不同灌溉方式對日光溫室小氣候的影響

張春同　劉淑梅　賈丹

摘 要：目前的溫室種植中，滴灌是溫室蔬菜灌溉的首選方式。本試驗(yàn)中，選擇溝灌、滴灌兩種灌溉條件的日光溫室，監(jiān)測溫室番茄生長季的0.1，0.2 m兩層土壤溫度、1.5 m高度處的空氣濕度和空氣溫度，分析兩種灌溉條件的土壤溫度的時(shí)間和空間變化特征。結(jié)果表明，在定植后灌溉當(dāng)天，滴灌溫室的空氣最高溫度、空氣最低濕度、0.1 m土溫、0.2 m土溫分別是33.2 ℃、38%、18.8 ℃、19.6 ℃，溝灌溫室分別是24.3 ℃、71%、15.3 ℃、16.3 ℃。開花期灌溉當(dāng)天，滴灌溫室的空氣最高溫度、空氣最低濕度、0.1 m土溫、0.2 m土溫分別是24.6 ℃、39%、15.4 ℃、15.1 ℃，溝灌溫室分別是16.2 ℃、69%、12.7 ℃、13.3 ℃。兩次灌溉過程中，溝灌條件下溫室內(nèi)的空氣溫度和土壤溫度都明顯低于滴灌條件的溫室，空氣濕度明顯高于滴灌條件的溫室，滴灌條件下更有利于番茄的生長發(fā)育。

關(guān)鍵詞：灌溉；溫室；小氣候

中圖分類號：S625 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.06.009

Effects of Different Irrigation Schemes on the Microclimate of Solar Greenhouse

ZHANG Chuntong1，LIU Shumei2， JIA Dan1

（1.Ninghe Meteorological Bureau，Tianjin 301500，China；2.Tianjin Meteorological Bureau Climate Center，Tianjin 300074，China）

Abstract：Drip irrigation is the preferred method of greenhouse vegetable irrigation in greenhouse planting nowadays. The solar greenhouse with furrow irrigation and drip irrigation were chosen in this study to monitor the soil temperature of 0.1 m and 0.2 m， the air temperature and the humidity at 1.5 m height， furthermore， to analyze the temporal and spatial variation characteristics of soil temperature with different irrigation methods. The results showed that on the day of irrigation after field planting， the maximum air temperature， minimum air humidity， soil temperature in the depth of 0.1 m and 0.2 m with drip irrigation was 33.2 ℃， 38%， 18.8 ℃ and 19.6 ℃ respectively， while with the furrow irrigation， the value was 24.3 ℃，71%，15.3 ℃ and 16.3 ℃， respectively. And on the day of irrigation in flowering stage， the maximum air temperature， minimum air humidity， soil temperature in the depth of 0.1 m and 0.2 m with drip irrigation was 24.6 ℃， 39%， 15.4 ℃ and 15.1 ℃， respectively， while with the furrow irrigation， the value was 16.2 ℃， 69%， 12.7 ℃ and 13.3 ℃， respectively. Thinking about these two irrigation schemes， the air temperature and soil temperature with furrow irrigation were much lower than that with drip irrigation， and the air humidity was obviously higher. Thus， the research concluded that drip irrigation was more favorable for the growth and development of tomatoes.

Key words：irrigation；greenhouse；microclimate

近年來，隨著生產(chǎn)水平的提高，日光溫室蔬菜生產(chǎn)在改進(jìn)原有地面灌水技術(shù)的基礎(chǔ)上，相繼引進(jìn)了滴灌、滲灌、微噴灌等先進(jìn)灌水技術(shù)，而且這些技術(shù)得到了較快的推廣和普及，并收到了較好的效果。同時(shí)，保護(hù)地灌溉技術(shù)及其相關(guān)理論的研究也取得了一定的進(jìn)展[1-5]。滴灌是一種局部灌溉的方法， 在溫室條件下既節(jié)水又降濕， 可減少病蟲害的發(fā)生， 是溫室蔬菜灌溉的首選方式[5-8]。試驗(yàn)研究不同灌溉方式對日光溫室小氣候的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試作物為番茄，品種為荷蘭越冬品種凱薩。endprint

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在天津市寧河縣苗莊鎮(zhèn)百利示范園區(qū)內(nèi)進(jìn)行，園區(qū)經(jīng)度116°49′E，緯度39°26′N，選取建筑參數(shù)完全相同的兩個(gè)溫室進(jìn)行試驗(yàn)。溫室坐北朝南，建筑材料為鋼管骨架，東西長度為60 m，南北跨度10 m，脊高3.9～4.0 m，試驗(yàn)分別采用膜下滴灌和溝灌兩種灌溉方式，采用溫室內(nèi)育苗箱育苗。于2014年9月25日育苗，10月24定值于溫室內(nèi)，60 000株·hm-2，定植后灌溉1次，開花期灌溉1次，果實(shí)膨大期根據(jù)土壤的墑情灌溉。在兩個(gè)溫室內(nèi)分別安裝天津賽樂新創(chuàng)通信技術(shù)有限公司的農(nóng)田小型氣象站及實(shí)景監(jiān)測設(shè)備，10 min采集1次數(shù)據(jù)，自動上傳到天津市氣象局服務(wù)器。監(jiān)測番茄生長期內(nèi)0.1，0.2 m兩層土壤溫度、1.5 m高度處空氣濕度和空氣溫度；分析灌溉前、中、后的土壤溫度時(shí)間和空間變化特征，將兩種處理的溫室條件進(jìn)行對比分析。滴灌使用內(nèi)鑲式滴灌管，滴灌管鋪放在地表，滴灌帶直16 mm ，壁厚0.02 mm，滴頭間距30 cm，與番茄植株相對應(yīng)。

通過小氣候監(jiān)測儀器監(jiān)測兩個(gè)溫室內(nèi)番茄生長期內(nèi)0.1，0.2 m兩層土壤溫度和1.5 m高度處空氣濕度和空氣溫度。

記錄兩個(gè)溫室番茄的幼苗期、開花期、結(jié)果期的時(shí)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼苗期灌溉時(shí)溫濕變化

（1）溫度。番茄在10月24日定植后及時(shí)灌溉1次，滴灌方式用水量300～375 m3·hm-2，溝灌方式用水量900～1 200 m3·hm-2。灌溉當(dāng)天的小時(shí)積溫情況為滴灌的溫室比溝灌溫室大90.8 ℃，白天的滴灌溫室內(nèi)最高溫是33.2 ℃，最低溫是13.5 ℃，溝灌溫室內(nèi)的最高溫是24.3 ℃，最低溫是11.6 ℃。番茄在幼苗期兩種灌溉條件下空氣溫度的變化如圖1所示。從圖1中可以看出，溝灌條件下24 h范圍內(nèi)空氣溫度明顯低于滴灌條件的溫室，氣溫相差8.9 ℃，第2天的溫度較為接近，相差0.6 ℃，第3天溝灌的溫室白天溫度還要更高一些，相差5.5 ℃。

（2）濕度。灌溉當(dāng)天滴灌溫室的最低相對濕度是38%，而溝灌溫室的最低相對濕度是71%。番茄在幼苗期兩種灌溉條件下空氣濕度的變化如圖2所示。從圖2中可以看出，溝灌條件下連續(xù)兩天白天的空氣濕度明顯高于滴灌條件的溫室，第1 天的最低相對濕度相差38%，第2天的最低相對濕度相差27%，第3天的相對濕度較為接近，相差3%。

（3）地溫。灌溉當(dāng)天，滴灌溫室0.1 m最低土溫是18.8 ℃，0.2 m最低土溫是19.6 ℃，溝灌溫室0.1 m最低土溫是15.3 ℃，0.2 m最低土溫是16.3 ℃。圖3、圖4為兩種灌溉條件下0.1 m、0.2 m的土壤溫度。溝灌條件下的土壤溫度都明顯低于滴灌條件下的土壤溫度，第2、3 天土溫的差距逐漸縮小。滴灌的溫室明顯更有利于番茄幼苗的發(fā)育。

2.2 開花期灌溉后溫濕變化

（1）溫度。11月26日在番茄的開花期灌溉1次，滴灌方式用水量90～150 m3·hm-2，溝灌方式用水量900～1 200 m3·hm-2。灌溉當(dāng)天滴灌溫室的最高溫度是24.6 ℃，24 h積溫是312.4 ℃，第2天的最高溫是24.7 ℃，第3 天的最高溫是24.1 ℃；灌溉當(dāng)天溝灌溫室的最高溫度是16.2 ℃，24 h積溫是255.5 ℃，第2 天的最高溫是20.7 ℃，第3 天的最高溫是30.5 ℃。灌溉第1 天的積溫相差56.9 ℃，如圖5所示，灌溉當(dāng)天滴灌溫室的氣溫明顯高于溝灌溫室，第2 天氣溫接近，但仍高于溝灌溫室，第3 天溝灌溫室氣溫高于滴灌溫室。

（2）濕度。滴灌溫室灌溉后3 d的最低相對濕度分別為39%，42%，40%，溝灌溫室灌溉后3 d的最低濕度分別為69%，60%，43%。如圖6所示，灌溉當(dāng)天最低相對濕度相差較大，第2天逐漸縮小，第3 天兩個(gè)溫室的相對濕度較為接近。

（3）地溫。滴灌溫室灌溉后3 d，0.1 m土溫分別為15.4，15.1，15.1 ℃，溝灌溫室灌溉后3 d，0.1 m土溫分別為12.7，13.6，14.6 ℃，滴灌溫室灌溉后3 d，0.2 m土溫分別為15.1，14.8，14.7 ℃，溝灌溫室灌溉后3 d，0.2 m土溫分別為13.3，13.4，13.9 ℃。如圖7、圖8所示，0.1 m土溫滴灌溫室灌溉后3 d變化較小，溝灌溫室的土溫隨著時(shí)間逐漸增加，接近滴灌溫室的土溫，0.2 m的土溫滴灌溫室變化值較小，灌溉后3 d的最高溫相差0.4 ℃，溝灌溫室的最高溫是一個(gè)緩慢上升的過程。

2.3 番茄發(fā)育期觀測

滴灌溫室的番茄于10月24日定植，11月21日開始開花，12月19日開始進(jìn)入結(jié)果期，1月14日進(jìn)入轉(zhuǎn)色期，在幼苗期和開花期各噴灑農(nóng)藥1次。溝灌溫室的番茄于10月24日定植，11月25日開始開花，12月26日開始進(jìn)入結(jié)果期，1月26日進(jìn)入轉(zhuǎn)色期，在幼苗期噴灑農(nóng)藥2次，開花期噴灑農(nóng)藥2次。

3 結(jié) 論

3.1 減少空氣溫度和土壤溫度的下降

定植后灌溉時(shí)，滴灌溫室的最高氣溫比溝灌溫室高8.9 ℃，小時(shí)積溫相差90.8 ℃，0.1，0.2 m的最高溫度分別相差3.5，3.3 ℃。開花期灌溉時(shí)，滴灌溫室的最高氣溫比溝灌溫室高8.4 ℃，小時(shí)積溫相差56.9 ℃，0.1，0.2 m的最高溫度分別相差2.7，1.8 ℃。使用滴灌進(jìn)行灌溉可最大限度地減少空氣溫度和土壤溫度的下降，保證番茄幼苗期、開花期的正常發(fā)育，同時(shí)土壤微生物的活性加快促進(jìn)作物養(yǎng)分的吸收。

3.2 降低空氣濕度減少病蟲害的發(fā)生

在定植后、開花期兩次灌溉的當(dāng)天，滴灌溫室的最低相對濕度分別比溝灌溫室低33%，40%。幼苗期和開花期滴灌溫室較溝灌溫室少噴灑農(nóng)藥3次。由于滴灌管置于地膜下進(jìn)行灌溉，因此，在作物壟間無覆蓋的地方土壤保持干燥，無地面蒸發(fā)，大棚內(nèi)空氣濕度較溝灌條件下的溫室明顯降低，使作物免于發(fā)生空氣濕度高引發(fā)的病害，產(chǎn)量大幅度提高。endprint

3.3 提早供應(yīng)市場延長市場供應(yīng)期

兩個(gè)溫室都是在10月24日定植，滴灌溫室和溝灌溫室的開花期分別是11月21日、11月25日，結(jié)果期分別是12月19日、12月26日，轉(zhuǎn)色期分別是1月14日、1月26日。由于滴灌改善了作物的生長環(huán)境，使番茄生長更快，可提早供應(yīng)市場，一般可提前15～20 d。同時(shí)，可使作物更長時(shí)間地保持生長旺盛，延長生命期，從而可延長市場的供應(yīng)期，獲得最佳收入。

3.4 節(jié)水節(jié)能

定植后滴灌方式用水量300～375 m3·hm-2，溝灌方式用水量900～1 200 m3·hm-2。開花期滴灌方式用水量90～150 m3·hm-2，溝灌方式用水量900～1 200 m3·hm-2。溫室滴灌浸潤土壤僅僅浸潤作物根部的部分土壤，避免了輸水損失和深層滲漏損失，將作物棵間蒸發(fā)損失降到最低限度，與溝灌相比可節(jié)水60 %左右。

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