秋延蔬菜大棚栽培溫度調(diào)控指標及臨界期研究

秋延蔬菜大棚栽培溫度調(diào)控指標及臨界期研究

1設施小氣候調(diào)控自20世紀90年代以來，湖北省以20%的速度發(fā)展溫室蔬菜，宜昌以30%的速度發(fā)展起來，其中最受歡迎的是grc溫度中心。然而在整個南方片對設施小氣候狀況及規(guī)律的研究微乎其微,對小氣候調(diào)控僅憑經(jīng)驗進行,造成效益不高甚至閑置大棚等狀態(tài)。此研究課題是根據(jù)設施蔬菜生產(chǎn)基礎提出,通過對溫棚內(nèi)小氣候因素的觀測,結(jié)合栽培蔬菜生物特性分析大棚內(nèi)外溫度對應關(guān)系,總結(jié)溫度調(diào)控指標,為大棚蔬菜生產(chǎn)提供科學依據(jù)和方法。2小氣候觀測系統(tǒng)根據(jù)課題研究需要,市局建有GRC標準大棚一個,長為29.5米,寬為6米,高2.4米。蔬菜栽培品種為汴椒1號,地膜覆蓋,下鋪滴灌管道。大棚中間安裝小氣候觀測裝置溫度、濕度自記儀各一套。每天換自記紙自動記錄每個時刻溫、濕狀況。同時觀測地表平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、土壤5cm、10cm、15cm三個層次平均地溫,觀測時間、方法與大氣觀測完全一致。文中所用大氣環(huán)境資料取自宜昌市地面觀測場氣象資料,該大氣觀測場與大棚僅相距25米左右,高差1.2米,可直接作對比分析。3秋延蔬菜箱的小氣候特征分析3.1棚內(nèi)外平均氣溫變化試驗大棚8月底定植辣椒,9月6日開始至12月31日對大棚采取了三種不同的處理狀態(tài):第一種是9月6日～9月16日大棚兩側(cè)天膜卷起,天膜頂加蓋遮陽網(wǎng);第二種是9月17日～10月7日去遮陽網(wǎng),兩側(cè)密封,兩頭開啟;第三種是10月8日后夜間全封棚,白天兩頭開門通氣換氣;第四種是12月下旬棚內(nèi)套小棚。前三種狀態(tài)在下文分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示。分析9月7日至10月31日大棚內(nèi)外侯平均氣溫其差異值(結(jié)果見表1)。分析表1可以得如下結(jié)論:①大棚三種狀態(tài)下,棚內(nèi)平均最高氣溫明顯高于棚外大氣環(huán)境,以夜間全密封(狀態(tài)Ⅲ)下偏高最顯著,夜間側(cè)封棚次之,遮陽覆蓋下差值最小。②遮陽網(wǎng)加天膜覆蓋狀態(tài)下,能有效降低棚內(nèi)氣溫。侯平均氣溫和最低氣溫都低于棚外,平均氣溫低0.6～0.8℃,平均最低氣溫則降低1℃左右。③夜間側(cè)封棚狀態(tài)下能明顯提高棚內(nèi)氣溫,棚內(nèi)外高0.3～1.8℃,平均最高氣溫高4～10℃,而平均最低氣溫側(cè)低于棚外大氣環(huán)境。④夜間全封狀態(tài)下,升溫效果最明顯,平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫明顯高于棚外。充分證明了大棚密封能有效地提高棚內(nèi)熱量狀況。分析棚內(nèi)外旬平均氣溫變化與差異可得出相同結(jié)論。由于大棚前期遮陽降溫,10月份后封棚保溫,因此棚內(nèi)秋季降溫速度明顯小于棚外,換言之,棚內(nèi)秋季降溫慢(1.2℃/旬),而棚外則降溫快(2.0℃/旬)。3.2土壤溫度與棚外的差異取9月下旬、10月下旬分別表示大棚夜間側(cè)封和全封兩種狀態(tài),用其旬平均地溫分析大棚不同狀態(tài)下地表溫度To、最高溫度Tmo、最低地溫Tno以及5cm、10cm、15cm三個不同層次土壤溫度與棚外差異,見表2。分析表2可知:夜間全封狀態(tài)下各層地溫均比側(cè)封狀態(tài)增溫效益明顯。3.3不同天氣類型天、陰雨天、云天氣溫比較為分析不同天氣類型下,棚內(nèi)外氣溫及地溫的差異,將9月7日～10月31日共54天按國際通用標準即日照百分率≥60%為晴天,日照百分率≤20%為陰雨天,介于兩者之間為多云天氣劃分為晴天、陰(雨)天、多云三種類型。劃分結(jié)果:晴天有14個,陰(雨)天有32個,多云天氣有9個,然后在每種天氣狀態(tài)下又分三種不同大棚狀態(tài)分別統(tǒng)計大棚內(nèi)外氣溫差值,見表3。從表3可知:①大棚在三種狀態(tài)下,晴天、陰(雨)天平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫的棚內(nèi)外差值的絕對值均比多云天氣要大,說明晴天、陰(雨)天大棚不同處理調(diào)溫效果比多云天氣明顯,即遮陽網(wǎng)覆蓋時晴天降溫比多云天氣明顯,而夜間側(cè)封、全封大棚狀態(tài)下,晴天、陰雨天比多云天保溫效果明顯;②三種天氣類型,夜間全封時棚內(nèi)外溫差比側(cè)封狀態(tài)、增溫效益明顯得多;③棚內(nèi)外最高氣溫差異遠比最低氣溫差異大。3.4棚內(nèi)溫度分布同理,分析不同天氣類型下大棚夜間側(cè)封、全封兩種狀部棚內(nèi)外地溫和土壤淺層溫度的差異(見表4)。從表4可看出,除地面最高溫度外,其余各種地溫棚內(nèi)明顯高于棚外。夜間側(cè)封棚條件下,陰雨天增溫效果明顯,多云天次之,晴天最差;夜間全封棚條件下,除最低溫度外,晴天棚內(nèi)外各地溫要素差值比陰(雨)天或多云天氣要大。在夜間側(cè)封棚狀況下,晴天棚內(nèi)地面最高溫度比棚外偏低10℃左右,而陰(雨)天,多云條件下棚內(nèi)地面最高溫度高于棚外;在夜間側(cè)封、全封兩種狀況下,晴天棚內(nèi)地面最低溫度都明顯比陰天、陰(雨)天高。4秋田植物箱溫度調(diào)節(jié)的一些指標和臨界期的分析4.1遮陽網(wǎng)時間的確定秋延蔬菜一般于7月中下旬開始育苗,8月下旬定植,9月上中旬為幼苗生長期,正處盛夏到初秋,氣溫往往高于蔬菜生長適宜范圍。本試驗大棚內(nèi)8月27日定植辣椒,9月上旬平均氣溫為28.1℃,平均最高氣溫為34.3℃,中旬前期平均氣溫為25.0℃,平均最高氣溫在33℃左右,而喜溫蔬菜以20～30℃為宜,35℃以上則產(chǎn)生不利影響。因此生產(chǎn)上常用天膜上加蓋遮陽網(wǎng)覆蓋來降低棚內(nèi)氣溫。在前文3.1節(jié)中已分析遮陽網(wǎng)加天膜覆蓋,能有效降低棚內(nèi)氣溫,候平均氣溫降低0.6～0.8℃,平均最低氣溫則降低1℃左右,但對最高氣溫則降溫作用不明顯?？筛鶕?jù)溫棚的這種調(diào)溫作用和秋延蔬菜最適氣溫上限指標確定揭遮陽網(wǎng)時間,如辣椒最適宜平均氣溫為23～28℃,當棚內(nèi)平均氣溫>28℃,溫度偏高,需用遮陽網(wǎng);低于或等28℃時為適宜狀態(tài),因此可認為棚內(nèi)平均氣溫≤28℃為揭網(wǎng)時間,而相應棚外大氣環(huán)境平均氣溫為29℃左右,為準確起見,取五日滑動平均值,該值時效長短適中,并有一定的穩(wěn)定性。在秋季降溫季節(jié),五日滑動平均氣溫穩(wěn)定通過29℃的日期,即為去遮陽網(wǎng)時間指標。根據(jù)蔬菜辦有關(guān)蔬菜專家提供的秋延蔬菜常見品種最適宜指標和棚內(nèi)外平均氣溫差值以及五日滑動平均值還可確定以下常見蔬菜秋季揭網(wǎng)時間及氣溫指標(表5)。4.2全封式鋼網(wǎng)膜大棚揭網(wǎng)后,隨著氣溫的下降,外界氣溫逐漸低于蔬菜最適宜溫度的下限,應及時將兩側(cè)薄膜放下(即側(cè)封)或?qū)深^薄膜放下(即全封),以提高棚溫在適宜范圍內(nèi)。根據(jù)棚栽蔬菜品種最適宜溫度范圍下限溫度和兩側(cè)封棚狀態(tài)下棚內(nèi)外平均氣溫差異,可確定兩側(cè)封棚的大氣溫度指標,計算外界五日滑動平均氣溫,穩(wěn)定通過其溫度指標的時間,即為兩側(cè)封棚的時間臨界值。4.3全封棚的時間臨界值同理根據(jù)全封棚狀態(tài)下棚內(nèi)外溫差,可確定全封棚時外界氣溫指標,穩(wěn)定通過這一溫度指標的時間,即為全封棚的時間臨界值。(結(jié)果見表5)4.4年度臨界期的確定12月份后,氣溫可能下降到蔬菜生長發(fā)育的下限氣溫,將這一指標值結(jié)合棚內(nèi)外最低氣溫差值,即可確定大棚內(nèi)達到這一指標值時,對應的外界最低溫度值,即大棚秋延蔬菜內(nèi)套小棚的溫度指標。分析穩(wěn)定通過這一溫度指標的出現(xiàn)時間,即為大棚內(nèi)套小膜的臨界期。大棚套小膜內(nèi)溫度達到蔬菜生存下限溫度時外界環(huán)境最低溫度,即為大棚內(nèi)小膜覆蓋草簾的臨界指標,相對應的穩(wěn)定通過此溫度的時間即為小膜蓋草簾的臨界期(見表5)。分析本站歷年資料分析