溫室黃瓜果實(shí)鮮質(zhì)量非破壞性測定方法研究

趙大球 ，高海潔 ，倪紀(jì)恒 ，徐強(qiáng)，陳春宏 ，陳學(xué)好

（1.揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州，225009；2.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，上海設(shè)施園藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

黃瓜（Cucumis sativusL.）是一種世界性的重要蔬菜，也是我國目前種植范圍最廣、栽培面積最大的蔬菜之一。黃瓜果實(shí)鮮質(zhì)量是黃瓜產(chǎn)量形成的基本因素，是栽培、育種研究的重要指標(biāo)之一。黃瓜果實(shí)質(zhì)量約占植株總干質(zhì)量的60%或總鮮質(zhì)量的80%[1]。在果實(shí)生長發(fā)育的研究中常需要對同一果實(shí)進(jìn)行連續(xù)觀察測定，在此情況下，果長和果徑或果周長可以直接測量，而果質(zhì)量（包括鮮質(zhì)量和干質(zhì)量）無法直接測定，因此難以對果實(shí)生長發(fā)育的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究。

果實(shí)鮮質(zhì)量的測定一般分為破壞性測定與非破壞性測定2種。破壞性測定必須在果實(shí)采收以后進(jìn)行，破壞了植物體本身的源庫關(guān)系，影響研究結(jié)果，也無法對同一果實(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測定。而非破壞性測定方法可以在黃瓜果實(shí)非離體的情況下，對同一果實(shí)進(jìn)行連續(xù)性的動(dòng)態(tài)測定。關(guān)于對黃瓜植株的非破壞性測定，目前的研究主要集中在黃瓜葉面積[2～4]，但對于黃瓜果實(shí)鮮質(zhì)量的非破壞性測定方法的研究報(bào)道卻很少[5～6]。因此，本試驗(yàn)以溫室黃瓜為試驗(yàn)材料，研究黃瓜果實(shí)鮮質(zhì)量與果長、果徑之間的關(guān)系，建立經(jīng)驗(yàn)性應(yīng)用模型，并通過其他試驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證模型的可靠性與模擬精度，為黃瓜果實(shí)的非破壞性測定提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2007年2～6月在上海市農(nóng)科院農(nóng)業(yè)奉賢園區(qū)的現(xiàn)代化Venlo-型溫室中進(jìn)行，選用荷蘭常規(guī)溫室黃瓜栽培品種“戴多星（Cucumis sativuscv Deltestar）”。50孔穴盤育苗，育苗基質(zhì)為珍珠巖和蛭石，比例為1∶1，在育苗室中進(jìn)行。待黃瓜幼苗長至1葉1心時(shí)定植，采用珍珠巖袋培，單稈整枝，Priva Integro 2715控制系統(tǒng)進(jìn)行溫室環(huán)境和灌溉的管理。從第6節(jié)開始留果，每2節(jié)留1個(gè)果，當(dāng)植株到了采收期時(shí)，每2 d采收1次，測定果實(shí)鮮質(zhì)量、果長以及果徑。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)播期，分別于2007年2月1日，11日，23日播種，分別于2月10日，23日和3月4日定植，采用播期1的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的構(gòu)建，利用播期2、播期3的數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行驗(yàn)證。

1.3 測定項(xiàng)目和方法

采用精度為0.1 g的電子天平測量黃瓜果實(shí)鮮質(zhì)量。黃瓜果實(shí)的果徑和果長分別采用游標(biāo)卡尺和直尺測量，其中果徑為黃瓜果實(shí)直徑的最大值，果長為從黃瓜果實(shí)基部至頂部的長度。

1.4 模型的驗(yàn)證

采用檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜁r(shí)常用的統(tǒng)計(jì)方法——回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差（RMSE）對模擬值和觀察值之間的符合度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。RMSE值越小，模擬值與觀察值的一致性越好，模擬值和觀測值之間的偏差越小，即模型的模擬結(jié)果越準(zhǔn)確、可靠。因此，RMSE能夠很好地反映模型模擬值的預(yù)測性，其計(jì)算公式如下

圖1 果實(shí)鮮質(zhì)量與果實(shí)體積的關(guān)系

式中OBSi為實(shí)際觀測值，SIMi為模型模擬值，n為樣本容量。

2 結(jié)果與分析

2.1 模型的構(gòu)建

通過對播期1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，擬合出2個(gè)經(jīng)驗(yàn)性模型（圖1）。

模 型 Ⅰ ：FW=0.700 8 ×FD2×FL，R2=0.977 4，RMSE=10.18 g；

模型Ⅱ：FW=2.120 1×（FD2×FL）0.7901，R2=0.983 9，RMSE=14.41 g。

其中，F(xiàn)W 為單果鮮質(zhì)量 （g），F(xiàn)D為果實(shí)直徑（cm），F(xiàn)L 為果實(shí)長度（cm）。

2.2 模型的驗(yàn)證

采用播期2與播期3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將果徑和果長輸入到模型Ⅰ和模型Ⅱ中，將模型的模擬值與實(shí)測值采用國際上常用的1∶1圖（圖2）進(jìn)行比較。結(jié)果表明，模型Ⅰ果實(shí)鮮質(zhì)量模擬值與實(shí)測值之間相關(guān)系數(shù)（R2）和回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差分別為0.95和24 g。模型Ⅱ果實(shí)鮮質(zhì)量模擬值與實(shí)測值之間的相關(guān)系數(shù)和回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差分別為0.91和40 g。說明模型Ⅰ能夠很好的模擬果實(shí)的鮮質(zhì)量。

3 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)通過對現(xiàn)代化溫室黃瓜果實(shí)鮮質(zhì)量與體積關(guān)系的研究，構(gòu)建了模型Ⅰ和模型Ⅱ兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)性模型，模型Ⅰ很好的預(yù)測了黃瓜果實(shí)的鮮質(zhì)量，同時(shí)具有參數(shù)少模擬精度高的特點(diǎn)，易于應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。

另外，黃瓜果實(shí)鮮質(zhì)量不僅受到本身源庫關(guān)系的影響，同時(shí)也受輻射、溫度以及水分的影響，本模型的研究目前僅局限于水分、養(yǎng)分充分供應(yīng)的溫室生產(chǎn)中，對于有機(jī)基質(zhì)栽培、大棚栽培和大田栽培的黃瓜來說是否適合，還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行驗(yàn)證。我國幅員遼闊，從南到北都有黃瓜種植，其中栽培品種和栽培方式各不一樣，因此本模型還需要不同品種、地點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。

圖2 果實(shí)鮮質(zhì)量模擬值與實(shí)測值的比較

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