論我國設施農業(yè)節(jié)水灌溉研究現狀及其發(fā)展前景(編輯修改稿)
2025-07-22 01:09 本頁面
【文章內容簡介】 功等[5]系統地研究了日光溫室內茄子的莖流變化規(guī)律及其與環(huán)境因子之間的關系。伍德林[6]、李國臣等[7]分析了不同供水條件下的黃瓜莖流日變化規(guī)律及環(huán)境因素對莖流變化的影響，提出了基于作物莖流變化的作物虧水診斷方法。根據莖直徑變化來反映作物水分狀況因為具有不破壞植株組織、適合長期自動監(jiān)測的優(yōu)點，在自動灌溉領域已引起廣泛的關注。國內以作物莖、果的微變化信息作為檢測方法，采用位移傳感器研究植株莖、果形態(tài)微變化作為作物需水信息進行自動控制灌溉的可行性已得到廣泛研究。由于各種作物在形體、生理等方面有較大差異，種類作物對水分虧缺的響應不同，同時作物的生理變化不僅僅只與水分相關，同時取決于溫室設施內微環(huán)境因子的變化和土壤肥力及病蟲害等，從而作物各種水分指標在實際應用中有很大的變異性、適用性和局限性。（三）氣象指標以影響作物生長的溫室內氣溫、空氣濕度、光照等基本的氣象信息為輸入變量，計算溫室內蒸發(fā)蒸騰量，以判斷作物需水量。溫室中蒸騰速率是反映作物需水狀況的基本信息，一般與土壤含水率一起，作為傳統的作物虧水指標，來反映作物需水程度和土壤的供水強度。在蒸騰速率的計算尺度上，目前溫室內作物的蒸騰計算主要局限于單株作物的葉片或者是冠層的蒸騰強度計算，以及植株蒸騰的日變化規(guī)律。計算公式一類是采用參考作物騰發(fā)量乘以作物系數，另一類是采用能量平衡法如PenmanMonteith模型來模擬計算溫室作物蒸騰速率的研究。，空氣混合并不均勻，導致室內溫度、濕度空間分布差異較大，植株不同位置的蒸騰強度變化也大，在采用該指標用來判斷作物缺水度時需注意這種差異性。近年主要探討作物蒸騰與其它指標的相互影響關系。溫室環(huán)境條件下，這種基于實驗數據建立作物蒸騰量從而估計作物需水量的建模方法，對作物的水分和營養(yǎng)供應來說，實質是一種開環(huán)控制，沒有考慮室外氣候參數以及室內半封閉環(huán)境條件發(fā)生變化對作物蒸騰帶來的影響。這導致在對作物蒸騰速率進行估算進而安排作物灌溉量時會帶來一定的誤差。目前，在以下作物需水信息與精量控制灌溉技術方面進行了嘗試和探索：（一）研究作物對水分虧缺信息的感受、傳遞與信號轉導的過程，建立作物水分信號診斷指標體系，獲得利用作物莖桿變形測量、作物電特性等指標診斷作物缺水狀況的新技術與新產品；（二）研究作物水分區(qū)域分布監(jiān)測技術和作物蒸騰過程快速監(jiān)測技術，提出區(qū)域土壤水分空間變異性與最佳動態(tài)監(jiān)測布點方式和區(qū)域土壤墑情監(jiān)測預報技術，獲得土壤水分動態(tài)快速測定與預報技術及新產品；（三）以土壤墑情監(jiān)測預報、作物水分動態(tài)監(jiān)測信息與作物生長信息的結合為基礎，研究運用模糊人工神經網絡技術、數據通訊技術和網絡技術建立具有監(jiān)測、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統，研制開發(fā)智能化的灌溉信息采集裝置和智能化的灌溉預報與決策支持軟件。如李國臣等[8]開展了作物莖流變化規(guī)律的分析并應用到作物水分虧缺應用上；楊世鳳等[9]通過檢測作物蒸騰量的變化速率和聲發(fā)射的變化關系檢測作物水脅迫的程度并應用于作物的視情節(jié)水灌溉方面；張兵等[10]、空氣濕度、風速、空氣溫度為決策變量建立了作物需水量神經網絡預測系統，又以作物需水量和土壤濕度建立了作物灌水量模糊推理系統。近年來國內相繼開展了作物葉片圖像特征和光譜特征與作物缺水度之間的關系，利用圖像特征和光譜特征來判別作物的需水程度，并在此基礎上構建溫室作物水肥灌溉控制系統。目前在國
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