温室环境因子驱动的甜瓜蒸腾蒸发机理模型研究

Evapotranspiration of greenhouse crops not only is the basis for the water management in greenhouses, but also affects greenhouse environment regulation significantly; therefore it affects the yield, quality and production benefit to a great degree. In this study, two test methods, greenhouse controllable conditions and interval sowing, are applied. The relations are analyzed between environmental factors, soil water and different musk melon growing stages and plant evapotranspiration to discover the quantitative relationship between the changes of the major environmental factors, plant growth, soil water and evapotranspiration of musk melon. Based on this analysis, a synthesized simulation of musk melon evapotranspiration is worked out driven by greenhouse environment and growing stages, so as to provide intelligentized prognosis and decision systems for greenhouse watering and environment optimation management.

温室作物蒸腾蒸发不仅是温室水分管理的主要依据，也对温室环境调控有重要影响，进而影响作物的产量、品质及生产效益。本研究利用温室可控环境及分期播种两种试验方法，在分析气孔对环境响应的基础上，建立基于叶片气孔导度提升的温室甜瓜冠层导度估算模型；耦合作物参数、SPAC系统水分与能量传输理论，建立温室环境主要因素和作物发育时期驱动的甜瓜日蒸腾蒸发量综合模拟模型，为温室甜瓜灌溉量确定与温室环境优化管理提供智能化预测决策系统。

在温室作物生产中，作物蒸腾不仅是水分管理的主要依据，同时对温室内的环境调控也有重要影响。本研究通过探讨温室环境因子对甜瓜蒸腾的影响，建立了温室环境、作物发育时期驱动的甜瓜蒸腾综合模型，旨在为温室甜瓜精准灌溉与温室环境智能化预测决策系统提供参考。主要研究结果如下：.（1）定量分析了温室环境因子对甜瓜蒸腾的调控效应。在叶片和单株尺度上土壤相对含水量、空气温度和光辐射量对蒸腾速率的影响均为正效应，而空气湿度对蒸腾速率的影响为负效应。在驱动和调控蒸腾过程中，各环境因子之间交互作用明显，在叶片尺度主要表现为相对湿度和温度之间的耦合作用；在单株尺度上，土壤湿度、空气温度和空气湿度间存在着显著的交互效应。.（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：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；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，其他因子则通过影响叶面积间接调控耗水。.（3）以统一能量指标“水势”解析了水分运移系统不同界面层驱动力的相对重要性。温室夏季生产中，大气蒸发能力很强，降低温室饱和水汽压差可以有效降低叶-气界面层蒸腾拉力，使液态水运输和气态水散失间维持动态平衡。.（4）构建了温室环境因子驱动的甜瓜叶片和单株尺度上蒸腾模型。通过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，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%。.综上所述，本研究系统回答了温室环境下甜瓜蒸腾响应过程，建立了可实际应用的温室环境因子驱动的作物蒸腾模型，为温室环境优化管理奠定了理论基础。