冬春季气温变化及灌溉对半地下日光温室温湿度的影响

2015-12-28赵桂生

园艺与种苗 2015年9期

赵桂生

（北京农业职业学院，北京102442）

日光温室是一种复杂的热交换体，自然阳光透过塑料薄膜照射到温室。白天，自然阳光一部分热量被温室中的土壤、墙体、空气吸收，使温室内气温上升，供作物生长，另一部分通过空气对流和热辐射传递到土壤、墙体、外面，保存于温室；夜间，以同样的方式将储存到的热量传递到温室的各个部位，使温度不至于降得过低。由于北京缺水严重，农业用水得不到保障，设施农业得到迅速发展，反季节蔬菜生产成为京郊农民致富的新型主导产业之一。近些年，对设施农业的研究主要体现在设施作物的需水规律、栽培管理、以及24 h的温度变化等，很少有气温变化以及灌溉时间对半地下日光温室温湿度影响的研究。因此，笔者对冬春季气温变化及灌溉对半地下日光温室温湿度的影响进行探讨，旨在为相关研究提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验在北京市长水园艺农场进行，位于116°12′E，39°40′N。温室为半地下土墙日光温室，温室东西长80 m，南北宽10 m，钢架结构，下挖深度1 m，后墙高3.6 m，顶端宽1.5 m，底宽4.4 m，四根立柱，南端高1.2 m，外高0.8 m。顶部用塑料薄膜蒙在刚性结构上构成，周边没有任何遮挡物，光照田间很好。供试土壤为沙壤土。水源为深井地下水，出水口温度偏低（约8℃），浇水时温室的温度降低幅度较大。

1.2 方法

1.2.1 试验设计。供试作物为番茄，采用田间试验，同时在5栋同样的温室进行。番茄2月5日定植，灌水时间为2月7日、2月15日、2月20日、2月28日（其他时间略），灌水方式为膜下微喷，灌水量用水表控制，其他田间管理措施同当地日光温室常规管理。

1.2.2 试验过程。在温室安装9个温湿度仪，南北1排，安装3个，共分3排，东西两排距土墙2.5 m，南端1.5 m，北端距土墙2 m。东侧北到南为观测点1、2、3，中间北向南为观测点 4、5、6，西侧北向南为观测点 7、8、9。日光温室每天最高气温发生在11：00—15：00。该试验温湿度观测时间安排在14：00。每天按时观测，并记录。

2 结果与分析

2.1 外界气温对温室最高气温的影响

2月5—28日，外界自然温度平均值为7.07℃，温室平均气温27.0℃，高19.87℃。最高差21℃，最小差6℃。从图1和图2可以看出，除灌水外，外界对温室内气温的影响基本是恒定的。随着外界温度的升降温室内气温升降，且差值基本固定在19℃。

5个温室的分析结果基本相同，没有明显的差别。

图1 2月份外界自然温度与温室平均温度的关系

图2 2月份外界自然温度与室内外平均温度差的关系

2.2 各观测点温度水平分布

表1给出的是9个观测点2月份的平均温度，从表中可以看出，最高温度并不在中间断面，而在西侧，东侧断面温度最低，原因是人进出温室的通道口在东南角。

2.3 外界气温对温室温湿度的影响

图3给出了2月份外界自然温度与室内湿度的关系，从图中可看出，2月7日、2月15日、2月20日、2月28日4次灌水都造成温室内温度的急剧下降，而湿度大幅度上升。外界自然温度越低，温室内的湿度越高，图3中的21日要高于7日和15日及28日。

因此，在确定灌水制度时不仅要考虑作物的需水量、土壤墒情，还要考虑外界温度的变化，尤其准备灌溉的第2、3天的气温变化情况，如果准备灌溉的第2、3天的气温下降，则不应灌溉。图4是西4#温室2015年2月自然温度、棚内温度、棚内湿度变化统计图。从图中很容易看出，2月7日灌溉，2月8日外界气温下降致使温室内气温下降10℃左右；2月20日灌溉后，当天和21日外界气温均明显下降，致使温室气温下降了约20℃，这种灌溉方式极不利于作物的生长，在确定灌溉时间时必须慎重。

表1 2月份室内各观测点温度的平均值 ℃

2.4 较长时间外界气温对温室温湿度的影响

图4给出的是从2月5日开始88 d内外界自然温度与温室内平均温度和平均湿度的关系曲线，温度减低处湿度明显增高，那个时间即是灌水时间。非灌水时间湿度随着温度的增高而增高。所以，按照这样的规律确定灌溉制度，有利于对温室的管理。

图3 2月份外界自然温度与室内湿度的关系

图4 2月5日开始84 d内外界自然温度与室内湿度的关系

3 结论与讨论

该试验农场2月没有遇到阴天的情况，所以每天温室内外温差变化不大。2月份之后继续观测，阴天或突然降温可导致温室内的温度大幅度下降，最高可达26℃；温室各观测点在水平方向的温度差不明显，9个观测点中最高的是西侧中间点（进出口位于东侧）；由于该试验农场以自采地下水为灌溉水源，出水口水温只有6～8℃，灌水时导致温室内温度急剧下降，湿度大幅度提升，确定作物灌水制度应考虑这方面因素或将地下水提升后在温室内升温；非灌水时间湿度随温度的增高而增高。

[1]郑国保，张源沛，孔德杰，等.不同灌水量对日光温室番茄土壤水分变化的影响[J].长江蔬菜，2011（6）：49-52

[2]郜庆炉，薛香，段爱旺.日光温室内温度特点及其变化规律研究[J].灌溉排水学报，2003（6）：50-53

[3]王克安，李絮花，吕晓惠，等.不同结构日光温室温湿度变化规律及其对番茄产量和病害的影响[J].山东农业科学，2011（3）：33-36.

[4]王晓冬，张丽，王国强，等.半地下式日光温室对地温的影响[J].新疆农机化，2007（04）：36-37.

[5]温祥珍，梁海燕，李亚灵，等.墙体高度对日光温室内夜间气温的影响[J].中国生态农业学报，2009（5）：980-983.

[6]白青，张亚红，刘佳梅.日光温室土质墙体内温度与室内气温的测定分析[J].西北农业学报，2009（6）：332-337.

[7]李天来，韩亚东，刘雪峰，等.日光温室内传热筒与空气间的换热量及对气温的影响[J].农业工程学报，2011（2）：237-242.

[8]刘思莹，戴希楠，黄龙，等.北京地区常用类型日光温室的冬季气温特性分析[J].中国蔬菜，2011（Z1）：20-25.

[9]张兵兵，李荣平，史奎桥，等.日光温室气温变化及其影响因子分析[J].中国农学通报，2013（8）：200-205.

[10]李德，张学贤，祁宦，等.宿州日光温室内部最高和最低气温的预报模型[J].中国农业气象，2013（2）：170-178.

[11]杨艳超，刘寿东，薛晓萍.莱芜日光温室气温变化规律研究[J].中国农学通报，2008（12）：519-523.

[12]吴乐天，史慧峰，王晓冬，等.吐鲁番日光温室气温、地温变化规律及对温室设计的建议[J].新疆农机化，2008（2）：27-29.