趙桂生

（北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京102442）

日光溫室是一種復(fù)雜的熱交換體，自然陽光透過塑料薄膜照射到溫室。白天，自然陽光一部分熱量被溫室中的土壤、墻體、空氣吸收，使溫室內(nèi)氣溫上升，供作物生長(zhǎng)，另一部分通過空氣對(duì)流和熱輻射傳遞到土壤、墻體、外面，保存于溫室；夜間，以同樣的方式將儲(chǔ)存到的熱量傳遞到溫室的各個(gè)部位，使溫度不至于降得過低。由于北京缺水嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)用水得不到保障，設(shè)施農(nóng)業(yè)得到迅速發(fā)展，反季節(jié)蔬菜生產(chǎn)成為京郊農(nóng)民致富的新型主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。近些年，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的研究主要體現(xiàn)在設(shè)施作物的需水規(guī)律、栽培管理、以及24 h的溫度變化等，很少有氣溫變化以及灌溉時(shí)間對(duì)半地下日光溫室溫濕度影響的研究。因此，筆者對(duì)冬春季氣溫變化及灌溉對(duì)半地下日光溫室溫濕度的影響進(jìn)行探討，旨在為相關(guān)研究提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)在北京市長(zhǎng)水園藝農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，位于116°12′E，39°40′N。溫室為半地下土墻日光溫室，溫室東西長(zhǎng)80 m，南北寬10 m，鋼架結(jié)構(gòu)，下挖深度1 m，后墻高3.6 m，頂端寬1.5 m，底寬4.4 m，四根立柱，南端高1.2 m，外高0.8 m。頂部用塑料薄膜蒙在剛性結(jié)構(gòu)上構(gòu)成，周邊沒有任何遮擋物，光照田間很好。供試土壤為沙壤土。水源為深井地下水，出水口溫度偏低（約8℃），澆水時(shí)溫室的溫度降低幅度較大。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。供試作物為番茄，采用田間試驗(yàn)，同時(shí)在5棟同樣的溫室進(jìn)行。番茄2月5日定植，灌水時(shí)間為2月7日、2月15日、2月20日、2月28日（其他時(shí)間略），灌水方式為膜下微噴，灌水量用水表控制，其他田間管理措施同當(dāng)?shù)厝展鉁厥页Ｒ?guī)管理。

1.2.2 試驗(yàn)過程。在溫室安裝9個(gè)溫濕度儀，南北1排，安裝3個(gè)，共分3排，東西兩排距土墻2.5 m，南端1.5 m，北端距土墻2 m。東側(cè)北到南為觀測(cè)點(diǎn)1、2、3，中間北向南為觀測(cè)點(diǎn) 4、5、6，西側(cè)北向南為觀測(cè)點(diǎn) 7、8、9。日光溫室每天最高氣溫發(fā)生在11：00—15：00。該試驗(yàn)溫濕度觀測(cè)時(shí)間安排在14：00。每天按時(shí)觀測(cè)，并記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 外界氣溫對(duì)溫室最高氣溫的影響

2月5—28日，外界自然溫度平均值為7.07℃，溫室平均氣溫27.0℃，高19.87℃。最高差21℃，最小差6℃。從圖1和圖2可以看出，除灌水外，外界對(duì)溫室內(nèi)氣溫的影響基本是恒定的。隨著外界溫度的升降溫室內(nèi)氣溫升降，且差值基本固定在19℃。

5個(gè)溫室的分析結(jié)果基本相同，沒有明顯的差別。

圖1 2月份外界自然溫度與溫室平均溫度的關(guān)系

圖2 2月份外界自然溫度與室內(nèi)外平均溫度差的關(guān)系

2.2 各觀測(cè)點(diǎn)溫度水平分布

表1給出的是9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)2月份的平均溫度，從表中可以看出，最高溫度并不在中間斷面，而在西側(cè)，東側(cè)斷面溫度最低，原因是人進(jìn)出溫室的通道口在東南角。

2.3 外界氣溫對(duì)溫室溫濕度的影響

圖3給出了2月份外界自然溫度與室內(nèi)濕度的關(guān)系，從圖中可看出，2月7日、2月15日、2月20日、2月28日4次灌水都造成溫室內(nèi)溫度的急劇下降，而濕度大幅度上升。外界自然溫度越低，溫室內(nèi)的濕度越高，圖3中的21日要高于7日和15日及28日。

因此，在確定灌水制度時(shí)不僅要考慮作物的需水量、土壤墑情，還要考慮外界溫度的變化，尤其準(zhǔn)備灌溉的第2、3天的氣溫變化情況，如果準(zhǔn)備灌溉的第2、3天的氣溫下降，則不應(yīng)灌溉。圖4是西4#溫室2015年2月自然溫度、棚內(nèi)溫度、棚內(nèi)濕度變化統(tǒng)計(jì)圖。從圖中很容易看出，2月7日灌溉，2月8日外界氣溫下降致使溫室內(nèi)氣溫下降10℃左右；2月20日灌溉后，當(dāng)天和21日外界氣溫均明顯下降，致使溫室氣溫下降了約20℃，這種灌溉方式極不利于作物的生長(zhǎng)，在確定灌溉時(shí)間時(shí)必須慎重。

表1 2月份室內(nèi)各觀測(cè)點(diǎn)溫度的平均值 ℃

2.4 較長(zhǎng)時(shí)間外界氣溫對(duì)溫室溫濕度的影響

圖4給出的是從2月5日開始88 d內(nèi)外界自然溫度與溫室內(nèi)平均溫度和平均濕度的關(guān)系曲線，溫度減低處濕度明顯增高，那個(gè)時(shí)間即是灌水時(shí)間。非灌水時(shí)間濕度隨著溫度的增高而增高。所以，按照這樣的規(guī)律確定灌溉制度，有利于對(duì)溫室的管理。

圖3 2月份外界自然溫度與室內(nèi)濕度的關(guān)系

圖4 2月5日開始84 d內(nèi)外界自然溫度與室內(nèi)濕度的關(guān)系

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)2月沒有遇到陰天的情況，所以每天溫室內(nèi)外溫差變化不大。2月份之后繼續(xù)觀測(cè)，陰天或突然降溫可導(dǎo)致溫室內(nèi)的溫度大幅度下降，最高可達(dá)26℃；溫室各觀測(cè)點(diǎn)在水平方向的溫度差不明顯，9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)中最高的是西側(cè)中間點(diǎn)（進(jìn)出口位于東側(cè)）；由于該試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)以自采地下水為灌溉水源，出水口水溫只有6～8℃，灌水時(shí)導(dǎo)致溫室內(nèi)溫度急劇下降，濕度大幅度提升，確定作物灌水制度應(yīng)考慮這方面因素或?qū)⒌叵滤嵘笤跍厥覂?nèi)升溫；非灌水時(shí)間濕度隨溫度的增高而增高。

[1]鄭國保，張?jiān)磁?，孔德杰，?不同灌水量對(duì)日光溫室番茄土壤水分變化的影響[J].長(zhǎng)江蔬菜，2011（6）：49-52

[2]郜慶爐，薛香，段愛旺.日光溫室內(nèi)溫度特點(diǎn)及其變化規(guī)律研究[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2003（6）：50-53

[3]王克安，李絮花，呂曉惠，等.不同結(jié)構(gòu)日光溫室溫濕度變化規(guī)律及其對(duì)番茄產(chǎn)量和病害的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（3）：33-36.

[4]王曉冬，張麗，王國強(qiáng)，等.半地下式日光溫室對(duì)地溫的影響[J].新疆農(nóng)機(jī)化，2007（04）：36-37.

[5]溫祥珍，梁海燕，李亞靈，等.墻體高度對(duì)日光溫室內(nèi)夜間氣溫的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009（5）：980-983.

[6]白青，張亞紅，劉佳梅.日光溫室土質(zhì)墻體內(nèi)溫度與室內(nèi)氣溫的測(cè)定分析[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009（6）：332-337.

[7]李天來，韓亞東，劉雪峰，等.日光溫室內(nèi)傳熱筒與空氣間的換熱量及對(duì)氣溫的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011（2）：237-242.

[8]劉思瑩，戴希楠，黃龍，等.北京地區(qū)常用類型日光溫室的冬季氣溫特性分析[J].中國蔬菜，2011（Z1）：20-25.

[9]張兵兵，李榮平，史奎橋，等.日光溫室氣溫變化及其影響因子分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013（8）：200-205.

[10]李德，張學(xué)賢，祁宦，等.宿州日光溫室內(nèi)部最高和最低氣溫的預(yù)報(bào)模型[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2013（2）：170-178.

[11]楊艷超，劉壽東，薛曉萍.萊蕪日光溫室氣溫變化規(guī)律研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008（12）：519-523.

[12]吳樂天，史慧峰，王曉冬，等.吐魯番日光溫室氣溫、地溫變化規(guī)律及對(duì)溫室設(shè)計(jì)的建議[J].新疆農(nóng)機(jī)化，2008（2）：27-29.

[13]劉玉鳳，鄒志榮，蔣國振.跨度對(duì)日光溫室氣溫和番茄生長(zhǎng)的影響及模擬分析 [J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012（1）：204-209.

[14]王謙，李勝利，孫治強(qiáng)，等.日光溫室番茄植株體溫與氣溫差異研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007（5）：185-189.

[15]馬成芝，孫立德，穆春華.喀左日光溫室內(nèi)氣溫變化規(guī)律及其應(yīng)用[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2007（5）：49-52.

[16]張宏輝，何高社.日光溫室油桃物候期與氣溫變化規(guī)律研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（10）：96-100.

[17]高祺，魏瑞江，王鑫，等.日光溫室內(nèi)氣溫觀測(cè)的適宜頻次初探[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2015（3）：278-286.

[18]白增森，郭秀芳，丁玉川，等.日光溫室嚴(yán)冬季節(jié)氣溫與地溫的變化特征[J].中國蔬菜，1998（3）：33-34.

[19]張磊，曹寧，衛(wèi)建國，等.寧南山區(qū)日光溫室內(nèi)氣溫變化規(guī)律與最低氣溫預(yù)測(cè)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014（1）：230-235.