武汉市日光温室冬季温湿度环境的神经网络模拟

选取武汉市农业气象试验站聚氯乙烯(polyvinyl chloride,简称PVC)温室的小气候观测数据及台站资料,以PVC温室外的气温、相对湿度、风速、太阳辐射为输入变量,温室内温度、相对湿度为输出变量,分别建立典型天气状况下PVC温室温湿度环境的逆向反馈(back propagation,简称BP)神经网络预测模型。结果表明:气温模拟值与实测值的标准误差(root mean squared error,简称RMSE)为1.1~1.4℃,相对误差为4.0%~5.7%,相对湿度的RMSE为2.1%~3.4%,相对误差为1.7%~3.0%;气温预测值与实测值的气温RMSE为1.5~2.4℃,相对误差为0.7%~1.7%,相对湿度RMSE为1.5%~4.2%,相对误差为1%~3%。模型模拟效果良好,可为PVC温室内温湿度环境的合理调控提供科学依据。     

基于BP神经网络的日光温室气温预报模型

为建立日光温室中短期气温预报模型,以2个冬季生产季的日光温室实时气温观测资料为基础,利用BP神经网络建模和曲线拟合的方法,对日光温室1~7d气温预报模型进行了研究。结果表明:1)以室外气温为输入要素的温室气温预报模型,最高气温预报值与观测值的符合度指数(D)为0.68~0.93,均方根误差(RMSE)为3.1~6.3℃;2)最低气温预报值与观测值的符合度指数(D)为0.81~0.95,均方根误差(RMSE)1.5~2.2℃;3)日光温室内最低气温预报绝对误差小于2℃的预报准确率Rate(≤2℃)为78%~95%;4)逐时气温预报模型预报值与实测值的符合度指数(D)为0.95~0.99,均方根误差(RMSE)为1.0~2.8℃,逐时气温预报模型预测准确率较高。结合目前气象台站"周预报"结果,模型可较准确地预报温室内1~7d最低气温,并模拟日光温室内气温的逐时变化,可为冬季日光温室低温灾害预警及室内气温调控提供有益参考。     

内蒙古砖墙体日光温室番茄低温冻害指标研究

利用2017年12月至2018年2月内蒙古砖墙体日光温室的小气候观测资料,通过对日光温室内番茄生长发育资料及冻害影响因素的分析,建立了不同天气条件下温室内外最低气温回归模型,并确定了不同等级番茄冻害温室外最低温度指标。结果表明,日光温室番茄发生低温冻害不仅与日最低气温有关,而且与低温持续时间和相对湿度等有关。晴天、多云和阴天天气条件下,日光温室内日最低气温与温室外日最低气温的二次曲线拟合最优,相关系数分别为0.733、0.820、0.423。晴天、多云和阴天时番茄轻度冻害指标分别为-18.5～-10.4℃、-10.6～-7.4℃、-8.4～-4.4℃,中度冻害指标分别为-20.5～-18.5℃、-13.0～-10.6℃、-11.4～-8.4℃,而重度冻害指标分别为≤-20.5℃、≤-13.0℃、≤-11.4℃。     

日光温室番茄群体纵向尺度叶面湿润时间的模拟研究

植株群体叶面湿润时间(LWD)与病害发生密切相关,为预防叶面湿度过高引起日光温室番茄病害的发生,建立合理准确地日光温室番茄群体纵向尺度叶面湿度分布的预测模型十分必要。通过测定温室外光照强度、温室内温度、相对湿度及番茄植株不同高度的叶面湿润时间,分析温室环境因素对番茄群体纵向尺度叶面湿润时间的影响规律,并利用BP神经网络和多元线性回归建立番茄植株叶面湿润时间的预测模型。结果表明:叶面湿润时间与光照强度、温度呈现负相关关系,与湿度呈现正相关关系;植株不同高度的叶面湿润时间具有一定差异性,表现为植株群体上部叶片湿润时间变化最为明显,中部叶片变化次之,下部叶片变化最慢。距地面150,90和30cm高度处叶面湿润时间BP神经网络模型均方根误差(RMSE)分别为0.9262,1.3275和1.5568,多元线性回归方程的RMSE分别为2.0349,2.8907和3.4359,进一步的分析发现模拟值和实测值之间具有良好的对应关系。叶面湿润时间与光照强度、温度和湿度关系密切,且在群体内不同高度所受影响存在差异性,本研究建立的BP神经网络叶面湿润时间模型优于多元回归方程,可用于长季节栽培番茄群体叶面湿润时间的预测。     

日光温室番茄叶温的模拟及与环境因子的关系

日光温室内温度是温室微气候控制的常用参数,但是植物本身的温度(主要是叶温)影响着植物的生理活动,温室内温度要根据叶温的变化来调控。建立叶温的模拟模型可为日光温室内气温的调控及将能量平衡模型结合到温室环境控制系统中提供理论依据。该研究根据植物叶片能量平衡原理建立了一个以日光温室内环境条件(净辐射、气温、空气相对湿度)为主要驱动变量,以气孔阻力和空气动力学阻力为参数的番茄植株叶温模拟模型,并通过阴天、晴天土壤水分亏缺和土壤水分充足条件下叶温实测数据对模型进行了试验验证。结果表明,阴天、晴天土壤水分亏缺和土壤水分充足条件下番茄植株叶温模拟值与实测值的变化趋势一致。模型很好地模拟了晴天土壤水分充足条件下叶温的变化,其模拟值与实测值的决定系数R2=0.845,模拟方程的斜率k=0.961,截距f=-0.121,估计标准误差RMSE=2.1℃,相对误差RE=9%。     

栾川日光温室冬季气温预报模式研究

利用栾川县祥王种植专业合作社冬季日光温室内外气温监测数据及相应气象资料,采用一元回归分析法建立冬季日光温室气温预测模型,并与实际值进行对比。结果表明,温室内外气温存在显著相关性,且表现为不同天气下室内外最低气温相关性较最高气温显著;利用一元回归分析法建立的气温预测模型,晴天和阴天下预报质量高,效果明显,而在多云天气条件下,预测值与实际值存在差异,但仍有一定的参考价值。     

盘锦冬季日光温室小气候特征研究

为了进一步提高设施农业气象服务水平,对盘锦地区冬季日光温室小气候变化规律进行了分析。结果表明：不同天气条件下日光温室各月气温日变化趋势相似,均呈“单峰”曲线型。晴天和多云天气日光温室内相对湿度昼高夜低;阴天和雨雪天日光温室内相对湿度变化比较平稳。不同天气条件下冬季日光温室室内总辐射最大值出现月份不同,有无草帘对温室内总辐射值影响较大。     

呼和浩特市厚墙体日光温室冬季小气候特征分析

为深入研究呼和浩特市冬季日光温室内小气候特征,合理调控日光温室小气候条件,有效开展蔬菜生产,采用小气候自动监测设备观测厚墙体日光温室内冬季气象要素,分析晴天、多云、阴天不同天气条件下,温室内气温、土壤10cm地温、相对湿度等小气候特征变化,并对比同期气象站观测资料分析温室内外气温变化。结果表明,不同天气条件下温室内各要素日变化为:气温变化均为单波峰曲线,8-9时最低,14时左右气温升到最高;地温变化均为单波峰曲线,峰值约出现在14-15时;相对湿度变化为倒单波峰曲线,最低值出现在14时;厚墙体日光温室冬季室内气温明显高于室外;不同天气条件下,温室内各项要素的日变化均与保温被揭盖时间密切相关,各要素变化时间与保温被揭盖时间基本相符,且同一观测要素日变化趋势基本一致。     

不同光照强度对温室大棚温湿环境的影响

本研究利用2020年10月—2021年2月晋中榆次地区日光温室小气候观测数据资料,分析当地日光温室小气候要素日变化和月变化特征,并在此基础上探究不同光照强度对温室内温湿环境变化的影响。结果表明:温室内、外光照强度相关系数为0.971,温室透光率为73%~76%,光照强度差值随光强增加而增大;不同光照梯度气温和相对湿度日变化存在明显差异,不同梯度日较差X₄∈[35 000 lx,45 000 lx]>X₃∈[25 000 lx,35 000 lx]>X₂∈[15 000 lx,25 000 lx]>X₁∈[5 000 lx,15 000 lx];光照强度对温室内的气温和相对湿度具体定量关系表现为光照强度每增加1 000 lx,温室内平均气温升高0.2 ℃,相对湿度下降5%;日光温室保温、保湿效果显著,温室内平均气温为15~23 ℃,平均相对湿度在75%以上,当冬季外界平均气温低于0 ℃时,温室内保温、保湿效果最为显著,温室内气温比外界高20 ℃以上;温室内气温和相对湿度随外界环境变化而变化,日变化较室外存在滞后性,大约滞后1 h。本研究为北方秋冬季日光温室农业生产管理提供参考依据。     

山东冬春季双屋面日光温室温湿度变化特征研究

利用2013年12月—2015年2月章丘双屋面日光温室内小气候观测资料,对冬、春季阳屋面温室内气温、湿度的季节变化特征及不同天气类型下的日变化规律进行分析,并与传统日光温室进行比较。结果表明:冬、春季阳屋面温室内最高气温变化幅度均较大,但均未出现10℃以下的低温,春季易出现35℃以上的高温天气,最低气温较传统日光温室高1℃左右;冬、春季不同天气类型下阳屋面温室内气温日变化均呈单峰曲线,温室内日最高气温和日最低气温均为晴天多云天阴天,冬季分别出现在13时和7时,而春季日最高气温推迟1小时,日最低气温提前1小时;冬、春季阴天时阳屋面温室内日最大相对湿度均较传统日光温室高10%以上。阳屋面温室蓄热、保温性能更好,对喜温蔬菜作物生长有利,但高湿环境使作物病害风险提高。     

南方日光温室的结构、环境特点及应用效果

南方日光温室是一种冬季保温效果优良的设施类型,其长度50 m,跨度8 m,南面肩高1.7 m,北面顶高3.85 m。东、西、北三面由支柱、聚氨基泡沫板、多功能薄膜为主要材料构成可以拆卸的保温墙,南面由钢管弯曲而成的屋架、支柱及覆盖在屋架上的多功能薄膜、保温被和卷帘机组成。为了加强通风降温性能,在南、北屋面和北保温墙上都设计安装了通风窗。南方日光温室光照强度、温度的日变化呈现出早晨和傍晚较低、中午高的趋势,湿度则呈相反的趋势。与普通大棚相比,南方日光温室的总进光量较大。由于南方日光温室夜间有外保温被覆盖,与露地温差可达4.7～12.7℃,可使室内气温维持在5℃以上。南方日光温室的气温晴天上升较快,中午可达到40℃以上,需开窗通风降温。由于南方日光温室密封性较好、温度高、相对湿度高,需适当通风降湿。番茄种植的结果表明,南方日光温室可明显改善一月、二月和三月份番茄生长的环境条件,生长期和采收期可延长一个月,产量增加20%～50%。     

黑龙江省温室小气候变化特征及预报模型的初步研究

为了解黑龙江省日光温室内各气象要素变化,分析了黑龙江省双城市公正乡日光温室2012年9月~2013年8月的室内外气温、地温及土壤湿度,并建立室内外气温关系模型。结果表明:秋季、冬季和春季室内外温差较大,室内气温明显高于室外,而夏季较小,室内气温偏高不明显。在寒冷季节不供暖情况下,室内气温基本在10℃以下,难以满足蔬菜生长发育的需要,各层次地温和土壤湿度变化基本规率基本一致。以棚外温度为自变量,以棚内温度为因变量,建立相关模型,大部时段绝对误差为0~2.8℃。     

山东寿光冬季日光温室内温度变化特征及低温预报(英文)

[目的]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。[方法]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]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温室外气温及温室内湿度、气温、地温相关性较好。[结论]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%。     

西宁市区番茄温棚的气象效应研究简

[目的]研究西宁市区番茄温棚的气象效应。[方法]利用2012年4月～2013年3月对温棚德福番茄开花一果实采摘发育期的观测资料和同期温棚内外的气温、地温、湿度的观测资料,对青海省西宁市区番茄温棚的气象条件效应进行分析。[结果]西宁市区番茄温棚气象效应显著,气温、地温、湿度日变化效应依次为1、11、4月,7月最小,季节依次为冬季、秋季、春季、夏季,比温棚外冬季气温提高13．9～25．9℃、湿度提高13％～40％、地温提高16．1～22．8℃,夏季气温提高4．9～7．6℃、湿度提高O％～t1％、地温提高1．8—8．8℃;年变化比温棚外气温提高2．O～21．4℃、地温提高5．1～34．3℃、湿度提高2％～54％。[结论]该研究为西宁市区特色设施农业的大面积推广发展提供科学依据。     

不同天气类型下大棚葡萄温湿度预报模型

为了预先掌握葡萄各生育期棚内温湿度环境,从而让农户有充足时间调整大棚管理措施,降低气象灾害风险,利用2018年11月—2019年6月大棚内外观测资料,分析了不同天气类型下棚内温湿度与棚外气象要素的相关性,并通过逐步回归方法建立了棚内逐小时温湿度预报模型。结果表明：棚内温湿度与棚外气温、空气相对湿度、风速、日照时长有不同程度的相关性,晴天和多云大棚内外要素之间相关系数大多在0.3以上,棚内气温与棚外要素的相关性更高且最大相关系数超过0.9,阴天相关性较低;棚内逐小时气温、空气相对湿度模型的R²多在0.5以上,气温模型预报值与实测值的均方根误差(RSME)≤3.7℃、平均绝对误差(MAE)≤2.9℃,空气相对湿度模型预报值与实测值的均方根误差≤13.3%、平均绝对误差≤10.6%。所得模型填补了该地区大棚葡萄各生育期温湿度预报的空白,为田间管理提供了参考依据。     

新旧膜棚内小气候差异及其对樱桃番茄果实产量和品质的影响

为研究新旧膜棚内小气候差异及其对樱桃番茄果实产量和品质的影响,以千禧樱桃番茄为研究材料,对新旧膜棚内冬春季大棚密闭保温时段和春夏季全天通风时段的温度、湿度、太阳辐射差异性进行分析,对比观察樱桃番茄生育期并记录测定两种棚膜栽培条件下果实产量和品质。结果表明：全生育期新旧膜棚内均可比外界提高日均温近3 ℃,且两者差异不明显;冬春季晴好天气下,大棚密闭的白天时段,新膜比旧膜增温效果好;其余时段无论晴雨或大棚开闭与否,两者增温、保温效果均无显著性差异;无论季节或通风与否,旧膜的棚内湿度均显著低于新膜,平均偏低3.6%,旧膜在降湿防病方面有一定作用;新旧膜棚内光照差异明显,新膜棚内太阳辐射平均值比旧膜棚高20.6%;在新膜条件下,可以不同程度地将樱桃番茄花期和果实成熟期提前3～5 d;果实大小和病果数受新旧膜影响差异显著;单果质量、果实含糖量以及果实产量等其他指标影响不显著。     

喀斯特峰丛洼地次生林小气候特征研究

根据喀斯特峰丛洼地次生林自动观测气象站连续气象观测资料,以农田气象资料为对照,初步分析了次生林小气候特征的变化规律。结果表明,喀斯特峰丛洼地次生林对小气候存在明显影响。林内太阳辐射、平均气温和风速相对林外均明显偏低,而相对湿度林内显著大于林外。林内同林外比,太阳辐射年平均降低40.6%,气温偏低0.3℃-5.3℃,相对湿度偏高0.9%-11.4%;风速平均降低0.57 m/s。林内各气象因子变化幅度均明显小于林外,次生林对各气象因子影响明显。各气象因子之间相关性显著,林内外温度相关性最强。     

慈溪地区日光温室气温变化规律

为了探讨冬春季日光温室内气温的变化规律,合理调控日光温室气温,提高作物产量与品质,利用浙江省慈溪市气象局设施农业基地的标准塑料日光温室内外气温对比观测试验数据,对不同天气类型下温室内外气温变化规律进行分析。结果表明：（1）慈溪地区日光温室室内日平均气温均高于室外,温室内外气温总体变化趋势一致,温室内外气温差的日变化主要受太阳辐射影响;（2）室内气温不同天气类型日变化均呈“单峰”型,白天气温变化速度总体表现为：晴天＞多云＞阴天＞雨天,夜间各天气类型气温变化均较平稳;（3）不同天气类型下室内外气温的关系显著,两者相关性表现为：雨天>阴天>多云>晴天。     

基于Venlo型温室夏季降温新途径试验初报

【目的】对Venlo型温室夏季降温新途径进行研究,为其合理化利用提供依据。【方法】将Venlo型温室原有的屋面喷淋喷头改装到遮阳网上方,分别测定温室内温度、光照强度及空气相对湿度的变化情况。【结果】采用遮阳网上喷淋对Venlo型温室夏季降温有较好的效果。当室外最高气温达41.0℃时,温室内温度始终低于室外温度,且维持在34.4～37.4℃,温室内外温差最高可达4.6℃;温室内光照强度维持在0.3万～1.6万lx,其与室外光照强度的最大降幅达86.8%;温室内空气相对湿度保持在50%～70%,适宜大部分园艺作物正常生长发育。【结论】遮阳网上喷淋有助于Venlo型温室夏季降温,该类型温室适用于生产耐高温、耐荫性作物。     

基于Venlo型温室夏季降温新途径试验初报

【目的】对Venlo型温室夏季降温新途径进行研究,为其合理化利用提供依据。【方法】将Venlo型温室原有的屋面喷淋喷头改装到遮阳网上方,分别测定温室内温度、光照强度及空气相对湿度的变化情况。【结果】采用遮阳网上喷淋对Venlo型温室夏季降温有较好的效果。当室外最高气温达41.0℃时,温室内温度始终低于室外温度,且维持在34.4～37.4℃,温室内外温差最高可达4.6℃;温室内光照强度维持在0.3万～1.6万lx,其与室外光照强度的最大降幅达86.8%;温室内空气相对湿度保持在50%～70%,适宜大部分园艺作物正常生长发育。【结论】遮阳网上喷淋有助于Venlo型温室夏季降温,该类型温室适用于生产耐高温、耐荫性作物。