【摘要】：溫室能充分調(diào)節(jié)利用光、熱、水、土資源,為作物生長(zhǎng)發(fā)育提供適宜的環(huán)境,在水資源緊缺的大背景下,以滴灌為主的節(jié)水灌溉技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于溫室蔬菜的生產(chǎn)中,并突顯出其優(yōu)越性和重要性。本研究以北方寒冷地區(qū)溫室廣泛種植,且百姓餐桌常見、喜食的番茄和豆角為主要研究對(duì)象。于2014-2015年在黑龍江省水利科技試驗(yàn)研究中心國(guó)家級(jí)灌溉試驗(yàn)中心站的日光溫室中進(jìn)行了多熟蔬菜不同水分處理的耗水及水熱運(yùn)移試驗(yàn),通過兩年較為系統(tǒng)的田間試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)獲取的大量、詳實(shí)的溫室試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行分析,對(duì)不同灌水處理下的寒地溫室春季番茄和秋季豆角耗水規(guī)律、最終產(chǎn)量、水分利用效率、植株根層的土壤水熱狀況進(jìn)行研究,并進(jìn)行蒸騰蒸發(fā)量估算、土壤水熱運(yùn)移規(guī)律及模擬研究,取得以下主要研究成果:(1)滴灌條件下,多熟蔬菜的耗水量與灌水量有密切的關(guān)系。番茄整個(gè)生育期耗水呈“M”型曲線變化,豆角整個(gè)生育期日耗水呈倒“V”型變化。春番茄在5月中、下旬日耗水量達(dá)到最高,即番茄座果中期;番茄全生育期耗水強(qiáng)度整體呈現(xiàn)前期大,后期小的變化規(guī)律。豆角全生育期耗水強(qiáng)度整體呈現(xiàn)先升后降的變化規(guī)律,且前期日耗水量上升速率比較快,后期下降速率比較緩慢;溫室秋季豆角苗期耗水模數(shù)最高,結(jié)莢期最低,而耗水強(qiáng)度開花期最高,采摘期最低;豆角不同生育階段耗水量大小主要取決于灌水量大小。蔬菜耗水量與溫室氣溫累積值、表層地溫累積值,及10 cm地溫累積值之間有良好的線性關(guān)系,可以用該相關(guān)關(guān)系估算蔬菜全生育期的耗水量;蔬菜生育期耗水量累積值與土壤表層地溫累積值之間存在良好的二項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系,可以用該函數(shù)關(guān)系估算蔬菜不同生育時(shí)段內(nèi)的耗水量。(2)利用作物系數(shù)法建立了寒地溫室多熟蔬菜蒸騰蒸發(fā)量估算模型,具有較好的有效性和可靠性,因此,可利用作物系數(shù)法來估算寒地溫室內(nèi)滴灌條件下春季番茄和秋季豆角的蒸發(fā)蒸騰量。作物蒸騰蒸發(fā)量的大小主要受氣象因素的影響,利用改進(jìn)后修正的Penman Monteith公式,計(jì)算寒地溫室春季番茄、秋季豆角生育期內(nèi)的參照作物蒸發(fā)蒸騰量ET0值,并分析了ET0值的變化規(guī)律。ET0隨生育進(jìn)程均呈現(xiàn)不規(guī)則的變化,春季番茄ET0整體呈現(xiàn)增降增的變化趨勢(shì),秋季豆角ET0整體呈現(xiàn)逐漸下降的變化趨勢(shì)。通過參照作物蒸發(fā)蒸騰量ET0對(duì)溫室內(nèi)常規(guī)氣象因子溫度、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)變化的敏感性分析,得出氣象因子的變化與ET0的相對(duì)變化均近似呈線性關(guān)系。ET0對(duì)氣溫變化的敏感性受基礎(chǔ)溫度的影響,當(dāng)月的基礎(chǔ)溫度越低,ET0受氣溫變化的影響越大。ET0對(duì)相對(duì)濕度變化的敏感性同溫度一樣受基礎(chǔ)值的影響,但是為負(fù)相關(guān),基礎(chǔ)相對(duì)濕度越高,相對(duì)濕度的變化對(duì)ET0的負(fù)影響越大。ET0對(duì)日照時(shí)數(shù)變化的敏感性分析,反映了ET0對(duì)太陽輻射的變化最敏感,不論日照時(shí)數(shù)基礎(chǔ)值高低,ET0受當(dāng)月日照時(shí)數(shù)的變化的影響都很大。(3)研究了溫室內(nèi)的空氣溫度、土壤表層地溫、土壤根區(qū)地溫與溫室外大氣溫度相同的變化規(guī)律。地溫和氣溫呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,在日內(nèi)大致呈正弦曲線規(guī)律變化。土壤表層溫度的波動(dòng)比較劇烈,土壤根區(qū)地溫的變化平緩,且出現(xiàn)滯后效應(yīng)。四個(gè)溫度的平均溫度差別也比較明顯,土壤表層溫度最高。在春季蔬菜苗期覆膜土壤表層溫度比裸地表層溫度平均提高1.45℃,土壤根區(qū)溫度比裸地根區(qū)溫度平均提高1.42℃,說明地膜覆蓋起到了顯著的增溫效果。受溫度影響,地溫升高幅度越大,土壤水分消退的越快;地溫下降越快,土壤水分消退的越慢。在相同的溫度變化梯度下,土壤水勢(shì)變化的速率在升溫時(shí)比降溫時(shí)要快。土壤水勢(shì)變化的速率隨著溫度的降低而變緩。溫度越低灌水后引起的溫度變化越不穩(wěn)定。(4)根據(jù)地表滴灌條件下的土壤水分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),在土壤水分運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程和土壤熱流基本方程的基礎(chǔ)上,建立了寒地溫室內(nèi)地表滴灌條件下的土壤水、熱耦合運(yùn)移數(shù)學(xué)模型,通過計(jì)算機(jī)程序利用Hydrus-1D軟件對(duì)模型進(jìn)行了求解模擬,在用一年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬后,同時(shí)又另一年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析及驗(yàn)證,得出:寒地溫室內(nèi)春、秋兩季的土壤水吸力、地溫的模擬值和實(shí)測(cè)值吻合均較好,溫度模擬誤差小于水分模擬誤差,Hydrus-1D軟件可以較好地模擬出寒地溫室蔬菜作物在地表滴灌條件下的土壤水分、熱變化及分布狀況。由于溫室內(nèi)氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、灌水?dāng)?shù)據(jù)等都是容易獲得的數(shù)據(jù),因此,通過所建立的數(shù)值模擬模型,能夠?qū)厥覂?nèi)蔬菜生長(zhǎng)所需的土壤水、熱環(huán)境條件可以適時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控。(5)不同灌水處理對(duì)番茄和豆角的產(chǎn)量及水分利用效率影響差異顯著,番茄以T4灌水處理為最佳灌水處理,豆角以T5灌水處理為最佳灌水處理,能達(dá)到產(chǎn)量和水分利用效率的高效統(tǒng)一。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S626;S641.2;S643

【參考文獻(xiàn)】

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1 滕云;張忠學(xué);陶延懷;司振江;劉淑艷;于振良;;寒地溫室豆角耗水規(guī)律分析及節(jié)水灌溉模式優(yōu)化[J];節(jié)水灌溉;2016年11期

2 梅映學(xué);魏瑋;張?jiān)娡?張韞璐;王金緣;王茜;蘇昕;馬蓮菊;;干旱鍛煉對(duì)鹽脅迫下水稻幼苗根系抗氧化酶活性的影響[J];浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2016年08期

3 滕云;陶延懷;劉淑艷;司振江;于振良;;寒地溫室環(huán)境信息自動(dòng)采集與滴灌技術(shù)的應(yīng)用探討[J];黑龍江水利;2015年07期

4 李東偉;李明思;劉東;呂謀超;賈艷輝;;膜下滴灌土壤濕潤(rùn)范圍對(duì)棉花根層土壤水熱環(huán)境和根系耗水的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2015年08期

5 唐慶蘭;任世奇;項(xiàng)東云;鄧紫宇;陳健波;陳升侃;;尾巨桉萌芽林土壤呼吸變化及其與土壤溫度和土壤含水率的關(guān)系[J];西部林業(yè)科學(xué);2015年02期

6 廉曉娟;王艷;楊軍;張余良;王正祥;;日光溫室青花菜耗水規(guī)律及水分利用效率的研究[J];節(jié)水灌溉;2015年01期

7 潘永安;范興科;;氣象資料缺測(cè)時(shí)Penman-Monteith溫室修正式的應(yīng)用[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年01期

8 姚寶林;李光永;李發(fā)永;;南疆滴灌棉田休閑期土壤入滲特性研究[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年22期

9 李靜;張富倉;方棟平;李志軍;高明霞;王海東;吳東科;;水氮供應(yīng)對(duì)滴灌施肥條件下黃瓜生長(zhǎng)及水分利用的影響[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年22期

10 張金珠;王振華;虎膽·吐馬爾白;;具有秸稈夾層層狀土壤一維垂直入滲水鹽分布特征[J];土壤;2014年05期

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2 王椺燁;黑龍江省西部低山丘陵區(qū)集水抗旱造林技術(shù)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2014年

3 胡笑濤;溫室番茄局部控制灌溉節(jié)水調(diào)控機(jī)制與水分虧缺診斷[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

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7 趙斌;高速公路人工邊坡優(yōu)勢(shì)植物蒸騰耗水特征研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2013年

8 姚勇哲;溫室番茄耗水模型的模擬與驗(yàn)證[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

9 高紅貝;溫度對(duì)土壤水分運(yùn)動(dòng)及參數(shù)的影響研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

10 黃潔;栽培條件對(duì)作物生長(zhǎng)及根系提水作用的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2776729