设施农业作物需水量研究

随着我国设施农业的发展,温室大棚种植成为提供蔬菜和瓜果类农产品的重要部分。目前对于设施农业作物的需水量、灌溉制度的研究还有待完善。通过整理前人对于设施农业作物需水量的研究,总结了影响设施农业作物需水量的主要因素,以及计算方法,并建议加强温室大棚的小气候研究,以进一步了解温室大棚各个环境因子对作物的影响过程,完善对影响作物需水量各方面因素的研究。     

日光温室膜下滴灌茄子作物系数试验研究

利用室内实测气象数据,根据P-M公式计算参考作物需水量,采用时域反射仪(TDR)测定逐日土壤含水率,再根据水量平衡法计算实测作物需水量,然后计算作物系数。对温室作物系数进行修正,建立基于温室作物修正系数的日光温室膜下滴灌作物需水量计算模型,并对模型进行检验。结果表明,修正后的作物系数具有较好的适应性,模型预测值与实测值较为一致,平均相对误差绝对值为8.24%。     

日光温室膜下滴灌番茄作物系数试验研究

作物系数是在没有实测需水量资料情况下,用参考作物蒸发蒸腾量来估算实际作物蒸发蒸腾量方法中重要的参数之一。根据实测气象数据计算出的参考作物蒸发蒸腾量和时域反射仪测得的番茄需水量,利用单作物系数法得到番茄作物系数Kc。通过对作物需水量和作物系数Kc的变化及影响因素进行分析,结果表明：温室膜下滴灌番茄作物需水量与温度、辐射呈正相关,而作物系数Kc与温度、辐射的线性关系不明显。对已求作物系数的可靠性进行验证,结果表明模型预测值和实测值的相对误差为8.2%,模型有效性指数达到89.3%,模型合理有效。研究成果对日光温室膜下滴灌作物需水量的计算及其灌溉制度的制定具有一定的参考价值。     

基于水面蒸发法的日光温室膜下滴灌番茄需水量计算模型

通过田间试验,使用时域反射仪(TDR)、蒸发皿(E601型和D15.6型)分别测定日光温室膜下滴灌番茄的实际需水量和水面蒸发量,分析了实测需水量与水面蒸发量的关系,建立了水面蒸发法需水量计算模型,并检验其适用性。结果表明,温室内作物需水量与水面蒸发量存在良好的线性关系。基于E601型、D15.6型蒸发皿的温室内作物需水量计算模型的相对误差分别为0.293、0.336,中误差分别为0.926、0.790。以D15.6型蒸发皿的蒸发量估测作物需水量为宜。     

基于作物蒸散量模型的智能化滴灌控制系统研究

为解决中小规模温室大棚的滴灌问题,设计出一套由作物蒸散量模型计算作物灌溉量的智能化滴灌控制系统。系统采用温湿度传感器测量不同高度上的温湿度差,利用波文比-能量平衡法计算出作物的蒸散量,并将蒸散量换算为灌溉量,通过单片机设定程序控制电磁阀的开关时间即控制灌溉量多少。对比试验证明,该方法方便、可靠,可应用于温室大棚的精确灌...     

浅谈我国温室大棚的现状与发展

为满足不同地区、不同季节、不同气候条件下的动植物生长需要，温室大棚应运而生。而随着科技的发展，随着各种蔬菜、瓜果、花卉、作物的育种育苗和栽培以及一些特种养殖业对温、湿、光、水、肥、气等环境因子所提出来的越来越高的要求，温室大棚经历了由低档到高档，由传统到现代的不断更新与发展。     

浅谈二氧化碳气肥发生器使用技术

温室大棚在寒冷季节为了保持一定温度，通常密闭较严，温室内的作物生长要进行光合作用，吸收二氧化碳放出氧气。这样，势必造成了温室大棚中的二氧化碳浓度越来越低，使温室大棚中的作物光合作用非常缓慢，使作物生长减弱甚至停止，将严重影响作物的产量和品质。因此要在密闭的温室内为作物补充二氧化碳，满足作物生长要求，提高作物的产量和品质。     

甘肃景泰提水灌区作物需水量与灌溉制度研究

依据甘肃景电一期灌区节水改造规划，利用当地19年的逐日气象资料，计算了灌区不同水平年的作物需水量和净灌溉需水量。利用计算机模型对灌区主要作物的现行灌溉制度进行了模拟和评价，并针对现行灌溉制度中存在的主要问题提出了改进方案。     

滴灌大棚茄子需水量计算模型的定量分析比较

分析了彭曼公式在大棚内的失效性,引入了大棚内修正风速项彭曼公式(陈新明等)以及BP神经网络模型,并利用在湖北省鄂州节水示范基地获得的试验资料,采用上述3种方法对滴灌大棚茄子需水量进行数值模拟与比较分析。分析结果表明,大棚环境内,彭曼公式误差较大,具有失效性;大棚内修正彭曼公式实用性较好;神经网络模型的预测结果精度最高,适应性最好。试验结果对大棚作物需水量模型研究的进一步发展,具有一定参考价值。     

基于作物蒸散量模型的新型滑盖温室智能灌溉系统设计

为了解决温室大棚的精准灌溉问题,设计一套基于修正后的Penman-Monteith方程计算作物灌溉量的智能灌溉系统。系统选用光照传感器、温湿度传感器,土壤水分传感器采集温室大棚环境参数,由数据采集器传送至上位机,利用灌溉模型计算出作物不同生长期的蒸散量,并将蒸散量换算成灌溉量,通过上位机发出灌溉命令,控制恒压变频控制器的运行和电磁阀的启闭。远程操作系统采用GPRS与基地控制系统连接,实现参数设置、实时数据显示和查询以及控制灌溉模式。试验结果表明,该系统能够实现精准灌溉自动控制,系统稳定可靠,操作方便,适用于温室大棚精准灌溉。     

大棚茄子滴灌试验需水量研究

通过对大棚茄子滴灌条件下室内外气温、地温、蒸发量和土壤含水量等进行的试验研究取得的大量现场观测数据分析,结果表明,大棚不仅具有良好的保温效果,能保证作物在冬季的正常生长;而且大棚外日平均气温累计值与作物需水量存在良好的关系,可作为指导大棚滴灌的依据。     

温室作物需水信息指标及湿度控制

在温室土壤－作物－环境连续体中，作物水分损耗、吸收和水分利用一直是研究的热点。在温室内，作物精量灌溉必须要考虑何时灌和灌多少两个方面的问题。从冠层蒸腾速率、茎流、水势、叶温和作物水分胁迫系数、茎秆果的直径微变化、根源信号、作物生长器官的电特性及图像特征技术方面，回顾和评价了作物水分状况诊断方法中作物需水信息指标的研究进展及存在的问题。同时，为防止过量灌溉带来的高湿矛盾，讨论了温室湿度控制的不同策略，以指导灌溉。最后，初步提出了进一步研究的建议。     

温室滴灌条件下辣椒耗水特性的研究

针对现代化玻璃温室地表和地下滴灌方式,选择灌水周期和灌水定额为试验因素,开展了辣椒耗水特性试验研究。结果表明,温室条件下,地下滴灌较地表滴灌能节水5%~18%;为了减少辣椒耗水,地表滴灌方式宜缩短灌水周期,地下滴灌方式则宜适当延长灌水周期。温室滴灌条件下,辣椒耗水量组成中,棵间蒸发占主导,棵间蒸发量是日均蒸腾量的1.7~3.0倍,且辣椒日均耗水量可以用日均棵间蒸发量很好地线性表达,同时,辣椒棵间蒸发量也可以用温室内同期水面蒸发量进行线性预估。     

低温区温室大棚滴灌系统设计的若干问题

基于低温区大棚滴灌系统设计、建设和管理的实践和研究,在揭示建设中所遇到的供水水源工程建设、灌溉水升温和灌溉水质保障等问题的基础上,研究提出了可行的解决方案。研究结果表明:敞口地下长方形升温水池升温快、成本低,风险小,应作为大棚升温设施的首选;采用更换棚顶保温材料、设置升温池封堵筛网和沉沙坑等综合措施保障滴灌系统的正常运行;温室大棚滴灌毛管布设间距取40cm更为适宜;温室大棚滴灌供水系统很有必要安装补水自动化控制系统和适当加大供水管网埋深。研究结果可为低温区温室大棚滴灌系统的设计、管理提供参考和技术支撑。     

基于K-means聚类算法的草莓灌溉策略研究

为进一步提高日光温室封闭式栽培下草莓灌溉水肥利用率,研究了基质含水率和温度影响下的草莓灌溉策略优化方法。采用土壤水分传感器对草莓果期基质含水率进行实时监测,通过对基质含水率随时间变化的规律分析,并结合日平均温度进行K-means聚类分析,提出一种草莓优化灌溉策略。试验结果表明,灌溉第1阶段基质含水率快速上升,在灌溉结束时达到峰值,每次灌溉基质含水率平均提高21.5个百分点;第2阶段快速下降,在20 min内基质含水率平均下降3.5个百分点;第3阶段变化趋于平稳,在30 min内基质含水率平均下降1.2个百分点。在每个灌溉周期内,含水率呈线性下降趋势,在整个果期内,其斜率随日平均温度的升高逐渐增加,由0.0114增加至0.0365。研究结果表明,根据基质含水率变化和日平均温度区间进行定量灌溉,理论上果期每株草莓仅需要4.51 L水,可节水15.4%,该方法能有效提高水肥利用率,实现节水节肥。     

生态需水研究进展及存在问题

回顾了生态需水问题的提出背景，分析了目前有关生态需水的定义，归纳了生态需水的类型，讨论了不同生态系统（河道生态系统、植被生态系统）生态需水的计算方法，提出了存在的问题，原因和今后研究的方向。     

日光温室滴灌条件下番茄需水规律研究

采用温室小区作物栽培的试验方法,控制不同生育阶段土壤水分下限,研究了不同灌水条件下日光温室番茄产量、生长指标及水分利用效率。研究发现,水分过高或过低都不利于番茄增产,同时也不利于水分利用效率的提高,当番茄土壤含水量范围(占田间持水量的百分比)控制在苗期60%～65%、开花结果期70%～75%、结果期70%～75%时不仅可以提高番茄的产量,而且可以提高水分利用效率。     

基于CFD的90°弯管水头损失计算的参数敏感性分析

计算流体动力学在水利行业中得到了广泛的应用。【目的】从众多不确定因素中找出对CFD建模有重要影响的敏感性因素,并分析其对计算结果的影响程度,优化90°弯管的CFD建模方案。【方法】采用单因素分析方法,分析了网格尺寸、湍流模型、水体密度、运动黏滞系数、当量粗糙高度等参数对计算结果的影响。【结果】RNG k-ε湍流模型计算结果与经验系数计算结果相对误差在±5%以内,能有效模拟弯管湍流流态;该湍流模型无需较小的网格尺寸,能够利用较小的计算资源得到精度较高的计算结果;当水体温度高于15℃时,三维流场计算软件能够对水体密度和运动黏滞系数进行修正,使计算结果精度更高;模拟水力光滑管道时,水体密度和运动黏滞系数对计算结果影响较小。【结论】工程算例模拟计算中,应当充分考虑模拟对象的体型和材料特点以及水体温度等因素,选取适当的参数值,能有效地降低计算成本,提高计算精度。     

基于BP-NN的温室膜下滴灌茄子蒸腾速率预测模型

通过田间试验,对温室膜下滴灌茄子冠层叶片蒸腾速率的变化规律进行了深入研究。通过分析温室内地面温度、相对湿度、植株冠层温度、气压、水面蒸发、太阳辐射等6个环境参数与茄子蒸腾速率的综合影响关系,确定了网络拓扑结构为6-9-1。并应用MATLAB软件,选择Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法,建立了基于Back Propagation(BP)神经网络的温室膜下滴灌茄子蒸腾速率预测模型。经模型验证得出,BP神经网络模型预测值与蒸腾速率实测值间拟合效果较好,平均相对误差为0.029 8,达到预测精度要求。该研究成果对温室膜下滴灌作物需水规律及需水量研究具有较好的参考价值。     

节点式渗灌温室黄瓜适宜灌水控制下限的研究

以温室栽培小区节点式渗灌灌溉试验的方法,研究黄瓜生育前期和后期不同灌水控制下限对黄瓜田间耗水量、作物产量以及水分利用效率的影响,灌水控制上限为田间持水率,计划湿润层的湿润比为0.7。结果表明,灌水控制下限土壤水吸力值与灌水量、黄瓜产量和水分利用效率的数量关系可用二元二次方程表达;黄瓜前、后2个生育期灌水控制下限土壤水吸力值分别为20 kPa及35 kPa时,可实现节水、高产和高效的同步提高。