基于棚外輻射與溫度的防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚小白菜采收期與產(chǎn)量預測模型研究.pdf

1、小白菜(Brassica chinensis L.)是我國常年消費的主要葉菜之一。防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚是中國南方地區(qū)夏秋季節(jié)進行小白菜安全生產(chǎn)常用的簡易設施。輻射和溫度是影響蔬菜生長的兩個最重要的環(huán)境因子。建立基于棚外輻射與溫度的防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚小白菜采收期與產(chǎn)量預測模型，對準確預測防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚小白菜產(chǎn)品上市期和產(chǎn)量、優(yōu)化小白菜生產(chǎn)茬口安排、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟和生態(tài)效益具有重要理論指導意義和應用價值。本研究于2006年7月-10月在上

2、海(121.5°E，32.0°N)松江葉榭蔬菜園藝場單棟無地膜覆蓋、側(cè)通風加蓋防蟲網(wǎng)的塑料大棚中進行了不同播種期和不同品種的試驗研究，在定量分析棚內(nèi)輻射，溫度與棚外氣象條件關(guān)系的基礎上，建立了以大棚外氣象條件(太陽輻射、溫度)為驅(qū)動變量，以大棚結(jié)構(gòu)、大棚覆蓋材料、大棚內(nèi)作物(葉面積指數(shù))為參數(shù)的防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚輻射溫度預測模型；并進一步綜合溫度和輻射對小白菜葉片生長的影響，建立了以棚外太陽輻射和溫度數(shù)據(jù)、防蟲網(wǎng)覆蓋大棚結(jié)構(gòu)信息以及播種

3、期和種植密度為參數(shù)的防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚栽培小白菜采收期與產(chǎn)量預測模型，具體研究結(jié)果如下： 1.在防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚輻射溫度預測模型中，通過對防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚內(nèi)外輻射、溫度的對比觀測，定量分析棚外氣象條件及大棚結(jié)構(gòu)本身對棚內(nèi)輻射和溫度的影響。研究表明，棚內(nèi)輻射與棚外輻射、大棚透光率有關(guān)；而大棚透光率則與太陽高度角、防蟲網(wǎng)透光率、大棚塑料薄膜的透光率以及大棚位置有如下關(guān)系：式中τ1為東起第1個大棚的大棚透光率，τs為防蟲網(wǎng)透光率，

4、τc為大棚塑料薄膜的透光率，β為太陽高度角，α1為大棚結(jié)構(gòu)參數(shù)，可計算為： α1=arctan(Hs/(0.5×W))式中Hs為防蟲網(wǎng)覆蓋高度(m)，W為大棚跨度(m)。式中τ2為東起第2個大棚的大棚透光率，α2、γ1、δ1為大棚結(jié)構(gòu)參數(shù)，可分別計算為： α2=arctan(Hg/(1.5×W+D)) γ1=arctan(Hg/(0.5×W+D)) δ1=arcsin(R/(W+D))式中Hg為肩高(m)

5、，D為大棚間距(m)，R為大棚拱頂弧半徑(m)。 式中τ3為東起第3個大棚的大棚透光率，α3、γ2、δ2為大棚結(jié)構(gòu)參數(shù)，可分別計算為： α3=arctan(Hg/(2.5×W+D)) γ2=arctan(Hg/(1.5×W+2×D)) δ2=arcsin(R/(2×W+2×D))本試驗期間太陽高度角較高，太陽光透過4層以上防蟲網(wǎng)對棚內(nèi)輻射、溫度產(chǎn)生影響的時間較短(小于0.5h)，且此時間段內(nèi)棚外輻射較弱(

6、小于Sw·m-2)，因此當n＞3時，只考慮與第n個大棚相鄰的兩個大棚對其大棚透光率的影響，則τn可計算為： τn=τ3分析大棚內(nèi)外溫度的關(guān)系、棚內(nèi)溫度與棚內(nèi)總輻射的關(guān)系、棚內(nèi)溫度與棚外總輻射的關(guān)系、棚內(nèi)溫度與棚外溫度和棚內(nèi)總輻射的關(guān)系、以及棚內(nèi)溫度與棚外風速的關(guān)系，結(jié)果表明，棚內(nèi)溫度與棚外溫度和棚內(nèi)總輻射的關(guān)系最好。 利用獨立的試驗資料對模型進行了檢驗。結(jié)果表明，模型對棚內(nèi)輻射和溫度的預測結(jié)果與實測結(jié)果之間基于1:1直線

7、的決定系數(shù)(R2)分別為0.979和0.895，相對預測誤差(RE)分別為13.3％和6.7％。模型預測精度較高。 2.在防蟲網(wǎng)覆蓋塑料大棚栽培小白菜采收期與產(chǎn)量預測模型中，通過不同品種、播期的試驗，定量分析了出葉速率、單葉伸長速率與溫度和輻射的關(guān)系。研究表明，出葉速率與某生育階段的累積輻熱積(TEP)有關(guān)；單葉伸長速率與TEP和葉序有關(guān)： 式中LLi為第i葉的葉長(cm)；ki為第i葉的葉片伸長速率(cm/MJ·m-2

8、)；△TEPij為第i葉從剛展開至第一真葉展開j天后的累積累積輻熱積(MJ·m-2)；LLi，0為第i葉出葉時的葉長(cm)；LLmax，i為第i葉(i=1，2)的最大葉長(cm)。 利用與建立模型相獨立的試驗資料對模型進行檢驗，結(jié)果表明，對小白菜展開葉數(shù)、葉長、葉面積指數(shù)預測與實測值之間基于1:1直線的決定系數(shù)(R2)分別達到0.93、0.95、0.97，相對誤差(RE)分別為10.9％、8.7％、11.4％.再將此葉面積子模