几种新型农膜的小气候效应研究

张兆辉 汪李平，4 于海彬 王俊良

（1.华中农业大学园艺林学学院，湖北武汉，430070；2.华中农业大学国家蔬菜改良中心华中分中心；3.华中农业大学西甜瓜实验室；4.园艺植物生物学教育部重点实验室）

几种新型农膜的小气候效应研究

张兆辉1，2，3汪李平1，2，3，4于海彬1，2，3王俊良1，2，3

（1.华中农业大学园艺林学学院，湖北武汉，430070；2.华中农业大学国家蔬菜改良中心华中分中心；3.华中农业大学西甜瓜实验室；4.园艺植物生物学教育部重点实验室）

研究了3种不同薄膜覆盖大棚内小气候因子的变化。研究结果表明，在不同测定日期中，覆盖不同塑料薄膜大棚的棚内外日平均气温和日平均地温变化相似，转光膜1的保温性能优于转光膜2和无滴膜；转光膜1的透光率高于转光膜2和无滴膜，无滴膜的透光率则略高于转光膜2。不论晴天还是阴天，转光膜1均表现出较好的保温与采光性能，而且使用这3种农膜后，大棚内温度和光强变化规律相似。

多功能转光膜 小气候因子 温度 透光率

在我国南方地区，冬季在不加温的条件下利用园艺设施进行蔬菜生产，关键在于提高大棚的采光和保温性能。选用透光率高、保温效果好的塑料薄膜是优化设施结构的重要条件之一，也是设施园艺生产成功与否的一个重要因素[1]。随着我国经济水平和小康社会建设的发展，以及消费者对“绿色食品”需求量的增加，设施园艺生产正向高质量、多品种方向发展，因而急需与之相匹配的栽培技术和园艺配套设施，为新型塑料薄膜的研究开发提供了广阔的发展空间[2]。

多功能转光膜是为了满足现代设施园艺的需求而发展起来的一种新型农用薄膜，根据植物光合作用对光利用的特点，在农膜的配方中加入转光助剂和介质助剂，使转光膜可以将短波光转化成有利于作物吸收利用的蓝紫光和橙红光，提高透过农膜的可见光强度，减少紫外光成分，提高棚内温度，增强作物光合作用，以达到促进作物早熟、提高蔬菜品质、增产增收的效果[3～4]。

长寿无滴膜，保温性好，是通过添加无滴剂和防老化剂，以提高其使用寿命、延长无滴持效期，在生产上已得到初步应用[3]。

本研究对国内厂家研制开发的长寿无滴膜与俄罗斯的多功能转光膜进行了对比试验，对大棚内主要小气候效应指标作了详细分析，以期对农膜在农业生产中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试薄膜为1种长寿无滴膜（简称无滴膜）和2种多功能转光膜 （一类为加入无色转光剂的转光膜，简称转光膜1；另一类为加入有色转光剂的转光膜，简称转光膜2），这3种薄膜厚度均为0.12 mm。2种新型转光膜都具有长寿、无滴、转光等优点，可以将部分紫外光转换成植物更容易吸收的蓝紫光或橙红光。

试验所用仪器为自动温度记录仪、直尺、普通水银温度计、地表温度计和JD-3型光照度计等。

1.2 试验方法

试验采用田间对比方法，于2007年10月下旬至12月初在华中农业大学国家蔬菜改良中心 （华中分中心）进行，选择3个大棚分别覆盖3种不同的薄膜，10月20日覆膜，10月21日开始观测，试验期间大棚内的栽培和环境调控措施要严格保持一致。

①温度测定 分别于大棚前、中、后部的1.2 m处和近地面、地下5，10，15，20，25 cm处布置测量点。其中气温取8：00、14：00、17：00三个时段所测温度的平均值；地温取地下10 cm处温度的平均值。

②光照测定 光照强度测量在每天的14：00进行，取大棚前、中、后部的1.2 m处光照强度的平均值，同时计算透光率。

③典型天气下气温、地温与透光率的测定 选择晴天、阴天2个典型天气，测量时间从8：00到17：00隔1 h或2 h测1次，以露地（棚外）测量指标为对照，气温、地温与透光率的布点同上。

2 结果与分析

2.1 转光膜与普通薄膜的小气候因子比较

①转光膜与普通薄膜保温性能比较 经测定，覆盖不同塑料薄膜大棚的棚内外日平均气温和日平均地温变化如图1、图2所示。

由图1可知，转光膜1、转光膜2和无滴膜覆盖大棚的棚内日平均气温都高于棚外气温，3种薄膜覆盖大棚的棚内日平均气温的排列顺序为：转光膜1＞无滴膜＞转光膜2。其中转光膜1的棚内外日平均气温差值变幅为0.77～3.62℃，转光膜2的棚内外日平均气温差值变幅为0.50～3.52℃；无滴膜的日平均气温差值变幅为0.70～3.55℃。

由图2可以看出，转光膜1和转光膜2覆盖大棚的日平均地温要略高于无滴膜。其中转光膜1与无滴膜的日平均地温差值变幅为-0.03～1.13℃，转光膜2与无滴膜的日平均地温差值变幅为-0.07～0.967℃，3种薄膜覆盖大棚的棚内日平均地温的排列顺序为:转光膜1＞转光膜2＞无滴膜。

综上所述，转光膜1的保温性能优于转光膜2和无滴膜，说明转光膜1的保温性能最好；而且3种薄膜的棚内日平均气温与日平均地温变化规律相似。

②转光膜与普通薄膜透光性能比较 从图3可以看出，不同薄膜在不同时期的透光率各不相同。转光膜1和无滴膜的透光率高于转光膜2，其中转光膜1的透光率变幅为52.07%～58.19%，无滴膜透光率变幅为49.53%～54.9%，而转光膜2的透光率变幅为48.83～53.71%。说明转光膜1的采光性能优于无滴膜，无滴膜的采光性能优于转光膜2。

2.2 2种典型天气小气候因子的日变化比较

图1 不同棚膜对棚内外日平均气温的影响

图2 不同棚膜对棚内日平均地温的影响

图3 不同棚膜的透光率比较

图4 晴天与阴天不同棚膜覆盖大棚的棚内外气温日变化比较

①晴天和阴天时棚内外气温日变化 由图4可以看出，晴天时，转光膜1、转光膜2及无滴膜覆盖大棚的棚内气温明显高于棚外气温，转光膜1、转光膜2及无滴膜覆盖大棚的棚内外日气温差值变幅分别为2.4～8.7℃，2.0～8.05℃和2.55～8.1℃，说明转光膜1的保温性能最好，无滴膜次之，转光膜2的保温性能较差；转光膜1、转光膜2及无滴膜覆盖大棚的日平均气温分别为 21.26℃，20.95℃和21.21℃。一天当中，不同覆盖材料的日最高气温都出现在12：00，棚外温度为19.7℃，转光膜1、转光膜2和无滴膜的棚内温度分别为28.4℃，27.75℃和27.8℃。

由图4可知，阴天时，转光膜1、转光膜2及无滴膜覆盖大棚的棚内气温也明显高于棚外气温，转光膜1、转光膜2及无滴膜覆盖大棚的棚内外日气温差值变幅分别为 2.1～7.1℃，1.7～6.4℃和 1.75～6.9℃，说明转光膜1的保温性能最好，无滴膜次之，转光膜2的保温性能较差；转光膜1、转光膜2及无滴膜覆盖大棚的日平均气温分别为 25.04℃，24.62℃和24.97℃。一天当中，不同覆盖材料的日最高气温都出现在14：00，棚外温度为25.4℃时，转光膜 1、转光膜 2和无滴膜的棚内温度分别为29.15℃，28.55℃和29.0℃。

②晴天和阴天时棚内地温日变化 2种典型天气不同覆盖材料的大棚棚内10 cm处地温日变化如图5所示，日地温随时间推移而逐渐升高，在14：00达到最大值，然后逐渐下降。

由图5可以看出，晴天时，转光膜1、转光膜2覆盖大棚棚内的地温高于无滴膜，转光膜1、转光膜2与无滴膜日地温差值变幅分别为 0.2～1.3℃和0.2～0.6℃；转光膜1、转光膜2和无滴膜3种材料覆盖的大棚日平均地温分别为 20.41℃，20.12℃和19.74℃，说明转光膜1保温性能最好。一天当中，不同覆盖材料的日最高地温都出现在14：00，转光膜1、转光膜2和无滴膜的棚内地温分别为23.8℃，23.1℃和22.5℃。

由图5可以看出，阴天时，转光膜1覆盖大棚棚内的地温高于转光膜2和无滴膜，转光膜1与转光膜2、无滴膜日地温差值变幅分别为0～0.9℃和0～0.4℃；转光膜1、转光膜2和无滴膜3种材料覆盖的大棚日平均地温分别为 22.62℃，22.32℃和22.47℃，说明转光膜1保温性能最好。一天当中，不同覆盖材料的日最高地温都出现在14：00，转光膜1、转光膜2和无滴膜的棚内地温分别为24.9℃，24℃和24.5℃。

③晴天和阴天透光率日变化 在2种典型天气情况下，不同覆盖材料大棚的透光率变化如图6所示，它们的变化规律相似，都随时间的推移呈先降低后升高的趋势。

由图6可以看出，晴天时，转光膜1、转光膜2与无滴膜的透光率分别在49.43%～60.23%，48.78%～55.38%和49.25%～57.68%范围内波动，说明3种薄膜的采光性能存在差异，其排列顺序为：转光膜1＞无滴膜＞转光膜2。

图5 晴天与阴天不同棚膜覆盖大棚的地温日变化比较

图6 晴天与阴天不同棚膜的透光率日变化比较

在阴天时，转光膜1、转光膜2与无滴膜的透光率分别为54%～82%，53%～79%和54%～77%，说明3种薄膜的采光性能在阴天时也存在差异，其排列顺序为：转光膜1＞无滴膜＞转光膜2。

3 小结与讨论

3.1 几种薄膜保温性能的分析

研究表明，无论是棚内的日平均气温还是日平均地温，3种薄膜的保温性能都存在一定的差异，转光膜1的保温性能优于转光膜2和无滴膜；而且3种薄膜覆盖大棚棚内的日平均气温与日平均地温变化规律相似。另外，转光膜1的透光率高于其他2种薄膜，也间接证明了转光膜1有较好的保温性能。这与前人的研究结果相似[3]。

3.2 几种薄膜透光率的分析

透光率是评价温室透光性能的一项最基本的指标，它是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比，透光率越高，温室的光热性能越好[5]。

本研究表明，在不同的测定时期，3种新型农膜的透光率存在一定差异，它们的透光率顺序依次为：转光膜1＞无滴膜＞转光膜2。说明转光膜1采光性能优于其他2种农膜。

3.3 典型天气小气候因子的日变化分析

研究表明，2种典型天气的气温、地温及透光率的日变化规律相似，即不同覆盖材料的大棚内气温和地温随时间推移呈逐渐升高然后下降的趋势。

在2种典型天气情况下，转光膜1覆盖大棚棚内的气温和地温均高于转光膜2和无滴膜，说明转光膜1有较好的保温性能；转光膜1覆盖大棚棚内的透光率也均高于转光膜2和无滴膜，透光率顺序依次为：转光膜1＞无滴膜＞转光膜2，说明转光膜1具有较好的光转化功能。

3.4 小结

综上所述，几种新型农膜都是农业生产上常用的具有高效采光、保温功能的薄膜，其中以转光膜1的采光和保温性能最佳。它们的应用将有利于提高大棚内的光温性能，改善设施作物的生长环境，对提高作物产量和品质有重要意义，具有较大的开发应用价值和发展前景。

[1]周长吉．现代化设施农业发展概况[M]．北京：中国农业出版社，2003：45-50.

[2]王松涛，冯广和，陈端生，等．论我国设施园艺的宏观管理[J]．农业工程学报，1999（15）：153-158.

[3]郑华美，王秀峰.新型农膜性能及应用效果研究[D].泰安：山东农业大学，2004.

[4]傅明华，汪羞德，顾仲兰，等.多功能转光塑料薄膜应用效应研究[J].农业工程学报，2000，16（6）：81-84.

[5]陈端生．设施园艺生产对覆盖材料性能的要求[J]．农村实用工程技术，2003（1）：25-27.

Study on Microclimate Change in Greenhouse Covered with Several New Types of Plastic Films

ZHANG Zhaohui1,2,3,WANG Liping1,2,3,4,YU Haibin1,2,3,WANG Junliang1,2,3
(1.College of Horticulture and Forestry,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070; 2.Central China Section,National Center for Vegetable Improvement(Central China),Huazhong Agricultural University; 3.Laboratory of Watermelon and Melon,Huazhong Agricultural University; 4.Key Laboratory of Horticultural Plant Biology;Ministry of Education)

The changes of microclimate factors in greenhouse covered with three different films were studied.The results showed that the changes of the average temperature and the average soil temperature were similar in greenhouses covered with different films in different dates.The insulation properties of Sunlight-conversion film 1 were better than the Sunlight-conversion film 2 and the No-dip tunnel film.Light transparence comparison of the Sunlight-conversion film 1 are higher than the Sunlight-conversion film 2 and the No-dip tunnel film.In two typical weather,the Sunlightconversion film 1 has better insulation properties and lighting performance,moreover,the changes of the temperature and lighting were similar in greenhouse covered with three plastic films.

Multifunctional Sunlight-conversion film;Small climatic factors;Temperature;Light transparence comparison

10.3865/j.issn.1001-3547(x).2009.01.014

华中农业大学人才基金项目“西甜瓜栽培生理与遗传育种”专项基金（52204-05020）

张兆辉（1982-），男，硕士研究生，主要从事西甜瓜逆境生理、遗传育种的研究。

汪李平，通信作者，华中农业大学园艺林学学院教授，博士，博士生导师，电话：027-87280903。E-mail:wanglp@mail.hzau.edu.cn

2008-10-06