[发明专利]一种温室作物耗水量估算方法

说明书

1技术领域

本发明涉及农业水土工程和设施栽培领域，特别涉及到设施栽培环境中作物耗水量的测算方法。

2背景技术

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，设施农业发展迅速，温室设施产业已成为我国现代农业和新型农业的主要方式。设施内作物生产的用水量占农业总用水量的比例也随之大幅上升，其中占我国设施农业面积95％以上的塑料大中棚及日光温室等设施中灌溉水利用系数较低，节水空间巨大，加强农作物耗水研究是农业可持续发展迫在眉睫的任务。因此，作物耗水耗水问题的研究，一直是农学、气象、水文、土壤以及自然地理等相关学科、领域共同关注的重要课题。

温室设施是一个半封闭体系，湿度高，室内风速较低，且作物灌溉大都通过滴灌系统进行水分供给，与露地作物栽培相比较，水分一土壤一植物一空气有着独特的封闭性特点。在土壤一作物一设施环境的连续体中，水的运动最为活跃，而作物耗水耗水在水分运动过程中又占有极为重要的地位，它既是水量平衡，又是能量平衡的重要组成部分，同时又与植物的生理活动以及生物产量的形成有着密切的关系。

对于水稻、小麦、棉花等大田作物和常见经济作物耗水量的研究，国内外已经积累了大量实测资料及一定的理论分析成果，使之能根据气象、土壤和作物条件，用经验或理论的方法计算作物耗水量。但关于蔬菜及设施园艺作物耗水量的研究较少，且已取得的成果一般只是局限于当地的气候条件以及特定的温室环境，这些成果能否推广应用，还需进一步的试验资料来证明。对于大棚温室蔬菜，仅有定性的研究分析是远远不够的，如何定量地计算棚室作物腾发量才是关键，所以建立能够精确计算棚室蔬菜的模型成为作物水分研究的热点。

全面了解设施栽培的作物耗水规律是实施节水灌溉模式和制定节水灌溉制度的最根本基础，同时节水灌溉条件下设施栽培作物的耗水规律研究也是当前农业与生态节水领域的研究重点之一。针对我国近年来设施农业面积增加较快的状况，本发明旨在开展高效设施农业条件下蔬菜的耗水量研究，为设施栽培作物节水灌溉模式实施与节水灌溉制度制定提供指导，同时为设施农业乃至节水高效农业的发展提供指导与借鉴。

3发明内容

作物生长在土壤与大气两种介质中，根系从土壤中吸水，流经根、茎、叶，最后通过叶面气孔散发入大气，形成土壤-植物-大气连续系统的水分运移过程，与此过程有关的任何因素都会影响作物耗水量。作物耗水量取决于作物生长发育和对水分需求的内部因子和外部因子。其中内部因子是指对耗水规律有影响的生物学特性，与作物种类、品种以及生长阶段有关。气候条件(包括太阳辐射、气温、相对湿度、水面蒸发量、风速等)和土壤条件(包括土壤质地、含水量等)属于外部因子。同时，农业技术措施也会对作物耗水产生影响。考虑到作物耗水量的影响因子，作物耗水量计算式可以表达为：ET＝f(P，A，S)

作物耗水量与土壤、植物、大气三方面的综合关系可用乘积形式表示，即：

ET＝f1(P)*f2(A)*f3(S)①

式中，ET-作物耗水量，mm；P-植物因素；A-大气因素；S-土壤因素。

f1(P)为植物因素函数项，定义为作物耗水特性系数α，是作物自身的生理生态指标，即作物生长无任何受限，蒸腾不受水分亏缺、作物种植密度、虫害、疾病、草害或盐分胁迫影响时的状况，同一品种作物的α值主要受作物生长发育状况的影响。本发明建立作物生理系数与生育进程的关系，将α值看作以有效积温(GOD)为变量的函数：α＝f(GOD)。叶面积指数也是表征作物生长发育状况的重要指标，与耗水量存在显著的线性关系，可建立回归方程α＝f(LAI)。

f2(A)为气象环境因素函数项，可以用参考作物耗水量ET0作为表征气候特征的综合指标，参考作物耗水量ET0可以根据修正后的温室内彭曼公式计算求得，也可建立ET0与蒸发皿蒸发量E0的线性回归方程ET0＝f(E0)，通过实测蒸发皿蒸发量E0来计算ET0。

f3(S)为土壤因素函数项，定义为土壤水分胁迫系数K_s，尤其是节水灌溉条件下，各生育阶段土壤水分状况成为耗水量计算的关键因素之一，作物的蒸发蒸腾量计算中应以Ks进行修正。本发明根据实测K_s，建立以相对有效含水率为参数的经验公式：K_s＝f(A_w)。通过测量土壤水分状况，推求K_s值。

根据以上个步骤求得的作物生理系数α，参考作物蒸发量ET0，土壤水分胁迫系数K_s代入式①计算求得作物耗水量。

4具体实施方式