基于冠气温差的温室黄瓜蒸散量模拟

通过建立基于不同时刻冠气温差(T c-T a)的温室黄瓜日蒸散量(ET c)估算模型,分析了基于不同时刻T c-T a对估算ET c的准确性;同时,基于T c-T a构建了估算黄瓜不同生育期ET c的Jackson模型,并将模型估算结果与基于冠层阻力参数(r c)的Penman-Monteith模型及蒸渗仪实测数据进行比较,结果显示,基于14:00的T c-T a构建的Jackson模型,估算温室黄瓜ET c的精确度最高(R 2为0.937),误差最小(RMSE为0.722 mm/d);相比Penman-Monteith模型(R 2为0.964),基于T c-T a的Jackson经验模型对黄瓜ET c估算结果与实测值相关性更高(R 2为0.967),误差更小(RMSE为0.735 mm/d).研究结果可为温室ET c模拟以及节水灌溉智能决策提供科学依据.

冬小麦遥感冠层温度监测土壤含水量的试验研究

在冬小麦主要生育期(2002年4月初到5月底),对不灌溉的冬小麦测定了冠层温度、地温、气温以及土壤含水量,计算了冠气温差且分析了冠层温度和冠气温差与不同土层厚度的土壤含水量相关关系。结果表明:14∶00的冠层温度能较好地反映20cm土层的土壤含水量变化,但与其它各土层相关性有较大的波动性;14∶00的冠气温差能较好地反映40cm以上土层的土壤含水量变化,二者的相关性很高,在20cm、40cm土层,两者相关系数R2分别为0 98866、0 99389,这为用区域遥感数据反演主要生育期冬小麦的冠气温差进而监测区域40cm土壤含水量提供了实验性的依据;拔节期和灌浆期,用14∶00冠气温差来拟合各土壤层的土壤含水量有较高的精度,从而为用区域遥感数据监测区域土壤含水量提供了经验性的模型。

苹果树冠层-空气温差变化及其与环境因子的关系

于2002—2005年,采用红外测温仪观测得到苹果树主要生长季节冠层温度数据,结合同步观测得到冠层净辐射(Rn)、风速(V)、空气温度(Ta)和湿度(RH)等冠层微气象要素数据及0～80cm土壤含水量(SW),分析苹果树冠层-空气温差(△T)变化规律及其与环境因子的关系.结果表明:苹果树主要生长季节(萌芽期—果实迅速膨大期)晴天△T日变化呈多峰曲线分布,△T最高值都出现在12:00—13:00左右;阴天△T日变化呈多峰曲线分布,但△T绝对值明显低于晴天日.2003年和2004年晴天日14:00△T与Rn、V、RH及SW具有较好的复相关关系:ΔT=7.159-0.002Rn-0.061V-0.7RH-46.0SW(r=-0.825),与Rn、RH、V及SW的偏相关系数分别为0.125、-0.078、-0.036和-0.874,逐步回归方程式为ΔT=5.317-43.1SW,说明土壤水分对△T的影响程度相对最大.经2002年和2005年观测数据验证,△T观测值与计算值吻合关系较好,二者线性相关系数可达0.9083.这说明采用晴天日14:00时刻数据分析△T的影响机制,预测土壤水分含量具有很好的可行性.

冬小麦冠层温度及其影响因素探析

采用涡度相关法测定冬小麦农田潜热通量和显热通量 ,研究农田热量平衡各分量及风速对冠层温度和冠层 大气温差的影响结果表明 ,净辐射通量是影响冠层温度高低的主要能量因子 ,二者呈极显著线性相关关系 (α =0 .0 1) ,潜热通量、显热通量和土壤热通量对冠层温度的影响与天气状况有关 ,风速变化对冠层温度的影响作用不显著 ,而与冠层

冬小麦冠层温度及其生物学性状对施氮量的反映

在大田试验下研究了0 kg/hm^2（N0）、120 kg/hm^2（N120）、240 kg/hm^2（N240）、360 kg/hm^2（N360）四个氮肥处理对冷型小麦陕229、暖型小麦NR9405、不稳定型小麦小偃22三个品种拔节至成熟期间的冠层温度、产量及其构成因素、灌浆结实期蒸腾速率的影响及关系。结果表明：各个生育期N0冠层温度皆高于氮肥处理,随着生育期后延差异有上升趋势,在灌浆结实后期达最大。拔节期各施氮量间差异不显著;孕穗-开花期总体表现为N240处理冠层温度最低,N120和N360差异不显著;灌浆结实前期为：N360〉N120〉N240,差异在0.1-0.6℃之间,中、后期总体为N120〉N240〉N360,差异在0.1-1.5℃之间。三品种间差异也在灌浆结实后期达最大,但小麦冷暖型不随着施氮肥的增加而发生根本变化。灌浆结实各个时期蒸腾速率与冠层温度呈极显著负相关;拔节至灌浆结实期的冠层温度同理论产量皆呈极显著负相关,在灌浆结实后期相关性达最大;产量构成因素中,穗粒数、成穗数与各个时期的冠层温度均呈显著负相关,分别在拔节期和灌浆结实后期相关性达最大,千粒重与拔节期冠层温度呈极显著正相关,与孕穗期和开花期冠层温度呈显著正相关。灌浆结实中后期的冠层温度在评价小麦产量上具有较高的可靠性,可作为指导田间施氮肥的一个指标应用。

喷灌条件下冬小麦冠层温度的试验研究

研究了喷灌条件下冬小麦冠层温度在不同土壤水分条件下的变化规律及其随作物生长发育期的变化状况。结果表明,在喷灌条件下,冠层温度的变化规律同普通灌溉的变化规律基本相同。当灌水量达一定程度后,冠层温度不再下降,反而呈现上升趋势;土壤水分对冠层温度的影响程度相对减小,不为主要决定因子;对于冬小麦,当灌溉量增加到一定程度时,反而不利于冬小麦的生长,水分利用效率也下降,在灌足底墒水和返青、拔节期均灌溉的情况下,小麦生长期间每次灌水量不宜过大,以每次灌水量不超过300m3/hm2为宜。

太行山山前平原冬小麦和夏玉米灌溉指标研究

根据 1998～ 2 0 0 1年的田间试验 ,研究了太行山山前平原高产农区主要作物冬小麦和夏玉米耗水量与产量和水分利用效率的关系 ,确定了这两种作物不同生育期水分敏感指数和允许的土壤水分下限指标和有限供水条件下的优化供水制度。并通过对叶片水势和冠气温差的测定 ,建立了这两种指标与作物水分亏缺程度的关系 ,形成指导农田灌溉的土壤指标。

不同供水条件下冬小麦冠气温差、叶片水势和水分亏缺指数的变化及其相互关系

为了给以作物高效灌溉制度提供理论依据,对不同供水条件下冬小麦冠层温度进行了多年田间观测,模拟了以土壤水分条件为主导的冠气温差、叶水势、水分亏缺指数等的变化规律及其对影响因素的响应。结果表明,冬小麦各生育阶段不同供水处理冠层温度(T c)受土壤水分影响明显,处理间冠气温差(ΔT)差异极显著。叶水势(LW P)与ΔT、作物水分胁迫指数(CW S I)相关显著。LW P=-1.8M Pa,CW S I=0.40是指示冬小麦发生水分胁迫的关键性指标。综合各指标,为了达到节水目的,使ΔT维持在0^-4℃,可获得冬小麦产量最优值,此时冬小麦灌溉量下限应使土壤相对含水量达到58.7%。

冬小麦冠气温差及其相关影响因素关系研究

在冬小麦主要生育期(2002年的4月初到5月底),对3个不同水分处理测定了冠层温度、气温以及土壤含水率和叶面积指数,并进一步计算了冠气温差并分析了冠气温差与土壤含水率和叶面积指数间的关系。结果表明:不同的灌溉措施对冠气温差的影响是有差异的;中午14:00左右在H2高度处(冠层之上)的冠气温差能反映作物的水分特征,可以用此时刻的实验结果来检验遥感数据反演冠气温差的精度;在60～80cm土层的土壤体积含水率能较好地反映中午14:00冠层之上冬小麦冠气温差的变化情况,不同水分处理二者的相关系数(R2)分别为0.60361(节水灌溉),0.95668(充分灌溉),0.84597(不灌溉);不同水分处理下的冬小麦主要生育期的叶面积指数与冠气温差也有一定的相关性,冠层之上二者的相关系数分别为:0.76082(节水灌溉),0.40548(充分灌溉),0.99499(不灌溉),这为区域上遥感反演作物冠气温差来监测土壤含水率及作物估产提供了依据。

水分胁迫下水稻拔节孕穗期冠气温度差与产量及品质的关系

为明确不同土壤水分条件下冠气温度差与不同抗旱性水稻品种产量及品质的相互关系,本试验在大田环境下,以辽粳294、开粳1号为材料,在拔节孕穗期设置5个水分梯度处理。结果表明,水分胁迫显著影响水稻的冠气温度差,胁迫越重,冠气温度差绝对值越小;不同水分胁迫下,水稻冠气温度差日变化与气温、空气湿度密切相关;相同环境条件下,抗旱性弱的品种辽粳294的冠气温度差绝对值低于抗旱性强的品种开粳1号;水分胁迫下水稻冠气温度差绝对值与每穗实粒数、千粒重、结实率、产量、糙米率、精米率、整精米率、碎米率、食味值均呈显著正相关,与秕粒数呈显著负相关;辽粳294和开粳1号的土壤水势分别在-0.008^-0.015 MP和-0.02^-0.03 MP范围内达到水分临界水平,且此时平均冠气温度差分别维持在0.2℃和0.7℃,对产量影响不显著,说明这2个冠气温度差值可分别作为辽粳294和开粳1号在拔节孕穗期的节水灌溉指标。本研究为建立稻作节水灌溉指标,实现水稻灌溉精确定量奠定了一定的理论基础。

基于无人机热红外图像的核桃园土壤水分预测模型建立与应用

为了解北方核桃园区的土壤水分状况,实现优化水资源配置的目的。该文于2016和2017年采用固定式热红外成像仪(A310 f)连续观测得到核桃主要生长季节午后(13:00和14:00)的冠层温度,并同步观测温度、湿度、辐射、风速、降雨量和0~80 cm不同土层深度的土壤体积含水量。并于2017年8月11日利用无人机热成像系统(TC640)对连续灌溉区域和干旱胁迫区域进行了图像采集。结果表明,40~60 cm土层深度可能是核桃树主要吸收水分的区域。冠层温度普遍高于空气温度,其变化范围在0~5℃之间,冠气温差与土壤含水量呈负相关,与太阳辐射呈正向关系,其中,土壤含水量的贡献值达到了75%。利用2017年13:00时的冠层与空气温差数据来建立的土壤水分预测模型,R2=0.64;同时,利用14:00时的实测数据对所建立模型进行验证,R2=0.61,表明该模型具有一定的拟合精度。最后,将模型用于诊断核桃区域水分状况,证明了其具有较好的实际应用效果。该研究首次将固定式热成像设备与无人机热成像系统相结合来研究树木的冠层温度,并成功实现了从理论模型到实际应用,从单株水平到区域尺度的转换。

叶温测量仪的研制及其在叶片参数测量中的应用

为探索植物自身水分状态,研究叶气温差与叶片厚度变化,自行研制了叶温测量仪,同时利用YI-201020植物叶片参数测量仪,对辣椒和花生不同生长阶段的叶片温度和叶片厚度进行监测,结合环境温度,并对各个生长阶段的叶气温差和叶片厚度作相关性分析,结果表明:传感器线性度为1%,回程误差0.02V,灵敏度为0.04V/℃,分辨力为0.3℃,仪器在测量范围0～90℃下最大示值误差为0.27℃,得到仪器的扩展不确定度为0.41℃;叶气温差和叶片厚度在各个时期都呈显著的正相关,其中成长期显著性最为明显。研究结果对植物物理学研究有参考价值。

玉米灌浆期间气冠温差与产量的关系

用CB-0241型红外测温仪研究了玉米灌浆期间气冠温差与产量的关系.结果表明,在玉米灌浆期间,两个密度下的玉米品种气冠温差都随生育进程呈现升—降—升—降的趋势,并且6×104株.hm-2种植密度的玉米品种在吐丝后20 d左右和35 d到成熟这两个阶段的气冠温差与产量之间具有很好的相关性.

应用遥感技术监测土壤湿度的研究(一)——农田水分的红外温度监测

通过大量观测资料确定了用红外测温仪观测作物冠层温差的最佳方法,并进而通过冠层温差与土壤水分之间的关系,确定了冬小麦关键期的受旱指标,为大面积应用遥感技术监测土壤水分提供了依据。

冬小麦冠气温差及其影响因子研究

在冬小麦主要生育期,测定了3个不同水分处理冠层温度、气温、地面土壤温度以及土壤含水率和叶面积指数,计算了冠气温差和饱和差及相对湿度,并分析了冠气温差与土壤含水率和叶面积指数和饱和差及相对湿度间的关系。结果表明:不同的灌溉措施对冠气温差有显著的影响;14:00左右在冠层之上高度处的冠气温差能反映作物的水分特征,可以用此时刻的实测结果来检验遥感数据反演冠气温差的精度;在60～80cm土层的土壤体积含水率能较好地反映14:00冠层之上冠气温差的变化情况,不同水分处理二者的关系显著,复相关系数分别为0.65809(节水灌溉),0.99577(充分灌溉),0.78206(不灌溉);不同水分处理下的冬小麦主要生育期的叶面积指数与冠气温差相关性显著,冠层之上二者的相关系数分别为:0.76082(节水灌溉),0.40548(充分灌溉),0.99001(不灌溉),这为区域遥感反演作物冠气温差来监测土壤含水率及作物估产提供了依据。

垄作小麦群体的光分布特征及其对不同叶位叶片光合速率的影响

利用4个不同基因型小麦(TriticumaestivumL.)品种(大穗型品种"烟辐188"和"淄麦12"、多穗型品种"济麦22"和"济麦20")对比研究了垄作和传统平作两种栽培方式对小麦群体内部光分布特征及其对不同叶位叶片光合速率的影响。结果表明:垄作栽培方式显著改善了小麦冠层内光的垂直分布状况,使冠层内不同垂直高度的光照强度显著高于传统平作,并显著提高了小麦冠层内不同叶位叶片的光合速率;垄作栽培能够显著降低多穗型小麦品种冠层温度,而对大穗型小麦品种作用不明显;垄作栽培方式能够显著提高多穗型小麦品种归一化植被指数(NDVI),明显改善小麦生长状况;垄作栽培方式可显著提高小麦的千粒重,增加穗粒数,使小麦的行优势得到充分发挥。垄作栽培方式更适合分蘖成穗率较高、群体相对较大的多穗型品种。

用冠气温差指导冬小麦灌溉的指标研究

对6个不同灌水处理的冬小麦测定其冠气温差,计算水分胁迫指数,并建立水分胁迫指数与冬小麦产量之间的关系结果表明,冠气温差与土壤含水量有良好的相关关系,冠气温差由正值变为负值相对应的1m土层土壤含水量为田间持水量的60％左右,可作为灌水的下限指标。对充分供水的冬小麦,中午时段随大气饱和水汽压差的增加,冠气温差的负值越大,具有良好的线性关系。据此建立了充分供水条件下冠气温差与饱和水汽压差的关系方程,作为基线方程,计算不同灌水处理的冬小麦旺盛生长期间水分胁迫指数(CWSI)。水分胁迫指数与最终作物经济产量的关系是一非线性关系,随水分胁迫指数的减少而产量增加,但当水分胁迫指数减少到一定程度时产量达到最大,这时水分胁迫指数若再减少,产量反而降低。结果显示平均水分胁迫指数在0.1～0.2左右,是冬小麦最优产量所允许的水分供应状态。

夏玉米水分胁迫判别指标的研究

通过定点实验 ,研究了夏玉米不同水分胁迫条件下叶水势、冠层温度的变化特征 ,结果表明 ,土壤水分胁迫使夏玉米的叶水势降低 ,冠层温度升高 ,冠气温差增大。通过与良好供水的田块对照表明 ,叶水势和冠层温度可以作为作物水分胁迫的判别指标。

马铃薯冠气温差变化特性与耐旱性的关系

冠气温差能够反映植物在干旱胁迫下的生理适应性。本研究以耐旱型马铃薯品种冀张薯8号和陇薯10号;干旱敏感型品种大西洋和夏波蒂,以及从秘鲁国际马铃薯中心引进的10份具有不同耐旱性的种质资源为材料,在半干旱和半湿润2种环境下对其植株表型性状(株高、叶面积、叶鲜重、植被覆盖指数)、光合生理指标(光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素)以及冠气温差进行测定和耐旱性评价。结果表明,所测性状指标中,冠气温差、蒸腾速率和气孔导度对干旱胁迫最敏感;冠气温差在不同供试马铃薯材料之间及干湿两种环境之间均表现出极显著差异性;冠气温差的耐旱系数与植株表型性状及光合生理指标的耐旱系数均呈极显著正相关;利用红外热成像技术监测冠气温差,是进行马铃薯耐旱性评价的有效手段,可为马铃薯耐旱育种研究提供理论依据。

不同秸秆覆盖量对春玉米冠气温差和叶水势日变化的影响

为了探明不同秸秆覆盖量对春玉米冠气温差(CATD)和叶水势(LWP)日变化的影响,在渭北旱塬设置了3种不同秸秆覆盖量(4 5009、000、13 500 kg/hm2),以不覆盖为对照(CK),研究了孕穗期春玉米冠气温差及叶水势的日变化。结果表明,4 500～13 500 kg/hm2覆盖量处理,较CK均能显著降低CATD、提高LWP(P<0.05),尤其中午13:00—15:00效果最为明显。9 000 kg/hm2覆盖量处理综合表现最优,其日平均和14:00的CATD分别为0.79、-0.20℃,较CK依次降低了75.8%、111.4%,差异均显著(P<0.05),15:00时LWP为-1.58 MPa,较CK增加7.06%(P<0.05);其次为13 500 kg/hm2覆盖量处理,其日平均和14:00的冠气温差与9 000 kg/hm2覆盖量处理无显著差异(P>0.05);4 500 kg/hm2覆盖量处理表现最差,与CK无显著差异(P>0.05)。各处理冠气温差与秸秆覆盖量、土壤贮水量均呈显著负相关(P<0.05)。研究认为,冠气温差可合理反映不同覆盖量条件下作物水分亏缺程度和土壤水分变化状况,且渭北旱塬适宜的秸秆覆盖量以9 000 kg/hm2为宜。