發(fā)布時間：2020-09-29 11:21

　　 蔬菜作為人們每日必不可少的食材,為滿足人們對新鮮蔬菜需求,特別是在春冬季節(jié)對反季節(jié)新鮮蔬菜的大量需求,近年來在我國很多地區(qū)都已經(jīng)出現(xiàn)了規(guī)模龐大的日光溫室群,日光溫室的迅速發(fā)展,在給蔬菜種植戶帶來了豐厚收入的同時,也緩解了北方地區(qū)對蔬菜的需求壓力。然而蔬菜是需水量較大的作物,因日光溫室中土壤耕層無法直接利用自然降雨,只能依靠人為灌溉來進行補充水分,在當(dāng)前種植戶普遍粗放的灌溉模式下,溫室蔬菜的灌溉水量要比裸地蔬菜大的多,這不僅造成了水資源的浪費,而且會導(dǎo)致日光溫室內(nèi)環(huán)境的惡化,從而導(dǎo)致病蟲害發(fā)生和作物品質(zhì)產(chǎn)量的下降。在當(dāng)前水資源日益緊缺的大背景下,制定一種適宜的溫室蔬菜節(jié)水灌溉制度,提高日光溫室中的水分利用效率,就顯得尤為重要。青椒作為人們生活中最常見的蔬菜,種植區(qū)域十分廣泛,種植面積非常大,本文以青椒為研究對象,在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院綜合試驗基地的節(jié)能日光溫室中進行試驗研究,青椒品種為35-619,于2012年9月中旬開始。試驗采用桶栽的方式,灌溉方式采用目前最為流行的滴灌,試驗共設(shè)13個處理,其中一個為充水對照處理,每個處理3次重復(fù)。試驗將青椒的生育期劃分為苗期、開花著果期、結(jié)果盛期、結(jié)果后期4個階段。通過對不同土壤水分狀況下溫室青椒產(chǎn)量、品質(zhì)及水分利用效率進行了系統(tǒng)的觀察研究,并應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析、動態(tài)規(guī)劃法、遺傳算法、自由搜索算法等方法對溫室青椒的水分敏感時期及敏感指數(shù),對溫室青椒各生育期最適宜土壤含水率范圍、青椒各生育期最適宜灌水量及其灌溉制度優(yōu)化進行了系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)論如下：(1)基于試驗實測數(shù)據(jù),對不同水分處理對青椒產(chǎn)量、VC含量及水分利用效率的影響進行了分析,得出了合理的水分分配對青椒產(chǎn)量、VC含量及水分利用效率的提高有顯著的影響。利用線性和非線性的相關(guān)分析方法找出了青椒產(chǎn)量及品質(zhì)對水分最為敏感和主要敏感的時期,得出了青椒的產(chǎn)量及品質(zhì)與青椒各生育期灌水量的關(guān)聯(lián)程度,青椒產(chǎn)量與各生育期灌水量關(guān)聯(lián)度從大到小依次為：開花著果期、結(jié)果盛期、苗期、結(jié)果后期；青椒Vc含量與各生育期灌水量關(guān)聯(lián)度從大到小依次為：結(jié)果盛期、苗期、開花著果期、結(jié)果后期�？梢钥闯鲈诓煌乃痔幚項l件下青椒果實品質(zhì)和產(chǎn)量與開花結(jié)果期、結(jié)果盛期的灌水量關(guān)系密切,為日光溫室青椒水分生產(chǎn)函數(shù)的建立及各生育期灌水量的優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。(2)建立了溫室青椒水分生產(chǎn)函數(shù),基于2012年實測數(shù)據(jù)資料,選用了大家所熟知的加法模型中的Sudar模型、Blank模型、Singh模型和乘法模型中的Jensen模型、Rao模型,采用SPSS軟件分別對5種模型進行求解,得出了5個模型的敏感指數(shù),并對結(jié)果進行了檢驗及比較分析,最終結(jié)果表明,Jensen模型在描述溫室青椒水量與產(chǎn)量方面更合理準(zhǔn)確�；诖_定的溫室青椒水分生產(chǎn)函數(shù),利用2013年實測數(shù)據(jù)對溫室青椒水分生產(chǎn)函數(shù)Jensen模型的適應(yīng)性進行了檢驗,結(jié)果顯示產(chǎn)量預(yù)測相對誤差較小,平均誤差約10%。(3)在日光溫室滴灌條件下,基于遺傳算法以青椒水分生產(chǎn)函數(shù)為目標(biāo)函數(shù),以灌水量和青椒各生育階段末的土壤儲水量為決策變量,對土壤儲水量進行優(yōu)化,得出了青椒各生育期最適宜的土壤含水率范圍分別為：苗期為62.5%-99.5%、開花著果期為72.5%-99.9%、結(jié)果盛期為62.5%-65%、結(jié)果后期為72.5%�；�2012年、2013年實測數(shù)據(jù)對該優(yōu)化結(jié)果進行驗證討論,得到符合上述土壤含水率范圍的水分脅迫試驗處理均為各自年度實測數(shù)據(jù)產(chǎn)量及水分利用率最高,從結(jié)果可以看出基于遺傳算法對溫室青椒適宜土壤含水率范圍優(yōu)化是比較符合實際的,為溫室青椒各生育階段灌水量的確定提供了理論基礎(chǔ)。(4)分別采用動態(tài)規(guī)劃法、遺傳算法及自由搜索算法對青椒各生育期的灌水量進行了優(yōu)化,得出了基于動態(tài)規(guī)劃格點法溫室青椒生育期內(nèi)灌溉水量以285mm為最佳,其對應(yīng)苗期、開花著果期、結(jié)果盛期、結(jié)果后期的灌水量分別為30mm、60mm、105mm、 90mm;基于動態(tài)規(guī)劃逐次漸近法溫室青椒生育期內(nèi)作物灌溉水量以240mm為最佳,其對應(yīng)苗期、開花著果期、結(jié)果盛期、結(jié)果后期的灌水量分別為30mm、45mm、90mm、75mm；基于遺傳算法溫室青椒生育期內(nèi)灌溉水量以285mm為最佳,其對應(yīng)苗期、開花著果期、結(jié)果盛期、結(jié)果后期的灌水量分別為27mm、7mm、109.5mm、70.5mm;基于自由搜索法溫室青椒生育期內(nèi)灌溉水量以270mm為最佳,其對應(yīng)苗期、開花著果期、結(jié)果盛期、結(jié)果后期的灌水量分別為23mm、65mm、100mm、82mm。(5)對3種優(yōu)化算法結(jié)果進行的對比分析結(jié)果表明：動態(tài)規(guī)劃逐次漸近法的灌溉水量最小,為240mm,自由搜索法的相對產(chǎn)量最大,為0.9608,遺傳算法與動態(tài)規(guī)劃格點法的最佳灌水量相同,均為285mm。(6)確定溫室青椒全生育期的灌水量為285mm,最終得出溫室青椒的灌溉制度為：灌溉定額為285mm,苗期的灌水量為30mm、開花著果期的灌水量為90mm、結(jié)果盛期的灌水量為105mm、結(jié)果后期的灌水量為60mm,灌水定額為15mm,苗期灌水2次,開花著果期灌水6次、結(jié)果盛期灌水7次、結(jié)果后期灌水4次。
【學(xué)位單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S626;S641.3;S274
【部分圖文】：

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本文編號：2829652