设施栽培油桃物候期内温室内外温度变化规律研究

2017-07-15石茗化杜海涛乐章燕张艳艳魏渠成

湖北农业科学 2017年12期

石茗化+杜海涛+乐章燕+张艳艳+魏渠成

摘要：基于2015年1-5月觀测的设施栽培油桃（Prunus persica var. nectarina Maxim）物候期和日光温室内外气温、地温等数据，系统研究了油桃在整个物候期内温室内外气温、地温的变化规律。结果表明，温室栽培油桃的物候期较露地栽培油桃提前50 d左右。油桃萌芽、开花期，温室内的平均气温可达到11.8～13.7 ℃，最低气温在5 ℃左右，此气温水平较好满足了油桃萌芽、开花的需要。果实膨大期及成熟期内，温室内平均气温为14.9～24.1 ℃，但最高气温有时达30 ℃以上，应注意及时通风降温，延长温室的通风降温时间。温室内外气温在不同天气条件下日变化均呈“单峰”型，晴天温室内外日温差比阴天大，温室内的气温始终高于室外的气温。1月下旬至3月中旬，日光温室内5 cm土层的平均地温为13.5～17.2 ℃，地温不能满足油桃根系生长发育的需求。不同天气条件下日光温室内外地温的日变化趋势与气温变化基本一致，温室外地温日变化与温室外气温日变化具有相关性；温室内地温日变化较平稳，最高地温较最高气温出现的时间存在滞后现象。

关键词：油桃（Prunus persica var. nectarina Maxim）；设施栽培；物候期；气温；地温

中图分类号：S662.1；S628.4+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）12-2280-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.12.020

Research on Temperature Change Rules in and out of Greenhouse during the Phenological Period of Facility Cultivated Nectarine

SHI Ming-hua， DU Hai-tao， LE Zhang-yan， ZHANG Yan-yan， WEI Qu-cheng

（Langfang Meterological Bureau， Langfang 065000， Hebei， China）

Abstract： In order to research the change rules of air temperature and soil temperature of facility cultivated nectarine （Prunus persica var. nectarina Maxim） in greenhouse during the whole phenological period， the observation data of phenophase and temperature in and out of greenhouse from January to May in 2015 were used. The results showed that the phenophase period in greenhouse was 50 d earlier than out. In germination stage and flowering stage of nectarine， the average air temperature could reach to 11.8～13.7 ℃ in greenhouse while the minimum air temperature was at about 5 ℃， which could meet the needs for germinating and flowering. In fruit expanding and mature stage， the average air temperature was at 14.9～24.1 ℃； however， the maximum air temperature could reach to 30 ℃ and above at times， which needs longer time for aeration-cooling. Both the daytime air temperature diurnal variation of different weather types indoor and outdoor showed unimodal type； the daily range of temperature in clear day was larger than in overcast day； the average daily air temperature inside greenhouse was always higher than that outdoor. From the last ten days of January to the middle ten days of March， the 5 cm average soil temperature was at 13.5～17.2 ℃， which could not meet the needs of root growth. The trend of indoor and outdoor soil temperature diurnal variation of different weather types were similar to that of air temperatures， the relationship between outdoor soil temperature and outdoor air temperature was notable； the soil temperatures diurnal variation was stable in contrast to that of air temperature； the appearance time of the maximum 5 cm soil temperature was later than that of the maximum air temperature.

Key words： nectarine（Prunus persica var. nectarina Maxim）；facility cultivation；phenophase；air temperature；soil temperature

油桃（Prunus persica var. nectarina Maxim）生长期短、结果早、产量高，树体易于管理，但不耐贮藏，季节差价大，因此具有较高的设施栽培价值[1]。近年来，设施栽培油桃发展势头迅猛，种植面积逐年扩大。目前，砖混结构上覆盖塑料薄膜和草苫的普通日光温室因其建造成本低且易于管理而成为设施油桃生产中应用最多的一种设施形式[2]。温室内的小气候环境对油桃生长发育有着重要的影响[3-7]，科技工作者对温室小气候环境变化规律已有诸多研究，高文波等[3]对不同温室的采光性能进行了详细的比较分析，并研究了不同的光照条件对温室内温度、湿度的影响；李仁杰等[4]对温室内地温变化特点及其与气温变化的相关性进行了分析；杨丽中等[5]对西瓜[Citrullus lanatus （Thunb.）Matsum. et Nakai]大棚内外温度关系进行了研究，并结合冻害温度指标建立了低温冻害预警模型；袁静等[6]研究了樱桃[Cerasus avium（L.）Moench]日光温室内温度、湿度变化特征，并建立了大棚内温湿度预报方程；张宏辉等[7]对设施油桃温室内气温变化规律进行了探讨，揭示了各生育期内气温的变化对油桃造成的影响。然而，对设施油桃物候期内温室内外温度变化规律的研究鲜有报道。日光温室内外温度的变化会使油桃物候期内的生长发育发生改变，仅靠露地油桃栽培管理经验进行种植，往往得不到较好的生产效果与较为满意的经济效益。掌握日光温室栽培油桃的物候期与温度变化规律，是实施设施内各项栽培技术措施的关键。因此，试验以华春油桃（P. persica var. nectarina cv. Huachun）为材料，采用实地观测和分析的方法，探讨设施油桃物候期内温室内外温度变化的规律，以期为当地日光温室油桃的栽培管理提供有效的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在河北省永清县海泽田农业示范园区完成，该地位于北纬39°19，东经116°27，属于暖温带大陆性季风气候，海拔约13 m；年平均气温12 ℃，极端最高气温40.9 ℃，极端最低气温-24.4 ℃，年平均降水量469.5 mm，年平均日照时间2 041.9 h。试验地土质为平原沙壤土，肥力中等，适宜设施油桃栽培。日光温室为钢架结构，田间东西走向，长70 m，宽10 m，顶高4.5 m，后墙为厚度0.5 m的土墙，最外层为砖墙，覆盖材料为聚乙烯膜，保温材料为棉被。供试油桃品种为华春，株行距100 cm×150 cm。

1.2 试验方法

1.2.1 田间管理 2014年11月10日至12月28日，对大棚白天覆盖保温被，夜晚揭开，并开风口降温，使油桃进入休眠期；12月29日至次年5月底，白天揭开保温被，夜晚覆盖保温被，对棚内油桃树进行升温处理，提高棚内温度。

1.2.2 观测方法按照文献[8]的方法，在日光温室内选3个观测点设小气候站，A点距东墙18 m，B点距西墙18 m，C点距离东墙、西墙各35 m，温室外选择距离温室2 km的多要素自动气象站观测数据作为对照。对温室内、外气象数据进行全天候测定，测定内容包括温室内外1.5 m气温、5 cm土层地温，数据每10 min采集1次，观测时间在2015年1-5月。

1.3 数据处理

试验所得数据采用Microsoft Office Excel 2010 VBA软件处理，并用其制表，使用Origin程序绘图。

2 结果与分析

2.1 日光温室油桃物候期气温的变化

2.1.1 日光温室油桃各物候期气温的变化设施油桃各物候期温室内外气温的变化情况见表1。从表1可见日光温室内油桃各物候期的时间节点，以及各物候期温室内外的平均气温、最高气温和最低气温的动态变化。在日光温室栽培环境条件下，油桃出现了不同于露地栽培条件下的物候期规律[9]，如温室内油桃的各物候期显著提前，较露地油桃2015年3月中旬进入花期不同，温室内油桃花期提前了近50 d。1月21日-2月8日，日光温室内平均气温为11.8～13.7 ℃，适宜油桃的萌芽和开花，因此温室内油桃萌芽和开花几乎同时出现，这也与观察到的实际一致。在此期间，温室外的最低气温在-12.6～ -9.1 ℃，而温室内的最低气温为4.7 ℃，温室的升温效果较利于油桃的萌芽和开花。2月10日-5月31日，温室内的平均气温、最高气温、最低气温分别为17.0～21.4 ℃、34.6～39.2 ℃、5.8～8.5 ℃，平均气温以及最低气温均保证了油桃果实的正常发育之需。此外，油桃从萌芽期到果实膨大期，温室外最低气温为-12.6～-9.1 ℃，此时应注意做好温室的保温工作，以保证油桃正常开花坐果，避免低温冻害造成油桃栽培的失败。

2.1.2 日光温室内外气温的旬变化设施油桃各物候期温室内外气温的旬变化情况见图1。从图1可见，2015年1月上旬到2月中旬，油桃处于萌芽、开花期，温室内旬平均气温趋于稳定，在12～15 ℃，保证了油桃的正常萌芽与开花。此时的外界旬平均气温仅为-2.7～2 ℃，温室内外平均温差大。自2月下旬开始，温室内外旬平均气温逐渐升高，到5月下旬达到最高。温室内外平均气温差逐渐减小，从4月下旬开始，溫室内外旬平均气温基本持平，温差为1.2～2.1 ℃。温室内旬平均气温始终高于外界旬平均气温。日光温室由于扣棚后的升温作用，温室内的旬平均气温一开始要显著高于外界气温，从1月上旬至3月上旬，温室内外旬平均温差保持在12～15 ℃，3月中旬以后，由于外界气温的升高，加之油桃枝叶的快速生长，吸收了大量的热能，使得温室内外旬平均气温差逐渐缩小。到4月下旬，随着日光温室内通风换气时间的延长，温室内外旬平均气温基本接近。由于2015年2月下旬、4月上旬和5月上旬各出现了一次较明显的降水过程，温室内外旬平均气温也出现了小幅下降的现象，所以温室内旬平均气温受外界天气影响较大。

2.1.3 日光温室内外气温的日变化由于2015年1月下旬到2月上旬为温室内油桃的盛花期，此时的温度变化情况对油桃树的开花尤为重要，因此，试验选取了2月2日（阴天）和2月5日（晴天）的观测数据进行不同天气条件下温室内外气温的日变化动态分析，结果见图2。从图2可以看出，晴天和阴天条件下，温室内外气温变化也具有相似性，大致为不对称的正弦曲线。日光温室内外，最低气温出现在早晨7﹕00～8﹕00，最高气温出现在14﹕00～15﹕00，温室内最高气温出现时间较室外有所提前，而且温室内气温始终高于室外气温。阴天条件下，温室内最高气温为19.5 ℃，最低气温为6.7 ℃，日温差为12.8 ℃；温室外最高气温为3.6 ℃，最低气温为-10.1 ℃，日温差为13.7 ℃；温室外日温差比温室内高0.9 ℃，两者差别不大。晴天条件下，温室内最高气温为24.3 ℃，最低气温为8.4 ℃，日温差为15.9 ℃；温室外最高气温为7.2 ℃，最低气温为-8.3 ℃，日温差为15.5 ℃；温室外日温差比温室内低0.4 ℃，差别也不大。可见，阴天或晴天天气条件下，室外气温对室内气温有着明显的影响，且温室内外在晴天的气温变幅要高于在阴天的。

2.2 日光温室油桃物候期地温的变化

2.2.1 日光温室内外地温的旬变化日光温室内外5 cm土层温度的旬变化情况见图3。从图3可见，温室内外地温旬变化与气温旬变化（图1）走势相似，从2015年1月上旬至5月下旬，温室内外地温均逐渐升高。1月上旬的温室内5 cm地温为12.4 ℃，而此时温室外为-2.7 ℃，较室内低15.1 ℃；1月中旬到3月中旬，温室内地温为13.5～17.2 ℃，增加不多；而到了5月下旬时，温室内地温增加了10.6 ℃，而温室外地温增加了29.5 ℃，温室内地温升幅大大低于温室外地温的升幅。在油桃物候期内，温室内旬平均地温始终保持在12 ℃以上，能基本满足油桃根系活动的需要。不过由于2015年2月下旬、4月上旬和5月上旬各出现了一次较明显的降水过程，使温室内外旬平均地温也同步出现了小幅下降的情况。

2.2.2 日光温室内外地温的日变化试验同样选取了2015年2月2日（阴天）和2月5日（晴天）的观测数据进行不同天气条件下温室内外5 cm土层温度的日变化动态分析，结果见图4。从图4可以看出，无论在阴天或晴天条件下，温室外的地温日变化都起伏较大；温室内的地温变化则较为平稳，晴天维持在14～19 ℃，阴天在12～15 ℃；同一时刻，晴天高于阴天地温，且晴天较阴天地温上升幅度大。温室内最低地温出现在9﹕00左右，最高地温出现在17﹕00左右。综合来看，温室内地温和气温的变化规律基本一致，但存在滞后现象，最高地温出现时间较最高气温出现时间晚2～3 h。这是由于地温的变化是由气温的变化引起的，气温从8﹕00～14﹕00逐渐升高，传递给土壤的能量也逐渐增加，使地温随之增加，这段时间是空气热量向土壤传递的过程，14﹕00以后气温开始下降，但仍高于地温，空气热量继续传递给土壤，地温继续增加，到17﹕00左右，温室内气温低于地温，热量则由土壤传入空气，随着气温的逐渐下降，地溫也随之降低。这与张宏辉等[7]的研究结果相一致。

3 讨论

3.1 日光温室内外气温条件对油桃物候期的影响

气温是影响油桃生长发育的关键因子之一[10]。在试验中，由于人为干扰让油桃进入休眠期以及日光温室的保温作用，温室栽培油桃的物候期较露地栽培油桃提前了50 d左右。油桃在萌芽期适宜的日平均气温为12～15 ℃，白天最高气温为23～25 ℃，夜间不低于5 ℃[11]。若气温降低至5 ℃以下后，油桃树生长会停滞；若气温超过30 ℃时，会抑制树体的正常生长。试验结果表明，从2014年12月底温室升温后，2015年1月下旬当外界平均气温在-2.7 ℃时，温室内的平均气温可达到12.6 ℃，最低气温在5 ℃左右，这个气温水平已经满足了设施油桃萌芽的需要。从1月下旬到2月上旬是油桃的开花期，此时油桃最适生长的平均气温应保持在12～14 ℃，并且白天不要超过25 ℃，夜间保持在5～10 ℃；此阶段气温高且稳定，则油桃开花速度快[11]。试验里此时温室内平均气温在11.8～13.7 ℃，可见此时的室内平均气温能较好地满足油桃开花的需要，但此时的室外最低温度在-12.6 ℃，温室内外温差较大，生产实际中应特别注意温室夜间的保暖管理。2月中旬到4月底为油桃果实膨大期，此时期油桃生长适宜的平均气温为15～20 ℃，而且在果实膨大前期，气温还应稍低，可到后期逐渐升温[11]。试验里此时温室内平均气温为14.9～22.5 ℃，但最高气温有时达30 ℃以上，气温的升高会引起树体产生旺条现象[12]，这也与观察到的现象一致。此时应及时采取通风降温措施，延长温室的通风时间，在中午前后，控制日光温室内的气温不要超过25 ℃。4月下旬至5月底，是油桃果实着色和成熟期，此阶段最佳适宜果实生长成熟的气温为20～25 ℃，最高气温不宜超过28 ℃，最低气温控制在10～15 ℃。试验里此时温室内平均气温为20.2～21.4 ℃，较适宜温室油桃的生长，但此时室外气温较高，会导致温室内最高气温超过30 ℃，所以要在上午和傍晚对温室进行通风换气，而在中午前后，应封闭日光温室，防止外界高温气流进入温室内，以降低对果实造成的伤害。

试验里不同天气条件下日光温室内外气温的日变化趋势基本一致，呈“单峰”型曲线。温室内在8﹕00前后气温达到日最低值，随着太阳辐射的增强，气温迅速升高，由于中午前后温室内短时的通风降湿，因而气温出现缓慢上升或下降的现象，而温室外的升温速度较温室内缓慢。晴天天气条件下，温室内外日温差要比阴天大，这说明温室内外温差日变化主要受太阳辐射的影响。在晴天天气条件下，温室内白天气温上升和下降的速度较阴天要快，夜间两种天气类型气温变化都较平稳，并且温室内气温始终高于室外气温。

3.2 日光温室内外地温条件对油桃物候期的影响

地温的高低变化对近地面气温、植物根系的生长发育、微生物的繁殖及其活动强度都有很大的影响[13，14]。油桃根系开始活动的最低地温在5 ℃左右，到7.2 ℃时营养物质就开始向上输送，平均地温18～25 ℃是新根生长的适宜温度。但在试验里，从2015年1月中旬到3月中旬，日光温室内5 cm土层平均地温为13.5～17.2 ℃，这个地温水平不能满足油桃根系生长发育的需求。试验结果表明，从1月下旬气温和地温的水平来看，日光温室油桃地上部分生长发育的温度条件较适宜，而此时的地温较低，出现了地上地下生长发育不协调的现象，这也是目前日光温室油桃生产中出现的先叶后花、花期延长、坐果率低的根本原因，因此要重视油桃萌芽期、花期以及果实膨大期的土壤保温工作。试验里从1月下旬到5月底，温室内平均地温的上升幅度明显小于温室外地温上升幅度，表明温室内地温变化较为平稳。另外，在油桃物候期内，最高地温均不能超过30 ℃，这是根系生长的最大地温限制值，所以试验的油桃根系始终处于大量生长状态。

试验结果显示，不同天气条件下日光温室内外地温的日变化趋势与气温基本一致，呈不对称的正弦曲线。温室外的地温日变化与温室外的气温日变化呈相关关系；温室内地温日变化则较平稳，晴天天气条件下地温的变化幅度比阴天条件下要大，这表明太阳辐射会对地温的变化产生一定的影响。温室内地温较温室内气温变化幅度较小，且最高地温较最高气温出现的时间存在滞后现象。

总的来看，由于提前让油桃进入休眠期以及日光温室的保温作用，温室栽培油桃的物候期较露地栽培油桃提前了50 d左右。

在油桃萌芽、开花期，温室内的平均气温可达到11.8～13.7 ℃，最低气温在5 ℃左右，这个气温水平较好地满足了油桃萌芽、开花的需要。在果实膨大期及成熟期，温室内的平均气温为14.9～24.1 ℃，但最高气温有时达30 ℃以上，生产上应注意及时通风降温，延长温室的通风降温时间。

温室内外气温在不同的天气条件下日变化均呈“单峰”型，晴天的温室内外日温差比阴天大，温室内气温始终高于室外气温。

1月下旬至3月中旬，日光温室内5 cm土层平均地温为13.5～17.2 ℃，这个地温水平不能满足油桃根系生长发育的需求，此时应重视油桃萌芽期、花期以及果实膨大期的土壤保温工作。

不同天气条件下日光温室内外地温的日变化趋势与气温基本一致，温室外地温日变化与温室外气温日变化呈相关关系；不过温室内地温日变化较平稳，最高地温较最高气温出现的时间存在滞后现象。

参考文献：

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