+轻度(T2)、非菌根化苗+中度(T3)、菌根化苗+中度(T4)、非菌根化苗+重度(T5)、菌根化苗+重度(T6),研究不同处理在全生育期,菌根化育苗对盐胁迫下加工番茄植株生长及生理特征的影响.结果表明:盐胁迫造成加工番茄植株生长及干物质积累障碍,而菌根化育苗处理能缓解这种抑制作用.同时,菌根化育苗处理能够增加菌根侵染率和菌根依存度.与非菌根化育苗相比,菌根化育苗提高了番茄植株的N、P、K含量.整个生育期,T2处理植株体内N含量较T1处理提高5.2％～8.6％;T4处理较T3处理增加5.6％～8.8％;T6处理比T5处理提高5.2％～11.9％.在整个生育期,P含量变化表现为先升高后下降趋势,T2、T4和T6处理较T1、T3、T5提高了0.6％～24.8％.K含量在苗期至收获期,T2较T1处理最高增加了10.29 g?kg-1,3种盐渍化土壤中,菌根化育苗处理与非菌根化育苗处理相比,地上和地下部K+/Na+增加11.1％～39.3％.不同盐渍化土壤中加工番茄产量及品质均表现为菌根化育苗处理高于非菌根化育苗处理,且随盐渍化程度的加深而下降.表明菌根化育苗能缓解盐胁迫对加工番茄株高、茎粗及干物质积累的抑制,并提高植株对养分的吸收,进而提高加工番茄产量及品质.这些结果既可为加工番茄耐盐育苗生产提供技术指导,又能为干旱区加工番茄可持续发展提供理论依据.

研究大跨度薄膜温室在长江流域的适应能力,为生产实践提供理论指导.对比研究大跨度薄膜温室(LPG)和3连栋塑料温室(TPG)的室内空气温度、相对湿度、光照度变化,构建基于辐热积的作物生长模型.结果表明,冬季LPG与TPG相比,日平均气温高1.6℃、最低气温高4.8℃,温度均匀度较优,光照度均匀度和相对湿度均匀度较差.夏季LPG的遮阳网展开后,比TPG日平均气温低3.0℃,平均相对湿度高5.5％,平均光照度低11500 lx,LPG的温度、光照度和相对湿度的均匀度均优于TPG.越冬茬作物优先级为草莓>蒌蒿>芹菜>莴笋,LPG夏茬作物优先级为香菜>蕹菜>小白菜>苋菜.LPG冬季保温性能、夏季降温性能均优于TPG,可以满足长江流域栽培需要.建议冬季栽培草莓,夏季栽培香菜,可获得最大经济效益.

过量施用氮肥会降低作物品质且危害环境,如何在不减产的情况下降低氮肥施用量成为农业发展中亟待解决的问题.丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizae fungi,AMF)在促进植物营养吸收及生长发育方面发挥积极作用,具有替代氮肥的应用潜力.本试验以叶用莴苣(Lactuca sativa L.var.ramose Hort.)与菠菜(Spinacia oleracea L.)为研究对象,分别设置8个不同氮肥用量处理与5个不同AMF菌剂用量处理,筛选出叶用莴苣和菠菜生长最好的纯氮用量分别为6.0 kg·hm-2和8.0 kg·hm-2,AMF用量分别为200 g·kg-1和175 g·kg-1.用AMF替代不同比例的氮肥用量,研究AMF对叶用莴苣和菠菜氮肥用量的减施效果.结果表明,基质栽培条件下,在不降低全株鲜质量的前提下,基质中分别添加200 g·kg-1和175 g·kg-1 AMF可减少叶用莴苣40％和菠菜60％的氮肥用量,即叶用莴苣和菠菜氮肥用量分别为3.6 kg·hm-2和3.2 kg·hm-2时,植株生长不受影响.试验结果为叶用莴苣和菠菜氮肥减施和高品质栽培提供了新途径.

为缩短木薯渣发酵周期,提升木薯渣基质产品质量,该研究以木薯渣为试验材料,对其自然发酵的4个关键时期微生物进行分离、鉴定,并探讨复合微生物菌对木薯渣的发酵效果.结果表明,从木薯渣发酵初始期、升温期、高温期和腐熟期,分别分离出30株、54株、25株和32株菌株.将分离出的菌株接种到刚果红培养基上,筛选出具有降解木质纤维素功能的菌株54株.采用16S rDNA与内转录间隔区ITS测序比对的方法,鉴定出与木薯渣发酵密切相关的微生物37株,其中细菌类主要以高地芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌发酵效果最佳,放线菌类、真菌类分别以灰略红链霉菌、绿色木霉菌的效果较好.将上述菌株按比例复配形成微生物菌,发现3种微生物混合后的发酵效果最好,可使木薯渣纤维素质量分数降低到24.4％,且失重率显著高于商业菌剂.这些结果说明微生物之间通过相互协同作用,进一步促进木薯渣的发酵进程,其中以高地芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、灰略红链霉菌、绿色木霉菌复合发酵效果最好.

以耐寒性存在明显差异的6份自交系为材料,采用完全双列杂交法对砧用南瓜耐寒性的配合力进行研究.结果 表明,配合力呈现正向效应时,能够提高砧用南瓜的耐寒性.结合配合力效应值,确定可在南瓜耐寒性育种中加以利用的杂交组合为18C0109×18C0025和18C0025×18C0109.同时,以耐寒性强的南瓜自交系18C0025 (P1)和耐寒性弱的南瓜自交系18C0065 (P2)获得的六个世代(P1,P2,F1,B1,B2,F2)为材料,采用数量性状主基因+多基因的世代联合分析法,对砧用南瓜耐寒性的遗传特性进行了研究.结果 表明,砧用南瓜的耐寒性遗传以主基因遗传为主,遗传率在F2中最大,且F2代受环境影响较小,适合于晚期世代进行选择,同时,表明南瓜耐寒性的遗传符合“两对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因”模型.

选择耐盐性不同的6份砧用南瓜(Cucurbita moschata)自交系为材料,采用完全双列杂交法对杂交后代耐盐性的配合力进行分析,研究砧用南瓜耐盐性遗传规律.结合各配合力的分析,在36个配制组合中,选出较为优良的配制组合18C0077×18C0005、18C0077×18C0046、18C0077×18C0049、18C0024×18C0046、18C0024×18C0049、18C0024×18C0026.同时,以耐盐性强的砧用南瓜自交系18C0077(P1)和耐盐性弱的砧用南瓜自交系18C0005(P2)配制得到的6个世代(P1、P2、F1、B1、B2和F2)为材料,利用数量性状遗传模型进行砧用南瓜耐盐性的遗传分析.结果表明,砧用南瓜耐盐性的遗传符合"2对加性显性-上位性主基因+加性-显性多基因"模型.砧用南瓜各世代耐盐性主基因遗传率在34.62％～62.08％之间,以主基因遗传为主,且主基因遗传力在B1中最高,适合在早期世代进行选择.

为明确菌根化育苗基质对不同盐渍化土壤盐分及养分的影响,以加工番茄"屯河5501号"为试验材料,采用轻度、中度和重度盐渍化土壤进行盆栽试验.研究加工番茄苗期、花期、坐果期、果实膨大期及收获期时,菌根化育苗基质对不同盐渍化土壤盐分、土壤有机质及速效养分的影响.结果显示:菌根化育苗处理的盐分含量均低于非菌根化育苗处理,且花期到坐果期时,在轻度和中度盐渍化土壤中存在显著性差异,分别降低了7.2％、9.9％和11.3％、22.5％,pH值随着生育期的递增逐渐增加.土壤中有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量均表现为重度盐渍化土壤>中度盐渍化土壤>轻度盐渍化土壤,重度盐渍化土壤较轻度盐渍化土壤中各指标含量最高分别增加了14.4％、102.2％、40.4％和43.1％,且非菌根化育苗处理高于菌根化育苗处理,并随着生育期的递增呈下降趋势.番茄产量随着盐渍化程度的加深逐渐减少,但在轻、中、重3种盐渍化土壤中,菌根化育苗处理的产量均高于非菌根化育苗处理,分别增加了11.8％、14.5％和13.2％.菌根化育苗基质可减少不同程度盐渍化土壤中盐分的积累,促进土壤矿质养分的转化,减轻盐胁迫对作物的危害,通过菌根促进盐胁迫中植株对矿质营养的吸收,促进植株生长,增强植株对盐胁迫的耐性,最终提高产量.

21世纪以来,我国设施园艺取得了长足进步,已经成为全世界设施园艺面积最大的国家,占世界总面积的85％以上,在农业和农村经济发展、乡村振兴中发挥着越来越重要的作用.本文从我国园艺设施的类型、种植结构、规模、效益和国民经济中的地位等方面,简述我国设施园艺发展概况,并总结了我国设施园艺在工程装备、地域分布、标准化、节本增效、连作障碍防控、无土栽培、物联网等方面取得的主要成就,概括了我国设施园艺的主要特点,同时从产业布局、装备水平、产品质量、科技支撑、社会服务水平、生产效益、产品保鲜加工等方面分析了我国设施园艺发展进程中存在的问题和不足,最后结合近年来设施园艺领域的技术进步和最新发展动态,探讨了我国设施园艺今后的发展趋势.

为实现固体废弃物资源化应用,减少无土栽培基质生产成本,以黄瓜和番茄为试验材料,将沼渣、醋糟、蛭石按一定比例混配,研究混配基质在黄瓜和番茄育苗与栽培中的应用效果.试验结果表明,混配基质T4(沼渣:醋糟:蛭石=4:4:2)黄瓜出苗率、壮苗指数、根系活力等均较高,分别比对照增加了7.95％、17.65％和32.14％;混配基质T6(沼渣:醋糟:蛭石=2:6:2)番茄出苗率、株高、茎粗、根系活力、壮苗指数等高于其他处理.另外,混配基质T4黄瓜和番茄叶绿素含量和光合速率较高,产量、可溶性糖、可溶性蛋白及维生素C含量最高.综上所述,沼渣混配基质T4和T6可分别作为黄瓜和番茄育苗基质,获得优质壮苗;沼渣混配基质T4可作为黄瓜和番茄栽培基质.

设施园艺源于日本的"施设园艺",西方发达国家称之为温室园艺,我国把在可控环境设施条件下进行园艺作物栽培生产的方式叫做设施园艺.世界设施园艺发展历史悠久,2 000多年前中国就采用透明覆盖物进行时令蔬菜的栽培生产(李式军和郭世荣,2011).18世纪初,玻璃的发明与应用促进了世界设施园艺的发展,英国、法国等相继开始建造玻璃温室用于植物栽培.19世纪中叶至20世纪初,得益于物理学、工程学的快速发展,西方发达国家设施园艺得到较快发展,荷兰于1903年建成世界第一栋玻璃温室用于园艺作物商品化、规模化生产.

茶黄螨又名白蜘蛛、 侧多食附线螨,为世界性害螨,在40多个国家和地区均有发生, 在我国各地的辣椒、番茄、茄子、黄瓜、丝瓜、甜瓜、萝卜、豆类等蔬菜上均有为害, 一般年份的为害损失在10％～30％,严重时达50％以上,有时甚至绝收. 近年来,茶黄螨在设施黄瓜生产中有大发生的趋势,已经成为继蚜虫、 白粉虱、 红蜘蛛、 潜叶蝇之后为害严重的虫害之一.

[Objectives]In order to achieve the annual production of solar greenhouse,a novel solar greenhouse with removable jute fiber back wall(experiment greenhouse)was designed in this study. This paper aims to explore the feasibility of the jute fiber material as the removable back wall.[Methods]The thermal performance,heat transfer characteristics of back walls and indoor thermal environ-ment of greenhouses were studied by using the solar greenhouse with removable jute fiber back wall as the experimental greenhouse and the traditional clay brick back wall greenhouse as control.[Results]In winter,the temperature inside the experimental greenhouse were above 4℃,so the thermal insulation performance of jute fiber wall was good. In summer,after the jute fiber wall were removed,the highest indoor temperature was below 40℃. The temperatures at different layers and the heat flows of back wall surfaces were signifi-cantly affected by indoor,outdoor air temperature and solar radiation,and had the same diurnal variation as indoor and outdoor air tem-peratures. Temperature of each point inside the wall was affected by inner surface temperature. Overall,the temperature declined from inner surface to outer surface at thickness direction.Compared with the clay brick,jute fiber′s thermal storage performance was low,but the insulation effect and the energy utilization was better. [Conclusions]The jute fiber material not only has a good thermal insulation performance,but also has the lower density,so the jute fiber wall is easy to install and disassemble. In addition the jute fiber wall construction and maintenance costs are lower,and overall the jute fiber can be used as a new type material for the novel greenhouse.

控制苗期病害和防止徒长是培育黄瓜壮苗的关键. 传统基质穴盘育苗方法,由于基质养分不足和持水力不高等,造成苗期频繁浇水施肥,从而导致根部病害高发,幼苗徒长,抵抗力降低,给生产带来一定的损失. 醋糟基质养分足,理化性状优良,再结合科学的苗期灌水施肥技术,可有效克服传统基质穴盘育苗的缺点,并能培育出壮苗,因而在生产中得到好评. 经过多年实践,总结出一套黄瓜醋糟基质防病育苗技术,现介绍如下.

Effects of spermidine (Spd) and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) on the growth and photosynthesis of cucumber (Cucumis sativus L.,cv. Jinchun 2) seedlings,fruit yield and quality,microorganism and enzymatic activity in rhizosphere were investigated. The results showed that combined Spd and AMF addition significantly promoted the growth of cucumber seedlings,increased the root activity,fruit production and quality,enhanced nutrients absorption of seedlings. Net photosynthetic rate, actual photochemical efficiency, light quantum efficiency, carboxylation efficiency and light respiration rate of cucumber seedlings were increased by combined addition of Spd and AMF. The abundance of bacteria and actinomycetes in the rhizosphere of cucumber seedlings were increased,but that of fungi was decreased. The activities of enzymes,including sucrase,neutral phosphatase,catalase,and urease,were enhanced. These results suggested that the light utilization efficiency of cucumber seedlings was improved by combined addition of Spd and AMF. The growth substrate has been changed from a low-fertility type caused by fungi to a high-fertility one caused by bacteria. The decomposition and transformation of organic phosphorus and nitrogen in substrate were increased by combined addition of Spd and AMF,and thus could provide more N and P for the growth and development of cucumber,which further led to enhanced seedling growth,higher yield and quality of fruits. Moreover,Spd could increase the infection rate of AMF in cucumber roots,and together they had a synergistic effect on the growth of cucumber. Our results suggest that it is an effective method to enhance the infection rate of AMF by using Spd.

指出了随着生活水平的提高,阳台种植果树日益成为一种时尚,阳台无花果不仅能够观赏也能食用,备受人们的喜爱.探讨了阳台无花果无土栽培的相关技术,以期为阳台无花果栽培提供参考.

以摩西球囊霉(Gm)和根内球囊霉(Gi)为供试菌种,利用丛枝菌根真菌对寄主植物的偏好性,采用寄主植物间作的培养方法,比较了两种丛枝菌根真菌扩繁效果.结果表明,在玉米、万寿菊和三叶草间作的盆栽培养条件下,接种Gmn后的处理促进寄主生长和营养吸收方面效果要好于接种Gi,此外Gm的菌根侵染率、孢子密度及菌丝密度均高于Gi,表明在相同的植物间作培养条件下,Gm较Gi促进植物生长的效果更好,同时Gm的生长速度和扩繁增殖率也快于Gi.

[目的]本文旨在开发一种新型潮汐式无土栽培设施(NSCD).[方法]该NSCD主要包括营养液槽、“Ω”型分隔板、种植区、排液区、“U”型虹吸管、连通管、活动插板以及供水管.以中国传统的潮汐式无土栽培设施鲁SC-Ⅱ型为对照(CK),对NSCD进行了理论和试验分析以探究其物理特性和供水特性,并对NSCD的灌溉水使用效率、种植效果与经济性评估进行了分析.[结果]2种栽培设施未使用和使用过的均具有相似的抗张强度,且使用过的设施抗张强度稍大于未使用的设施.NSCD中水对分隔板的压力要远高于CK中水对分隔板的压力,而水对分隔板的压力是影响供水特性的主要因素.供水过程中,NSCD能在15 min之内快速均匀地供水至基质含水量的80％,完全满足植物根系对水分的需求,因此能极大提高灌溉水使用效率(34.13％).供水期间,不同栽培设施基质里氧气、温度以及水分含量动态变化类似,但NSCD中基质里各参数变化量较大,且当基质中含水量相近时,NSCD中基质含氧量较对照高,供水期间基质里含氧量、含水量以及温度呈显著负相关关系.此外,NSCD还能减少7.77％的建造成本.[结论]NSCD具有良好的供水特性且能提高灌溉水使用效率,是一种经济适用的新型潮汐式灌溉设施.

青枯病是危害番茄的主要病害之一.系统介绍了番茄青枯病的病原与侵染、发病规律、症状诊断,并在此基础上简述了该病的农业防治、生物防治和化学防治技术的研究现状,为番茄青枯病的深入研究和预防提供参考.