西藏林芝市巴宜区不同温室透光率对比研究

敬志豪,闫玉龙,格 桑,塔 磨,普布普赤,旦增多吉,尼玛顿珠

(西藏农牧学院 植物科学学院,西藏 林芝 860000)

温室是进行蔬菜及花卉培育的重要设施,可进行反季节种植。透光率是地膜评估的重要指标,高透光率地膜的透光率应在80%以上,可令大量阳光穿过地膜进入温室内部,从而提高地温及室内温度。高透光率地膜能改善土壤微生物活性,有益于土壤改良,增加土壤内部有机物质含量。不同透光率会直接影响各种蔬菜的叶绿素含量,随着透光率的增加,叶绿素含量减少,这是因为加快了光合作用反应。目前,日光温室薄膜种类与规格繁多,性能各有不同,从树脂原料上分可分为聚乙烯膜、聚氯乙烯膜等。在林芝市巴宜区的日光温室种类中,乙烯-醋酸乙烯膜与转光膜应用广泛。

1 试验材料与方法

1.1 试验场地及时间

在林芝市西藏农牧学院农场进行试验,地处林芝市巴宜区。林芝地区东西长177.2 km,南北宽353.2 km,边境线长1000 km,平均海拔3000 m左右,年降雨量650 mm左右,年均温度8.7 ℃,年均日照2022.2 h。选择干旱棚、日光温室、连栋塑料温室、玻璃温室及单体大棚进行试验。

表1 不同温室类型及其覆盖材料Tab.1 Different greenhouse types and the covering materials

1.2 试验方法

试验分为4个栽培区,从中随机选择1个栽培区进行测量计算。对照室外,选择附近没有遮蔽物的设施。光照计算仪器为泰仕电子工业有限公司制造的TES 1332,可显示瞬时光照度或15 s内光照度的平均数。选择晴朗无云的天气研究温室室内光照度日变化,测试时间点分别为7:00、9:00、11:00、13:00、15:00、17:00、19:00。为了尽可能得到每个时间段内每个设施内部的平均光照度,采用轮流测试方法,从每个时间段整点开始,于20 min内完成对各个设施的测量,采取五点测量计算法测量,再取平均数。测试使用TES 1332A程序,在15 s内测出光照度的平均值。具体操作时,应在连栋塑料温室及玻璃温室中进行对角线匀速测量,手持仪器,将仪器垂直离地1.2 m。在干旱棚与单体大棚中采用由南向北、速度一致、正常行走的方式测量,将仪器垂直离地1.2 m。在日光温室中,将仪器放在棚内垂直离地0.5 m,进行小范围内相同速度移动测量。在温室外测量时,将仪器垂直离地约1.2 m,保证所有设施内没有植物遮挡光线,选择早上和晚上测试,设施内无雾。

温室透光率:T=(E内/E外)×100%

其中,T为透光率,E内为室内所有观测点的光合有效辐射平均值,E外为室外所有观测点的光合有效辐射平均值,计算出某时刻温室的透光率。

2 数据与分析

根据林芝市巴宜区农业气象站的数据及西藏农牧学院农场温室材料得到不同的温室材料透光率,如表2。

图1 不同时段各类型温室透光率Fig.1 Light transmittance of various types of greenhouses at different time

表2 不同温室材料透光率对比Tab.2 Comparison of light transmittance of different greenhouse materials

新材料透光率与老化的农场材料透光率均为正午12点测试结果。根据数据可知,老化的不同材料透光率明显低于新材料,其中PVC膜材料、PC板材料、双层膜材料因自身容易老化、表面灰尘及水珠等影响,透光率显著下降。

干旱棚与单体大棚在大部分时段的透光率相似,表现较为优异。连栋塑料温室、日光温室及玻璃温室的透光率相对较低。

上午,各个类型的温室的透光率普遍较低。7点,单体大棚的透光率明显大于其他温室,平均透光率在45%左右,其他温室为29%～33%。9点,干旱棚的透光率显著增加,从32%快速提升到63%左右。到11点,单体大棚的透光率远远大于其他温室,高达88%左右,而玻璃温室与干旱棚的透光率相似,在67%左右。11点以后,玻璃温室的透光率明显低于干旱棚。

13—15点,透光率普遍下降,连栋塑料温室的光照度低于单体大棚的光照度,这是由于连栋塑料温室结构导致的,其连续弧形拱面相互遮挡,内部保温层与自身骨架遮挡了部分光线,9点前与单体大棚内光照度差别不大,11点以后光照度明显低于单体大棚,其中单体大棚与干旱棚透光率最好。

17—19点,透光率普遍下降,连栋塑料温室表现相对稳定,玻璃温室表现最差,说明环境因素、天气状况等会影响温室的透光率。

3 结论与讨论

3.1 结论

光照是影响植物生长发育的重要因素,可为植物提供生长所需的能量,加快植物各组织及器官的分化,影响其生长速度及发育比例。光还能促进植物细胞的增大及分化,控制细胞的有丝分裂、无丝分裂及伸长。如果光照不足,植物叶片会变黄,严重时会导致植物死亡。然而,光照过强会导致高温及水分缺失,从而影响光合作用及植物生长。为了保证植物健康生长,需要适当的光照强度。但受气候及季节变化的影响,植物可能生长在弱光环境中,如果长期处于此条件下,会导致植株短小脆弱、花果实掉落严重、果实生长发育迟缓、含糖量下降、产量减少、品质变劣。室内光照强度与透光率有关,覆盖材料的透光性是检验温室的重要指标。但是由于测试时段、区域及计算方式的不同,其透光特性表达有明显差异。光源、光谱范围及权重系数的选择会直接影响覆盖材料的透光性能测试结果。近年来,连栋塑料温室与玻璃温室快速发展,由于其自身骨架结构及对光照的遮掩,透光率明显低于单体大棚及干旱棚。研究发现,连栋塑料温室的光照分布均匀程度优于干旱棚,但总体透光效果不如干旱棚。由于多云多雾遮挡太阳光,温室内的光照度比晴天低很多,但是其整体透光率比晴天高。玻璃温室也称智能温室,其结构复杂,外部植物遮光、天沟、骨架等会直接影响透光率。测量结果显示,室外与每个设施内部光照度呈现抛物线变化,光照度从高到低为:室外>干旱棚>连栋塑料大棚>单体大棚>日光温室>玻璃温室。玻璃温室的平均透光率只有47.87%,是各类温室中最小的。

只有确定透光率的测试及计算方法,才能有效比较温室覆盖材料的质量。应掌握透光率与PAR辐射透光率数值,正确估算温室覆盖材料的性能,根据质量数据种植作物,科学设计并合理安排生产。

3.2 讨论

西藏林芝市气候条件特殊,主要受到高原气候的影响,夏季晴朗干燥,太阳辐射强烈,冬季寒冷干燥,气温波动明显。在林芝市巴宜区建设温室,需选择透光率较高的温室材料。目前常见的温室材料主要有玻璃、聚碳酸酯板、聚乙烯薄膜等。其玻璃透光率较高,可达到90%以上,抗紫外线性能好,长期使用不易变色及老化,适合在温度波动较小、气候条件较稳定的地区使用。但是玻璃较重,易于破碎,建造成本高,不适合在地震、暴风雨等灾害频发的地区使用。聚碳酸酯板轻便,具有良好的耐冲击性及抗紫外线性能,在夏季高温的情况下不易发生变形及老化,透光率也比较高,一般在85%以上。但是耐磨及耐腐蚀较差,使用寿命有限。聚乙烯薄膜是一种便宜、轻便的温室材料,易于搭建及更换。虽然透光率相对较低,在80%左右,但具有良好的保温性能,特别是在冬季较为适用。但抗紫外线性能较差,容易老化变质,使用寿命短。故在选择温室材料时,需结合当地的气候条件及实际情况,选择适合的温室材料,确保植物的正常生长。