論我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉研究現(xiàn)狀及其發(fā)展前景(編輯修改稿)
2025-07-22 01:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 功等[5]系統(tǒng)地研究了日光溫室內(nèi)茄子的莖流變化規(guī)律及其與環(huán)境因子之間的關(guān)系。伍德林[6]、李國(guó)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(duì)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(jù)莖直徑變化來(lái)反映作物水分狀況因?yàn)榫哂胁黄茐闹仓杲M織、適合長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)灌溉領(lǐng)域已引起廣泛的關(guān)注。國(guó)內(nèi)以作物莖、果的微變化信息作為檢測(cè)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(jìn)行自動(dòng)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(duì)水分虧缺的響應(yīng)不同，同時(shí)作物的生理變化不僅僅只與水分相關(guān)，同時(shí)取決于溫室設(shè)施內(nèi)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(biāo)在實(shí)際應(yīng)用中有很大的變異性、適用性和局限性。（三）氣象指標(biāo)以影響作物生長(zhǎng)的溫室內(nèi)氣溫、空氣濕度、光照等基本的氣象信息為輸入變量，計(jì)算溫室內(nèi)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(tǒng)的作物虧水指標(biāo)，來(lái)反映作物需水程度和土壤的供水強(qiáng)度。在蒸騰速率的計(jì)算尺度上，目前溫室內(nèi)作物的蒸騰計(jì)算主要局限于單株作物的葉片或者是冠層的蒸騰強(qiáng)度計(jì)算，以及植株蒸騰的日變化規(guī)律。計(jì)算公式一類是采用參考作物騰發(fā)量乘以作物系數(shù)，另一類是采用能量平衡法如PenmanMonteith模型來(lái)模擬計(jì)算溫室作物蒸騰速率的研究。，空氣混合并不均勻，導(dǎo)致室內(nèi)溫度、濕度空間分布差異較大，植株不同位置的蒸騰強(qiáng)度變化也大，在采用該指標(biāo)用來(lái)判斷作物缺水度時(shí)需注意這種差異性。近年主要探討作物蒸騰與其它指標(biāo)的相互影響關(guān)系。溫室環(huán)境條件下，這種基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立作物蒸騰量從而估計(jì)作物需水量的建模方法，對(duì)作物的水分和營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)來(lái)說(shuō)，實(shí)質(zhì)是一種開(kāi)環(huán)控制，沒(méi)有考慮室外氣候參數(shù)以及室內(nèi)半封閉環(huán)境條件發(fā)生變化對(duì)作物蒸騰帶來(lái)的影響。這導(dǎo)致在對(duì)作物蒸騰速率進(jìn)行估算進(jìn)而安排作物灌溉量時(shí)會(huì)帶來(lái)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(shù)方面進(jìn)行了嘗試和探索：（一）研究作物對(duì)水分虧缺信息的感受、傳遞與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程，建立作物水分信號(hào)診斷指標(biāo)體系，獲得利用作物莖桿變形測(cè)量、作物電特性等指標(biāo)診斷作物缺水狀況的新技術(shù)與新產(chǎn)品；（二）研究作物水分區(qū)域分布監(jiān)測(cè)技術(shù)和作物蒸騰過(guò)程快速監(jiān)測(cè)技術(shù)，提出區(qū)域土壤水分空間變異性與最佳動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方式和區(qū)域土壤墑情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，獲得土壤水分動(dòng)態(tài)快速測(cè)定與預(yù)報(bào)技術(shù)及新產(chǎn)品；（三）以土壤墑情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、作物水分動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息與作物生長(zhǎng)信息的結(jié)合為基礎(chǔ)，研究運(yùn)用模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立具有監(jiān)測(cè)、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統(tǒng)，研制開(kāi)發(fā)智能化的灌溉信息采集裝置和智能化的灌溉預(yù)報(bào)與決策支持軟件。如李國(guó)臣等[8]開(kāi)展了作物莖流變化規(guī)律的分析并應(yīng)用到作物水分虧缺應(yīng)用上；楊世鳳等[9]通過(guò)檢測(cè)作物蒸騰量的變化速率和聲發(fā)射的變化關(guān)系檢測(cè)作物水脅迫的程度并應(yīng)用于作物的視情節(jié)水灌溉方面；張兵等[10]、空氣濕度、風(fēng)速、空氣溫度為決策變量建立了作物需水量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，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(tǒng)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)相繼開(kāi)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(guān)系，利用圖像特征和光譜特征來(lái)判別作物的需水程度，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建溫室作物水肥灌溉控制系統(tǒng)。目前在國(guó)
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