寒地溫室多熟蔬菜耗水規(guī)律與土壤水熱運(yùn)移規(guī)律及模擬研究.pdf

1、溫室能充分調(diào)節(jié)利用光、熱、水、土資源，為作物生長(zhǎng)發(fā)育提供適宜的環(huán)境，在水資源緊缺的大背景下，以滴灌為主的節(jié)水灌溉技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于溫室蔬菜的生產(chǎn)中，并突顯出其優(yōu)越性和重要性。本研究以北方寒冷地區(qū)溫室廣泛種植，且百姓餐桌常見、喜食的番茄和豆角為主要研究對(duì)象。于2014-2015年在黑龍江省水利科技試驗(yàn)研究中心國家級(jí)灌溉試驗(yàn)中心站的日光溫室中進(jìn)行了多熟蔬菜不同水分處理的耗水及水熱運(yùn)移試驗(yàn)，通過兩年較為系統(tǒng)的田間試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)獲取的大量

2、、詳實(shí)的溫室試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，對(duì)不同灌水處理下的寒地溫室春季番茄和秋季豆角耗水規(guī)律、最終產(chǎn)量、水分利用效率、植株根層的土壤水熱狀況進(jìn)行研究，并進(jìn)行了蒸騰蒸發(fā)量估算、土壤水熱運(yùn)移規(guī)律及模擬研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴滴灌條件下，多熟蔬菜的耗水量與灌水量有密切的關(guān)系。番茄整個(gè)生育期耗水呈“M”型曲線變化，豆角整個(gè)生育期日耗水呈倒“V”型變化。春番茄在5月中、下旬日耗水量達(dá)到最高，即番茄座果中期;番茄全生育期耗水強(qiáng)度整體

3、呈現(xiàn)前期大，后期小的變化規(guī)律。豆角全生育期耗水強(qiáng)度整體呈現(xiàn)先升后降的變化規(guī)律，且前期日耗水量上升速率比較快，后期下降速率比較緩慢;溫室秋季豆角苗期耗水模數(shù)最高，結(jié)莢期最低，而耗水強(qiáng)度開花期最高，采摘期最低;豆角不同生育階段耗水量大小主要取決于灌水量大小。蔬菜耗水量與溫室氣溫累積值、表層地溫累積值，及10 cm地溫累積值之間有良好的線性關(guān)系，可以用該相關(guān)關(guān)系估算蔬菜全生育期的耗水量;蔬菜生育期耗水量累積值與土壤表層地溫累積值之間存在良好的

4、二項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系，可以用該函數(shù)關(guān)系估算蔬菜不同生育時(shí)段內(nèi)的耗水量。⑵利用作物系數(shù)法建立了寒地溫室多熟蔬菜蒸騰蒸發(fā)量估算模型，具有較好的有效性和可靠性，因此，可利用作物系數(shù)法來估算寒地溫室內(nèi)滴灌條件下春季番茄和秋季豆角的蒸發(fā)蒸騰量。⑶研究了溫室內(nèi)的空氣溫度、土壤表層地溫、土壤根區(qū)地溫與溫室外大氣溫度相同的變化規(guī)律。地溫和氣溫呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，在日內(nèi)大致呈正弦曲線規(guī)律變化。土壤表層溫度的波動(dòng)比較劇烈，土壤根區(qū)地溫的變化平緩，且出現(xiàn)滯后效應(yīng)。四個(gè)

5、溫度的平均溫度差別也比較明顯，土壤表層溫度最高。在春季蔬菜苗期覆膜土壤表層溫度比裸地表層溫度平均提高1.45℃，土壤根區(qū)溫度比裸地根區(qū)溫度平均提高1.42℃，說明地膜覆蓋起到了顯著的增溫效果。⑷根據(jù)地表滴灌條件下的土壤水分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，在土壤水分運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程和土壤熱流基本方程的基礎(chǔ)上，建立了寒地溫室內(nèi)地表滴灌條件下的土壤水、熱耦合運(yùn)移數(shù)學(xué)模型，通過計(jì)算機(jī)程序利用Hydrus-1D軟件對(duì)模型進(jìn)行了求解模擬，在用一年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬后，同

6、時(shí)又另一年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析及驗(yàn)證，得出:寒地溫室內(nèi)春、秋兩季的土壤水吸力、地溫的模擬值和實(shí)測(cè)值吻合均較好，溫度模擬誤差小于水分模擬誤差，Hydrus-1D軟件可以較好地模擬出寒地溫室蔬菜作物在地表滴灌條件下的土壤水分、熱變化及分布狀況。由于溫室內(nèi)氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、灌水?dāng)?shù)據(jù)等都是容易獲得的數(shù)據(jù)，因此，通過所建立的數(shù)值模擬模型，能夠?qū)厥覂?nèi)蔬菜生長(zhǎng)所需的土壤水、熱環(huán)境條件可以適時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控。⑸不同灌水處理對(duì)番茄和豆角的產(chǎn)量及水分利