基于修正雙作物系數(shù)模型估算溫室黃瓜不同季節(jié)騰發(fā)量_閆浩芳.pdf
<p>第 34 卷 第 15 期 農 業(yè) 工 程 學 報 Vol.34 No.15 2018 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2018 117 基于修正雙作物系數(shù)模型估算溫室黃瓜不同季節(jié)騰發(fā)量 閆浩芳1，毋海梅1，張 川2， Samuel Joe Acquah1，趙寶山1，黃 松1（1. 江蘇大學 流體機械工程技術研究中心，鎮(zhèn)江 212013； 2. 江蘇大學農業(yè)工程研究院，鎮(zhèn)江 212013） 摘 要： 為估算溫室黃瓜植株蒸騰與土面蒸發(fā)，該研究基于FAO-56推薦的雙作物系數(shù)模型，應用溫室內實測微氣象、葉面積指數(shù)（LAI）及土壤水分數(shù)據(jù)，對模型中基礎作物系數(shù)（Kcb）和土面蒸發(fā)系數(shù)（Ke）進行修正，并基于修正后FAO-56 Penman-Monteith（P-M ）模型，確定溫室參考作物蒸發(fā)蒸騰量（ET0），進而估算溫室黃瓜蒸發(fā)蒸騰量（ETc）和植株蒸騰（ Tr） ?；赩enlo 型溫室內黃瓜不同種植季節(jié)（春夏季和秋冬季）Lysimeter 和莖流計觀測的黃瓜ETc和Tr，對修正后的雙作物系數(shù)模型預測結果進行驗證。結果表明，應用修正后的雙作物系數(shù)模型估算的溫室黃瓜ETc和Tr與實測值具有較好地一致性，春夏季溫室黃瓜全生育期ETc估算值與實測值的日均值分別為3.05和2.94 mm/d ，秋冬季分別為2.53和2.76 mm/d 。修正后的雙作物系數(shù)模型估算春夏季溫室黃瓜日 ETc的決定系數(shù)（R2） 、均方根誤差（RMSE ）和模型效率系數(shù)（Ens）分別為0.95、0.41 mm/d和0.93；估算秋冬季ETc的誤差計算結果依次為0.91（ R2）、0.48 mm/d （RMSE ）和0.90（Ens）。修正后的雙作物系數(shù)模型估算春夏季日平均Tr與實測值分別為2.37和2.19mm/d，秋冬季分別為1.43和1.34 mm/d 。研究結果還顯示，不同種植季節(jié)溫室黃瓜全生育期日平均Tr占ETc的比例分別為64.62 % （春夏季）和 68.59 %（秋冬季）。該研究成果不僅為制定準確的溫室黃瓜灌溉制度提供了理論依據(jù)，而且對實現(xiàn)溫室環(huán)境智能化控制及減少溫室內無效的土面蒸發(fā)具有重要意義。 關鍵詞：溫室；蒸騰；葉面積指數(shù)；參考作物蒸發(fā)蒸騰量；雙作物系數(shù)模型；莖流計 doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.15.015 中圖分類號：TK519 文獻標志碼：A 文章編號：1002-6819(2018) -15-0117-09 閆浩芳，毋海梅，張 川， Samuel Joe Acquah，趙寶山，黃 松. 基于修正雙作物系數(shù)模型估算溫室黃瓜不同季節(jié)騰發(fā)量J. 農業(yè)工程學報，2018，34(15)：117125. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.15.015 http:/www.tcsae.org Yan Haofang, Wu Haimei, Zhang Chuan, Samuel Joe Acquah, Zhao Baoshan, Huang Song. Estimation of greenhouse cucumber evapotranspiration in different seasons based on modified dual crop coefficient modelJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(15): 117125. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.15.015 http:/www.tcsae.org 0 引 言溫室作物蒸發(fā)蒸騰量（ ETc）的確定對于實現(xiàn)溫室作物水分管理及溫室內微氣候環(huán)境的調控具有重要的意義1。農田系統(tǒng)中，作物蒸騰過程能夠促進水分和養(yǎng)分的吸收和運轉，降低植物體的溫度，對作物的光合作用和干物質積累起著重要作用2，而土面蒸發(fā)被認為是無效的水分消耗，確定并減少土面蒸發(fā)對于提高土壤水分利用效率，實現(xiàn)日光溫室黃瓜的優(yōu)質、高產具有重要的意義3-7。目前估算作物 ETc的主要方法有 Penman-Monteith（ P-M）直接模型8-10和 FAO-56 推薦的作物系數(shù)間接模型11等，其中 P-M模型已被 FAO 推薦為計算作物 ETc的首選方法，但 P-M 直接模型不能實現(xiàn)對土面蒸發(fā)和植株蒸騰的分別估算，而是將兩者作為一個整體估算作物 ETc12，這不僅使得模型在作物覆蓋稀疏時精度下降，而且無法確定土面蒸發(fā)在作物不同生育期所占的比例。 FAO 推薦的作物系數(shù)模型分為單作物系數(shù)和雙作物系數(shù)模型，其中雙作物系數(shù)模型可以實現(xiàn)對植株蒸騰和土面蒸發(fā)的分別估收稿日期：2018-04-10 修訂日期：2018-06-15 基金項目：國家自然科學基金項目（ 51509107，51609103）；江蘇省自然科學基金（BK20150509, BK20140546 ），江蘇省高校優(yōu)勢學科 作者簡介：閆浩芳，女，內蒙古呼和浩特人，博士，副研究員，主要從事農業(yè)節(jié)水灌溉與水分高效利用方面的研究。 Email： yanhaofangyahoo.com 算，從而實現(xiàn)對作物 ETc更為準確地估算13-15，因此被國內外學者廣泛應用16-17。 Shrestha 等18利用雙作物系數(shù)法研究了亞熱帶地區(qū)覆膜藤蔓作物的基礎作物系數(shù)和土面蒸發(fā)系數(shù)，對藤蔓作物植株蒸騰與土面蒸發(fā)進行了分別估算，但也指出 FAO-56 推薦的西瓜和辣椒的作物系數(shù)值的不適用性，普遍高估了冠層下土面蒸發(fā)。龔雪文等19采用修正后的雙作物系數(shù)法估算不同水分條件下溫室番茄的 ETc，得出雙作物系數(shù)法可較為準確地估算不同水分處理的 ETc。馮禹等20利用修正后的雙作物系數(shù)模型對山西壽陽縣旱作玉米 ETc進行了估算與區(qū)分，發(fā)現(xiàn)修正后的雙作物系數(shù)模型能較為精確地估算玉米植株蒸騰及土面蒸發(fā)。由于作物系數(shù)受土壤、氣候及作物等因素的影響，應根據(jù)當?shù)貧夂驙顩r等因素對 FAO-56 推薦的作物系數(shù)值進行修正21。綜上所述，利用雙作物系數(shù)模型估算大田作物 ETc的研究較多22-24，但對溫室作物 ETc的研究比較少見。因此，本研究基于 FAO-56 推薦的雙作物系數(shù)模型，通過實測溫室黃瓜葉面積指數(shù)（LAI ），土壤含水率（SWC ）及微氣象因子，引進作物冠層覆蓋度系數(shù) Kcc對模型中基礎作物系數(shù)（ Kcb）進行動態(tài)模擬，利用 LAI 和 SWC 修正 Ke；應用修正后的雙作物系數(shù)模型分別估算春夏季和秋冬季 Venlo 型溫室內黃瓜騰發(fā)量，并用實測 ETc（lysimeter ）和 Tr（莖流計）對修正后的雙作物系數(shù)模型農業(yè)工程學報（http:/www.tcsae.org ） 2018 年 118 的精確性進行驗證。該研究成果不僅可以作為指導 Venlo型溫室黃瓜準確灌溉的依據(jù)，而且對于實現(xiàn)溫室環(huán)境調控及減少無效土面蒸發(fā)具有重要意義。 1 材料與方法 1.1 試驗區(qū)概況 本研究試驗于 2017 年 37 月（春夏季）和 2017 年8 12 月（秋冬季）在江蘇大學現(xiàn)代農業(yè)裝備與技術省部共建重點實驗室 Venlo 型溫室內進行。試驗點位于江蘇省鎮(zhèn)江市（ 32°11N、 119°25E，海拔 23 m），屬亞熱帶季風氣候。試驗用 Venlo 型溫室屋脊呈南北走向， 南北長 20 m，東西長 32 m，面積為 640 m2，檐高 4.4 m，跨度 6.4 m，共兩跨，每跨有 2 個小屋頂，溫室覆蓋材料為厚 4 mm 的浮法玻璃。試驗選取目前國內種植比例較大的黃瓜品種油亮 3-2 作為供試作物。試驗采用滴灌灌水方式（滴頭間距 30 cm，滴頭流量 1.0 L/h），滴灌帶布設方式為兩行一帶。以 20 cm 標準蒸發(fā)皿作為參考依據(jù)，當累計水面蒸發(fā)量（Ep）達到（ 20± 2） mm 時灌水，灌水量為 0.9 Ep（0.9 為蒸發(fā)皿系數(shù)）25-26。為確保黃瓜幼苗成活，定植后以滴灌方式補充灌水 20 mm。試驗黃瓜春夏季及秋冬育苗日期分別為 2017 年 3 月 19 日和 8 月 21 日，定植日期分別為 2017 年 4 月 4 日和 9 月 2 日，春夏和秋冬季溫室黃瓜全生育期天數(shù)均為 120 d，黃瓜的株距和行距分別為 40 cm 和 45 cm。試驗土壤質地為沙壤土，作物根區(qū)土壤容重為 1.266 g/cm3，田間持水量（FC）為 0.408 cm3/cm3，凋萎系數(shù)（WP）為 0.16 cm3/cm3。 1.2 試驗觀測及方法 1.2.1 氣象資料 采用自動氣象站（ HOBO, Onset Computer Corporation, USA）測定溫室內氣溫、相對濕度、太陽輻射等氣象數(shù)據(jù)。 2.5 m 高處太陽凈輻射由 NR Lite 2（ Kipp REW is cumulative depth of evaporation; TEW is the maximum cumulative depth of evaporation; k is canopy extinction coefficient for solar radiation. 本研究土壤參數(shù) Ze、 REW 和 TEW 取值分別為 0.1 m、7 mm 和 23 mm20。馮禹等20研究表明，由于土壤參數(shù)與土壤質地有關，試驗地區(qū)土壤類型為沙壤土，其 FC較高，使得 TEW 較大。輻射的冠層衰減系數(shù)取值為 0.7， Ding等16,20,35研究均表明 k 取 0.7 能較為準確地估算冠層覆蓋度系數(shù)。 3.4 修正后的雙作物系數(shù)模型的驗證 溫室黃瓜春夏和秋冬季全生育期 ETc實測值與估算值的日變化規(guī)律及回歸分析結果如圖 3 和 4 所示。 a.春夏季 b. 秋冬季 a. Spring-summer b. Autumn-winter 圖 3 不同種植季節(jié)溫室黃瓜生育期內 ETc實測值與估算值的日變化規(guī)律 Fig.3 Seasonal variations of measured and estimated ETcof greenhouse cucumber at different planting seasons a.春夏季 b. 秋冬季 a. Spring-summer b. Autumn-winter 圖 4 不同種植季節(jié)溫室黃瓜生育期內 ETc實測值與估算值的回歸分析 Fig.4 Regression analysis of measured and estimated ETcof greenhouse cucumber at different planting seasons 從圖 3 和圖 4 可以看出，在春夏季（ 2017 年 4 7 月，圖 3a 和 4a）和秋冬季（ 2017 年 9 12 月，圖 3b 和 4b），修正后的雙作物系數(shù)模型均能較好地估算溫室黃瓜 ETc。從表 3 可以看出， 春夏季和秋冬季溫室黃瓜 ETc的估算值在全生育期內的平均值分別為 3.05 和 2.53 mm/d，對應的實測值分別為 2.94 和 2.76 mm/d，可見春夏季溫室黃瓜ETc估算值與實測值均分布在 1:1 線兩側，而秋冬季的估算值比實測值偏小，估算值與實測值之間的決定系數(shù)分別為 0.95 和 0.91，均方根誤差分別為 0.41 和 0.48 mm/d，斜率分別為 1.03 和 0.91，可以看出秋冬季的估算結果不如春夏季估算結果好。 溫室黃瓜春夏季及秋冬季全生育期 ETc和 Tr的實測值與估算值的統(tǒng)計分析指標計算結果如表 3 所示。 表3 不同種植季節(jié)溫室黃瓜實測ET c和 Tr與估算值的統(tǒng)計分析 Table3 Statistical analysis of measured and estimated ETcand Tr in different planting seasons of greenhouse cucumber 季節(jié)平均值 averaged values (mm·d-1) Seasons變量variabl-es實測值（ x）Measured values估算值(y) Estimated values回歸方程 Linear regression equations R2 RMSE(mm·d-1)AAE(mm·d-1)Ens春夏 ETc 2.94 3.05 y =1.03x 0.95 0.41 0.30 0.93Spring-summerTr2.19 2.37 y = 0.89x 0.89 0.51 0.42 0.91秋冬 ETc 2.76 2.53 y = 0.91x 0.91 0.48 0.39 0.90Autumn-winterTr1.34 1.43 y = 0.90x 0.92 0.36 0.23 0.93注： x,y 分別為實測和估算的 ETc和 Tr的平均值 (mm·d-1)；R2、RMSE 、AAE 和 Ens分別為決定系數(shù)、均方根誤差（mm·d-1）、平均絕對誤差（mm·d-1）和模型效率系數(shù)。 Note:x,y are measured and estimated mean daily ETc(mm·d-1); R2is coefficient of determination; RMSE is root mean square error (mm·d-1); AAE is average absolute error (mm·d-1); Ensis coefficient of model efficiency. 表 3 為莖流計測量的 Tr與修正后雙作物系數(shù)模型的估算結果的對比。從表 3可以看出，春夏季和秋冬季溫室黃瓜全生育期內 Tr的估算值均值分別為 2.37 和 1.43 mm/d，對應的實測值均值為 2.19 和 1.34 mm/d，可以看出無論是春夏季還是秋冬季，溫室黃瓜 Tr的估算值均略大于實測值，估算值與實測值的決定系數(shù)分別為 0.89 和 0.92，均方根誤差分別為 0.51 和 0.36 mm/d。結果表明，修正后的雙作物系數(shù)模型能較好地估算溫室黃瓜不同種植季節(jié)各生育期 Tr。 采用修正后的雙作物系數(shù)模型估算溫室黃瓜 ETc和 Tr與實測值之間的誤差成因可能是：1 ）對 LAI 進行周期性測量，采用插值法估算的每日植株生長狀況與實際狀況可能存在一定偏差；2 ） ET0的計算是引用王健等29修正的 P-M 公式，雖然陳新明等30對修正后的 P-M 方程式進行了驗證，得出 P-M 修正式計算結果相對誤差小、精度高，而在不同類型溫室中的適用性還需進一步驗證； 3）本研究采用 lysimeter 稱質量法實測 ETc與包裹式莖流計實測的 Tr之差作為 Es實測值，盡管 Raz-Yaseef 等17,20,32等采用了類似的方法作為 Es的實測值，但由于不同觀測手段之間的差異而產生的觀測誤差，可能是造成修正的雙作物系數(shù)模型誤差產生的另一原因，針對這一問題，今后研究將采用微型蒸滲儀（ micro-lysimeters， MLS）直接觀測冠層下 Es來消除由于觀測手段而產生的誤差。 農業(yè)工程學報（http:/www.tcsae.org ） 2018 年 122 3.5 修正后的作物系數(shù)日變化規(guī)律 不同種植季節(jié)溫室黃瓜生育期內修正后的作物系數(shù)、基礎作物系數(shù)和土面蒸發(fā)系數(shù)的日變化規(guī)律如圖 5所示。 a.春夏季 a.Spring-summer b.秋冬季 b. Autumn-winter 圖 5 不同種植季節(jié)溫室黃瓜生育期內作物系數(shù)的變化 Fig.5 Seasonal variations of crop coefficients during growing seasons of greenhouse cucumber 在作物生長初期，由于 LAI 較小，土壤裸露面積較大，因此， Ke較大（春夏季為 0.38 0.42，秋冬季為 0.36 0.43）， Kcb較小（春夏季為 0.17 0.25，秋冬季為 0.14 0.36）。作物生長發(fā)育期和生長中期，隨著 LAI 和 h 的增大，地面覆蓋度逐漸增大，裸土面積逐漸減小， Ke逐漸減?。ù合募?0.05 0.10，秋冬季 0.08 0.11）， Kcb逐漸增大，至作物中期 Kcb達到最大值（春夏季 1.05 1.10，秋冬季 0.99 1.16）。在黃瓜生長后期，隨著黃瓜葉片的枯萎， LAI 減小， Kcb也逐漸減?。ù合募?0.33 0.68，秋冬季 0.45 0.71）。在整個生育期， Kcb和 Ke變化趨勢存在明顯差異；受 Kcb和 Ke的影響， Kc值在作物生長初期較?。ù合募?0.52，秋冬季 0.60），發(fā)育期逐漸增大（春夏季 0.80，秋冬季 0.91），中期達到最大值（春夏季 1.14，秋冬季 1.25），后期又逐漸減?。ù合募?0.71，秋冬季 0.73）。對于溫室黃瓜 Kc值， Fathalian等36利用蒸滲儀確定了伊朗地區(qū)溫室黃瓜 Kc值在生育初期、發(fā)育期、生育中期和生育后期分別為 0.14、 0.78、 1.32和 0.86； Abedikoupai 等37在相同地區(qū)研究得出生育初期、發(fā)育期、生育中期和生育后期分別為 0.41、 0.69、 0.98 和0.77；可以看出，不同研究地區(qū)溫室黃瓜 Kc值存在著較大差異，造成這些差異的可能原因是： 1）采用的 ET0計算方法不同； 2）由于氣候環(huán)境和溫室類型等的不同。 3.6 溫室黃瓜不同生育期植株蒸騰及土面蒸發(fā)占總蒸騰蒸發(fā)的比例 采用修正的雙作物系數(shù)模型分別估算植株蒸騰（ Tr）和土面蒸發(fā)（ Es），進而研究黃瓜生育期內 Tr/ETc的變化規(guī)律。表 4 為溫室黃瓜不同生育期 Es 、 Tr及 Tr/ETc的觀測及計算結果。 表 4 不同種植季節(jié)溫室黃瓜不同生育期 Tr和 Es的觀測值 Table 4 Observed value of TrandEsduring different growing seasons of greenhouse cucumber 季節(jié) Seasons 階段 Stages Es/ (mm·d-1) Tr/ (mm·d-1)Tr/ETc/%初期 1.46 0.87 28.98 發(fā)育期 0.95 2.61 69.67 中期 0.34 3.14 84.36 后期 0.29 2.03 75.77 春 夏 Spring-summer全生育期 0.59 2.19 64.62 初期 1.53 0.21 17.64 發(fā)育期 1.16 1.12 49.09 中期 0.27 2.90 84.79 后期 0.34 1.11 69.77 秋 冬 Autumn-winter全生育期 0.51 1.34 68.59 注： Es和 Tr分別為土面蒸發(fā)和植株蒸騰， mm·d-1； ETc為蒸發(fā)蒸騰量， mm·d-1，Tr/ETc為植株蒸騰占總蒸騰蒸發(fā)的比例，% 。 Note: Es and Tr are soil evaporation and plant transpiration; and ETc is evapotranspiration; Tr/ETc was the ratio of plant transpriation to soil evaporation. 如表 4 所示，春夏季溫室黃瓜全生育期 Es估算值的均值為 0.59 mm/d， Tr估算值的均值為 2.19 mm/d；對應的秋冬季 Es估算值為 0.51 mm/d， Tr為 1.34 mm/d。在黃瓜生長初期，由于裸土面積較大， Es較高，春夏季估算值均值為 1.46 mm/d，秋冬季為 1.53 mm/d，該階段由于黃瓜植株較小，所以 Tr較低，春夏季估算值均值為 0.87 mm/d，秋冬季為 0.21 mm/d。春夏季與秋冬季 Tr的差異，主要是由于秋冬季種植的黃瓜作物生長初期（ 8 9 月）溫度和輻射較春夏季（ 3 4 月）高。隨著作物生長， LAI及株高快速增大，此時 Tr/ETc也逐漸增大，春夏季 Tr/ETc估算值均值為 69.67%，秋冬季 Tr/ETc為 49.09%，到作物生長中期，黃瓜 LAI 達到最大值，此時 Tr達到最大值，而 Es降到最小值。春夏季 Tr/ETc的估算值均值為 84.36%，秋冬季為 84.79%。在作物生長后期，由于黃瓜葉片逐漸衰老，春夏季 Tr減少。秋冬季黃瓜生長后期（ 11 12 月） ，由于氣溫和輻射逐漸降低， Tr和 Es都逐漸減小。春夏季Tr/ETc估算值均值為 75.77%，秋冬季 Tr/ETc為 69.77%。 4 結 論 通過觀測 Venlo 型溫室內黃瓜不同種植季節(jié) LAI，土壤水分狀況及微氣象數(shù)據(jù)等，對 FAO-56 推薦的分別估算植株蒸騰與土面蒸發(fā)的雙作物系數(shù)模型進行修正，引進冠層覆蓋度系數(shù)，動態(tài)模擬模型中關鍵參數(shù)基礎作物系數(shù)；利用 LAI 和土壤水分數(shù)據(jù)修正模型中另一參數(shù)土壤蒸發(fā)系數(shù)。 通過 lysimeter 稱重法和包裹式莖流計實測春夏季和秋冬季溫室黃瓜蒸發(fā)蒸騰和植株蒸騰量，驗證了修正后的雙作物系數(shù)模型估算和區(qū)分 ETc的準確性，得到以下結論：應用修正的雙作物系數(shù)模型可以較好的估算溫室黃瓜不同種植季節(jié)的蒸發(fā)蒸騰和植株蒸騰，不同種植季節(jié)第 15 期 閆浩芳等：基于修正雙作物系數(shù)模型估算溫室黃瓜不同季節(jié)騰發(fā)量 123 模型估算的蒸發(fā)蒸騰量與實測值的均方根誤差分別為：0.41 mm/d（春夏季）和 0.48 mm/d（秋冬季），估算植株蒸騰與實測值的均方根誤差分別為： 0.51 mm/d（春夏季）和 0.36 mm/d（秋冬季）。 應用修正后的雙作物系數(shù)模型實現(xiàn)了對溫室黃瓜植株蒸騰和土面蒸發(fā)的分別估算，研究結果顯示，溫室黃瓜各生育期植株蒸騰占蒸騰蒸發(fā)總量的比值在黃瓜生長中期最大，不同種植季節(jié) Tr與 ETc的比值分別為 84.36%（春夏季）和 84.79%（秋冬季）。研究成果不僅為制定精確的溫室黃瓜灌溉制度提供了理論依據(jù)，而且對實現(xiàn)溫室環(huán)境智能化控制及減少溫室內無效的土面蒸發(fā)具有重要意義。 參 考 文 獻 1 戴劍鋒，金亮， 羅衛(wèi)紅，等長江中下游 venlo 型溫室番茄蒸騰模擬研究J 農業(yè)工程學報， 2006， 22(3)： 99103 Dai Jianfeng, Jin Liang, Luo Weihong, et al. Simulation of greenhouse tomato canopy transpiration in Yangtze River DeltaJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2006, 22(3): 99103. (in Chinese with English abstract) 2 劉浩，段愛旺，孫景生，等基于 PenmanMonteith 方程的日光溫室番茄蒸騰量估算模型J 農業(yè)工程報， 2011，27(9)：208213 Liu Hao, Duan Aiwang, Sun Jingsheng, et al. Estimating model of transpiration for greenhouse tomato based on Penman-Monteith equationJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2011, 27(9): 208 213. (in Chinese with English abstract) 3 張川， 閆浩芳，大上博基，等表層有效土壤水分參數(shù)化及冠層下土面蒸發(fā)模擬J 農業(yè)工程學報， 2015， 31(2)：102107 Zhang Chuan, Yan Haofang, Oue Hiroki, et al. Parameterization of surface soil available moisture and simulation of soil evaporation beneath canopy J. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE), 2015, 31(2): 102107. (in Chinese with English abstract) 4 Yan H, Zhang C, Oue H, et al. Study of evapotranspiration and evaporation beneath the canopy in a buckwheat field J. Theoretical and applied climatology, 2015, 122:721728. 5 Yan H, Oue H. Application of the two-layer model for predicting transpiration from the rice canopy and water surface evaporation beneath the canopy J. Agricultural Meteorology, 2011, 67(3): 8997 . 6 邱讓建， 杜太生， 陳任強，等應用雙作物系數(shù)模型估算溫室番茄耗水量J 水利學報，2015，46(6)：678686 Qiu Rangjian, Du Taisheng, Chen Renqiang, et al. Application of the dual crop coefficient model for estimating tomato evapotranspiration in greenhouseJ. Journal of Hydraulic Engineering, 2015, 46(6): 678686. (in Chinese with English abstract) 7 劉艷偉，王淑瑩，屠星磊，等元謀干熱河谷區(qū)近 60 年干濕狀況和氣溫變化特征分析J 排灌機械工程學報，2018，36(2) ：172178 Liu Yanwei, Wang Shuying ,Tu Xinglei, et al. Characteristic analysis of dry-wet condition and temperature trend in Yuanmou dry-hot valley(DHV)in resent 60 yearsJ. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2018, 36(2): 172178. (in Chinese with English abstract) 8 Montero J I, Antón A, Muñoz P, et al. Transpiration from geranium grown under high temperatures and low humidities in greenhousesJ. Agricultural 2. Institute of Agricultural engineering, Jiangsu University, 212013, China) Abstract: In order to estimate the transpiration of greenhouse cucumber and evaporation beneath the canopy in greenhouses, in this study, we modified basic crop coefficient (Kcb) as well as soil evaporation coefficient (Ke) based on the Modified Dual Crop Coefficient model recommended by FAO-56 by applying measured meteorological data, leaf area index (LAI) and soil moisture data in a greenhouse. The greenhouse reference crop evapotranspiration (ET0) was determined by FAO-56 modified Penman-Monteith (P-M) model. Hence, the greenhouse evapotranspiration (ETc) and transpiration (Tr) were estimated. A field experiment was conducted from March to July (spring-summer) and August to November (autumn-winter) in 2017. By measuring the growth status of cucumber plants in different planting seasons (spring-summer, autumn-winter) in a Venlo-type greenhouse and measuring the ETcand Trof cucumber by lysimeter and stem flow meter, the Modified Dual Crop Coefficient model predictions were validated. The results showed that the ETcand Trcalculated by the Modified Dual Crop Coefficient model were in good agreements with the measured values. The measured and estimated values of ETcduring the whole growing period of greenhouse cucumber in spring-summer were 2.94 and 3.05 mm/d, and the measured and estimated values of ETcduring the whole growth period of greenhouse cucumber in autumn-winter were 2.76 and 2.53 mm/d, respectively. The coefficient of determination (R2), the root mean square error (RMSE), and the model efficiency coefficient (Ens) of the Modified Dual Crop Coefficient model in predicting spring-summer cucumber ETcwere 0.95, 0.41 mm/d and 0.93, respectively, while the results of error analysis of predicting autumn -winter ETcwere 0.91 (R2), 0.48mm/d (RMSE), and 0.90 (Ens). Based on the modification of Dual Crop Coefficient model， the basal crop coefficient of each growing stage of cucumber for spring-summer season were adjusted as 0.17 0.25 (the initial season stage), 1.05 - 1.10 (the middle season stage), 0.33 - 0.68(the late season stage), and the corresponding values for autumnwinter season were adjusted as 0.14 - 0.36 (for the initial season stage), 0.99 - 1.16 (the middle season stage), 0.45 - 0.71 (the late season stage). The measured and estimated daily Trvalues by the Modified Dual Crop Coefficient model for spring -summer season were 2.19 and 2.37 mm/d, and the measured and estimated average daily Trvalues by the Modified Dual Crop Coefficient model for autumnwinter season were 1.34 and 1.43 mm/d, respectively. Based on the result of estimation, the ratio of average daily Trto ETcwas the highest in the middle season stage with the values of 84.36% (spring-summer season) and 84.79% (autumn-winter season), respectively. The ratio of average daily Trto ETcwas the lowest in the initial season stage with the values of 28.98% (spring-summer season) and 17.64% (autumn-winter season). During the whole growing period,</p>
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