温室滴灌番茄需水量的空间分布特征及影响机制研究

Closed and semi-closed are the typical characteristics of greenhouse crop evapotranspiration (ET), and the variation and space distribution of indoor environmental factors are directly affected by ventilation opening or closing state, which leads to significant differences in spatial distribution of ET, nutrient uptake and production. Revealing the spatial distribution characteristics and influence mechanism of greenhouse crop ET is important to greenhouse environment regulation and integrated management of water and fertilizer.. In view of these scientific problems, such as spatial distribution difference of indoor ET and unclear environmental influence mechanism under different ventilation conditions for greenhouse. Taking greenhouse tomato with drip irrigation as research object, and combining field experiment and numerical simulation are applied to this project. Systematic study on spatial distribution of indoor environment elements under different ventilation conditions, and establishment a spatial distribution model of meteorological elements for changing environment. Revealing the spatial distribution characteristics and influence mechanism of ET and construction a spatial distribution model for greenhouse tomato with drip irrigation. Exploring the coupling relationship between environmental changes in different spatial regions and ET and clarifying the mechanism of environmental factors on ET. The research results can provide a theoretical basis and technical support for high-standard variable irrigation fertilization management in greenhouse.

温室作物蒸发蒸腾（ET）具有典型的封闭和半封闭性，通风口的开闭状态对室内环境要素变化及空间分布产生直接影响，进而导致室内作物ET、养分吸收及生产发育等表现出明显的差异性空间分布，揭示温室作物ET的空间分布特征及影响机制，对温室环境调控及水肥一体化科学管理等具有重要意义。. 针对温室不同通风状况下室内ET空间分布差异及环境影响机制不明确等科学问题，以温室滴灌番茄为研究对象，通过田间试验与数值模拟相结合的研究方法，系统研究温室不同通风状况下室内环境要素的空间分布，建立变化环境下气象要素空间分布模型；揭示温室滴灌番茄ET的驱动机制及空间分布特征，构建温室作物ET空间分布模型；探讨温室不同空间区域环境变化与ET的耦合关系，明确环境因子对ET的影响机制。研究成果可为温室高标准变量灌溉施肥管理提供理论依据和技术支撑。

温室智能化高标准变量灌溉施肥管理制度可实现水肥节约利用、提高作物的产量和品质，而目前我国多数地区日光温室环境调控和水肥管理仍以经验为主，其多空间尺度的环境分布及作物耗水机制尚不明确，亟待开展温室作物需水量的空间分布及影响机制研究。为此，本项目以温室滴灌番茄为研究对象，采用试验研究和数值模拟相结合的方法，开展了3年3种不同通风模式的试验研究，系统研究了温室不同通风模式下的环境空间分布、蒸散发区域差异以及多个界面的水热传输过程，取得以下研究成果：（1）在理论分析层面，摸清了温室不同通风模式下多空间区域的气象环境变化规律，识别了不同空间区域蒸散发的主要环境控制因子，阐释了不同环境条件下蒸散发与土壤-作物-空气界面之间的水热传输机制。（2）在模型方法层面，基于温室不同通风口控制下的室内外气流交换理论，利用CFD计算机仿真模拟软件构建了温室变化环境下的气象要素空间分布场，为温室制定精确有效的通风调控模式奠定了基础；对多个蒸散发模拟模型进行了改进，确定了模型中的敏感参数，建立了温室蒸散发空间分布模型，为应对变化环境下温室环境胁迫对作物产量和品质的影响评估及水肥精准管理提供了科学指导。本项目在温室不同通风环境下取得的气象要素空间分布、蒸散发区域特征及不同界面水热动态变化等关键数据，为实现温室高标准变量灌溉施肥管理制度提供了理论依据和技术支撑。