濱海地區蔬菜大棚小氣候效應及趨利減災栽培模式

王 雄，蒯 軍，劉 華，王海元

（1.濱海縣氣象局，江蘇濱海 224500；2.濱海縣農業局，江蘇濱海 224500）

蔬菜大棚屬于典型的框架覆膜結構，保溫性能非常好，蔬菜大棚的出現讓人們可以在任何季節種植出想要的蔬菜，一般情況下，我國蔬菜大棚結構主要采用鋼結構與竹結構，在其中覆蓋保溫塑料膜，形成密閉空間，外膜可以阻止內部CO2流失，保證棚內溫度處于一個穩定的狀態。濱海地區地處北緯33°48′～34°23′，東經119°37′～120°20′，屬暖溫帶和亞熱帶過渡區，近年來大棚蔬菜種植面積不斷擴大，到2015年末濱海縣大棚蔬菜種植面積1.51萬hm2，在濱海地區種植大棚蔬菜，可以有效促進農業經濟的發展，這一地區的氣候為大棚蔬菜的種植提供了良好的條件，可以發揮氣候優勢，借助塑料大棚效應，提升蔬菜產量，還可以推行集約化生產模式，實現農業的增產增收，成為促進本地區農業發展的一個重要途徑。

1 濱海地區蔬菜大棚小氣候效應

1.1 增溫效應

蔬菜與溫度條件之間的關系十分密切，如果溫度較高，那么蔬菜的光合作用就會受到影響，出現葉片變黃、老化等問題，還會造成果實畸形與落果，甚至會改變遺傳性狀；如果溫度偏低，則會減弱植物的光合作用，導致呼吸速率變慢，不利于植物營養物質轉化。從一般情況來看，大棚溫度與外界有顯著差別。春秋季節蔬菜大棚可使棚內月平均氣溫提高3～8℃，一般的可提高5～6℃。從而，濱海地區2月份在塑料大棚內可獲得3月份露地的溫度條件，12月份在塑料大棚內可以獲得11月份露地的溫度條件，等于縮短了冬季，而延長了蔬菜生產和上市的時間。大棚內的空氣溫度總是高于外界，白晝更為明顯。大棚溫差與天氣有著顯著的關系，在陰天和晴天，溫差是顯著不同的，在晴天，溫度可以提高3.5℃，陰雨天氣則大約有1.0℃的差別，在部分情況下，溫度可能比室外高20℃以上。如果是在自然通風情況下，室內溫度大約會降低10℃作用，大棚溫度，尤其是最低溫度，與保熱性能有密切聯系，由于夜間沒有輻射，沒有能量來源，此時，大棚內的加熱與保溫設施會影響大棚溫度。提高棚室內最低氣溫的措施有加蓋草簾、臨時加火、加設小弓棚和雙層膜覆蓋等。一般情況下，由于實行蔬菜大棚栽培，一般每月可增加活動積溫150～180℃，延長了蔬菜種植期，實現蔬菜作物的高效生產。

1.2 高濕效應

蔬菜的種類不同，對空氣濕度要求也存在差異，一般情況下，大棚相對濕度要高于陸地，可以達到70%～90%。如果大棚相對濕度不高，那么蔬菜會出現生長不良的情況；如果大棚中溫度過高和濕度較大，那么病菌的活動能力就會增強。在蔬菜蒸騰與地面蒸發因素的影響下，大棚內部的濕度會偏高，白天與夜間的溫差較大。考慮到這一因素，在具體的生產過程中，需要根據蔬菜生長要求進行調節，對于春季濕度較低的環境，可以采用噴水的方式提高空氣濕度，還可以借助地膜覆蓋法進行處理；對于冬季濕度偏高的情況，在中午進行通風。

1.3 弱光效應

蔬菜大棚中的光照強度與蔬菜的生產有著密切的關系，如果光照強度充足，那么葉片的光合作用也會相對較強，營養物質可以在短時間內積累，繼而提高蔬菜的產量。影響大棚光照強度的因素是多種多樣的，如大棚位置、大棚棚面角度、塑膜透光率、覆蓋時間、人為活動及天氣條件等。薄膜透光度主要由化學成分、室內水滴、厚度等因素組成，無色薄膜透明能力更高。

1.4 低CO2濃度效應

如果外界溫度偏低，高密度栽培蔬菜的密封效應好，那么會影響空氣的對流效果，無法及時補充CO2，數據顯示，在上午9點后，大棚內CO2濃度只有80ppm，如果要實現植物的快速生長，CO2濃度應控制在800～1 500ppm，這兩個數據的差別非常大。如果大棚內長期缺乏CO2，就會影響蔬菜的產量，導致蔬菜出現體質弱、易得病或品質差的情況。CO2是影響蔬菜產量的關鍵因子，如黃瓜和葉菜類等蔬菜被影響情況尤為明顯。大棚中CO2濃度早、晚高，中午較低，生產中可根據具體情況在午前補充濃度。

2 大棚小氣候條件方式分析

2.1 采用雙層棚膜

雙層棚膜就是在傳統覆蓋方式的基礎上增加塑料薄膜，薄膜需要有良好的強度、抗紫外線能力、無滴能力等，一般最為常見的就是聚乙烯薄膜，內層膜厚度控制在0.1mm，該類型的薄膜輕薄、透光度好。在大棚的外層，則使用厚度較高的薄膜，可以說，整個大棚的抗風雨能力、強度與薄膜有著密切的聯系。如果將兩層薄膜重疊起來，可以提高大棚的散熱效果，延緩溫度的變化情況，保證保穩定性能，這對于大棚氣溫的影響是十分顯著的。

圖1 不同覆蓋處的氣溫變化圖

圖1表明，雙層膜覆蓋大棚冬季晴天可比普通大棚提高溫度3～6℃，普通大棚內氣溫高于外界氣溫10～20℃，而當外界氣溫為11℃時，雙膜棚內氣溫可達到24～27℃。因此，冬季可采用雙層膜覆蓋以進一步增溫。

2.2 草氈覆蓋法

與塑料薄膜不同，草氈覆蓋法的成本低廉，尤其適合應用在冬季與春季，在這兩個季節，大棚中容易出現凍害問題，采用該種覆蓋方式可以有效避免凍害問題的產生。研究顯示，使用1.5m高草氈，可以將棚內溫度提高1～2℃，如果增加草氈，則可以將溫度提高到3～5℃。

2.3 揭膜通風法

揭膜通風也是一種理想的氣溫調節方式，會直接影響大棚內部CO2與溫度的變化，這一般需要借助熱壓與風壓來實現，室內溫度、室外溫度、風口高差、風口阻力、通風口面積等都會影響熱壓通風量。在一般情況下，大棚內的溫度會高于室外溫度，空氣運動則表現出室外下降、室內上升的情況，對于設置了聯合通風系統的大棚，空氣會向外排出，有些大棚只設置了側墻通風窗與屋面通風窗，那么空氣交換都需要在一個通風口中進行。如果大棚面積較大，那么后者的通風效果會好于前者，如果設置的通風口較多，如果為微風，那么外部冷空氣會直接進入到大棚內部，在熱壓因素的影響下，通風量會出現變化。

2.4 人工噴淋技術

人工噴淋技術充分利用了水蒸發潛熱優勢，吸收空氣熱量，降低大棚內的溫度，如果采用地下水或者深井冷水作為水源，那么會取得更好的降溫效果。噴淋與噴霧的概念是非常相似的，都是采用噴頭進行噴水，但是噴霧噴頭壓力偏高，可以讓水滴形成水霧。

圖2 噴淋后的溫度變化圖

噴淋對氣溫的影響：使用噴淋降溫系統能有效地降低大棚內的溫度（如圖2所示）。

圖2表明設置微噴降溫系統與不設置微噴降溫系統相比情況：噴淋后，由于水的汽化潛熱很大（約2 247k J/kg），吸收了大量熱量，噴淋區內氣溫大幅降低（最多降低9.0℃）。在只有自然通風的情況下，1h內相對濕度氣溫變化不大；而在噴淋系統運行10m in后，便可將噴淋區的溫度下降4.5℃，噴淋20min內溫度下降迅速，噴淋30min后溫度基本保持穩定。

噴淋對相對濕度的影響：噴淋降溫系統運行后，由于噴頭直接向外噴水，大量的水汽被帶入棚室，使棚室內的相對濕度增大（如圖3所示）。

圖3 噴淋后的相對濕度變化圖

由圖3可見，棚室內噴淋時相對濕度比不噴淋的可高出34%。在只有自然通風情況下，1h內相對濕度變幅不大，而噴淋系統運行10min后，噴淋區的相對濕度便上升17%，噴淋20min內變化迅速，噴淋30min后基本穩定在75%～80%，適宜作物的生長。而沒有噴淋的時候，大棚內的相對濕度在40%～45%，不利于作物生長。說明噴淋對于棚室具有明顯的增濕作用。

2.5 冬至管理

2.5.1 棚室外挖防寒溝，種植畦內應用秸稈反應堆

在大棚外挖1個寬40cm、深50cm的防寒溝，內填爛草，上蓋薄膜。用來阻隔室內熱量向外傳導或阻隔外部土壤低溫向室內傳導，以減少溫室的熱量損失，提高溫室保溫效果。秸稈生物反應堆可提高地溫3～5℃，氣溫2～3℃。

2.5.2 保溫莫忘通風

外界氣溫雖較低，但光照條件較好，因此揭開草苫子后，棚內溫度上升較快。為讓CO2早進棚，促進光合作用的進行，應在揭開草苫子后1h及時通風。即使遇到連陰天，揭開草苫子后，在不降溫的前提下，也要通風換氣。

2.5.3 適度控水

降溫后，很多菜農怕澆水后出現傷根現象或澆水后棚內濕度大增導致發病，所以不敢貿然澆水。而處于結果期的蔬菜對肥水的需求量較多。建議，菜農應選擇晴好天氣及時給蔬菜補足水分，可選擇膜下暗灌或小水勤澆等方式。否則，膨果期蔬菜供水不足，容易致使這茬花或果畸形幾率大增。為降低棚內濕度，菜農可采取澆水當天或第二天提高棚溫至35℃再放風的辦法。

2.5.4 及時且適量沖肥

低溫期，作物生長慢，需求營養少。化學肥料易導致傷根、黃葉等問題，因此沖肥以有機肥或生物菌肥為主，它們使用后不僅可以滿足蔬菜對營養的需求，而且還可提高地溫，促進生根，擴大根系吸收養分的范圍，不容易出現肥害。但是，沖肥應適量，一般一次追施有機肥或生物菌肥20～40kg/667m2。

2.5.5 葉面施肥

在低溫時期，根系活動性弱時，葉面施肥不失為補充植株營養的一個辦法。當前常用的葉面肥有全營養型的，如綠芬威系列葉面肥、多元力等。當蔬菜葉面出現不同狀況時可噴灑相應的葉面肥，落花重、瓜畸形、芹菜裂稈、西紅柿綠背可以噴硼肥如速樂硼、硼砂等；如心葉變黃時可噴用含鋅含鐵的葉面肥等。

2.5.6 噴施植物生長調節劑

生長調節劑如助壯素、愛多收、蕓薹素內酯等，可調節作物的生長狀況，增強植株的抗病、抗逆能力。生長偏弱的植株可以噴灑蕓薹素內酯1 500倍液或愛多收6 000倍液。生長偏旺的植株可以噴灑25%助壯素750～1 500倍液。

3 大棚蔬菜高效趨利減災種植的機理與模式

3.1 高效趨利減災栽培的機理

在濱海地區的冬季和春季，冷涼氣候會影響蔬菜的正常生長，但是對于大棚蔬菜的影響并不大，要保證蔬菜可以在冬季正常生長，必須要實施高效栽培戰略，利用大棚可以顯著提高內部的氣溫與地溫，保證蔬菜順利發育，提高蔬菜產量。此外，采用棚室栽培法，還可以起到保墑效應，滿足蔬菜在生長發育過程中需要的水分。如果采用合理的措施，可以避免水分蒸發，提高利用率，減少病蟲害率，增產增收。

3.2 推行大棚蔬菜栽培技術

為了充分利用氣候資源的優勢，保證蔬菜的增產增收，應該根據區域環境特點，推行“無公害”、“春提早、秋延后”的栽培模式，一般建議采取幾個措施：首先，堅持兩推廣模式；其次，實行輪作制，防止連作，以減輕病蟲害發生；再次，行間套種，增加復種指數；最后，堅持密植與立體種植，及時解決病蟲害問題，根據蔬菜病蟲害特點來選擇藥物，保證蔬菜質量可以達標。

3.3 防災減災種植的養地措施

3.3.1 推行輪作換茬制度

采用該種制度可以充分發揮出大棚土壤的營養作用，為此，可以將需磷多的蔬果類、需氮較多的蔬菜類與需鉀較多的莖菜類輪作，合理應用土壤中的各類營養成分。還可以將根淺的蔥蒜、黃瓜、白菜與根深的茄子、瓜果進行輪作，利用好養分。如果連續多年都是種植同一種類型的蔬菜，反而會加劇病蟲害的污染，如黃瓜白粉病、枯萎病等，對于后續的蔬菜種植是十分不利的，如果改種植其他類型的蔬果，可以改變病蟲的生活環境，實現養地目的。

3.3.2 休閑期空出地來歇茬

每年的七至八月份，是濱海一年中溫度最高的時候，有些菜農為了多收入那三五百元，一味地種植，結果常導致土壤過度疲勞，產出的蔬菜產量低，品質差。這豈不是撿了芝麻漏了西瓜，得不償失。夏季高溫期很難種出好菜，建議在蔬菜效益低的情況下拔園歇棚進行養地。

3.3.3 高溫悶棚

要一年一悶棚，并做到干悶與濕悶相結合。悶棚可結合溴甲烷熏蒸進行，經過溴甲烷熏蒸后的土壤如同煥發了青春，大棚墻壁、立柱以及土壤中的病蟲草害一掃而光，幾乎成了新棚。但是在這種土地上種植的蔬菜容易旺長，建議少施或不施氮肥。

3.3.4 補充有益菌肥

眾所周知，蔬菜重茬連作常使病原物逐步積累，土壤中也會因本科屬作物遺留毒害物質，而使下茬蔬菜生長發育受阻，抗病能力下降，所以換茬種植對防土傳病害，如爛根、死棵等多種病害是很重要的。如果換茬不成，則應在移栽前及早施用有益生物菌制劑。如激抗菌、龍珠生物菌肥等。以有益菌的繁衍防治好土傳病害，起到改土養地的作用。減少化肥施用，增施腐熟好的有機肥和生物肥，變大水漫灌為澆小水等都是養地的好辦法。

蔬菜大棚內較之露地具有明顯的弱光、增溫、高濕和低CO2等效應，蔬菜大棚內環境小氣候調控的常用措施有雙層膜覆蓋、草氈覆蓋、揭膜通風、人工噴淋等。濱海地區大棚蔬菜高效栽培的主要機理，是因塑料薄膜覆蓋可提高溫度，促進蔬菜生長發育，并使收獲期延長、產量增加和水分利用率提高。同時也可提高蔬菜品質，進而還可利用反季節蔬菜的價格優勢，實現高產、優質和高效。

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