积温理论在果树引种上的应用（考虑日光温室空间异质性的黄瓜叶片湿润时间估算模型研究）
积温理论在果树引种上的应用（考虑日光温室空间异质性的黄瓜叶片湿润时间估算模型研究）摘要: 叶片湿润时间（LWD）是植物病害模型的重要输入变量之一，它与许多叶部病原菌的侵染有关，影响病原侵染和发育速率。为了准确地预测日光温室黄瓜病害的发生时间和方位，本研究于2019年3月和9月在北京两个不同类型日光温室内按照棋盘格法设置了9个采样点部署温湿光传感器和目测叶片湿润时间，每隔1 h采集一次温度、湿度、辐射和叶片湿润数据进行定量估算分析。分析结果表明：BP神经网络模型在两个温室的试验条件下获得了相似的准确度（ACC为0.90和0.92），比相对湿度经验模型估算叶片湿润时间的准确度（ACC为0.82和0.84）更高，平均绝对误差MAE分别为1.81和1.61 h，均方根误差RSME分别为2.10和1.87，决定系数R2分别为0.87和0.85；在晴天和多云天气条件下，叶片湿润时间的空间分布总体规律是南部＞中部＞北部，南面是叶片湿润平均时间（12.17 h/d）最长的区域；由东向西
引文格式
刘鉴 任爱新 刘冉 纪涛 刘慧英 李明. 考虑日光温室空间异质性的黄瓜叶片湿润时间估算模型研究[J]. 智慧农业（中英文） 2020 2(2): 135-144.LIU Jian REN Aixin LIU Ran JI Tao LIU Huiying LI Ming. Estimation model of cucumber leaf wetness duration considering the spatial heterogeneity of solar greenhouse[J]. Smart Agriculture 2020 2(2): 135-144. (in Chinese with English abstract)
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考虑日光温室空间异质性的黄瓜叶片湿润时间估算模型研究
刘鉴1 2 任爱新1 刘冉1 2 纪涛1 2 刘慧英1* 李明1 2*
（1.石河子大学 农学院，新疆石河子 832003；2.北京农业信息技术研究中心/国家农业信息化工程技术研究中心/农产品质量安全追溯技术及应用国家工程实验室/中国气象局 农业农村部都市农业气象服务中心，北京 100097）
摘要: 叶片湿润时间（LWD）是植物病害模型的重要输入变量之一，它与许多叶部病原菌的侵染有关，影响病原侵染和发育速率。为了准确地预测日光温室黄瓜病害的发生时间和方位，本研究于2019年3月和9月在北京两个不同类型日光温室内按照棋盘格法设置了9个采样点部署温湿光传感器和目测叶片湿润时间，每隔1 h采集一次温度、湿度、辐射和叶片湿润数据进行定量估算分析。分析结果表明：BP神经网络模型在两个温室的试验条件下获得了相似的准确度（ACC为0.90和0.92），比相对湿度经验模型估算叶片湿润时间的准确度（ACC为0.82和0.84）更高，平均绝对误差MAE分别为1.81和1.61 h，均方根误差RSME分别为2.10和1.87，决定系数R2分别为0.87和0.85；在晴天和多云天气条件下，叶片湿润时间的空间分布总体规律是南部＞中部＞北部，南面是叶片湿润平均时间（12.17 h/d）最长的区域；由东向西方向上，叶片湿润时间的空间分布总体规律是东部＞西部＞中部，中部是叶片湿润平均时间（4.83 h/d）最短的区域；雨天的叶片湿润平均时间比晴天和多云长，春季和秋季分别为17.15和17.41 h/d。这些变化和差异对温室黄瓜种群水平方向的叶片湿润时间分布具有重要影响，与大多数高湿性黄瓜病害的发生规律密切相关。本研究为预测温室黄瓜病害分布提供了有价值的参考，对控制病害流行和减少农药使用具有重要意义，提出的区域化分析温室内叶片湿润时间的方法，可以为模拟日光温室叶片湿润时间的空间分布提供参考。
关键词: 日光温室；估算模型；区域化；叶片湿润时间;BP神经网络；传感器
文章图片
注：字母A，B，C……I表示小气候监测节点和叶片湿润时间观测点的序号，字母J表示温室外气象站；N（North）表示北，E（East）表示东。
图1 日光温室设备布置及采样点
Fig. 1 Equipment layouts and sampling points of solar greenhouse
图2 小汤山和房山温室RHM和BPNN估算值与实际值的比较
Fig. 2 Comparison of RHM and BPNN estimated values and actual values in Xiaotangshan and Fangshan solar greenhouses
注：小写字母表示不同方位的差异，大写字母表示天气之间的差异，不同字母之间表示具有统计学意义上的显著差异，相同字母之间表示不存在统计学意义上的显著差异，显著差异水平为0.05。N（North）表示北，E（East）表示东
图3 温室内不同天气和位置叶片湿润时间的方差分析
Fig. 3 Analysis of variance of LWD in different weather and positions
来源：《智慧农业（中英文）》2020年第2期
转载请联系编辑部授权
通讯作者简介
刘慧英 教授
刘慧英，女，教授，2003年毕业于浙江大学获蔬菜学专业，获博士学位。2007年12月-2008年12月在美国加里福尼亚大学Davis分校做访问学者。新疆园艺学会常务理事。主要研究方向为蔬菜抗逆生理、设施作物生长发育及其调控。近年来主持国家自然科学基金项目3项，国家科技支撑计划子专题1项，国家星火重点项目1项，人社部留学人员科技活动项目1项，兵团各类项目4项；参与国家自然科学基金、国家星火计划及其他项目10余项。发表论文60余篇；获新疆维吾尔自治区教学成果三等奖1项、自治区科技进步三等奖1项（集体排名）、兵团科技进步三等奖2项。石河子大学科技进步三等奖1项，主持的“温室大棚蔬菜高效生产技术培训”获“十一五”国家星火计划执行优秀团队奖。主编专著1部，参编3部。发明专利2项。
李 明 副研究员
李明，男，中国农业大学农业工程博士，北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心智慧供应链部植物生产过程质量安全控制研究组长，副研究员。主要从事植保信息化与农产品质量安全应用基础研究与推广应用。中国农业大学、石河子大学、江苏大学、北京农学院兼职硕士生导师，西班牙阿尔梅里亚大学兼职博士生导师，天津市自然科学基金外审专家，中国气象局-农业农村部都市农业气象服务中心 病虫测报技术负责人。承担欧盟FP7项目、国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国气象局气候变化专项、发改委物联网技术研发及产业化专项、全国农作物病虫疫情监测分中心（贵州省）田间监测点建设等省部级项目10余项，发表相关论文70余篇（SCI 收录23篇，EI收录20篇），授权发明专利8项，实用新型专利12项，获得软件著作权14项，参编专著4部，参与制定天津市地方标准2项，获得省部级科研奖励3项，曾获中国大陆首位国际精准农业杰出研究生奖、北京市农委系统优秀共产党员、中国植物保护学会优秀青年报告奖等荣誉称号，受邀担任在法国举行的国际设施园艺大会Greensys2019学术委员会成员、分会主持，以及地中海国际可持续发展专家委员会成员。
本期支持单位
京蓝云智物联网技术有限公司
北京农信通科技有限责任公司
北京中农信达信息技术有限公司
浙江臻善科技股份有限公司
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