日光温室气温变化及其影响因子分析

为了深入理解农村日光温室生产与气象要素的关系,并提供基层设施农业气象服务关键的科技支撑,基于锦州日光温室观测数据,分析了日光温室气温的旬变化特征和日变化特征,及其与外界气温和长波辐射的关系。结果表明：非生长季日光温室旬平均气温不呈显著的变化规律,日平均气温呈现显著的变化规律,最高为午后2点,最低为早晨8点。日光温室气温变化主要受温室地面长波辐射和外界气温影响,非生长季气温显著升高,可能有利于设施农业的发展。日照时数减少,导致温室内气温下降,但就近60年的变化程度,日照时数的变化程度不足以限制农村设施农业日光温室的发展。因此,短期的低温寡照将成为日光温室发展的关键因子。     

日光温室内小气候环境各因子间量化关系研究

掌握日光温室内小气候环境各因子之间的定量关系,对于有效调控温室内小气候的平衡,促进蔬菜健壮生长有着积极的意义。以历年日光温室内小气候监测数据为基础,研究不同季节温室内温度、湿度、接受到的太阳辐射等各因子之间的量化关系。结果表明,日光温室内日最高气温、日最小相对湿度、接受到的日最大太阳辐射三者之间均有较高的相关性,在冬季相关性最好,秋季次之,春季相关性较差。在秋季和春季,要使温室内日最高气温达到20℃,则温室内接受到的日最大太阳辐射需要在100 W/m²以上,而在冬季则需要在250 W/m²以上;接受到的日最大太阳辐射在250 W/m²以下时,温室内日最高气温在10℃以下的几率为9%。在冬季,温室内日最高气温在20℃以下,同时日最小相对湿度在90%以上所占比例为20%,在秋季和春季,温室内接受到的日最大太阳辐射分别在420 W/m²和500 W/m²以上时,温室内日最小空气相对湿度就有可能下降到40%以下。     

寿光日光温室小气候变化规律及模拟方法

为了开展北方日光温室小气候要素预报报务,利用寿光三元朱村三号黄瓜日光温室2007-2010年冬、春季节小气候要素观测资料,对北方日光温室内气温、相对湿度、地温等要素在不同天气类型下的日变化以及温室内气温空间分布规律进行研究。利用相关分析、逐步回归等统计方法对影响日光温室内气温变化的影响因子进行筛选,并建立日光温室未来一天24 h不同天气类型、不同月份、不同时间段的逐小时模拟模型。模拟结果表明,除4月的模拟结果差异较大外,其他各时间段均较好;利用实际观测结果对2010年2-5月温室内气温进行实际检验,模拟预报结果较好,可以将预报模型应用于业务服务。     

山东寿光冬季日光温室内温度变化特征及低温预报

为了提高设施农业气象服务水平,减轻气象灾害对日光温室蔬菜生产的影响,利用2008-2011年冬季日光温室内外气象观测资料,采用相关及逐步回归分析方法,对冬季日光温室内温度变化特征及最低气温预报模型进行分析研究。结果表明,晴天和多云天气下日光温室内的气温有明显的日变化,且晴天状况下温度变化幅度要大于多云天气;连阴天时日光温室内气温较低,严重影响植物正常生长发育。日光温室内最低气温与室外气温及室内湿度、气温、地温相关性较好。试验建立了日光温室内最低气温预报模型,利用最新资料对模型进行预报检验,不同天气状况下日光温室内最低气温预报值平均绝对误差小于1℃,平均相对误差低于10%。     

基于随机森林算法的日光温室内气温预测模型研究

开展日光温室气温预报,为农业生产提供参考,指导农户采取调控措施,为作物生长提供适宜条件,促进品质和产量提升。研究选取温室外气温、日照等气象因子,建立随机森林算法预测模型,就室内最低、最高气温进行拟合预测分析和预测因子重要性评估。结果表明,温室内最低、最高气温拟合值与观察值的拟合度分别达99.69%和99.85%,温室外最低气温是室内最低气温的重要预测因子,室外日照是室内最高气温的重要预测因子。同时建立支持向量机、神经网络、多元回归、逐步回归模型,通过对各个模型中平均绝对误差、均方根误差等3个指标进行比较,得出随机森林模型的预测精度优于其他模型。基于随机森林算法的气温预测模型精确度较高,可推广应用到后期日光温室气温预测中。     

东北地区大型日光温室最高、最低温度预报模式探讨

为了在东北地区开展大型日光温室内气温预报,防御温室蔬菜冷冻害和热害,在东北地区的中部建立大型日温室和温室小气候自动观测系统,应用小气候监测资料研究棚内外最高、最低气温的关系,建立相关模式,用棚外的最高、最低温度预报值预报棚内的最低（最高）温度。结果表明,大型日光温室内、外最低（最高）气温相关显著,不同季节、不同天气条件下的相关模式差异较大。这类相关模式可以用于日光温室内最低和最高气温的预报,从而提升温室气象要素预报水平,预防设施农业气象灾害,提高蔬菜生产效益。     

春季茶树冠层温度与气象因子的关系及预测

为开展利用气象资料进行春季茶叶霜冻灾害的评估工作,研究利用2009年和2010年茶树冠层温度观测资料和气象观测资料,分析了最低气温与茶树冠层最低温度差和天气类型、微气象因子的关系,建立了不同茶树冠层最低温度拟合模型,结合加密自动气象站资料,评估了霜冻过程茶树冠层最低温度的空间分布。结果表明：天气类型是影响最低气温与不同茶树冠层最低温度差的主要气象因子,最低气温与茶树上部冠层叶片最低温度差还受风、湿度等微气象因子的影响,微气象因子对最低气温与茶树内部冠层叶片最低温度差的影响较小。天气类型、微气象因子和最低气温与不同茶树冠层最低温度差的关系是非线性关系,采用支持向量机模型可取得较好拟合效果。同一类型茶树冠层,外部冠层最低温度拟合效果优于内部冠层。利用自动气象站资料、GIS技术、最低气温与不同茶树冠层最低温度差的拟合模型,实现茶叶霜冻空间分布的监测评估。     

马铃薯冠气温差变化特性与耐旱性的关系

冠气温差能够反映植物在干旱胁迫下的生理适应性。本研究以耐旱型马铃薯品种冀张薯8号和陇薯10号; 干旱敏感型品种大西洋和夏波蒂, 以及从秘鲁国际马铃薯中心引进的10份具有不同耐旱性的种质资源为材料, 在半干旱和半湿润2种环境下对其植株表型性状(株高、叶面积、叶鲜重、植被覆盖指数)、光合生理指标(光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素)以及冠气温差进行测定和耐旱性评价。结果表明, 所测性状指标中, 冠气温差、蒸腾速率和气孔导度对干旱胁迫最敏感; 冠气温差在不同供试马铃薯材料之间及干湿两种环境之间均表现出极显著差异性; 冠气温差的耐旱系数与植株表型性状及光合生理指标的耐旱系数均呈极显著正相关; 利用红外热成像技术监测冠气温差, 是进行马铃薯耐旱性评价的有效手段, 可为马铃薯耐旱育种研究提供理论依据。     

厚墙体日光温室气温变化特征及预测方法研究

为探求内蒙古高寒地区日光温室小气候变化特征及预测预报方法,利用内蒙古赤峰市宁城县2012-2013 年度春、秋、冬季日光温室内外气温资料,分析不同季节（春季、秋季、冬季）、不同天气条件（晴天、阴天）、一日内不同时段（白天、夜间）温室内气温变化特征和增温保温效应及温室内气温的变化与一日时间变化、室外气温的相关性,在此基础上,建立了温室气温日变化及最低气温的预测模型,并对模型的准确率进行了验证。结果表明：模型拟合的准确率较高,可为厚墙体日光温室气象服务提供技术支撑。     

日光温室小气候要素预报模型研究

了解日光温室小气候要素变化规律,建立小气候要素预报模型,可以对日光温室资源合理开发,为日光温室小气候调控提供依据。应用辽宁省沈阳市东陵区日光温室暖棚内农田小气候观测仪采集的逐小时气温、相对湿度数据,将冬季、春季、秋季和晴天、多云、阴天几种情况进行组合,计算棚内日最高气温、日最低气温、日平均相对湿度,分析其变化规律,并利用自动气象观测站数据,建立基于逐步回归方法的预报模型。分析结果表明,日光温室内日最高气温和日最低气温呈现春季、秋季温度值接近,冬季明显低于春秋两季的特征;而冬季日平均相对湿度高于春秋两季。日最高气温具有显著的从晴天至多云至阴天减少的变化特征,日最低气温特征不如日最高气温明显;日平均相对湿度为从晴天至多云至阴天增加的变化特征。所建立的日光温室小气候要素逐步回归预报模型,均通过了显著性检验,相关系数为0.608~0.933,相对误差范围为0.1%~19.0%,相对误差平均值为2.7%~9.9%。     

Thermal Infrared Radiation for Assessing Crop Water Stress in Wheat

Field studies on differentially irrigated wheat ( Triticum aestivum L.) crops were conducted at Pantnagar for two years to evaluate the use of thermal infrared radiation to detect crop water stress. Data show that the stress-degree-day index (mid day canopy-air temperature difference) is influenced by environmental variability other than soil moisture. Improvement in the stress-degree-day (SDD) index was achieved by including the measurements of vapor pressure deficit and approach was termed as plant water stress index (PWSI). Observations indicated that daily variation in SDD values due to meteorological changes was removed through PWSI. Better correlation was found between soil-induced leaf water potential and plant water stress index than between total leaf water potential and plant water stress index. It is concluded that remote sensing of thermal infrared radiation offers a promising technique which can be incorporated into irrigation management programme.     

温室栽培条件下土壤碳库变化特征及其与养分有效性的关系

为揭示温室生产对土壤质量及其肥力状况的影响,选取辽宁沈阳、北宁两地具有代表性的温室为对象,通过对温室生产现状的详细调查和测土分析,研究了土壤有机碳及相关碳库指标与土壤肥力的演变特征及其相互关系,结果表明：（1）温室土壤耕层（0~20cm）有机碳及活性有机碳的含量较露地土壤有明显增加,20cm以下则逐渐降低且低于露地土壤,其中活性有机碳的增减变化是温室土壤碳库变化的主体部分,表现出随温室使用年限的波动变化特征。（2）温室栽培条件下,土壤碳库活度及碳库管理指数均随使用年限的延长呈先增后减的周期性变化,变化周期为4年左右,与实际生产中温室土壤的可持续利用周期具有一致性。（3）土壤活性有机碳含量与土壤速效磷、速效钾、有效硫、有效镁、有效铁和有效锌等养分因子呈极显著正相关关系,其含量变化特征可为研究温室土壤肥力质量的演变提供重要参考。     

不同耗水强度下节水灌溉稻田土壤含水率与非饱和土层厚度关系研究

为了探索基于土壤非饱和层厚度指导水稻节水灌溉的可能性,研究节水灌溉稻田土壤含水率与非饱和土层厚度的关系非常必要。本文通过设计盆栽试验,针对不同耗水强度开展连续观测,根据实时观测的土壤含水率与非饱和土层厚度,建立起两者之间的定量关系。结果表明：稻田日耗水强度越大,其非饱和土层厚度随时间增加的速率越大,达到最大值所需的时间越短。非饱和土层随时间增加时对应的土壤含水率则随时间下降,两者之间成负相关关系。通过建立土壤含水率与非饱和土层厚度的二次抛物线关系,结果显示将非饱和土层厚度作为水分控制指标指导灌溉精度高、切实可行。最后,将土壤含水率与非饱和土层厚度关系曲线运用到水稻控制灌溉的实践中,推算出土壤含水量下限对应的非饱和土层厚度值,确定以非饱和土层厚度为指标的控制灌溉方法,为黑龙江地区水稻节水灌溉管理技术提供参考,为下一步的水分运动模型率定及模拟更多土质和更多耗水情形下的土壤水分提供依据。     

日光温室冬季环境因子变化关系研究

在日光温室冬季栽培条件下,利用温室智能监控系统,自动监测记录温室内外空气温度、光照强度、空气湿度,温室内CO_2浓度、土壤温度、土壤水分,研究各环境因子日变化规律及温室内环境因子与外界环境因子关系。结果表明,温室内外各环境因子间日变化联系紧密;除土壤温度和土壤水分外,其他各环境因子彼此之间都具有极显著相关性;温室内外光照、温室内外温度彼此之间呈极显著正相关,曲线呈不规则的"n"形,并与温室内外湿度、温室内CO_2浓度呈极显著负相关,日变化呈不规则的"u"形;土壤水分日变化较小,有一个趋同土壤温度变化的微弱变化;温室内环境变化与温室外环境变化联系紧密,温室内温度变化是温室外温光条件共同影响的结果,土壤温度受外界环境温度影响最大,温室内光照与温室外光照紧密联系。     

辽西雨养玉米农田土壤水分变化特征及其模拟

土壤含水量是作物生长发育的关键影响因子之一,确定土壤含水量变化及预测土壤含水量变化趋势,对于雨养农业更加有效地保墒、提高作物水分利用效率和增强抗旱防灾能力有着重要的现实意义。利用2008-2011年锦州玉米生长季逢三逢八土壤湿度观测数据,日气温降水数据和2008年玉米生长发育期数据资料,结合CERES-MAIZE土壤水分模块,分析了雨养玉米农田土壤水分时空变化特征和模拟了土壤水分时空变化特征。结果表明：生长季降水并不能反映土壤水分条件的好坏,生长季中雨以下的降水量和降水频次与土壤水分条件的好坏较好的一致性;土壤水分随土层深度而增加,0-40cm土壤含水量平均值和最低值分别是田间持水量的69%-82%和49%-64%;玉米根系生物量与生长时间呈二次曲线关系,所建根系生物量模型解释率达89.7%;耦合根系生物量模型和叶面积指数模型的CERES-MAIZE中的土壤水分模块能够较好的模拟雨养玉米生态系统土壤水分的时空变化特征。     

冬小麦叶片水分利用生理机制的研究

在8种土壤水分梯度下，对盆栽冬小麦旗叶叶片水分利用效率与土壤水分含量的关系进行了连续的测定，结合大田条件，对冬小麦旗叶的光响应曲线和CO2响应曲线进行了测定，结果表明，旗叶叶片水平水分利用效率与光强、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度关系密切，旗叶叶片水平水分利用效率在土壤水分含量、光强和CO2浓度等环境因子方面存在一定的临界值。     

赤峰市松山区山坡地日光温室气温变化规律

为了解山坡地日光温室气温变化特征,提高设施农业气象服务水平,本研究对温室内外小气候因子进行了观测。采用相关分析和逐步回归的方法,对夏冬2季温室内外气温、湿度、地温和太阳辐射变化特征及室内温度预测模型进行了研究。结果表明：（1）夏冬2季室内温度、地温具有明显的日变化规律,冬季温室增温效果大于夏季,山坡地日光温室具有良好的保温效果;（2）5 cm、10 cm、20 cm地温变化幅度随土层深度的增加而减小,峰值出现随土层深度的增加而相应的滞后1 h左右;（3）日光温室室内温度与室内外小气候因子相关性较好。试验建立的夏冬2季室内温度预报模型,夏冬2季室内温度预报值绝对误差小于1℃,相对误差小于10%。     

微地形对大西沟野杏幼苗生境的气候和土壤温湿度的影响

摘 要：探究新疆霍城县大西沟野果林内的微地形对野杏幼苗生境的气候和土壤温湿度等环境因子的影响。在封育的野果林内设置样地,观测地形和野杏幼苗生长季的气温、光照、空气湿度和土壤温湿度,分析各环境因子和地形因子的关系。结果表明：（1）坡向与气温、光照强度和土壤温度呈极显著正相关(P＜0.01),东南坡＞南坡＞东北坡,坡向与空气湿度、土壤含水量呈极显著负相关(P＜0.01);（2）坡位与气温、光照强度呈极显著正相关(P＜0.01),与土壤含水量呈显著负相关(P＜0.05),不同坡位的环境因子没有显著性差异(P＜0.05);（3）坡度与气温、光照强度以及土壤温度呈极显著正相关(P＜0.01),缓中坡＞陡坡＞中坡＞缓坡,缓坡与其他坡度均呈显著差异(P＜0.05);坡度与空气湿度以及土壤含水量呈显著负相关(P＜0.05);（4）坡形与土壤含水量呈极显著负相关(P＜0.01),对气候因子和土壤温度都无显著影响。地形变化对野杏幼苗生境的气候和土壤温湿度有显著影响,东南坡、上坡位、缓中坡以及凸坡形和相应的气候与土壤温湿度,是适宜野杏幼苗生存的生境条件。     

不同土壤对元阳传统水稻品种稻瘟病抗性的影响

为研究不同品种水稻稻瘟病发病情况与土壤理化特性的相关性,本研究以元阳传统水稻品种‘月亮谷’为主要研究对象,分别将‘月亮谷’和‘日本晴’种植于元阳梯田土和温室土中,‘月亮谷’、‘红阳3号’、‘蒙古稻’、‘日本晴’和‘越光’种植于元阳梯田土和东港稻田土中,在水稻生长到三叶一心期时,进行稻瘟病接菌处理,同时对种植土壤理化性质进行测定,分析各理化指标与不同水稻品种稻瘟病病情指数的相关性。结果表明,‘日本晴’在两种土中的稻瘟病病情指数为29.07%和29.63%,是‘月亮谷’的两倍(12.04%,14.81%);元阳梯田土有效磷含量与‘月亮谷’‘日本晴’病情指数相关性指数分别为-0.945,-0.946。东港稻田土有效磷含量是元阳梯田土的2.68倍,呈极显著差异(p<0.01)。‘月亮谷’、‘红阳3号’、‘蒙古稻’病情指数在东港稻田土中分别比在元阳梯田土中增加了10%、25%、15%,‘越光’‘日本晴’分别降低了7%、15%。元阳水稻品种在元阳梯田土中均发病较低,而在东港土中发病程度加剧。说明稻瘟病的发生与水稻的品种,土壤pH值、有机质含量以及碱解氮均有显著的相关性。本试验为进一步研究元阳梯田土壤与当地水稻品种抗稻瘟病之间的关系提供了理论基础、明确了梯田土壤对当地水稻品种抗稻瘟病的促进作用。