基于棚外輻射與溫度的防蟲網覆蓋塑料大棚小白菜采收期與產量預測模型研究.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覆蓋塑料大棚小白菜采收期與產量預測模型，對準確預測防蟲網覆蓋塑料大棚小白菜產品上市期和產量、優(yōu)化小白菜生產茬口安排、提高生產的經濟和生態(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、側通風加蓋防蟲網的塑料大棚中進行了不同播種期和不同品種的試驗研究，在定量分析棚內輻射，溫度與棚外氣象條件關系的基礎上，建立了以大棚外氣象條件(太陽輻射、溫度)為驅動變量，以大棚結構、大棚覆蓋材料、大棚內作物(葉面積指數(shù))為參數(shù)的防蟲網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)、防蟲網覆蓋大棚結構信息以及播種

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

4、τc為大棚塑料薄膜的透光率，β為太陽高度角，α1為大棚結構參數(shù)，可計算為： α1=arctan(Hs/(0.5×W))式中Hs為防蟲網覆蓋高度(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為大棚結構參數(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為大棚結構參數(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層以上防蟲網對棚內輻射、溫度產生影響的時間較短(小于0.5h)，且此時間段內棚外輻射較弱(

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分析大棚內外溫度的關系、棚內溫度與棚內總輻射的關系、棚內溫度與棚外總輻射的關系、棚內溫度與棚外溫度和棚內總輻射的關系、以及棚內溫度與棚外風速的關系，結果表明，棚內溫度與棚外溫度和棚內總輻射的關系最好。 利用獨立的試驗資料對模型進行了檢驗。結果表明，模型對棚內輻射和溫度的預測結果與實測結果之間基于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.在防蟲網覆蓋塑料大棚栽培小白菜采收期與產量預測模型中，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系。研究表明，出葉速率與某生育階段的累積輻熱積(TEP)有關；單葉伸長速率與TEP和葉序有關： 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