于 紅,韓 玥,宮志宏,劉志杰,黎貞發(fā)*,高應(yīng)翠

(1.天津市西青區(qū)氣象局,天津 300380;2.天津市氣候中心,天津300074)

0 引言

【研究意義】沙窩蘿卜是國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品,是天津市特有名產(chǎn)及知名農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域公用品牌,素有“沙窩蘿卜賽鴨梨”之美譽(yù)。天津市沙窩蘿卜種植面積約333 hm2,年經(jīng)濟(jì)效益9 990萬(wàn)元以上,種植茬口包括春茬及秋冬茬,秋冬茬種植占比達(dá)90%[1]。沙窩蘿卜喜冷涼環(huán)境,隨著種植技術(shù)的革新,沙窩蘿卜冷棚種植已發(fā)展成為主要保護(hù)地種植類型,其種植的專用棚型主要是水泥柱簡(jiǎn)易冷棚[2]。天津市沙窩蘿卜種植以家庭經(jīng)營(yíng)為主,管理較為粗放,在選擇新建專用簡(jiǎn)易冷棚和對(duì)已有日光溫室改建再利用上存在盲目性。因此,從小氣候與品質(zhì)方面綜合評(píng)估不同類型改建冷棚及專用冷棚種植沙窩蘿卜的差異,對(duì)沙窩蘿卜種植科學(xué)管理,促進(jìn)閑置或低效日光溫室改建再利用,提升設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)值效益具有指導(dǎo)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,對(duì)于全國(guó)各類青蘿卜及天津市沙窩蘿卜的研究主要集中在種植技術(shù)、品種差異、儲(chǔ)存管理等方面,包括青蘿卜周年栽培技術(shù),青蘿卜分布情況、品種特性、栽培模式、病蟲害防治方法[3-9],以及青蘿卜不同品種間品質(zhì)優(yōu)劣性綜合評(píng)價(jià)[10-11],蘿卜引種技術(shù)[12-13],青蘿卜冷棚、暖棚種植評(píng)價(jià)及氣象條件分析[14-15]和蘿卜儲(chǔ)藏及鮮切技術(shù)研究[16-19]。【研究切入點(diǎn)】目前,對(duì)天津市不同類型冷棚內(nèi)種植沙窩蘿卜的溫度、濕度、光照等小氣候差異性及蘿卜的表觀品質(zhì)、化學(xué)品質(zhì)研究少見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過觀測(cè)沙窩蘿卜專用水泥柱簡(jiǎn)易冷棚及日光溫室改建冷棚全生育期內(nèi)小氣候特征及分析蘿卜綜合品質(zhì),評(píng)估不同類型冷棚種植沙窩蘿卜的適宜性,為設(shè)施栽培沙窩蘿卜及閑置或低效日光溫室改建再利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)渑?/h3>

供試?yán)渑锓謩e為水泥柱簡(jiǎn)易冷棚(簡(jiǎn)易冷棚,天津市秋冬茬沙窩蘿卜專用種植棚室)、小型日光溫室改建冷棚(簡(jiǎn)稱小型溫室改建冷棚)及中型日光溫室改建冷棚(簡(jiǎn)稱中型溫室改建冷棚),各冷棚結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。冷棚中土壤類型均為上沙下壤的蒙金土。

表1 供試?yán)渑锝Y(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Structural parameter of tested cold shed types

1.2 試驗(yàn)材料

沙窩蘿卜品種為七星,為天津科潤(rùn)蔬菜研究所培育的水果型雜交品種。氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備HOBO-U23溫濕度記錄儀和HOBO-UA-002-08光照記錄儀均為美國(guó)Onset公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)過程

8月15—16日將沙窩蘿卜播種于各供試?yán)渑镏?10月10—17日安裝塑料棚膜,10月18日由露天種植轉(zhuǎn)為保護(hù)地種植,12月15—26日收獲。供試?yán)渑锿L(fēng)口管理、保溫被管理等技術(shù)均按天津市沙窩蘿卜管理水平進(jìn)行。8月19日開始進(jìn)行全生育期冷棚內(nèi)小氣候監(jiān)測(cè),成熟期進(jìn)行蘿卜品質(zhì)測(cè)定及評(píng)估。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 冷棚小氣候監(jiān)測(cè) 沙窩蘿卜全生育期用HOBO-U23溫濕度記錄儀和HOBO-UA-002-08光照記錄儀自動(dòng)監(jiān)測(cè)冷棚內(nèi)中點(diǎn)距地1.5 m高的空氣溫度、濕度和光照強(qiáng)度,數(shù)據(jù)記錄頻次為1次/h。

1.4.2 蘿卜品質(zhì)測(cè)定 在各冷棚內(nèi)的東、南、西、北墻及中間5個(gè)點(diǎn)位分別隨機(jī)拔取10個(gè)蘿卜為樣本,5個(gè)用于表觀品質(zhì)測(cè)定,另5個(gè)用于化學(xué)品質(zhì)測(cè)定。

化學(xué)品質(zhì)測(cè)定:使用手持糖度計(jì)測(cè)定可溶性固形物,2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定還原性VC含量,常壓干燥法(95～105℃)測(cè)定干物質(zhì)含量。表觀品質(zhì)測(cè)定:電子秤測(cè)定單根蘿卜總重和地下部分重量,直尺測(cè)定單根長(zhǎng)度,游標(biāo)卡尺測(cè)定蘿卜直徑,并計(jì)算可食率。采用隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)簡(jiǎn)易冷棚及小型、中型溫室改建冷棚蘿卜綜合品質(zhì)差異,隸屬函數(shù)值[R(Xi)]越接近1品質(zhì)越好,越接近0品質(zhì)越差。

R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中,Xi為指標(biāo)的實(shí)際測(cè)定值,Xmin和Xmax分別為該指標(biāo)實(shí)際測(cè)定值的最小值和最大值。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘿卜生育期冷棚的空氣溫度及日較差

由圖1可知,露天階段簡(jiǎn)易冷棚、小型溫室改建冷棚和中型溫室改建冷棚的日平均空氣溫度分別為12.2～27.9℃、12.1～27.7℃和12.0～26.5℃,小型、中型溫室改建冷棚間氣溫相差僅0.3℃,兩者與簡(jiǎn)易冷棚間相差0.3～0.6℃,差異較小;保護(hù)地階段簡(jiǎn)易冷棚、小型和中型溫室改建冷棚的日平均空氣溫度分別為1.6～16.4℃、2.7～16.2℃和2.5～16.1℃,小型、中型溫室改建冷棚氣溫均高于簡(jiǎn)易冷棚,并隨時(shí)間推移差異加大,平均高0.7～0.9℃,而小型較中型改建冷棚平均高0.2℃。露天階段簡(jiǎn)易冷棚、小型和中型溫室改建冷棚的平均日較差為3.8～20.2℃、3.9～20.4℃和3.9～19.1℃,保護(hù)地階段分別為1.7～24.1℃、1.3～28.5℃和1.5～26.5℃,露天階段平均日較差均大于保護(hù)地階段,兩階段日較差均表現(xiàn)為小型溫室改建冷棚>中型溫室改建冷棚>簡(jiǎn)易冷棚。

圖 1 供試?yán)渑锫短旌捅Ｗo(hù)地階段的平均空氣溫度及日較差Fig.1 Average air temperature and daily range of tested cold sheds at open air and protected area stages

2.2 蘿卜生育期冷棚的空氣濕度及光照強(qiáng)度

由圖2可知,露天階段簡(jiǎn)易冷棚、小型和中型溫室改建冷棚的日平均空氣濕度分別為45%～87%、51%～91%和51%～89%,保護(hù)地階段分別為51%～98%、42%～100%和54%～98%,全生育期3類冷棚間的空氣濕度差異較小,露天階段空氣濕度明顯低于保護(hù)地階段。露天階段簡(jiǎn)易冷棚、小型和中型溫室改建冷棚的平均光照強(qiáng)度為5 186.0～63 963.2 Lx、4 364.3～66 281.9 Lx和2 557.8～68 769.7 Lx,保護(hù)地階段分別為0.0～63 493.2 Lx、0.0～37 429.7 Lx和20.2～49 184.3 Lx,露天及保護(hù)地階段均為簡(jiǎn)易冷棚>小型溫室改建冷棚>中型溫室改建冷棚,保護(hù)地階段小型、中型溫室改建冷棚平均光照強(qiáng)度僅相差365.0 Lx。

2.3 蘿卜生育期冷棚的小氣候差異

由表2可知,3類冷棚全生育期、露天及保護(hù)地的白天、夜間空氣溫度差異均不顯著;全生育期白天均溫以小型溫室改建冷棚的最高,簡(jiǎn)易冷棚的較低,夜間均溫則是簡(jiǎn)易冷棚的最高,小型溫室改建冷棚的最低;露天階段白天均溫以小型溫室改建冷棚的最高,中型溫室改建冷棚的最低,夜間均溫以簡(jiǎn)易冷棚的最高,中型溫室改建冷棚的最低;保護(hù)地階段白天均溫以小型溫室改建冷棚的最高,簡(jiǎn)易冷棚的最低,夜間均溫以中型溫室改建冷棚的最高,簡(jiǎn)易冷棚的最低。3類冷棚空氣濕度日均值及白天均值差異均不顯著,夜間溫室改建冷棚的全生育期和露天階段空氣濕度顯著高于簡(jiǎn)易冷棚,保護(hù)地階段3類冷棚間差異不顯著;3類冷棚空氣濕度白天均低于夜間,露天階段低于保護(hù)地階段。3類冷棚的光照強(qiáng)度日均值、白天全生育期和保護(hù)地階段均是簡(jiǎn)易冷棚顯著高于溫室改建冷棚;露天階段白天光照強(qiáng)度簡(jiǎn)易冷棚顯著高于中型溫室;夜間光照強(qiáng)度3類冷棚間差異均不顯著,簡(jiǎn)易冷棚>小型溫室改建冷棚>中型溫室改建冷棚。

圖 2 供試?yán)渑锫短旌捅Ｗo(hù)地階段的平均空氣濕度及光照強(qiáng)度Fig.2 Average air humidity and light itensity of tested cold sheds at open air and protected area stages

2.4 蘿卜的綜合品質(zhì)

由表3可知,沙窩蘿卜的單根重、長(zhǎng)度、直徑和可食率均是簡(jiǎn)易冷棚最高,分別為0.84 kg、22.11 cm、7.65 cm和95.16%,高于或顯著高于小型和中型溫室改建冷棚;中型溫室改建冷棚的單根重和長(zhǎng)度顯著高于小型溫室改建冷棚,直徑和可食率兩者間差異不顯著。沙窩蘿卜的可溶性固形物、干物質(zhì)和VC含量均以小型溫室改建冷棚的最高,分別為7.85%、9.63%和19.07 mg/100g,極顯著高于簡(jiǎn)易冷棚;簡(jiǎn)易冷棚和中型溫室改建冷棚間可溶性固形物、干物質(zhì)差異不顯著,簡(jiǎn)易冷棚VC含量極顯著偏低。綜合比較,不同冷棚種植沙窩蘿卜表觀品質(zhì)表現(xiàn)為簡(jiǎn)易冷棚>中型溫室改建冷棚>小型溫室改建冷棚,化學(xué)品質(zhì)表現(xiàn)為小型溫室改建冷棚>中型溫室改建冷棚>簡(jiǎn)易冷棚。

從表4看出,3類冷棚綜合品質(zhì)隸屬函數(shù)值為2.90～3.55,其中,溫室改建冷棚同簡(jiǎn)易冷棚間相差0.47～0.65,小型、中型改建冷棚間隸屬函數(shù)值相差0.18,綜合品質(zhì)表現(xiàn)為簡(jiǎn)易冷棚>小型溫室改建冷棚>中型溫室改建冷棚,簡(jiǎn)易冷棚優(yōu)于溫室改建冷棚,但3類冷棚種植綜合品質(zhì)差異較小。

表2 3類冷棚種植的沙窩蘿卜生育期氣象因子及差異顯著性Table 2 Meteorological factors and significant difference of three cold shed types during growth period of Shawo radish

表3 3類冷棚種植的沙窩蘿卜表觀及化學(xué)品質(zhì)Table 3 Apparent and chemical quality of Shawo radish planted in three types of cold sheds

表4 3類冷棚種植的沙窩蘿卜綜合品質(zhì)的隸屬函數(shù)值Table 4 Subordinative function value of comprehensive quality of Shawo radish planted in three types of cold sheds

3 討論

3.1 3類冷棚沙窩蘿卜生育期的小氣候條件

小型、中型溫室改建冷棚及簡(jiǎn)易冷棚保護(hù)地階段溫度在1.6～16.4℃,達(dá)耐寒葉菜溫室類型水平[20-23],露天階段溫度在12.0～27.9℃,同許昌燊等[24-25]提出的沙窩蘿卜生長(zhǎng)及化學(xué)品質(zhì)形成所需的溫度條件一致,雖然保護(hù)地夜間時(shí)段平均溫度低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定適宜溫度[4],但沙窩蘿卜依然長(zhǎng)勢(shì)正常。我國(guó)青蘿卜氣象指標(biāo)研究主要集中在溫度要素,對(duì)空氣濕度、光照強(qiáng)度鮮有報(bào)道。研究表明,3類冷棚空氣濕度露天階段為45%～91%,保護(hù)地階段為42%～100%;光照強(qiáng)度露天階段為2 557.8～68 769.7 Lx,保護(hù)地階段為0.0～63 493.2 Lx,濕度、光照強(qiáng)度同常規(guī)日光溫室接近,說明全生育期溫度、濕度、光照小氣候條件均滿足沙窩蘿卜正常生長(zhǎng)。

3.2 3類冷棚沙窩蘿卜生育期的小氣候差異性

溫室改建冷棚平均空氣溫度、日較差、空氣濕度均大于簡(jiǎn)易冷棚,空氣溫度在白天、夜間及露天、保護(hù)地階段差異均不顯著。平均空氣濕度露天白天時(shí)段、保護(hù)地階段差異未達(dá)顯著水平,露天夜間時(shí)段溫室改建冷棚空氣濕度顯著偏大。小型、中型溫室改建冷棚間空氣溫度、空氣濕度均差異較小,未達(dá)顯著水平。溫室改建冷棚光照強(qiáng)度均小于簡(jiǎn)易冷棚,光照強(qiáng)度露天及保護(hù)地階段溫室改建冷棚均顯著偏低,小型、中型溫室改建冷棚間差異不顯著。沙窩蘿卜是半耐寒性蔬菜,生長(zhǎng)期間要求冷涼的溫度條件,對(duì)光照條件要求較高[26],生產(chǎn)中對(duì)冷棚密閉性、保溫性要求不高,前期露天管理,后期保護(hù)地階段通風(fēng)時(shí)間較長(zhǎng),溫度、濕度條件受戶外自然氣象條件影響較大,因此小型、中型溫室改建冷棚同簡(jiǎn)易冷棚相比,其溫度、濕度管理效果差異不明顯,露天階段夜間濕度偏大主要受供試點(diǎn)區(qū)域差異影響所致。光照條件在揭簾管理接近條件下受棚型影響較大,小型、中型改建冷棚受后屋面及山墻遮擋作用,光照利用率降低,但棚體大小差異未造成光照條件顯著差異。因此,溫室改建冷棚溫度、濕度條件同簡(jiǎn)易冷棚相比差異不顯著,光照條件同簡(jiǎn)易冷棚相比顯著偏低,可加強(qiáng)揭簾管理降低光照差異,小型、中型溫室改建冷棚間小氣候條件差異均不顯著。

3.3 3類冷棚沙窩蘿卜的綜合品質(zhì)

3類冷棚種植沙窩蘿卜表觀品質(zhì)表現(xiàn)為簡(jiǎn)易冷棚>中型溫室改建冷棚>小型溫室改建冷棚,化學(xué)品質(zhì)表現(xiàn)為小型溫室改建冷棚>中型溫室改建冷棚>簡(jiǎn)易冷棚,沙窩蘿卜綜合品質(zhì)優(yōu)劣排序?yàn)楹?jiǎn)易冷棚>小型溫室改建冷棚>中型溫室改建冷棚,但溫室改建冷棚同簡(jiǎn)易冷棚綜合品質(zhì)差異較小,小型、中型改建冷棚間綜合品質(zhì)差異較小。良好光照條件及日較差是提升產(chǎn)量及品質(zhì)的重要因素[27]。簡(jiǎn)易冷棚光照條件最佳,尤其在光合速率最旺盛時(shí)期,光照條件優(yōu)良,有利于肉質(zhì)根形成,是表觀品質(zhì)優(yōu)良的主要原因,化學(xué)品質(zhì)優(yōu)劣程度同日較差變化趨勢(shì)一致,溫室改建冷棚日較差大,夜間呼吸消耗小,有利于可溶性固形物、VC含量及干物質(zhì)的積累。因此,不同冷棚種植沙窩蘿卜的綜合品質(zhì)、表觀品質(zhì)以簡(jiǎn)易冷棚最優(yōu),化學(xué)品質(zhì)以溫室改建冷棚最優(yōu),3類冷棚綜合品質(zhì)差異較小。

4 結(jié)論

小型、中型日光溫室改建冷棚及簡(jiǎn)易冷棚溫度、濕度、光照條件均能滿足沙窩蘿卜正常生長(zhǎng),3類冷棚溫度、濕度條件無顯著差異,光照條件簡(jiǎn)易冷棚顯著偏高,小型、中型日光溫室改建冷棚間溫度、濕度、光照條件無顯著差異;3類冷棚中以簡(jiǎn)易冷棚種植沙窩蘿卜的綜合品質(zhì)最優(yōu),但差異較小,表觀品質(zhì)以簡(jiǎn)易冷棚最優(yōu),化學(xué)品質(zhì)以日光溫室改建冷棚最優(yōu)。日光溫室改建種植沙窩蘿卜是促進(jìn)閑置或低效日光溫室改建再利用的可行方式。