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第1章 绪论1

1.1 设施农业的发展及研究综述1

1.1.1 主要设施类型1

1.1.2 大棚节水灌溉技术2

1.1.3 大棚灌溉制度3

1.2 南方蔬菜大棚的发展及存在的问题5

1.3 国内外相关领域技术现状和发展趋势8

1.3.1 大棚作物需水规律及需水量研究8

1.3.2 膜下滴灌的节水效应研究11

1.3.3 温室大棚内的微气候环境研究12

1.3.4 膜下滴灌土壤水分运动及水肥调控研究12

1.3.5 基于SPAC系统水热耦合的环境效应研究12

1.4 本书的研究目标、内容及方法13

1.4.1 研究目标13

1.4.2 主要研究内容14

1.4.3 研究方法15

第2章 大棚番茄田间试验研究16

2.1 试区基本情况16

2.1.1 试验大棚的结构特性18

2.1.2 大棚滴灌系统简介19

2.1.3 试验作物品种19

2.2 试验内容和观测方法19

2.2.1 暗管排水的布置20

2.2.2 简易测坑的布置20

2.2.3 观测内容及仪器的布置21

2.3 试验仪器简介22

2.3.1 时域反射仪22

2.3.2 植物生长监测仪23

第3章 大棚番茄蒸腾速率变化规律及偏最小二乘回归模型25

3.1 试验资料和方法25

3.1.1 环境因子与蒸腾速率测量25

3.1.2 快速称重法26

3.2 大棚番茄蒸腾速率的变化规律26

3.2.1 大棚番茄蒸腾速率的长系列变化26

3.2.2 大棚番茄蒸腾速率的日变化27

3.3 基于偏最小二乘回归的大棚番茄蒸腾速率的预报模型研究28

3.3.1 偏最小二乘回归法简介28

3.3.2 偏最小二乘回归的建模步骤31

3.3.3 大棚番茄蒸腾速率的偏最小二乘回归预测模型33

3.3.4 偏最小二乘回归模型的检验与分析35

3.4 小结36

第4章 大棚番茄膜下滴灌需水量计算方法研究38

4.1 以水量平衡法推求大棚番茄膜下滴灌需水量38

4.1.1 大棚滴灌系统灌水利用系数的确定38

4.1.2 TDR实测土壤含水量的计算原理40

4.1.3 大棚膜下滴灌土壤实际浸润深度的计算方法40

4.1.4 大棚番茄膜下滴灌需水量计算方法的确定41

4.2 大棚番茄膜下滴灌需水量计算模型研究42

4.2.1 基于边界层阻力测量的P-M方程法42

4.2.2 基于GA-BP神经网络的需水量计算模型47

4.2.3 两类模型预测效果的比较59

4.3 小结61

第5章 大棚番茄生态环境调控及其节水效应研究62

5.1 大棚番茄最适宜的生态环境指标研究62

5.1.1 塑料大棚室内气温指标的研究63

5.1.2 塑料大棚内部相对温度变化规律64

5.1.3 大棚番茄水分胁迫指标研究65

5.2 灌溉制度对番茄生长及大棚环境的影响69

5.2.1 连续充分灌水对番茄植株茎粗变化的影响69

5.2.2 不同灌水模式下的灌水效果分析70

5.3 大棚内地膜覆盖的节水效应74

5.3.1 地膜处理设计75

5.3.2 地膜处理对大棚温湿环境的影响75

5.3.3 不同地膜覆盖面积下土壤含水量的变化规律75

5.3.4 两种地膜覆盖处理的节水效应分析76

5.3.5 地膜覆盖优化处理分析77

5.4 小结77

第6章 大棚热环境动态模型研究79

6.1 大棚系统整体能量平衡分析79

6.1.1 大棚热量来源分析80

6.1.2 大棚热量支出分析81

6.1.3 大棚热环境动态平衡方程的建立83

6.2 基于Simulink工具箱的大棚热环境仿真模型84

6.2.1 Simulink工具箱简介84

6.2.2 大棚热环境仿真模型的建立86

6.2.3 仿真模型的检验87

6.3 小结91

第7章 基于ANFIS的大棚内气温环境调控模型92

7.1 模糊控制基本理论92

7.1.1 模糊控制理论概述92

7.1.2 模糊推理系统的结构93

7.2 自适应神经网络模糊推理器96

7.2.1 模糊系统与神经网络的结合96

7.2.2 模糊神经网络的结构原理97

7.3 基于ANFIS的大棚通风控制器设计98

7.3.1 控制器结构的确定98

7.3.2 训练数据的模糊化和去模糊处理98

7.3.3 网络训练过程99

7.4 控制系统的建立及控制效果分析100

7.4.1 控制系统仿真框图的建立100

7.4.2 控制效果的仿真及评价101

7.5 小结103

第8章 结论与展望104

8.1 主要结论104

8.2 创新点105

8.3 展望106

参考文献107