温室蔬菜生理指标对水分的响应试验及应用研究

摘要

我国的现代大型温室多是从国外引进的，还没有形成与我国实际气候相适应的配套管理程序和软件，温室管理还处在按环控设备设定值(例如28℃，70％RH，450W/m2等)进行调控的阶段。对水分的管理更加粗放，现代温室内仍采用忽视作物水分状况的定时定量的供水制度。主要原因是国内目前有关温室蔬菜作物水分生理方面的研究还相对比较薄弱，还没有形成以作物生理作用为主、将作物本身信息送入环控计算机内进行控制的相应参考标准。因此，本文以北方地区玻璃温室蔬菜作物如黄瓜、番茄为试材，取得长达18个月的连续试验观测资料，从对温室环境变化分析入手、结合不同供水条件下植株水分生理指标的观测，分析筛选出能够反映温室黄瓜和番茄作物水分状况的生理指标，建立了温室作物蒸腾速率计算模式。主要取得了以下具有特点的结果： 1.通过大量实测数据分析得出的北京地区温室内、外辐射通量密度与时间的二次曲线拟合关系，与前人的正弦波、半正弦波函数估算方法相比，对当地相似条件下资料缺测时使用更简便和实用。温室内、外辐射间的经验关系也可供相似条件下温室内辐射资料缺乏时使用。研究结果可为温室作物生长模型和温室环境控制提供参考依据。 2.系统地从温室环控目标达到程度和满足作物生长所需适宜条件两方面评价了目前按照目标设定值控制温室环境的效果。结果表明：温室内辐射水平基本在目标控制范围内，也能够达到作物生长的适宜要求，但夏季遮阴后辐射偏低；±20％目标温度的保证率在50％以上，作物大部分时间处于适宜和较适宜状态；目标相对湿度范围内的保证率较低，但基本达到黄瓜对偏湿、番茄对干爽环境的要求。说明试验期间作物所处环境条件比较适宜，同时也说明目前这种单纯控制环境因子的温室自控系统需要向能够与作物生理指标相联系的控制系统升级。 3.对不同基质含水率对黄瓜植株生长状况、蒸腾速率和叶片光合生理特性等指标的系统观测，得到温室内以基质相对含水率为80％～90％最适宜，此时叶片净光合速率最大，但试验数据分析证明含水率增大与减小过程中引起光合速率下降的原因不同。 4.以对基质含水率变化的敏感状况分析了作物水分生理指标中的茎液流、叶温和茎秆直径作为灌溉指标的可行性。结果筛选得出，径差变化最能反映作物水分状况的变化特点，并认为每日6时的径差相对变率(SDV,与分析期初比，％)和每日14时的SDD/VPD(SDD为与当日6：00茎直径之差)值可以作为衡量作物水分状况并指导灌溉的指标。此两项指标均与基质含水率变化关系密切，而以14时的SDD/VPD值对基质含水率变化更敏感。通过建立它们与基质含水率间的定量关系，分析得到了番茄和黄瓜以此指标进行灌溉控制时的指标阈值，分别为：SDV=-1.2％与SDD/VPD=-17μm/hPa。通过与其它灌溉方式或灌溉制度的试验结果比较，按茎差控制滴灌处理中番茄的生产效果最理想。 5.得到了蒸腾速率变化的阶段性特点以及需水系数，可为缺乏实测气象资料条件下作物蒸腾量的估算和不同条件下作物蒸散耗水量的估算提供参考。 6.系统分析了温室蔬菜作物叶-气系统水流阻力分布特点，提出晴天和阴天条件下冠层气孔阻力应分别计算，并得出了基于常规气象资料估算黄瓜植株冠层气孔阻力的经验模型，经检验模拟效果很好。 蒸腾速率计算模型与径差变化指标相结合成为温室作物自控系统的子模块，为制定基于作物生理变化的温室作物灌溉制度和温室作物生长模拟提供依据。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章试验设计方案

第3章温室内微气象环境因子变化与控制效果

第4章黄瓜生长期适宜基质含水率的确定

第5章温室作物水分响应及其在灌溉中的应用

第6章温室作物径差变化指导灌溉的试验验证

第7章温室作物蒸腾量的计算

第8章结论与建议

参考文献

致谢

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