全 文 ：第 8卷 第 4期
2 0 0 D年 1 2月
生 态 农 业 研 究
Eco—agriculture Research
Vo1．8
Dec．，
No．4
2 0 O 0
11／
自控温室番
吴元 中
● — 。 — 。 — 。 — 。 一
(上海市气象科学研究所
模拟 * 午 2
李育民 ‘ ．
上海 200030l(上海东海蔬菜示范基地 上海 20]303)
摘 要 使用 CIRAS 1恒携式光告杖测定 了荷兰大型玻璃 自控温室内番茄 光告能力对环境条件
的响应，由宴铡值 和参考文献确定 了有戋参数 ，运用非直角双 曲缝叶面积积分模型模拟温室不 同
气象条件下番茄净光合量 的增减 ，探讨 了提高光告产量 的调控措施 。
关键词温室 坚 荔荔 粉 白艚 渔生
Photosynthetic numerical sim ulation of tom ato producUon In self-controlled greenhouse．W u
Yuanzhong(Shanghai M eteorotogieal Science Institute，Shanghai 200030)t Li Yumin(Shanghai
Donghai Vegetable Demonstration Base，Shanghai 201303)·EAR ，2000十8(4)：17～ 1 g
Abstract The response of photosynthetic ability of tomato plants to circumstance was measured
using the Ciras instrument The related parameters were determined by practical observation value
and reference．By non rectangular hyperbolic photosynthetic model the authors simulated the varia—
tion of net photosynthesis at different meteorological conditions in the Holland large greenhouse
and discussed the modulating measures．
Key words GreenhousetNumerical simulation，Modulation
1 单叶非直角双曲线模型参数确定
使用 CIRAS一1光合仪在荷兰大型玻璃 自控温室 内实地测定了不同 CO 浓度、温度和光
照强度组合下的单叶番茄光合能力 。采用非直角双曲线光响应模型 ，依据本试验测值及参考文
献口]，给出了 和 口取值以及净光合量随CO 浓度及温度变化的函数 ：
! [ +P ]P +{ [P 一(1-O)R ]一只 R )=0 (1)
式中，P 为净光台量 (~mol／m ·s)， 为初始光合效率 ( mo1／ moL·m。·s)， 为光合有效辐射
(~mol／m ．¨s)，P 为最大光合量 (#mol／m z_s)，R 为暗呼吸量 (~mol／m s)。
rp (2)
式中，0为无量纲数，rp、一 分别为气孔阻力和羧化阻力 。将暗呼吸 表征为温度函数 ：
R =R Q 。(7|) (3)
式中，R 为维持呼吸系数 单叶光合量可 由(1)式算出，计算值与实测值的相关系数为 0．8813
(样本数 =43⋯R 。 一0．39)，说明 、口和 P 函数的取值用于描述单叶光合量是可行的。
· 上海市科技 农重点攻关项目 温室环境条件规律揭示及气候生态调控指标的开发 部分研究内容
收稿 日期 ：2000—04 12 改回 日期 ：2000-05—18
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18 生 态 农 业 研 究 第 8卷
2 lm 地面积番茄群体净光合量
将(1)式对叶面积积分，得到单位地面积(1m )上整层叶面积的净光合量表达式 ：
P -p +P 2 (4)
温室内番茄栽培方式为成行稀植 ，如室外有直接辐射，室内地表上总有光斑，表明总有小
部分叶片直接受到辐射 ，为此将叶面积指数分解为 2部分 ，F 是直接受到直射光的叶面积指
数 (0
Tab．1 Relations of photosynthesis on lm ground atea with
CO2 concertiTation，light intensity and temperature
~ kg
L ig ht
强度
inte
／klx
15 ~ 2 0U
。 。
3D Eb ] n$1ty 捃 L0⋯tf日 0n u0
100 10O 一1．32 ． — 1 2 2 ．‘
100 50O 4 44 1． 6 18．I
100 l000 8 65 1． t 2 一I 3．i
5O0 1O0 0．17 ． — I- 7 24．
500 500 9 4g 1． l 6 I2．
2 2 — 3．
1000 lO0 0．5 7 ． 7 23
JD。。 500 l0．5 1．0 l J ． 4 l1．{
l000 i000 16．47 3 1 28． 8 l，
积指数 ，消光系数取常值 ，对应的光合量
为 P 在计算呼吸作用时，对无限生长
型的番茄根 、茎、果的质量绝对值很大 ，
维持其生命 活动的呼吸消耗也较大 ，应
将其叶、根 、茎、果的呼吸都考虑在内 。
番茄种植密度为 2．5株／m ，故将每株叶
面积以及每株各器官干物质量乘以 2．5，
可得 出 lm 地面积上番茄总干物质量。
根据温室 内可能出现的环境变化范围计
算了净光合量值 (见表 I)。CO。、光照强
度和温度各分 3级 ，形成不同组合以比较净光合量的变化。表 1显示 同 1组 CO 浓度，光照强
度趋强 ，净光合量趋大。当 CO 浓度为 lOOmg／kg、光照强度~500klx时．净光合量为正值；光
照强度较弱为 lOOklx时．净光合量为负值 。在同一CO。和光照强度组合中 20~C左右的净光合
量最高，趋向 30℃净光合量趋降，但降幅不大 ；30～40℃时最大光合速率下降很快 ，呼吸消耗
又大 ，二者叠加使净光合量下降很多。2o℃趋向 15~C时净光合量趋降，因最大光合速率下降而
呼吸消耗减少 ，二者相抵 ，导致净光合量下降，但降速低于 30~40℃的表现 。由表 1可知，在 已
给定的环境条件下可随时计算出番茄光合量；在不增施 CO。肥料和不补充新光源下可获得调
控方向及调控量值的大致区间。
3 调控应用
以实际生产为例(见表 2)，1998年 5月 22日9：00～16：o0室 内温度为 t ，高于外界气温 2
～ 4℃，其对应光合量较低，为 P 可运用屋顶喷淋和屋内风扇吹向顶窗强制与外界通风 ，以
达到降温，提高光合量 目的，如表 2中的 t ⋯P 栏所示，其净光合量将大幅度提高 ，这是因为降
温至适宜范围后 ，最大光合量提高，呼吸消耗大幅度降低。1998年 2月 14日10：O0以后光弱 ，
温度较低 ， 值较小，时值冬季，外界晟高温度 9．5℃，室 内烧煤提 高温度 ，净光合量得到改
善。按荷兰专家意见，夜间温度维持在 18～20℃对番茄生长有利，可促进其物质转化、运输和
生长。经过几年实践发现番茄生育时段主要在冬季～春季(12月～翌年 5月初)时段 内，多阴
雨 ，步 日照，温室 内既无人工光源 ，又无 CO 施肥措施 ，白天净光合量较步，若全夜加温维持在
18～20~C，温度 日较差小，呼吸消耗大 ，不利于作物生长发育，阴果现象时有发生，根据计算夜
温每降 2℃，Im 地面积上番茄可减少呼吸量 CO 0．70～2．0~mol／m ·S；每降 4℃，可减少 1．5
～ 3．5p．mol／m S。因此 ，建议后半夜温度控制在 14~15℃较宜 ，这对扩大 日较差，降低呼吸消
耗 ，增加番茄干物质积累和节约能源具有重要作用。如温室 内无人工光源和 CO 施肥，从上海
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第 4期 吴元中等 ：自控温室番茄生产 的光台数值 模拟 l9
表 2 调控实例
Tab．2 M odulating examples
地 区冬春季节实际气候条件出发，进一步计算 了种植密度 由现在的 2．5株／m 减少到 2．0
株／m ，其净光合量不但未减少 ，反而增加 CO 4~10pmol／m ．s．预计产量也会有一定幅度增
加 ，因而建议进行降低种植密度试验，在有限的光源和 CO 资源条件下配以台理的种植密度，
以获取更高的产量。
参 考 文 献
] Rabinowitich E．『．Photosytkesi and Related prof． s．1nterscieace，19 51t2(1)：831～ 1191
2 Pek ing F．W ．T．，“ 口 ．~mu]ation 0f plant growth and crop production．1982．126
《中国生态 农业 学报 》征稿启事
自 2001年《生态 农 业研 究 》学j#期 刊 刊 名改 为《中国 生态 农 业 学报 》，由中国科学
院石 家庄农业现代化研 究所和中国生态经济学会主办，中国科学院科学出版基金资助 、科学出
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在探 索与研究生态农业的理论、方法、技术创新及其动态等，推动学科发展 ，主要刊登生态学、
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