大棚膜下滴灌及其生态环境的SPEC调控效应研究

我国南方地区大棚蔬菜种植模式正在迅速发展，这类大棚的作物生长环境依赖日光加温、棚膜保温和人工调控，并以滴灌或膜下滴灌为主。但是，大棚作物膜下滴灌的不同灌水模式与大棚土壤－植物－环境系统(SPEC)等的改变(或调控)对其生长环境具有交互影响，且影响作物节水、作物产量和品质，国内外目前对这种影响的效应尚不清楚，生产管理只能依经验进行。本项目拟对问题此进行深入的拓展性研究，建立系统的理论和数学模型，研究以数学工具从理论上描述和预测采取不同膜下滴灌灌水模式和不同调控措施情况下的大棚生态环境要素变化的交互影响规律、作物水分与生理关系及其节水、增产效应。课题将依托有关国家重点实验室和野外试验基地试验平台和课题组有关本项目研究的积累，重点对3种主要大棚作物，以较大规模和较长历时的试验，取得系列技术资料，为数学模拟提供技术参数并检验理论和模型的正确性。成果将为制定大棚蔬菜生产管理措施提供科学依据。

我国南方地区大棚蔬菜作物的生长环境依赖日光加温、棚膜保温和人工调控，并以滴灌或膜下滴灌为主。实践表明，大棚作物膜下滴灌的不同灌水模式与大棚土壤－植物－环境系统(Soil-Plant-Emviorement-Continuum,简称SPEC)等的改变(或调控)对其生长环境具有交互影响，且影响作物节水、作物产量和品质。国内外目前对这种影响的效应尚不清楚，生产管理只能依经验进行。本项目对此问题此进行了深入的拓展性研究，系统地建立了理论和数学模型，揭示和预测采取不同膜下滴灌灌水模式和不同调控措施情况下，大棚生态环境要素变化的交互影响规律、作物水分与生理关系及其节水、增产效应。课题以理论研究、建立数学模型和现场试验观测，以实测数据进行模型验证的总体路线实施，取得了预期的成果。试验研究依托武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室和湖北省荆门市泗源农业科技有限公司蔬菜种植基地野外试验基地2个试验平台，开展了3个种植年度（上年9月至次年4月）的田间试验，重点对黄瓜、茄子和番茄3种主要大棚作物，以较大规模和较长历时的试验，取得了系列实测资料，从而为数学模拟提了丰富的供技术参数，也是检验理论和模型正确性的必要条件。项目研究所取得的成果，可为制定大棚蔬菜生产管理措施提供科学依据。. 课题研究取得了以下主要成果：. 1. 越冬大棚番茄蒸腾速率的PLS预测模型；. 2. 研究了大棚作物最适宜的生态环境指标，分析了灌溉制度对番茄生长及大棚环境的影响，研究了大棚内不同地膜覆盖面积的节水效应；. 3. 基于计算流体动力学的大棚通风及微气象模型研究，主要包括大棚通风及作物蒸腾规律模型及大棚耦合SPEC系统和微气象模型；. 4. 基于ANFIS的大棚气温模糊控制模型。. 上述成果较圆满地完成了课题的研究内容，解决了课题提出的3个关键科学问题，实现了预期目标。项目成果可为大棚蔬菜种植节水、高产、优质等的管理提供科学依据。具有重要的理论意义和广阔的应用前景。.