温室环境因子驱动番茄与甜瓜水分运移的机理及模拟

发布时间：2018-06-03 03:24

  本文选题：温室 + 环境因子　； 参考：《西北农林科技大学》2017年博士论文

【摘要】：温室土壤-植物-大气系统水流运动不仅是水循环的环节,也是能量传输和物质迁移的活跃过程。通过温室环境调控实现水分运移过程中“源-流-汇”的动态平衡关系,是保证植株正常水分状况和生理功能的基础。大量研究集中于评估各种灌溉制度的“源”节水效应,温室环境因子与“源-流-汇”的动态平衡关系研究仍较为薄弱。本研究以温室水分传输过程为主线,系统探讨了番茄、甜瓜水分运移对温室环境的响应过程,阐明了温室环境因子和生理过程驱动水分传输的动力学机制,旨在为通过温室环境调控挖掘节水潜力,提高温室水分利用效率奠定理论基础。主要研究结果如下:(1)量化了温室环境因子对甜瓜水分传输的驱动和调控效应。定量分析了叶片和单株尺度上环境因子对甜瓜水分传输的主效应、单因子效应、边际效应和交互作用。除空气相对湿度外,土壤相对含水量、空气温度和光辐射量对蒸腾速率均为正效应,其中相对含水量和温度的单因子效应趋近线性函数,光辐射量和空气相对湿度的单因子效应分别为开口向上和向下抛物线函数;相对含水量和温度的边际效应随编码值的递增变化较平缓,且在试验编码范围内均为正效应,光辐射量和相对湿度对蒸腾的边际效应随编码值的增加分别呈显著递增和呈递减趋势。(2)阐明了温室环境因子驱动甜瓜水分传输的时空变异及尺度效应。不同时间和空间尺度下,温室甜瓜蒸腾主导影响因子不同,各因子对蒸腾调控存在协同交互作用:日变化进程中,各环境因子、气孔导度和水力导度均对叶片蒸腾和单株耗水具有重要影响,但随着时间尺度的提升,这些因子与作物蒸腾的相关性均逐渐减弱;在较长时间尺度的甜瓜耗水进程中,作物单株总叶面积为单株耗水调控的主导因子;作物冠层导度和单株水力导度与光合同化能力显著相关,在长时间尺度上通过影响作物叶面积而间接影响单株水平上作物耗水量。(3)构建了温室环境因子驱动的甜瓜叶片和单株尺度上水分传输模型。以植物气孔行为与水汽扩散理论为主线,在微观水平和瞬时尺度上研究气孔对环境的响应机理,建立了温室环境因子驱动的叶片水分传输速率模型,可较好的应用于温室复杂环境下蒸腾速率模拟,预测误差小于20%;在长时间尺度上,利用辐热积模拟了作物系数动态变化,耦合Penman-Monteith公式构建了生长参数与环境因子协同驱动的单株耗水模型,预测误差为12.3%。(4)理论解析并试验验证了调控温室饱和水汽压差实现番茄水分传输节流效应的潜力。以统一能量指标解析了水分运移系统不同界面层驱动力的相对重要性,大气蒸发能力与“源-流-汇”的动态平衡和作物水分生产力的关系。温室夏季生产中,叶-气界面层蒸腾拉力过大,大气蒸发能力起关键作用。降低温室饱和水汽压差可以降低水分运移动力和传输速率,品种迪粉尼和金棚全生育期总蒸腾耗水量分别显著降低16.9%和17.4%,单株生物量水分利用效率分别提高45.2%和37.9%,产量水分利用效率分别提高29.1%和37.1%。因此,降低温室饱和水汽压差可以有效降低水分被动运输动力,显著提高灌溉利用效率。
[Abstract]:The research results are as follows : ( 1 ) The effect of greenhouse environment factors on water transport in greenhouse is studied . The results are as follows : ( 1 ) The effect of greenhouse environment factors on water transmission in greenhouse is studied . ( 4 ) Theoretical analysis and experiment have verified the potential of controlling the water vapor pressure difference in greenhouse . The relative importance of the driving force of different interface layers of water transport system is analyzed by using the uniform energy index , the dynamic balance between the atmospheric evaporation capacity and the " source - flow - sink " and the relationship between the water productivity of the crops are analyzed .
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S641.2;S652

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 薜建宏;;漆树的生长、产漆量与环境因子关系的调查[J];中国生漆;1989年02期

2 薛超;;浅谈环境因子对园林花卉生长发育的影响[J];黑龙江生态工程职业学院学报;2010年06期

3 N.AllenBinns;FredM·Eiserman;周汉书;;美国怀俄明河流中鲑、鳟鱼环境因子的定量分析[J];国外水产;1982年01期

4 方升佐;影响林木花孕育的环境因子[J];种子;1991年04期

5 刘洪谔;童再康;;柳杉人工群体的生长对环境因子的反应[J];林业科学;1992年06期

6 施建忠，王天铎;营养生长期植物冠根比及其对环境因子的响应[J];植物生理学报;1995年04期

7 李继泉,金幼菊;环境因子对植物他感化合物的影响[J];河北林果研究;1999年03期

8 梁利群,孙效文,曹顶臣,闫学春;转基因鲤对几种环境因子耐受能力的研究[J];应用生态学报;2002年12期

9 孙传范;赵耕毛;唐运来;;环境因子对微藻油脂积累的影响[J];安徽农业科学;2011年19期

10 m香香;刘红娜;周晓东;洪雪婷;;山茱萸种子形态变异及与环境因子的相关性[J];生态学杂志;2013年01期

相关会议论文 前10条

1 孙菊燕;黄鹤忠;;环境因子对海洋藻类酶活性的影响及其应用[A];中国海洋学会海洋生物工程专业委员会2005年学术年会论文集[C];2005年

2 马增岭;高坤山;;环境因子对钝顶螺旋藻生物学特性的影响[A];中国海洋湖沼学会藻类学分会第七届会员大会暨第十四次学术讨论会论文摘要集[C];2007年

3 马晴雯;张东升;林国芳;陈纪刚;项翠琴;沈建华;;上海人群中环境化合物代谢有关基因多态性研究[A];中国毒理学会第三届全国学术会议论文（摘要）集[C];2001年

4 崔泳琳;周忠玉;尹岭;吴效明;王式功;藤怀金;王敏珍;郑山;黎檀实;;北京地区气象与环境因子对循环系统急诊发病量影响研究[A];S7 气候环境变化与人体健康[C];2012年

5 程红伟;陶俊勇;张云安;;指数分布环境因子算法探讨[A];2010年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第二次全体委员大会论文集[C];2010年

6 郭房庆;Nigel Crawford;;一氧化氮调控植物叶片衰老的机理[A];2006年中国植物逆境生理生态与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年

7 阎光宇;冯建祥;杨盛昌;林光辉;;秋茄冬季树干茎流特征及其与环境因子的关系初探[A];中国第五届红树林学术会议论文摘要集[C];2011年

8 胡斌;杨战平;;基于反应论模型的指数型环境因子点估计[A];中国工程物理研究院科技年报（2003）[C];2003年

9 卢从明;;光系统Ⅱ对环境因子交互作用的响应[A];全国植物光合作用、光生物学及其相关的分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2001年

10 张敬旺;谢骏;龚望宝;李志斐;余德光;;池塘底泥耗氧与环境因子的关系[A];渔业科技创新与发展方式转变——2011年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年

相关重要报纸文章 前1条

1 河南科技学院 魏刚才 刘保国;保证鸡群健康和高产必须注重改善环境，减少应激发生[N];中国畜牧兽医报;2005年

相关博士学位论文 前5条

1 TOURE Dado;中国西南地区龙虎山自然保护区喀斯特森林群落物种组成及与土壤、地质和其他环境因子的相关关系[D];中国地质大学;2015年

2 张大龙;温室环境因子驱动番茄与甜瓜水分运移的机理及模拟[D];西北农林科技大学;2017年

3 穆大刚;五种红树植物光合产量模型及对环境因子的响应[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2009年

4 曹加杰;非生物环境因子调控对沉水植物生态恢复的影响研究[D];南京林业大学;2014年

5 李强;环境因子对沉水植物生长发育的影响机制[D];南京师范大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 尹浩;西北太平洋热带气旋快速加强的环境因子研究[D];南京信息工程大学;2015年

2 古丽孜帕·夏热浦汗;不同来源产单核细胞李斯特菌株对不同环境因子的抗性研究[D];石河子大学;2015年

3 贾小佳;WTH-4温湿度环境因子无线监测仪的设计[D];宁夏大学;2015年

4 魏雨晴;上海市霾与非霾期间长江口环境因子特征分析[D];上海海洋大学;2015年

5 简美锋;鄱阳湖湿地沉水植物的分布特征及其环境影响因子研究[D];江西师范大学;2015年

6 王春生;多功能作物生长及环境因子监测系统的设计与研制[D];安徽农业大学;2014年

7 吴U嗕，

本文编号：1971279