植物种植

当前位置:主页 >>植物种植

胡萝卜种植机械-现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

来源:习南公子|更新时间:2024-01-27|点击次数:

阅读本文前,请关注下,以便以后收取更多有价值的信息!

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

胡萝卜田产量的建立应由多种因素决定。为了明确传统生产条件下胡萝卜生长变异性的主要因素,从3个胡萝卜田的原始观测结果分析了产量和产量成分的时空变化。

这三块田地严格按照生产者的做法耕种,没有任何其他干预或受控方式。在冬季覆盖之前,研究了胡萝卜在收获样品中的相对位置。

分析表明,总根产量和可销售根产量均具有较大差异,这表明需要研究提高胡萝卜生产力的潜力。统计分析表明,根系产量在空间上不相关,这意味着栽培田内样品定位没有影响。

单个根系直径表现出较大的变异性,并且与最近邻的距离密切相关。因此,可销售直径的胡萝卜数量和总根产量受到株间距变化的影响。

为了提高总根产量和可销售直径的胡萝卜数量,我们的研究结果强烈表明,应努力控制平均株距和减少株距变异性。

引言

胡萝卜是一种来自伞形科的两年生蔬菜,产生叶子和根,主要由富含C的同化物组成,这些同化物储存在生长的第一年。

管理做法是提高土壤持水能力、养分保留以及土壤通气和渗透率的关键步骤。胡萝卜对这些波动很敏感,因此会对根系产量和质量产生负面影响。

与大多数作物一样,初始播种条件对根系大小也至关重要,因为它们决定了地块内地下部分的环境。生长的根系可能受到机械因素和养分可用性的限制,这些因素都可能受到土壤异质性的影响。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

胡萝卜的生长也受到邻近植物竞争的影响,从而突出了播种时植物间距的重要性。考虑到这些方面,提高胡萝卜根产量和适销价值的关键挑战是减少胡萝卜单一栽培的根系大小变异性,这是主要基于自上而下研究方法的几项研究的主题。

对异步幼苗出苗、种群密度和种子大小的影响进行了研究,结果表明,植株密度是影响根重变化的主要因素之一,在高密度条件下,异步出苗的影响被放大。枝高的差异也被揭示为胡萝卜植物间竞争的重要组成部分,然后是根重变化的来源。

根据在可变受控条件下获得的数据,还对胡萝卜建立了数学模型,以便量化由单一栽培竞争引起的植物大小的层次结构、评估行内空间根重的增加和描述胡萝卜生长。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

在最近的田间试验中,发现幼苗率和线间距都会显着影响具有确定直径的根的总根产量和恢复率。此外,胡萝卜根的发育和田间可销售产量的建立也可能与许多其他生物或非生物因素有关。

在我们的研究中,我们研究了栽培胡萝卜田在生产条件下的时空变化。这种自下而上的方法有助于更好地了解胡萝卜生长和产量建立所涉及的生物物理过程,并且对于确定影响根产量和根大小变异性的主要因素是相关的。

因此,本研究的目的是(i)确定影响传统生产条件下胡萝卜根产量和产量成分变异性的主要因素,以及(ii)为商业生产提供建议。

为此,在三个收获日期对诺曼底地区不同地点的三块田地进行了原位测量,以描述与两个数据库相关的产量成分,旨在表征单个胡萝卜位置和单个胡萝卜形状。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

1. 材料和方法

1.1. 田间生长条件

该实验是在2016-2017年生长季节进行的,分别位于皮鲁、克雷昂斯和登纳维尔的三个沙质土壤胡萝卜田,本研究分别按其位置命名。

在每个收获日期,每块田地收集180个30厘米行的样品,下图所示,在20月和2月,在先前定义的四个地块上,每个样地相距1 m,在由两个床隔开的五个床上,每行收获三个样品,每个样地相距1厘米。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

2. 收益数据库

2.1. 收获样品的总产量和可销售产量

在每次收获和每个样品时,胡萝卜都根据联合国欧洲经济委员会标准FFV-10进行清洗,称重并手动分类,该标准适用于向消费者提供新鲜胡萝卜品种。

根据主要默认值,手动将不可销售的胡萝卜分为染色,不均匀,并受到胡萝卜苍蝇的攻击。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

2.2. 单个胡萝卜在样品中的位置数据库

在2016年30月收获的每个样品中,每个胡萝卜的中心和直径的位置是通过使用EBImage软件包进行全自动图像处理,从胡萝卜位置确定株间距和距行中心的距离。对每个样品进行目视检查,必要时进行手动校正。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

2.3. 样本中单个胡萝卜的形状数据库

直径和长度是根据2016年2017月和1080年4608月收获的样品洗涤后在收获时拍摄的比例图片估计的,对每个样品进行目视检查,必要时进行手动校正。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

2.4. 数据库之间的一致性

由于每个数据库都是独立建立的,因此我们分析了它们之间的一致性。根据根径的平均值和CV值比较位置和形状数据库。如果根径均值或CV存在显著差异的样品与检测或测量精度有关,则手动校正这些差异。

对于从形状数据库确定的根径CV高于从位置数据库确定的根径CV的一些样品,由于差异与形状图像处理可见的分叉胡萝卜有关,而与位置图像处理无关,因此无法实现校正。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

2.2.5. 数据分析

变异系数用于测量样品和田内产量、密度、大小和距离的变化。使用变异函数评估根产量和根直径的空间相关性,该变异函数显示了两个观测值之间半方差的演变作为它们之间距离的函数。

变异函数是用gstat包建立的。采用线性模型和III.型方差分析测试了相邻距离、直径和位置对根径的影响。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

3. 结果

3.1. 油田一级总产量和可销售产量的时空变化

每个田地每线性米的胡萝卜数量也变化很大,CV在16%至22.5%之间。在Denneville达到的每线性米行的胡萝卜数量低于Pirou和Créances。

样品间差异较大,尽管5月至50月根产量略有增加,但由于违约比例增加,可销售的根产量下降。

事实上,随着时间的推移,胡萝卜违约的比例急剧上升,从11月份的25%收获胡萝卜增加到5月份的6%以上。这种增加主要与15月至5月期间畸形的发生以及染色斑点的出现有关。

虽然在皮鲁和克雷安斯观察到的主要违约是畸形,但丹纳维尔的带点胡萝卜的比例很高。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

3.2. 单个根径的空间变异性和邻源的影响

3.2.1. 根径的空间变异性

在田间尺度上和样品尺度研究了根径的空间变异性。对于这三个位置,单个根径的经验变异函数在田间尺度上显示出稳定的半方差,这意味着根径变异性不依赖于田间胡萝卜的空间定位。

相反,半变异函数在样本尺度上显示出根直径的空间依赖性,因为近胡萝卜对的半方差随距离的增加而增加,当胡萝卜对之间的距离增加时,半方差趋于稳定。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

3.2.2. 相邻对根径的影响

8个田地的播种策略导致该行周围植株分布格局不同。在Denneville使用气动播种机进行的播种,与在Pirou和Créances观察到的非随机每行三行模式相比,使用气动播种机进行的播种导致植物在行中心周围的分布模式更加均匀和分散,后者使用真空蔬菜播种机播种。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

3.3. 根产量变异性与单个胡萝卜数据之间的关系

在本实验中,总根产量与根直径或长度相关。在12月和1月,根产量随平均根径增加,同样,平均根长增加。在给定的样本量下,根产量的差异与平均根直径或长度呈线性相关。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

4. 讨论

本研究旨在通过时空分析以及从提供单个根系特征的数据库中面对具有胡萝卜位置和胡萝卜形状的产量和产量成分,来揭示根产量和可销售率变化的原因。

4.1. 相邻特征决定了根系的生长

许多竞争关系可能涉及亲密个体之间成长的异质性。植物性情的显著差异可能是植物之间竞争的一个因素,光的分布不均,土壤养分资源分布不均。

与后一项使用固定在10厘米的行间距的研究相反,在我们的条件下,边缘线的植物和中心线的植物之间以及边缘行的植物和中央行的植物之间没有观察到平均根直径的差异。

此外,没有观察到密度对分离的胡萝卜直径的影响,这表明在我们的条件下,对光和土壤养分的竞争并不是它们生长的重要限制因素。管理做法似乎满足甚至超过了这三个领域孤立的胡萝卜的要求,这可能有助于减轻与资源限制有关的减产。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

尽管根的生长仍然受到周围环境中邻居存在的物理限制,但密切个体之间对光或土壤养分的竞争也可能部分参与根径的异质性,特别是在早期生长阶段。处于早期生长阶段的大型植物可能在竞争中产生不成比例的更大影响,限制其较小邻居的生长。

与这一假设相反,线性模型揭示了最近邻直径的积极影响。这表明,可用空间以外的其他因素显着影响了受限胡萝卜的生长。

因此,我们观察到胡萝卜直径变异性与植株密度没有明显关系,还与植株间距的变异性有关。除了影响根系产量外,植物间距及其变异性似乎是必不可少的,并且可能是影响我们条件下根系大小变异性的最重要因素。

这些结果与以前的研究形成鲜明对比,这些研究显示单个根重变异性对密度和时间的依赖性,或者没有研究植物间距变异性对产量的影响。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

4.2. 提高植物间距均匀性是提高根产量和适销率的关键杠杆

植株间距的均匀性似乎是限制收获时根径变化的主要杠杆,从而可以提高总产量和可销售的根产量。在固定的植株密度和平均株距下,可以通过减少株间距变异性来提高根产量和适销对路胡萝卜的产量。

相反,如果植物间距是均匀的,增加植物密度和/或植物间距可以优化空间的使用,从而提高总产量和可销售的根产量。

在这种情况下,由于(i)距离较远的植物会导致产量降低,(ii)距离太近的植物与直径减小有关,(iii)空间分布的可变性显着促成了大小的异质性,因此生产者必须关注播种的均匀性和在不同生长阶段发生的可能影响植物之间距离的条件。

现代蔬菜种植:栽培胡萝卜田根系产量的空间变化受株距强烈影响

因此,在这种生产背景下,对精密播种机的实质性改进将是有帮助的,这意味着利益相关者应制定研究和发展战略。为了增加植物间距的均匀性,改进播种机的替代方法可能是使用具有受控和均匀种子间距的胡萝卜种子带。

5. 结论

我们研究中使用的方法突出了栽培胡萝卜田根产量的显着变化。它为所涉及的竞争关系的复杂性带来了新的视角。

据我们所知,这是第一个在没有受控模式的生产条件下使用时空原始观测产量和直径变化的大型研究。这种自下而上的方法所获得的结果强调了在生产条件下建立单个根径的空间竞争比资源竞争的关键作用。

在这种情况下,植物分布的均匀性是需要控制的关键点,以便通过减少直径变化来提高总产量和可销售产量。一旦控制了植物间距的规律性,就可以考虑增加植物密度和/或植物间距,以提高生产条件下的总产量和可销售产量。

参考文献:

  1. D.P. Aikman, L.R. Benjamin,A Model for Plant and Crop Growth, Allowing for Competition for Light by the use of Potential and Restricted Projected Crown Zone Areas,Annals of Botany,Volume 73, Issue 2,1994,Pages 185-194,ISSN 0305-7364,https://doi.org/10.1006/anbo.1994.1022.
  2. BO LI, ANDREW R. WATKINSON, TOSHIHIKO HARA,Dynamics of Competition in Populations of Carrot (Daucus carota),Annals of Botany,Volume 78, Issue 2,1996,Pages 203-214,ISSN 0305-7364,https://doi.org/10.1006/anbo.1996.0114.
  3. Edzer J Pebesma,Multivariable geostatistics in S: the gstat package,Computers & Geosciences,Volume 30, Issue 7,2004,Pages 683-691,ISSN 0098-3004,https://doi.org/10.1016/j.cageo.2004.03.012.
  4. R.D Peters, A.V Sturz, M.R Carter, J.B Sanderson,Developing disease-suppressive soils through crop rotation and tillage management practices,Soil and Tillage Research,Volume 72, Issue 2,2003,Pages 181-192,ISSN 0167-1987,https://doi.org/10.1016/S0167-1987(03)00087-4.
  5. J.B. Reid, J.M. English,Potential Yield in Carrots (Daucus carota L.): Theory, Test, and an Application,Annals of Botany,Volume 85, Issue 5,2000,Pages 593-605,ISSN 0305-7364,https://doi.org/10.1006/anbo.2000.1108.
  6. Philippe D’Hooghe, Dominique Diaz, Sophie Brunel-Muguet, Maxime Davy, Franck Vial, Jacques Dubois, François Kauffmann,Spatial variation of root yield within cultivated carrot fields is strongly impacted by plant spacing,Scientia Horticulturae,Volume 241,2018,Pages 29-40,ISSN 0304-4238,https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.06.072.
标签: 植物种植

分享给朋友:

看过此文的,还浏览了以下内容