国内南方设施塑料大棚内水培生菜生长模型研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0488

中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (16): 49-56.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0488

国内南方设施塑料大棚内水培生菜生长模型研究

朱怀卫¹(), 何博翰¹, 郑泽华², 王广伦³, 梁欢庆⁴

¹ 广东省生态气象中心，广州 510640
² 上海市青浦区气象局，上海 201700
³ 广东省农业气象试验站，广东佛山 528225
⁴ 广东海洋大学海洋与气象学院，广东湛江 524088

收稿日期:2023-07-07 修回日期:2023-12-25 出版日期:2024-06-05 发布日期:2024-05-30
作者简介:
朱怀卫，女，1992年出生，江苏南通人，工程师，硕士研究生，主要从事农业气象、生态气象评估科研和业务工作。通信地址：510640 广东省广州市天河区东莞庄路312号，E-mail：huaiweizhu@163.com。
基金资助:
广东省气象局科学技术研究项目重点项目“珠三角淡水鱼塘水体温度监测与预报技术研究”(GRMC2021Z05); 广东省气象局科学技术研究项目青年基金“高温条件对无土栽培蔬菜生长的影响”(GRMC2020Q06); 广东省气象局科学技术研究项目青年基金“莲花山脉地形对O₃空间分布影响的模拟研究”(GRMC2021Q08); 广东省生态气象中心科学技术研究项目“南方地区秋冬季大棚内水培生菜生长动态与环境温度关系研究”(STZX2150400004); 广东省生态气象中心科学技术研究项目“龙门县负氧离子数据质控及其与气象、污染相关性初步研究”(STZX215040005); 上海市气象局“青年启航计划”配套经费

Research on Growth Model for Hydroponic Lettuce in Facility Plastic Greenhouse in Southern China

ZHU Huaiwei¹(), HE Bohan¹, ZHENG Zehua², WANG Guanglun³, LIANG Huanqing⁴

¹ Guangdong Ecological Meteorology Center, Guangzhou 510640
² Shanghai Qingpu Meteorological Bureau, Shanghai 201700
³ Guangdong Agro-meteorological Experimental Station, Foshan, Guangdong 528225
⁴ College of Ocean and Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088

Received:2023-07-07 Revised:2023-12-25 Published:2024-06-05 Online:2024-05-30

摘要/Abstract

摘要：

为优化南方地区设施塑料大棚内水培生菜数字化生产管理措施，于2021年11月—2022年2月以‘意大利生菜’为供试材料，在广东省农业气象试验站设施大棚内分批开展水培种植试验，测定大棚环境指标和生菜生长数据，分别以有效积温(EAT)和累积辐热积(TEP)2个农业气象指标构建模型预测水培生菜生长指标，使用试验采样数据对模型做检验。结果表明：（1）用EAT构建模型预测水培生菜叶片数、单株叶面积、叶片鲜重和叶片干重，预测值与实测值决定系数依次为0.911、0.963、0.948和0.934，均方根误差依次为3.194片、398.298 cm²、26.488 g和1.934 g。（2）基于TEP构建模型预测值与实测值决定系数依次为0.940、0.972、0.965和0.956，均方根误差分别为1.260片、170.672 cm²、9.261 g和0.464 g。从总体上看，南方设施塑料大棚内构建水培生菜生长模型TEP模型优于EAT模型，TEP模型预测值与实测值拟合精度更高。

关键词: 水培生菜, 塑料大棚, 累积辐热积, 有效积温, 模型

Abstract:

In order to optimize the digital production management measures of hydroponic lettuce in facility plastic greenhouse in southern China, the hydroponic planting experiments on ‘Italian lettuce’ were conducted in facility plastic greenhouse of Guangdong Agro-meteorological Experimental Station from November 2021 to February 2022. Models for predicting hydroponic lettuce growth index based on two agro-meteorological indicators of effective accumulated temperature (EAT) and product of thermal effectiveness and PAR (TEP) were used to determine greenhouse environmental elements and lettuce growth data, and the models were validated by independent experimental sampling data. The results showed that, (1) the determination coefficients (R²) of the predicted and measured values of leaf number, leaf area, leaf fresh and dry weight based on the EAT model were as follows: 0.911, 0.963, 0.948 and 0.934, the root mean square errors were 3.194 pieces, 398.298 cm², 26.488 g and 1.934 g. (2) The R² of the predicted and measured values of the model based on the TEP indicator were 0.940, 0.972, 0.965 and 0.956, the root mean square errors were 1.260 pieces, 170.672 cm², 9.261 g and 0.464 g, respectively. This study suggests that the TEP model is superior to EAT model in general, and the fitting accuracy of TEP model between the predicted value and the measured value is better than EAT model in facility plastic greenhouse of southern China.

Key words: hydroponic lettuce, plastic greenhouse, TEP, EAT, model

朱怀卫, 何博翰, 郑泽华, 王广伦, 梁欢庆. 国内南方设施塑料大棚内水培生菜生长模型研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(16): 49-56.

ZHU Huaiwei, HE Bohan, ZHENG Zehua, WANG Guanglun, LIANG Huanqing. Research on Growth Model for Hydroponic Lettuce in Facility Plastic Greenhouse in Southern China[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(16): 49-56.

图/表 6

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生长指标	模型拟合方法	a	b	R²	P
叶片数	EAT	8.072	0.003	0.985	<0.001
叶片数	TEP	8.316	0.006	0.995	<0.001
叶面积	EAT	69.267	0.009	0.987	<0.001
叶面积	TEP	80.637	0.019	0.976	<0.001
叶片鲜重	EAT	1.806	0.011	0.981	<0.001
叶片鲜重	TEP	2.143	0.023	0.956	<0.001
叶片干重	EAT	0.166	0.01	0.956	<0.001
叶片干重	TEP	0.194	0.02	0.930	<0.001

生长指标	模型拟合方法	a	b	R²	P
叶片数	EAT	8.072	0.003	0.985	<0.001
叶片数	TEP	8.316	0.006	0.995	<0.001
叶面积	EAT	69.267	0.009	0.987	<0.001
叶面积	TEP	80.637	0.019	0.976	<0.001
叶片鲜重	EAT	1.806	0.011	0.981	<0.001
叶片鲜重	TEP	2.143	0.023	0.956	<0.001
叶片干重	EAT	0.166	0.01	0.956	<0.001
叶片干重	TEP	0.194	0.02	0.930	<0.001

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Research on Growth Model for Hydroponic Lettuce in Facility Plastic Greenhouse in Southern China

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生长指标	拟合方法	R²	RMSE	RE/%
叶片数	EAT	0.911	3.194	16.71
叶片数	TEP	0.940	1.260	7.90
叶面积	EAT	0.963	398.298	35.19
叶面积	TEP	0.972	170.672	26.03
叶片鲜重	EAT	0.948	26.488	22.60
叶片鲜重	TEP	0.965	9.261	34.40
叶片干重	EAT	0.934	1.934	38.71
叶片干重	TEP	0.956	0.464	34.23

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