江蘇沿海地區雙大棚多層覆蓋內外溫度間的相關回歸分析

王 華，丁同華，林紅梅，陳菲菲，張小鋒

（1.東臺市農業技術推廣中心，江蘇 東臺 224200；2.東臺市種子管理站，江蘇 東臺 224200；3.東臺市氣象局，江蘇 東臺 224200）

隨著設施農業的不斷發展，江蘇沿海地區越來越多的農戶采用大棚設施進行栽培。孫興祥等[1]連續多年開展了不同棚架構型溫度變化規律及對西瓜種植影響的試驗研究，得出寬6 m、高2.2 m的大棚是早春大棚西瓜栽培的最佳棚型之一，且雙大棚三層覆蓋種植西瓜品質最好，效益最高。在此基礎上，本研究通過對雙大棚四膜覆蓋全封閉和正常揭膜通風條件下的溫度變化情況進行觀測、分析，得出江蘇沿海地區雙大棚多層覆蓋內外溫度的相關回歸關系，為更好地指導設施瓜菜生產提供了依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地點及棚型設計

試驗地點位于東臺市農科所五烈試驗基地北3號地塊，試驗地塊土質為水稻茬黏壤土，pH為7，土壤鹽含量1.39 g/kg、有效鉀203.8 mg/kg、有效磷48.64 mg/kg、全氮0.58 g/kg、有機質6.2 g/kg。試驗大棚南北朝向，采取“雙層鋼架大棚+小拱棚+地膜”的雙大棚四膜覆蓋方式，棚長45 m，外棚底寬6 m，棚頂高2.2 m，肩高1.1 m。薄膜采用統一規格、統一品牌，外棚膜8 μm、內棚膜8 μm、小棚膜3 μm、裙膜2 μm、地膜0.8 μm。

1.2 溫度測定方法

采用ZQZ-CII型自動氣象站自動采集、計算處理和存貯棚內氣溫數據。棚內地溫測定采用PT1000溫度傳感器，置于每個棚中心位置，并帶有自制的防輻射罩，避免陽光直接照射[2]。連續測量棚內地上25 cm氣溫和地下10 cm地溫。棚外溫度數據來源于距試驗地點較近的東臺市氣象局五烈氣象觀測站相同時間觀測的氣象數據和10 cm深地溫數據。

溫度測定時間為2014年2月22日－3月31日。其中2月22日－3月4日雙大棚四膜全封閉；3月5日－3月31日雙大棚四膜覆蓋正常揭膜通風管理。

1.3 數據分析

采用Excel 2007軟件進行試驗數據統計分析并制圖。

2 結果與分析

2.1 全封閉條件下棚內氣溫與外界氣溫的相關回歸分析

根據對2014年2月22日－3月4日共11 d中8個晴天、192對樣本數據和3個陰天、72對樣本數據的統計分析[3-5]，結果表明棚內氣溫與外界氣溫之間晴天的相關系數r晴＝0.925 3＞r0.01（190）＝0.254 0，比陰天的相關系數r陰＝0.482 3＞r0.01（70）＝0.254 0更大。說明在大棚全封閉的條件下，無論是晴天還是陰天，棚內氣溫與外界氣溫之間都呈極顯著的正相關，且晴天比陰天棚內氣溫與外界氣溫的相關性更顯著。再從全封閉條件下雙大棚四膜覆蓋棚內氣溫與外界氣溫的線性關系分析結果來看，無論晴天還是陰天，棚內氣溫與外界氣溫之間都呈極顯著的線性相關關系，F晴＝1 130.854 1＞F0.01（1，190）＝6.63，F陰＝22.220 6＞F0.01（1，70）＝6.85，且晴天和陰天棚內氣溫與外界氣溫的關系方程分別為：

（1）、（2）式中Y為棚內溫度估計值，X為外界溫度，單位℃。

從方程式（1）和（2）以及圖1、圖2中可以看出：晴天外界氣溫每增加或減少1 ℃，棚內氣溫就會隨之增減1.36 ℃，而陰天外界氣溫每增加或減少1 ℃，棚內氣溫僅增減0.65 ℃。說明外界氣溫每增加1 ℃，晴天要比陰天大棚內的氣溫增加0.71 ℃。當晴天外界氣溫達到16 ℃，棚內氣溫已上升至30 ℃；當外界氣溫達到20 ℃，棚內氣溫可達35.44 ℃。當冬春外界氣溫降至該區歷史最低－9.2 ℃時（2009年1月24日），陰雨天大棚內最低溫度仍然達到5.3 ℃。由此可見，江蘇沿海地區雙大棚四膜覆蓋栽培蔬菜完全可以安全越冬。當然在冬春季節，只要晴天外界氣溫超過18 ℃就要適時開啟大棚膜和圍裙膜，以調節棚內溫度，防止高溫傷苗，影響正常生長，同時也有利于大棚內通風換氣，改善光照條件。而陰雨天氣則要關閉大棚膜，在遇到極端低溫時，還要增加保溫布覆蓋以提高保溫效果，確保棚內作物免受凍害，適溫生長。

2.2 全封閉條件下棚內地溫與外界地溫的相關回歸分析

根據對2月22日－3月4日11 d中8個晴天、192對樣本數據和3個陰天、72對樣本數據的統計分析，結果表明雙大棚四膜覆蓋棚內10 cm深地溫與外界露地10 cm深地溫之間晴天相關系數r晴＝0.535 1＞r0.01（190）＝0.254 0，陰天相關系數r陰＝0.182 4＜r0.01（70）＝0.254 0，說明晴天棚內外地溫的相關性達極顯著水平，而陰天棚內外地溫之間的相關性不顯著。且經線性回歸分析，F晴＝76.222 4＞F0.1（1，190）＝6.63，表明棚內地溫Y地和外界地溫X地之間呈極顯著直線回歸關系，其方程式（3）為：Y地＝0.47X地+16.06。從方程（3）和圖3可見，即使在江蘇沿海地區冬春外界10 cm深地溫下降至歷史最低－7.9 ℃時（2009年1月24日），棚內10 cm深地溫仍然可達12.77 ℃，這表明在雙大棚四膜覆蓋栽培條件下，棚內地溫完全可以滿足瓜果蔬菜生長的要求。圖4為全封閉陰天棚內外地溫情況。

圖1 全封閉條件下晴天棚內外氣溫相關關系

圖2 全封閉條件下陰天棚內外氣溫相關關系

2.3 正常揭膜通風條件下棚內氣溫與外界氣溫的相關回歸分析

根據對2013年3月5－31日期間22個晴天、528對樣本數據和5個陰天、120對樣本數據的統計分析，結果表明棚內氣溫與外界氣溫之間晴天的相關系數r晴＝0.946 3＞r0.01（526）＝0.254 0高于陰天的相關系數r陰＝0.814 8＞r0.01（118）＝0.254 0，說明在正常揭膜通風條件下，無論是晴天還是陰天，棚內氣溫與外界氣溫之間的相關性都極顯著，且晴天的相關性比陰天的相關性更高。再從正常揭膜通風條件下，雙大棚四膜覆蓋棚內氣溫與外界氣溫的線性關系分析結果看，不管是晴天，還是陰天，棚內氣溫與外界氣溫之間都呈極顯著的線性相關關系。F晴＝4 510.602 7＞F0.01（1，526）＝6.63；F陰＝233.072 7＞F0.01（1，118）＝6.85，且晴天和陰天棚內氣溫與外界氣溫的關系方程分別為：

圖3 全封閉條件下晴天棚內外地溫相關關系

圖4 全封閉條件下陰天棚內外地溫相關關系

圖5 正常揭棚條件下晴天棚內外氣溫相關關系

圖6 正常揭棚條件下陰天棚內外氣溫相關關系

（4）、（5）式中X為棚外氣溫，Y為棚內氣溫估計值，單位℃。從方程式（4）和（5）以及圖5、圖6可以看出，雙大棚四膜覆蓋在正常揭膜通風的條件下，晴天外界氣溫每增加或減少1 ℃，棚內氣溫就會隨之增減1.14 ℃，而陰天外界氣溫每增加或減少1 ℃，棚內氣溫隨之增減1.05 ℃。說明在正常揭膜通風條件下，外界氣溫每增加1 ℃，晴天比陰天大棚內的氣溫增加近0.1 ℃。從方程（4）可以得出，當外界氣溫達23 ℃時，棚內氣溫仍然超過35 ℃，當外界氣溫下降至18 ℃時，棚內氣溫已下降至29.3 ℃。因此，在正常揭膜通風條件下，當上午外界氣溫上升至18 ℃以上時，要加大通風窗口，加快大棚內外空氣交換速度，降低棚內溫度，促進正常生長。當下午外界氣溫降至18 ℃時，要由內向外逐步關閉通風窗口，保持棚內溫度，確保適溫生長。

2.4 正常揭膜通風條件下棚內地溫與外界地溫的相關回歸分析

根據對3月5日－3月31日期間22個晴天、528對樣本數據和5個陰天、120對樣本數據的統計分析，結果表明在正常揭膜通風條件下，晴天棚內10 cm深地溫與外界10 cm深地溫之間呈極顯著的相關關系，其相關系數r晴＝0.701 1＞r0.01（526）＝0.254 0，而陰天大棚內外10 cm深地溫之間無顯著的相關關系，其相關系數r陰＝0.220 0＜r0.01（118）＝0.254 0。這可能與外界地溫受陰雨天氣等其他因素的影響較多有關。再從晴天正常揭膜通風條件下雙大棚四膜覆蓋棚內10 cm深地溫與外界10 cm深地溫的線性相關分析看：F＝508.39＞F0.01（1，526）＝6.63，達極顯著水平，其關系方程式（6）Y地＝0.48X地+18.62，其中X為外界10 cm深地溫，Y為棚內10 cm深地溫估計值，單位℃。由方程式（6）和圖7可以看出，晴天棚外地溫每增加或減少1 ℃，棚內地溫平均增加或減少0.48 ℃，且此期間外界10 cm地溫最低為5 ℃時，棚內地溫也保持在20 ℃以上，完全可以滿足作物根系生長需要。圖8為正常揭膜通風條件下陰天棚內外地溫情況。

3 小結

3.1 雙大棚四膜覆蓋栽培不管是在前期全封閉還是在正常揭膜通風管理的條件下，晴天和陰天棚內氣溫與外界氣溫之間都存在著極顯著的相關關系，且呈顯著的直線回歸關系。

3.2 在江蘇沿海地區采用雙大棚四膜覆蓋栽培，只要加強調溫管理，在出現極端低溫的情況下，及時采取增加覆蓋保溫措施，大棚蔬菜可以安全越冬。

3.3 雙大棚四膜覆蓋無論是在前期全封閉，還是在正常揭膜通風的情況下，晴天上午外界氣溫超過18 ℃時，要逐步開啟內外大棚通風窗口，揭除小棚膜，增加光照，調節溫度。晴天下午外界氣溫低于18 ℃時，要逐步關閉小棚膜和內外大棚通風窗口，以保溫防凍，促進生長。

3.4 雙大棚四膜覆蓋，陰雨天氣要盡可能關閉大棚膜，保持棚內溫度，防止凍害傷苗。

圖7 正常揭棚條件下晴天棚內外地溫相關關系

圖8 正常揭棚條件下陰天內外地溫相關關系