日光温室黄瓜和芹菜不同位置消光系数模拟及验证

作者：程陈; 黎贞发^*; 董朝阳; 宫志宏; 冯利平

来源：农业工程学报, 2020, 36(21): 243-252.

• 太阳辐射
• 模型
• 日光温室
• 消光系数
• 叶面积指数
• 黄瓜
• 芹菜

消光系数是作物模型的重要参数,准确获取作物不同位置的消光系数,可以准确模拟作物的冠层光合速率,从而提高作物模型的模拟精度。该研究依据黄瓜(Cucumis sativus L.)和芹菜(Apium graveolens L.)不同位置(群体底部(Bottom of Crop, BC)处,1/3群体中部(1/3 Height of Crop, 1/3HC)处,2/3群体中部(2/3 Height of Crop, 2/3HC)处)的辐射数据,以津盛206和尤文图斯为试验品种,利用11个播期的试验观测数据建立了基于正午时刻消光系数k值的温室作物消光系数模型,确定了模型参数,用相互独立的数据进行模型检验。结果表明:1)关于正午时刻(12时)的k值变化,黄瓜在秋冬茬期间呈现先下降后上升的变化趋势,而春茬呈现相反的趋势,秋冬茬高于春茬,位置越高,k值越大。芹菜在生长季内,k值为先增加后下降的过程,位置越高,k值呈现先下降后上升的变化趋势。2)关于k值日变化,黄瓜和芹菜均呈现先上升后下降的变化趋势,位置越高,k值越大。3)关于作物发育进程中各发育阶段内k值变化,在相同发育阶段内,黄瓜随着高度上升,k值逐渐增大;芹菜呈现先下降后上升的趋势。在相同位置水平下,黄瓜各阶段k值的阶段均值都呈现先下降后上升的变化趋势,芹菜各阶段k值均值逐渐下降。4)时刻k值随正午时刻k值、位置以及时刻t呈线性下降的关系,模型参数与作物类型和位置有关。不同作物(黄瓜和芹菜)k值的模拟值与实测值的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.45和0.06,归一化均方根误差(Normalized Root Mean Square Error,NRMSE)分别为18.34%和13.35%;不同位置(BC处,1/3HC处,2/3HC处)消光系数k值的模拟值与实测值的RMSE分别为0.47、0.36和0.33,NRMSE分别为17.91%、19.69%和23.85%。该模型能够较准确模拟消光系数的日变化过程,可应用于蔬菜生长发育模型构建及仿真模拟。

• 单位
  中国农业大学; 天津市气候中心