于紅 黎貞發(fā) 張昆 陳思寧 陳麗麗 李鑫

摘要：為掌握低溫寡照天氣對(duì)日光溫室蔬菜生產(chǎn)的影響及有效應(yīng)對(duì)措施，選擇天津市武清區(qū)3類主要生產(chǎn)型日光溫室進(jìn)行調(diào)研及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，低溫寡照天氣過程中高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室內(nèi)氣象條件優(yōu)于二代節(jié)能日光溫室，簡易磚墻日光溫室內(nèi)氣象條件最差;3類日光溫室內(nèi)最低氣溫出現(xiàn)時(shí)間均較室外落后1～2 d;3 d內(nèi)低溫寡照過程對(duì)日光溫室生產(chǎn)影響不明顯，但4 d及以上低溫寡照則需注意管理，積極采取必要措施，以降低損失。天津市二代節(jié)能日光溫室種植果菜存在災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)，但葉菜種植可適當(dāng)考慮降低溫室結(jié)構(gòu)投入及管理成本。

關(guān)鍵詞：日光溫室;低溫寡照;影響差異;管理措施

中圖分類號(hào)：S42;S626? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）17-0074-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.019? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： In order to analysis the effect of low temperature and sparse sunlight on the vegetable growth and effective response in solar greenhouse， the three main types of solar greenhouse were selected to research and statistical analysis in Wuqing district of Tianjin city. The results show that the meteorological conditions of high standard solar greenhouse are better than that of the second-generation solar greenhouse， and that of the simple solar greenhouse are the worst. The lowest temperature in solar greenhouses appears 1 to 2 days later than the outside lowest temperature occurs. The process of low-temperature and sparse sunlight within 3 days has no obvious influence on the production of solar greenhouse， but if the process is more than 4 days， necessary manager measures should be taken to reduce the loss. In addition， in second-generation solar greenhouse， it is risky to grow fruits vegetables in winter， producers can consider to planting leaf vegetables to reduce greenhouse structure investment and management cost.

Key words： solar greenhouse; low temperature and sparse sunlight; variance impact; management measures

天津市設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，以蔬菜為主的設(shè)施生產(chǎn)面積不斷增加，截至2016年，設(shè)施蔬菜種植面積達(dá)3.44萬hm2。設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展有效地促進(jìn)了農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效，為市場(chǎng)平抑物價(jià)、保障供應(yīng)發(fā)揮了重要作用[1-4]。但天津市90%的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)缺少必要的補(bǔ)光設(shè)施，同時(shí)也缺少設(shè)施農(nóng)業(yè)專業(yè)氣象評(píng)估、預(yù)警等精細(xì)化防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)[5]。溫室生產(chǎn)極易受低溫寡照災(zāi)害影響。武清區(qū)是天津市寡照天氣較為嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)。其設(shè)施蔬菜種植面積為1.2萬hm2，是京津區(qū)域重要蔬菜供應(yīng)基地，日光溫室是其主要生產(chǎn)類型。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近30年武清區(qū)霧以及霾的發(fā)生次數(shù)明顯增加，其中以11—12月發(fā)生次數(shù)最多，其次為10月、1月、2月，該時(shí)間正是秋冬茬及冬春茬蔬菜生育階段，極易造成蔬菜生育緩慢、病害多發(fā)等不利影響。目前，針對(duì)設(shè)施蔬菜低溫寡照災(zāi)害的研究主要集中在低溫寡照災(zāi)害發(fā)生規(guī)律[6，7];低溫寡照對(duì)蔬菜生理影響及增溫保溫措施[8，9];低溫寡照災(zāi)害指標(biāo)及風(fēng)險(xiǎn)分析[10]。上述研究多基于人工氣候室溫光控制試驗(yàn)角度分析，忽略了實(shí)際生產(chǎn)上溫室結(jié)構(gòu)、農(nóng)事管理等差異造成的影響，這與實(shí)際低溫寡照過程存在一定的差異。另外，研究也缺少低溫寡照天氣不同溫室類型防御差異及管理臨界閾值分析。為充分了解低溫寡照災(zāi)害過程對(duì)不同類型日光溫室抗逆差異，掌握低溫寡照天氣過程預(yù)防管理臨界閾值，該研究選取天津市武清區(qū)典型低溫寡照過程，對(duì)3類主要種植溫室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及數(shù)據(jù)分析。

1? 材料與方法

1.1? 研究溫室結(jié)構(gòu)參數(shù)

選擇天津市武清區(qū)西部黃花店鎮(zhèn)甄營村溫室蔬菜生產(chǎn)區(qū)、北部高村鎮(zhèn)北國之春園區(qū)以及東部梅廠鎮(zhèn)曙春蔬果合作社3個(gè)日光溫室蔬菜生產(chǎn)園區(qū)為調(diào)研對(duì)象，3點(diǎn)可較好地代表天津市生產(chǎn)型日光溫室結(jié)構(gòu)水平及管理水平。3個(gè)日光溫室代表類型依次為簡易磚墻日光溫室、二代節(jié)能日光溫室、高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室，結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。

1.2? 氣象條件監(jiān)測(cè)方法

3類日光溫室中間位置各安裝CAWS2000型溫室小氣候觀測(cè)站1套，對(duì)溫室內(nèi)小氣候條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)要素為1.5 m空氣溫度、空氣濕度;1.8 m光照度;10 cm土壤溫度。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每10 min采集1次，實(shí)時(shí)傳輸存儲(chǔ)，3類溫室外氣象條件以所在區(qū)域自動(dòng)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3? 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研方法

選取天津市武清區(qū)2016年12月16—22日低溫寡照過程，該過程是2016年持續(xù)時(shí)間最長、影響最大的低溫寡照過程。2016年12月30日至2017年1月3日對(duì)3類日光溫室結(jié)構(gòu)差異、園區(qū)管理差異、人工干預(yù)差異、災(zāi)害損失差異開展實(shí)地測(cè)量及調(diào)研，并對(duì)低溫寡照過程3類溫室戶外氣象條件、溫室內(nèi)小氣候條件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 低溫寡照過程戶外氣象條件分析

2016年12月16—22日受靜穩(wěn)氣象條件影響，天津市武清區(qū)出現(xiàn)持續(xù)性霧以及霾天氣過程，造成日光溫室低溫寡照災(zāi)害發(fā)生。其中，17—21日連續(xù)5 d寡照，日照時(shí)間為0.0～2.2 h/d;18—20日出現(xiàn)能見度為33 m的特強(qiáng)濃霧。22日午后冷空氣過境，霧以及霾過程逐漸減弱消散。

天津市武清區(qū)黃花店鎮(zhèn)、高村鎮(zhèn)、梅廠鎮(zhèn)平均氣溫受霧及霾天氣影響明顯，16—19日氣溫持續(xù)降低，黃花店鎮(zhèn)氣溫降至-3.33 ℃，高村鎮(zhèn)降至-3.65 ℃、梅廠鎮(zhèn)降至-2.97 ℃，19—22日因空氣濕度近飽和，輻射降溫不明顯，且大氣層結(jié)穩(wěn)定，氣溫回升至1.1 ℃。此過程3地之間溫差為0.5～2.8 ℃，高村鎮(zhèn)平均氣溫最低，黃花店鎮(zhèn)、梅廠鎮(zhèn)差異不大，具體見圖1。

2.2? 低溫寡照過程3類日光溫室保溫處理及管理差異分析

3類日光溫室低溫寡照過程保溫處理及管理差異較大。簡易磚墻日光溫室結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，保溫措施少，后墻外部張貼塑料膜，主要用于防雨，缺少保溫性，溫室密閉性較差，每天通風(fēng)2.0 h，見光3.0 h;二代節(jié)能日光溫室密閉性較好，熱量損失較大的后墻、后屋面均采用苯板進(jìn)行外保溫處理，溫室前屋面外側(cè)配有0.6 m×0.6 m防寒溝，溝內(nèi)填充馬糞，低溫寡照災(zāi)害發(fā)生期間在溫室前屋面及門口處使用雙模進(jìn)行保溫，管理相對(duì)仔細(xì)，每天通風(fēng)1.5 h，見光3.5 h;高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室后屋面、后墻均進(jìn)行外保溫處理，后墻內(nèi)部張掛返光幕，改善光照條件，利用補(bǔ)光燈進(jìn)行24 h補(bǔ)光管理，采用無土栽培技術(shù)，膜下滴灌，寡照過程較早揭保溫被，每天通風(fēng)0.5 h，見光5.5 h。詳細(xì)情況見表2。

2.3? 低溫寡照過程3類日光溫室小氣候條件差異分析

2.3.1? 3類日光溫室內(nèi)日平均氣溫差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室內(nèi)平均氣溫均呈下降趨勢(shì)，22日寡照過程結(jié)束，溫室氣溫呈回升勢(shì)態(tài)。由圖2可知，簡易磚墻日光溫室及高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室內(nèi)溫度在低溫寡照3 d內(nèi)下降不明顯，第四天溫度明顯降低，24 h降溫幅度分別為2.39、2.35 ℃;二代節(jié)能日光溫室溫度在寡照第二天即明顯下降，24 h降溫幅度為2.40 ℃，但二代節(jié)能日光溫室寡照3～4 d溫室內(nèi)溫度下降緩慢。3類溫室內(nèi)最低氣溫出現(xiàn)時(shí)間較室外氣溫落后1～2 d。綜合溫度條件為高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室內(nèi)氣溫條件相對(duì)最高，二代節(jié)能日光溫室次之，簡易磚墻日光溫室最差。

2.3.2? 3類日光溫室內(nèi)相對(duì)濕度差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室內(nèi)空氣相對(duì)濕度均維持80%以上高濕水平（圖3），濕度條件不利于溫室蔬菜生產(chǎn)。低溫寡照第四天開始，3類溫室內(nèi)相對(duì)濕度接近飽和。22日相對(duì)濕度有所降低。簡易磚墻日光溫室因通風(fēng)時(shí)間長，空氣濕度條件優(yōu)于高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室，二代節(jié)能日光溫室濕度條件最差。

2.3.3? 3類日光溫室內(nèi)最大光照度差異分析? 3類日光溫室光照度受低溫寡照過程影響明顯。15日晴好天氣下簡易磚墻日光溫室、二代節(jié)能日光溫室、高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室內(nèi)光照度分別為7 350、18 409、21 436 lx;低溫寡照過程光照度不足正常天氣的50%，20日光照度達(dá)到最低，簡易磚墻日光溫室、二代節(jié)能日光溫室、高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室內(nèi)光照度分別僅為817、1 702、920 lx。綜合光照條件為高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室光照條件相對(duì)優(yōu)于二代節(jié)能日光溫室，簡易磚墻日光溫室光照條件最差，具體見圖4。

2.3.4? 3類日光溫室內(nèi)土壤溫度差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室10 cm土層溫度雖稍有降低趨勢(shì)，但趨勢(shì)變化緩慢，低溫寡照第四天開始下降稍明顯，最低溫度出現(xiàn)在20—21日，此次過程對(duì)地溫影響不明顯。綜合土壤溫度條件為高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室地溫相對(duì)優(yōu)于二代節(jié)能日光溫室，簡易磚墻日光溫室最差，最多可相差7.5 ℃，具體見圖5。

2.4? 低溫寡照過程3類日光溫室災(zāi)害損失差異分析

簡易磚墻日光溫室種植茬口為秋冬芹菜、春夏番茄，溫室芹菜對(duì)溫度要求較低，雖然溫室中溫度、光照、空氣濕度等氣象條件較差，但未影響芹菜的正常生長，同時(shí)也未造成明顯凍害及病害，低溫寡照對(duì)其影響最小;二代節(jié)能日光溫室種植茬口為秋冬黃花、春夏番茄，黃瓜因低溫、高濕、低光照環(huán)境，造成嚴(yán)重霜霉病、白粉病病害發(fā)生，黃瓜較往年提前一個(gè)月拉秧，黃瓜產(chǎn)量受到了明顯影響，低溫寡照過程對(duì)其影響最大;高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室全年種植草莓，此次過程草莓正值開花期，不利的氣象條件降低了草莓的開花坐果率，因濕度較大，花藥不能正常開裂，溫度偏低，授粉受到影響，同時(shí)增加了草莓的畸形果率，草莓葉片出現(xiàn)灰霉病，發(fā)病率平均為5.7%，但如后期氣象條件適宜、管理得當(dāng)，仍具有一定的恢復(fù)性，低溫寡照對(duì)其影響居中。

3? 結(jié)論及管理建議

3.1? 結(jié)論

調(diào)研地點(diǎn)是天津市主要生產(chǎn)型日光溫室，種植作物具有一定的覆蓋面積，管理上可較好反映天津市3種管理水平。因此，調(diào)研結(jié)果具有較好的代表性。

低溫寡照天氣過程日光溫室內(nèi)氣象條件為高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室優(yōu)于二代節(jié)能日光溫室，簡易磚墻日光溫室內(nèi)氣象條件最差。低溫寡照日光溫室內(nèi)最低氣溫出現(xiàn)時(shí)間較室外氣溫落后1～2 d。根據(jù)溫室內(nèi)溫度、空氣濕度、土壤溫度條件可知，低溫寡照3 d對(duì)日光溫室生產(chǎn)影響不大，但4 d及以上不利影響開始顯現(xiàn)。

簡易磚墻日光溫室結(jié)構(gòu)低矮，保溫性、密閉性均較差，但因種植作物為芹菜，對(duì)溫室內(nèi)氣象條件要求較低，即便管理不足，依然未受明顯影響。因此，對(duì)于芹菜等蔬菜種植，可適當(dāng)考慮降低結(jié)構(gòu)投入及管理成本。二代節(jié)能日光溫室結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，采光效果提升，在后屋面及后墻保溫性均重點(diǎn)進(jìn)行了處理，保溫措施良好，管理相對(duì)仔細(xì)，但黃瓜依然出現(xiàn)較為嚴(yán)重的寡照災(zāi)害，說明在二代節(jié)能日光溫室中種植果菜存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能日光溫室保溫性、密閉性方面均較好，此外還進(jìn)行24 h補(bǔ)光措施，且利用張掛反光幕提高光照條件，并通過膜下滴灌進(jìn)行灌溉管理，但因草莓處于開花期，不利條件影響了蜜蜂授粉，造成了一定的影響，但后期存在恢復(fù)可能性。

3.2? 日光溫室低溫寡照管理建議

葉菜類蔬菜種植氣象條件要求相對(duì)較低，低溫寡照天氣條件下簡易磚墻日光溫室即可滿足生產(chǎn)，可適當(dāng)降低溫室結(jié)構(gòu)成本，種植管理也可適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)。低溫寡照天氣，每天通風(fēng)2.0 h、見光3.0 h可滿足葉菜類蔬菜溫光需求。

低溫寡照過程日光溫室內(nèi)最低氣溫出現(xiàn)時(shí)間較室外氣溫落后1～2 d。因此，室外最低溫度出現(xiàn)后第二天開始進(jìn)行加溫是有效且節(jié)約成本的加溫時(shí)機(jī)。低溫寡照3 d日光溫室生產(chǎn)可維持日常管理，但4 d及以上低溫寡照過程則需積極采取必要加溫補(bǔ)光措施，降低損失。

天津市二代節(jié)能日光溫室種植果菜存在災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)，只注重保溫措施仍顯不足，還需必要的加溫補(bǔ)光措施。可使用補(bǔ)光燈、張掛反光幕來提高光能利用率，有條件的園區(qū)可安裝智能加溫補(bǔ)光系統(tǒng)，對(duì)溫室進(jìn)行科學(xué)管理，保障溫室蔬菜安全生產(chǎn)。

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