基于冠层温湿度模型的日光温室黄瓜霜霉病预警方法

基于冠层温湿度模型的日光温室黄瓜霜霉病预警方法∗

王㊀慧１，２

㊀李梅兰１

㊀许建平３

㊀陈梅香２

㊀李文勇２

㊀李㊀明

２∗∗

（１山西农业大学园艺学院，山西太谷０３０８００；２国家农业信息化工程技术研究中心／农业部农业信息技术重点开放实验室／北京市农业物联网工程技术研究中心，北京１０００９７；３北京市丰台区植保植检站；北京１０００７０）

摘㊀要㊀利用温室环境参数构建室内微环境模拟模型，并结合温室病害模型进行预警，便于开展病害生态防治，以减少农药使用，从而保护温室生态环境和保证农产品质量安全．本文利用温室内能量守恒原理和水分平衡原理，构建了日光温室冠层叶片温度和空气相对湿度模拟模型．叶片温度模拟模型考虑了温室内植物与墙体㊁土壤㊁覆盖物之间的辐射热交换，以及室内净辐射㊁叶片蒸腾作用引起的能量变化；相对湿度模拟模型综合了温室内叶片蒸腾㊁土壤蒸发㊁覆盖物与叶面的水汽凝结引起的水分变化．将温湿度估计模型输出值作为参数，输入黄瓜霜霉病初侵染和潜育期预警模型中，估计黄瓜霜霉病发病日期，并与田间观测的实际发病日期比较．试验选取２０１４年９月和１０月的温湿度监测数据进行模型验证，冠层叶片温度实际值与模拟值的均方根偏差（ＲＭＳＤ）分别为０．０１６和０．０２４ħ，空气相对湿度实际值与模拟值的ＲＭＳＤ分别为０．１５％和０．１３％．结合温湿度估计模型结果表明，黄瓜病害预警系统预测黄瓜霜霉病发病日期与田间调查发病日期相吻合．本研究可为黄瓜日光温室病害预警模型及系统构建提供微环境数据支持．

关键词㊀日光温室；黄瓜；叶片温度；相对湿度；估计模型

∗国家自然科学基金项目（３１４０１６８３）㊁中国气象局气候变化专项（ＣＣＳＦ２０１５２１）㊁天津市农业物联网区试工程项目（设施蔬菜智能识别与监测预警系统建设）和欧盟ＦＰ７项目（ＰＩＲＳＥＳ⁃ＧＡ⁃２０１３⁃６１２６５９）资助．∗∗通讯作者．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｍ＠ｎｅｒｃｉｔａ．ｏｒｇ．ｃｎ２０１４⁃１２⁃１９收稿，２０１５⁃０６⁃０９接受．

文章编号㊀１００１－９３３２（２０１５）１０－３０２７－０８㊀中图分类号㊀Ｓ１６２．４；Ｓ４３１㊀文献标识码㊀ＡＡｎｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｃｕｃｕｍｂｅｒｄｏｗｎｙｍｉｌｄｅｗｉｎｓｏｌａｒｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｂａｓｅｄｏｎｃａｎｏｐｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｍｏｄｅｌｉｎｇ．ＷＡＮＧＨｕｉ１，２，ＬＩＭｅｉ⁃ｌａｎ１，ＸＵＪｉａｎ⁃ｐｉｎｇ３，ＣＨＥＮＭｅｉ⁃ｘｉａｎｇ２，ＬＩＷｅｎ⁃ｙｏｎｇ２，ＬＩＭｉｎｇ２（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｇｕ０３０８００，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＡｇｒｉ⁃ｃｕｌｔｕｒｅ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ／ＢｅｉｊｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９７，Ｃｈｉｎａ；３ＦｅｎｇｔａｉＳｔａｔｉｏｎｏｆＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＱｕａｒａｎｔｉｎｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７０，Ｃｈｉｎａ）．⁃Ｃｈｉｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｅｃｏｌ．，２０１５，２６（１０）：３０２７－３０３４．

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｍｉｒｃｏ⁃ｃｌｉ⁃ｍａｔｅｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｃａｎｃｏｍｂｉｎｅｗｉｔｈｄｉｓｅａｓｅｍｏｄｅｌｆｏｒｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇ，ｗｉｔｈａｉｍｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎ⁃ｔｒｏｌｌｉｎｇｄｉｓｅａｓｅｓｔｏｒｅｄｕｃｅｐｅｓｔｉｃｉｄｅｕｓａｇｅ，ａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｏｅｎ⁃ｓｕｒｅｔｈｅａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙｓａｆｅｔｙ．Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｃａｎｏｐｙｌｅａｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄａｉｒｒｅｌａｔｉｖｅｈｕ⁃ｍｉｄｉｔｙｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｓｉｎｇｅｎｅｒｇｙｂａｌａｎｃｅａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｂａｌａｎｃｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｎｓｉｄｅｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ．Ｔｈｅｌｅａｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｃｒｏｐｓ，ｗａｌｌ，ｓｏｉｌａｎｄｃｏｖｅｒ，ｐｌｕｓｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｃａｕｓｅｄｂｙｉｎｄｏｏｒｎｅｔｒａｄｉａｔｉｏｎａｎｄｃｒｏｐｔｒａｎｓｐｉ⁃ｒａｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｗａｔｅｒｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｅｉｎｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｉｎｃｌｕｄｉｎｇｌｅａｆｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ，ｓｏｉｌｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ，ｃｏｖｅｒａｎｄｌｅａｆｗａｔｅｒｖａｐｏｒｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ，ｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｉｎｆｅｃｔｉｏｎａｎｄｌａｔｅｎｔｐｅｒｉｏｄｗａｒｎｉｎｇｍｏｄｅｌｓｆｏｒｃｕｃｕｍｂｅｒｄｏｗｎｙｍｉｌｄｅｗ（Ｐｓｅｕ⁃ｄｏｐｅｒｏｎｏｓｐｏｒａｃｕｂｅｎｓｉｓ）ｗｅｒｅｖａｌｉｄａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｌｅａｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉ⁃ｔｙｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｄｉｓｅａｓｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｄａｔｅｏｆｃｕｃｕｍｂｅｒｄｏｗｎｙｍｉｌｄｅｗｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄ

应用生态学报㊀２０１５年１０月㊀第２６卷㊀第１０期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，Ｏｃｔ．２０１５，２６（１０）：３０２７－３０３４