我国塑料大棚作物的规模种植模式正在迅速发展,但是,关于大棚作物的需水规律及其灌溉制度,国内外至今还没有任何成熟的计算方法,只能借用露地的数值进行粗略估算,其误差较大,既不节水又不能满足"精、准"灌溉的要求。本项目将依托武汉大学水利水电工程与科学国家重点实验室灌溉排水综合试验场和湖北省水利厅节水灌溉试验示范基地,系统开展对塑料大棚内主要作物番茄、黄瓜等的水分生理关系、需水规律及其灌溉制度的影响因素的研究和连续试验观测;研究基于时间系列、神经网络理论等预测预报理论进行预测和模拟大棚内的气候特征、土壤含水量、作物耗水机理的理论和方法,建立滴灌条件下基于自然气象要素对塑料大棚内主要作物的需水规律及其节水灌溉制度的预测预报计算模型,取得区域性的实用成果,为开展全国范围的应用研究打下基础,为塑料大棚作物需水量及其灌溉制度设计提供科学依据。
本项目以理论研究与现场试验相结合的方法进行。在鄂州市湖北省水利厅节水灌溉示范基地开展了3个轮次的跨年度现场试验。大棚内采用腹膜滴灌灌水方法,对包括作物生理与发育状况、土壤温度、土壤含水量和灌溉排水水量以及蔬菜产量、质量等进行连续试验观测,并同步实时对大棚小气候和棚外自然气候要素进行观测,从而研究大棚内外主要气象因子的关系,以及大棚作物耗水量过程与需水规律。建立理论与模型,计算结果以试验数据进行验证。取得以下主要成果 1.大棚环境要素变化规律分析,主要包括 ①大棚常规气象要素(气温,相对湿度,光照辐射)数据分析结果;②大棚地温变化规律分析;③棚内CO2气体变化规律分析;④棚内外水面蒸发规律分析;⑤作物水分胁迫研究。 2.大棚作物需水量计算模型研究。 3.大棚作物需水量及需水规律的分析研究,主要包括 ①大棚作物需水量及耗水规律分析;②基于BP神经网络的大棚作物需水量预测模型研究;③大棚作物节水灌溉制度研究。所取得的成果,经与3年的实测数据分析比较,吻合良好且具有较高的精度。成果可作为中、东部地区制定大棚作物节水灌溉制度可靠的科学依据。