基于修正双作物系数模型估算温室黄瓜不同季节腾发量

为估算温室黄瓜植株蒸腾与土面蒸发,该研究基于FAO-56推荐的双作物系数模型,应用温室内实测微气象、叶面积指数(LAI)及土壤水分数据,对模型中基础作物系数(Kcb)和土面蒸发系数(Ke)进行修正,并基于修正后FAO-56Penman-Monteith(P-M)模型,确定温室参考作物蒸发蒸腾量(ET0),进而估算温室黄瓜蒸发蒸腾量(ETc)和植株蒸腾(Tr)。基于Venlo型温室内黄瓜不同种植季节(春夏季和秋冬季)Lysimeter和茎流计观测的黄瓜ETc和Tr,对修正后的双作物系数模型预测结果进行验证。结果表明,应用修正后的双作物系数模型估算的温室黄瓜ETc和Tr与实测值具有较好地一致性,春夏季温室黄瓜全生育期ETc估算值与实测值的日均值分别为3.05和2.94 mm/d,秋冬季分别为2.53和2.76 mm/d。修正后的双作物系数模型估算春夏季温室黄瓜日ETc的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和模型效率系数(Ens)分别为0.95、0.41 mm/d和0.93;估算秋冬季ETc的误差计算结果依次为0.91(R2)、0.48 mm/d(RMSE)和0.90(Ens)。修正后的双作物系数模型估算春夏季日平均Tr与实测值分别为2.37和2.19mm/d,秋冬季分别为1.43和1.34 mm/d。研究结果还显示,不同种植季节温室黄瓜全生育期日平均Tr占ETc的比例分别为64.62%(春夏季)和68.59%(秋冬季)。该研究成果不仅为制定准确的温室黄瓜灌溉制度提供了理论依据,而且对实现温室环境智能化控制及减少温室内无效的土面蒸发具有重要意义。     

微喷灌结合滴灌对温室高温环境和作物生长生理特性的影响

微喷灌结合滴灌是指在作物根区滴灌的基础上对作物冠层进行微喷灌来改善作物生长环境的一种灌水方式。为了探明微喷灌结合滴灌（micro-sprinkler irrigation combined with drip irrigation,MSDI）和地表滴灌（surface drip irrigation,SDI）2种灌水方式下温室高温环境及作物生长生理特性的差异及响应规律,该研究以黄瓜为试验对象,于2017年2－6月开展了2种灌水方式下温室环境及黄瓜生长生理特性的观测试验。结果表明：在改变温室环境方面,MSDI灌水方式较SDI可增加温室内相对湿度,降低气温,同时降低叶片温度约4℃;在作物生长生理特性方面,采用MSDI可增加黄瓜株高与茎粗,降低作物茎流速率,促进黄瓜生长;2种灌水方式下黄瓜最大光合效率几乎一致,分别为0.74和0.77,但日平均实际光合效率差异明显,分别为0.57和0.47,MSDI灌水方式下黄瓜叶片日平均气孔导度和光合速率比SDI方式分别高182.8%和92.4%。该研究成果对于合理调控温室高温环境、提高温室作物产量具有重要的指导意义。     

Penman-Monteith模型模拟Venlo型温室黄瓜植株蒸腾

准确模拟温室作物蒸腾对于制定科学合理的灌溉制度及温室环境调控具有重要意义,该研究基于2017年秋冬季和2018年春夏季Venlo型温室黄瓜生育期内微气象数据、黄瓜生长发育指标和植株蒸腾,对Penman-Monteith(PM)模型中关键参数—冠层阻力和空气动力学阻力进行研究。通过分析黄瓜叶片孔阻力与温室内气象因子的响应关系,构建了由黄瓜有效叶面积指数及叶片孔阻力模拟冠层阻力的子模型;采用基于风速的Perrier对数法和基于温室对流类型的热传输系数法计算温室内低风速环境下的空气动力学阻力,并评价不同方法的适用性。结果表明:叶片孔阻力与太阳辐射呈指数关系(R~2=0.89),可通过观测温室内太阳辐射计算黄瓜叶片孔阻力;应用热传输系数法确定空气动力学阻力时,温室内对流类型绝大多数时间为混合对流;2种方法计算的温室内空气动力学阻力变化幅度均较小,Perrier对数法计算的春夏季和秋冬季空气动力学阻力平均值分别为388和383 s/m,热传输系数法计算的空气动力学阻力平均值分别为141和158 s/m;基于2种空气动力学阻力计算方法,PM模型模拟的植株蒸腾与实测值均具有较好的一致性,但采用Perrier对数法计算空气动力学阻力时,PM模型低估了植株蒸腾,春夏季和秋冬季拟合线斜率分别为0.87和0.91;而采用热传输系数法计算空气动力学阻力时,PM模型可更准确的模拟该地区温室黄瓜植株蒸腾,春夏季和秋冬季拟合线斜率分别为1.00和0.94,R~2分别为0.91和0.95,均方根误差分别为46.15和12.45 W/m~2。该研究结果为实现PM模型在Venlo型温室环境的准确应用提供了参考。     

温室滴灌黄瓜产量和水分利用效率对水分胁迫的响应

为确定滴灌条件下温室黄瓜的适宜灌水方案,该文基于20 cm标准蒸发皿的累计水面蒸发量设计不同灌水处理,研究了滴灌条件下不同灌水处理(充分灌水T1,轻度水分亏缺T2,中度水分亏缺T3)对不同种植季节温室黄瓜生理特性、耗水量(Evapotranspiration,ET_c)、产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)的影响,且于2017年8—12月(秋冬季)和2018年3—7月(春夏季)分别对不同灌水处理下土壤水分状况、作物生理指标、耗水量、产量和WUE等指标进行了系统的田间试验观测及分析。研究结果表明,随着灌水量的减小,温室黄瓜产量和WUE均呈降低趋势,不同程度的水分亏缺对黄瓜不同生育期ET_c有一定的抑制作用,在黄瓜生长任一阶段发生水分亏缺均会降低黄瓜植株的茎流速率、光合速率及气孔导度,进而可能影响黄瓜干物质的运转与积累,其中在作物生长中期,温室黄瓜茎流速率及产量对水分亏缺响应最为显著。黄瓜平均单果质量、果茎、果长和单株坐果数均随灌水量的降低而减小,黄瓜果实畸形比例随不同生长阶段水分亏缺的增大而增大。不同种植季节温室黄瓜T1处理的产量分别高出T2和T3处理的22.0%和51.2%(春夏季)、54.2%和73.9%(秋冬季);温室黄瓜T1处理的ET_c分别高出T2和T3处理的17.4%和34.9%(春夏季)、24.0%和48.0%(秋冬季);T1处理的WUE分别高出T2和T3处理的5.5%和25%(春夏季)、39.7%和50.0%(秋冬季)。综合研究结果,黄瓜发育期适宜灌溉水量为累计水面蒸发量的0.8倍,生长中、后期为累计水面蒸发量的1.2倍。研究结果对实现农业水分高效利用及促进设施作物优质、高产具有重要参考价值。     

内蒙古河套灌区ET0不同计算方法的对比研究(简报)

为了提出适合内蒙古河套灌区ET0计算方法,该文根据实测田间微气象资料,分别对5种参考作物腾发量（ET0）的计算方法（FAO56Penman-Monteith,Priestley-Taylor、FAO Penman、Hargreaves-Samani、Irmark-Allen拟合）进行对比分析,并评价各方法的适用性。结果表明,FAO Penman法的计算结果与FAO56 Penman-Monteith计算结果最为接近,其平均绝对误差与平均相对误差分别为0.43mm/d,12.50%;其他方法在不同季节具有不同的正负偏差。其中,在整个计算时段内,Irmark-Allen拟合法与Hargreaves-Samani法计算值与Penman-Monteith计算结果偏差较大,不适于在此地区气候条件下使用。FAO Penman法与FAO56 Penman-Monteith法基本相同,适用于大多数气候条件;Hargreaves-Samani法适用于在温差较小地区计算ET0;Irmark-Allen法与Priestley-Taylor法适用于在相对湿度较大地区应用。     

Venlo型温室内参考作物蒸散量计算方法比较研究

【目的】明确温室内参考作物蒸散量(ET_0)计算方法。【方法】通过实测Venlo型温室内气象数据,并对FAO-56Penman-Monteith(FAO-56 P-M)中隐含的空气动力阻力r*a进行修正,以修正后的Penman-Monteith法作为计算温室内ET_0的标准方法,对其他4种常用的ET_0计算方法:FAO-56 P-M法、FAO-24 Penman法、Irmak-Allen(I-A)法、Priestley-Taylor(P-T)法进行了对比分析。【结果】试验期间温室内日ET_0变化范围为0.49~6.04 mm/d,平均为2.43mm/d;4种计算方法与Penman-Monteith(P-M)修正法均具有良好的线性关系(R20.90),FAO-24 Penman法与P-M修正法计算结果最为接近(RMSE=0.40 mm/d,NSE=0.93),其次为I-A法(RMSE=0.67 mm/d,NSE=0.81)、P-T法(RMSE=0.76 mm/d,NSE=0.76),而在大田条件下广泛应用的FAO-56 P-M法表现最差(RMSE=1.18 mm/d,NSE=0.41)。【结论】4种ET_0计算方法中,I-A法应用最简便,可作为气象资料短缺条件下该地区温室ET_0的简化计算方法。     

渗灌管首末端压力与茶树根区土壤水分运移关系

为探明渗灌条件下渗灌管首末端压力与土壤水分运移之间的关系,设置了3个试验小区进行不同灌水流量和灌水持续时间的试验.通过连续定点观测茶树根区(纵向30 cm深,横向30 cm宽)土壤含水率的变化和渗灌管首末端灌水压力,研究了渗灌管不同首末端压力下土壤水分运移的变化规律.研究表明:灌水前土壤含水率不仅影响土壤入渗能力,而且决定着土壤水分运移方向;渗灌管首末端压力累积值与灌水持续时间呈线性关系,当茶树根区土壤含水率达到田间持水量时,累积曲线斜率发生突变,可以利用累积曲线斜率发生突变时的灌水持续时间作为控制充分灌水(100%田间持水量)的临界值,避免土壤水分无效渗漏.该研究为渗灌系统控制灌水持续时间及研发智能化渗灌灌溉系统提供了一种参考方法.     

盐渍化土壤水肥耦合对向日葵苗期生长影响的试验

采用盆栽试验定量分析方法，模拟研究了不同盐分胁迫下，水肥对向日葵苗期冠层形态特征、干物质量及其分配的影响，揭示了盐渍化土壤水肥耦合机制。结果表明：水盐胁迫使向日葵的生长发育显著受阻，苗期明显滞后、株高、茎粗及叶片数显著减少，干物质量下降；在养分供应到一定程度上有助于缓解水分胁迫对向日葵生长发育产生的影响，而且养分供应不足时水分的增产作用会受到影响。据试验结果初步确定水盐(中度含盐处理)双重胁迫条件下的水肥配合值为:灌水定额为田持的75%(中水)并配施肥300 kg/hm²(中肥)时,最大干物质量为845.1 kg/hm²。合理施肥、量水配肥是盐渍化地区节水灌溉提高作物产量的有效措施。     

苏南地区典型作物冠层阻力参数及潜热通量的模拟

准确测算和模拟农田潜热通量对农业生产有着重要意义。该研究基于波文比能量观测系统对苏南地区夏玉米和冬小麦生育期内潜热通量进行连续观测,采用Katerji-Perrier（KP）和Todorovic（TD）两种方法来确定Penman-Monteith（P-M）模型中冠层阻力参数,探究两种冠层阻力参数子模型的估算误差及成因。结果表明：冬小麦生育期内主要气象因子呈现相似变化趋势,净辐射日均值呈现出波动上升趋势。两种冠层阻力参数子模型对冬小麦潜热通量模拟均取得良好的模拟效果,模拟R2不小于0.84,纳什系数不小于0.86,但KP模型精度稍高于TD模型。KP模型对冬小麦和夏玉米潜热通量均有高估,而TD模型高估了夏玉米潜热通量,饱和水汽压差是影响KP和TD两种冠层阻力参数子模型误差的主要因素,且饱和水汽压差越大绝对误差越大。研究为当地农业用水管理提供科学依据。     

灌溉量与减氮配施有机肥模式对温室黄瓜及土壤的影响

为探究设施农业中不同灌溉量与施肥模式对土壤理化特性、作物产量、品质、水分利用效率（water use efficiency,WUE）及氮肥偏生产力（nitrogen partial productivity,NPP）的影响。该研究通过对温室黄瓜设置充分（W1）与亏缺（W2）灌溉下不同比例减氮（N1：275 kg/hm²、N2：220 kg/hm²、N3：165 kg/hm²）配施腐熟羊粪有机肥（O1：12 t/hm²、O2：8 t/hm²）处理试验,分析充分与亏缺灌溉下不同减氮配施有机肥处理对土壤理化特性、黄瓜品质、产量、WUE及NPP的影响。结果表明,在相同灌溉条件下,减施氮肥和配施有机肥均能有效改善土壤结构,O1N3处理较其他处理土壤容重平均降低5.8%,孔隙度平均增加7.7%,三相组成优化,大粒径水稳性团聚体含量平均提高25.4%,0～30 cm土层土壤硝态氮含量平均降低21.8%。同时,配施有机肥能提高温室黄瓜WUE和NPP,在相同灌溉和氮肥条件下,O1较O2水平黄瓜WUE和NPP分别平均提高14.5%和15.7%。综合对比分析不同指标得出W1O2N2处理表现最佳,黄瓜可溶性葡萄糖、可溶性固形物、维生素C（VC）含量及产量较W1O1N1处理无显著差异（P>0.05）,同时能有效改善土壤环境,减少肥料用量,保证生产经济效益。研究结果对于设施农业科学水肥管理及绿色高效生产具有重要的参考意义。