冬季甜樱桃日光温室内的温度变化规律
2020-06-17李国强王波吕志明
李国强,王波,吕志明
(大连市现代农业生产发展服务中心产业研究部,辽宁大连 116013)
大连市设施甜樱桃栽培有20多年的历史,依靠独特的地理环境和气候条件优势,果实品质优势明显,深受国内消费者喜爱。近年来,经大连市政府政策持续推动和科研人员、生产者不懈努力,设施樱桃栽培技术体系日趋成熟,取得了巨大的经济效益和社会效益,设施甜樱桃栽培面积达到4933hm2(7.4万亩)[1],居全国首位。甜樱桃生长发育对温度要求较高,既不耐寒又不耐热,不耐涝也不耐旱,树体不同生长发育期所需温度也不同,尤其是开花期,要求温度很严格,温度太低,发育延缓,温度太高,极易引发花器官畸形发育以及授粉不良等[2]。笔者通过试验探索晴天、阴天条件下日光温室内气温、地温变化规律,为日光温室甜樱桃温度管理提供理论依据,为日光温室甜樱桃智能化生产管理提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于2017年12月7日至2018年1月20日在大连市农业科学研究院绿色食品基地日光温室中进行。日光温室东西向,外面覆盖日本0.1mm高透光PO棚膜,外覆保温被。供试甜樱桃品种为美早(图1)。
日光温室升温方式为自然光照升温,每日温度处理时段为7∶30~16∶30,即7∶30打开保温被接受光照升温,通过开风口放风降温、关闭风口升温将温室最高温度控制在设定温度区间(27~30℃)内,16∶30关闭保温被保温(图2)。温室升温前地表覆白色地膜,保持土壤水分和提高地温,其他按日光温室甜樱桃日常栽培管理进行。
1.2 测定项目与方法
气温测定。在温室外和温室内中央距离地面1.5m处,悬挂RC-4HA自动温度记录仪,每15分钟记录1次温度,计算1小时平均温度,连续记录43天,将所有晴天和阴天每时气温数据分别计算平均值。
地温测定。将RC-4HA自动温度记录仪探头插入土中,距地表面25cm,分别在8、12、16、24时记录温度,连续记录43天,将所有晴天和阴天每时气温数据分别计算平均值。
2 结果与分析
2.1 日光温室内的昼夜气温变化
由图3可见,日光温室外的光照强度直接影响温室内的温度变化,光线强升温快、温度高;光线弱升温慢、温度低。晴天条件下,7~8时室内气温缓慢回升,随室外光线增强,8~10时室内气温急剧升高,2小时内,室内气温从8.39℃可升至24.29℃以上,升高约16℃,并可保持到14时前后,之后气温开始大幅下降至16∶30,随后温度保持缓慢下降。阴天时,温室内昼间气温有小幅上升,总体保持平稳下降趋势,与室外气温变化趋势较一致。
2.2 日光温室内昼夜地温的变化
由图4可见,日光温室内地温随气温的变化而变化,气温高则地温高,气温低则地温低,尤其是阴天,受室外气温影响更大。晴天条件下,日光温室内地温8时开始上升,至16时升至最高温度,可升高约2.3℃,随后地温开始下降至0时的13.33℃,较前日0时的13.20℃高0.13℃。在阴天条件下,受室外气温影响较大,地温在8~14时平稳下降,夜间地温下降较快,昼夜地温总体呈下降趋势,今日0时与前日0时的地温比较,下降约1.5℃。
2.3 连续晴天、阴天日光温室内的日平均地温变化
图5中,连续晴天条件下,室内气温较高,土壤持续吸收、积累热量,日平均地温缓慢升高,日平均地温升高约0.3℃。阴天条件下,室内气温低,土壤得不到热量补充,土壤以散失热量为主,地温下降幅度较大,高于晴天日平均地温的升高幅度,是连续晴天地温上升速度的2倍,随后的连续晴天,地温则以较快的速度上升,每日地温上升约0.6℃。
3 结论
晴天时,室内气温主要受光照条件影响。光照条件好,日光温室内气温在8~10时即可到16℃以上,温室甜樱桃栽培管理过程中,应注意控制11~13时的温度,这个时段是一个高温区,气温变化也很快,在甜樱桃生产管理中,特别是开花期,应避免室内温度超过30℃,否则将会导致雄蕊发育加快、花粉败育率增加[3,4]、雌蕊畸形和双雌蕊花大量形成、柱头异常伸长以及到达花柱基部花粉管的数量不足等(图6),最终造成授粉受精不良[5-8]。连续阴天时平均地温下降速度约是连续晴天地温上升速度的2倍,且呈加快趋势,若使地温恢复正常状态,可能需更长的时间来升温。因此,在日光温室甜樱桃生产管理中,遇连续阴天时温室应以保温为主,要采取多种措施,减少温室内热量散失,减缓土壤热量流失,以免延缓甜樱桃树体的生长发育,延后和延长开花期以及降低开花整齐度。具体措施可在午间去除棚膜上的结霜,增加棚内光照,补充室内热量,延长保温被覆盖时间,减少室内热量损失,保持气温,维持地温。
智慧农业是未来农业的发展趋势[9,10],日光温室甜樱桃栽培也不例外。日光温室甜樱桃智能化栽培管理基础是日光温室温度、光照、气体、土壤温度等环境因子大数据采集、分析、模型建立,是生物体与环境之间的系统工程。基于试验条件所限,本试验就日光温室环境温度方面进行了初步探索,对其他环境因子(光照、湿度、CO2、地温等)还有待深入、系统的研究,以期为实现日光温室甜樱桃智能化栽培管理提供大数据依据。