基于实时生长量的日光温室袋培番茄灌溉模型研究

发布时间：2020-05-10 07:41

【摘要】：针对传统作物生长模型在温室环境条件不适宜时模拟结果不准确问题,本文开展了基于番茄植株实时生长量的日光温室袋培番茄灌溉模型研究。以大果型番茄'瑞特粉娜'、‘DF-09'为试材,采用本课题组研制的袋培营养基质,分别进行了基于番茄植株实时生长量的日光温室冬春茬与秋冬茬番茄植株生长及多项环境因素对番茄植株实时生长量影响、以及冬春茬与秋冬茬番茄灌溉模型的研究,目的是解决日光温室秋冬茬环境条件不适宜情况下作物生长模型及灌溉模型模拟不准确问题,为日光温室番茄精准灌溉与自动化控制提供理论依据与技术指导。主要研究结果如下:1.研制番茄植株实时生长量测量系统,包括电子吊秤、数据采集器、上位机三部分,可测定番茄植株实时生长量(茎+叶+果重)。数据每10 min自动采集、传输、记录一次。番茄植株每日实时生长量约为第二天某一固定时刻电子吊秤值与第一天该时刻电子吊秤值之差。2.采用实际取样得到的番茄植株实际生长量值验证吊秤称量系统计算的实时生长量值。通过比较按照00:00、05:00、06:00、07:00和08:00五个时间点计算得到的五个每日实时生长量值与番茄植株实际生长量值间的差异,结果表明冬春茬和秋冬茬均是按照00:00计算得到的验证效果好,其R~2分别为0.8274和0.8722,均达到80%以上;冬春茬番茄植株每日实时生长量在10～100 g之间,秋冬茬的番茄植株每日实时生长量在10～30 g之间,表明冬春茬番茄植株实时生长量是秋冬茬的3倍左右。3.通过分析日光温室冬春茬与秋冬茬的环境因素(光照强度、温室内温度、基质温度和辐热积)对番茄植株实时生长量的影响,表明前一天的环境条件决定后一天的生长量,即前一天的环境条件好(光照强度大、温室内温度高、基质温度高、辐热积大),则后一天的生长量大,前一天的环境条件差(光照强度小、温室内温度低、基质温度低、辐热积小),则后一天的生长量小。通过采用Pearson相关性分析,比较了影响番茄植株实时生长量最大的环境因素,结果表明两个茬次中影响番茄植株实时生长量的最主要环境因素均为辐热积,因此,本研究以辐热积为自变量研究番茄灌溉模型。4.基于实时生长量的日光温室冬春茬与秋冬茬的番茄灌溉模型分别为Z=a×(X×Y)~2+b×X+c×Y+d 和 Z=a+b×exp(c/X)+d×Y,其中 a,b,c,d 均为不同值的参数,X为番茄植株实时生长量(g),Y为辐热积(MJ·m-2),均方差分别为120.1638和58.2260,相关系数分别为0.8015和0.9000,验证系数分别为0.7095和0.7679,通过分析两个茬次的均方差、相关系数和验证系数,表明秋冬茬番茄灌溉模型优于冬春茬,且秋冬茬的灌溉模型较为简单,可以用于实际生产中。综上所述:本文建立了日光温室袋培番茄植株实时生长的吊秤称量系统,可实时称量番茄植株生长量。通过采用番茄植株实际生长量验证番茄植株实时生长量的方法,明确了按照00:00计算番茄植株实时生长量最准确。通过Pearson相关性分析,表明辐热积是影响番茄植株实时生长量的最主要环境因素。建立了基于实时生长量的日光温室冬春茬与秋冬茬番茄灌溉模型,并与基于生长模型番茄灌溉模型进行比较。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S626;S641.2

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