2種防雨棚對空氣溫濕度及周年蔬菜生長的影響

陳麗娜 陳石 杜彩嫻 莊華才 呂順 高芳云 李洪波

摘 要 為了探明不同覆蓋方式防雨棚對空氣溫、濕度及周年蔬菜生長的影響，分別在“防雨棚（四周空）”、“防雨棚+網（四周覆蓋防蟲網）”和“露地”輪作“菜心-菜心-番茄/辣椒”，并利用溫濕度記錄儀監測全年的氣溫及空氣相對濕度。結果表明，全年白天“防雨棚”和“防雨棚+網”的氣溫稍高于“露地”，但平均最高氣溫的差異不超過3 ℃。全年白天“防雨棚”的空氣相對濕度最高、“防雨棚+網”與“露地”接近或更低。全年保持40%～80%空氣相對濕度的時長比例，“防雨棚”、“防雨棚+網”和“露地”依次為50.4%、38.6%和43.3%。在蔬菜生產中，“防雨棚”顯著增加菜心產量，增產33.0%～57.5%，減少蟲害發生；“防雨棚+網”菜心產量介于“防雨棚”和“露地”之間，差異不顯著，但防蟲效果突出且穩定，蟲葉率在7%以下，蟲情指數在2以下。“防雨棚”、“防雨棚+網”減少番茄死苗率64%以上，增加番茄產量近3倍，提高辣椒產量近1倍。因此，“防雨棚”和“防雨棚+網”周年空氣溫、濕度環境適宜華南地區蔬菜生長，“菜心-菜心-番茄/辣椒”的周年輪作模式適宜在“防雨棚”和“防雨棚+網”推廣。

關鍵詞 防雨棚；氣溫；空氣相對濕度；菜心；番茄；辣椒；產量

中圖分類號 S626.4 文獻標識碼 A

Abstract The effects of temperature， humidity as well as vegetable growth under 2 types of rain proof cover annually were studied. Cropping twice with Chinese flowering cabbage and then tomato/pepper under three treatments rain proof cover with empty around（RPC）， insect proof net around（RPC+IPN）， the outside， at the same time monitor temperature and humidity was used. The results showed that temperature in RPC and RPC+IPN was higher than the outside in the daytime yearly， but differences less than 3 ℃. The average relative humidity of RPC was the highest， while the RPC+IPN was close or lower to outside in the daytime yearly. The length ratio of relative humidity among 40%-80% under the three treatments was 50.4%（RPC）， 38.6%（RPC+IPN）， 43.3%（outside）， respectively. RPC significantly increased Chinese flowering cabbage yield（by 33.0%-57.5%）， as well decreased insects. RPC+IPN increased Chinese flowering cabbage yield without significant difference to RPC and the outside. The insect proof of RPC+IPN was outstanding， the insect leaves rate was lower than 7% and the pest index was lower than 2. Tomato death seedling rate of RPC and RPC+IPN decreased 64%， tomato yield increased by 3 times and pepper yield nearly doubled. The temperature and relative humidity fit for vegetable growth in south China， and the vegetable rotation pattern in the experiment is suitable to promote in RPC and RPC+IPN.

Key words rain proof cover； air temperature； relative humidity； Chinese flowering cabbage； tomato； pepper； yield

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.03.017

設施農業是我國現代農業發展的重要標志，是推動農業科技與傳統農業結合、帶動農業轉型升級的最直接表現形式[1]。防雨棚和防蟲網棚設施簡易，造價較溫室大棚低，回報率高，群眾接受程度高，是適合華南地區蔬菜栽培的特色大棚[2]。防蟲網對蔬菜生長的影響[3-4]、病害[5]和蟲害[6]的防控、溫濕度監測[7]和模擬[8]等均已有研究報道。前期研究了夏季防雨棚對溫濕度及菜心生長的影響[2，9]，但防雨棚的周年栽培尚未見相關報道。

設施內溫度和濕度受外界環境影響，但與外界環境不同[10-11]，設施內溫濕度影響蔬菜生長及病蟲害發生，且隨設施結構調整而變化[12]。廣東地區“長夏無冬，秋去春來”的氣候特點[13]，正適合防雨棚的推廣應用。生產上人們為了減少蟲害的發生，在防雨棚的四周覆蓋防蟲網。防雨棚四周蓋網與否對棚內溫濕度及蔬菜生長的差異影響未見報道。本研究比較了防雨棚、防雨棚+網和露地在四季、晴天、雨天、低溫天、高溫天的空氣溫濕度差異，并依菜心-菜心-番茄的輪作模式進行蔬菜周年生產，分析了蔬菜產量和病蟲害的差異，以期為防雨棚設施優化、防雨棚蔬菜周年生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 栽培設施

供試栽培設施包括：（1）防雨棚：長45 m，寬5.4 m，肩高2.2 m，鋼架結構，頂部用塑料薄膜覆蓋，四周通風；（2）防雨棚+網：長45 m，寬5.4 m，肩高2.2 m，鋼架結構，頂部覆蓋塑料薄膜，四周覆蓋60目防蟲網。

1.2 方法

2013年3月～2014年2月，在東莞市香蕉蔬菜研究所蔬菜基地同一地塊進行試驗。試驗設3處理：（1）防雨棚；（2）防雨棚+網；（3）露地。2013年3月1日，將機械式溫濕度記錄儀（ZDR-20）放入3個處理試驗田中央，儀器放于離地約1.2 m高的支架上，連續觀測氣溫和空氣相對濕度，設置每1 h自動讀數。比較3個處理在四季、晴天、雨天、低溫天、高溫天的平均氣溫和平均相對濕度的變化規律。不同天氣的劃分：A、春季：3月～5月；B、夏季：6月～8月；C、秋季：9月～11月；D、冬季：12月～次年2月；E、晴天：連續晴天的2013年10月2日～10月6日；F、雨天：連續雨天的2013年8月22日～8月25日；G：高溫天：最高氣溫在35 ℃以上的2013年5月28日～6月3日；H：低溫天，日最低氣溫在5 ℃以下的2013年12月28日～2014年1月2日。氣溫和相對濕度日變化值為各觀測日的平均值。

試驗期間3個處理分別進行蔬菜周年栽培試驗：2013年4月20日～5月15日種植碧綠粗苔菜心（Brassica rapa syn. Campestris L. spp. chinensis var. utilis Tsen et Lee，廣東省農業科學院蔬菜研究所供種），2013年7月5日～7月30日種植碧綠粗苔菜心，2013年8月10日～2014年2月7日同時種植紅妃大番茄（Lycopersicum esculentum Mill.，濟南魯青種苗有限公司）和寒青嬌美辣椒（Capsicum frutescens L.，山東科豐種業有限公司供種）。每個處理設置3個重復，菜心撒播種植（300 g/666.7 m2用種量），番茄和辣椒雙行定植（32株/小區）。

菜心測定成苗數、單株重、最大葉片SPAD值、產量、蟲葉數、葉片被害等級[蟲葉率=蟲葉數/總葉片數×100%），蟲情指數=∑（被害等級×該等級的葉片數）/（調查葉片總數×5）×100[14]]。番茄、辣椒第1次采收測量果實長寬、單果重、按果實成熟分批統計產量，最后一次采收統計死苗率（死苗率=死苗株數/總株數×100%）、株高、開展度。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel軟件進行數據預處理，用 SPSS10.0 for windows軟件進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 2種防雨棚內不同天氣的氣溫日變化

如圖1所示，在春（圖1-A）、夏（圖1-B）、秋（圖1-C）、冬（圖1-D）季節，防雨棚和防雨棚+網的氣溫變化曲線幾乎重合，平均最高氣溫較露地提高1.4～2.7 ℃，棚內升溫較露地提早1 h，到達最高氣溫的時間也提早1 h。

在晴天（圖1-E）、雨天（圖1-F）、低溫天（圖1-H），防雨棚、防雨棚+網的氣溫變化曲線幾乎重合，且二者白天（8 ： 00～16 ： 00）的氣溫均比露地高，平均日最高氣溫較露地高2～3 ℃。在雨天（圖1-F），白天氣溫較低且波峰不明顯，9 ： 00～15 ： 00之間防雨棚和防雨棚+網的平均氣溫平穩在31～32 ℃。在高溫天（圖1-G），防雨棚白天（8 ： 00～16 ： 00）平均氣溫（36.6 ℃）稍高于露地（36.1 ℃），但防雨棚+網（38.4 ℃）比防雨棚高近2 ℃。

2.2 2種防雨棚內不同天氣的空氣相對濕度日變化

如圖2所示，空氣相對濕度的日變化規律與氣溫不同，3個處理差異較大。在4個季節（圖2-A、B、C、D），防雨棚白天（6 ： 00～18 ： 00）的空氣相對濕度均高于防雨棚+網和露地，即使在干旱的秋冬季（圖2-C、D），防雨棚的最低空氣相對濕度仍在40%以上。在4個季節（圖2-A、B、C、D），防雨棚+網的平均最高空氣相對濕度最大，平均最低空氣相對濕度小，空氣相對濕度的日變化值介于42.3%～51.1%之間，均大于防雨棚和露地。但防雨棚+網下午空氣相對濕度上升較露地快。防雨棚+網空氣相對濕度的日變化規律可能與四周防蟲網有關，白天氣溫上升快，棚內水氣上升至棚頂，因防蟲網阻隔水氣與外界交換慢，導致觀測點濕度相對低，下午溫度下降后濕度迅速上升。

晴天（圖2-E）和高溫天（圖2-G）的空氣相對濕度變化規律相似：在白天（8 ： 00～18 ： 00），防雨棚空氣相對濕度較防雨棚+網和露地高，防雨棚最低空氣相對濕度均在37%以上；然而，防雨棚+網和露地空氣相對濕度低于40%的時長均超過5 h。在連續降雨天（圖2-F），空氣相對濕度呈近直線分布，防雨棚與露地的值介于68%～72%，防雨棚+網的值僅44%～59%。在連續低溫季節（圖2-H），三者的空氣相對濕度日變化曲線幾乎重合，差異小。

作物進行光合作用要求有適宜的空氣相對濕度，多數蔬菜光合作用的適宜空氣相對濕度為60%～80%，當空氣相對濕度低于40%或高于90%時，光合作用都會受到抑制[15]。從表1可知，在全年監測的5 552 h里，防雨棚、防雨棚+網、露地的空氣相對濕度在40%～80%的時間（及比例）依次為：2 797 h（50.4%）、2 145 h（38.6%）、2 402 h（43.3%）。在不利于蔬菜生長的空氣相對濕度區域≤40% 和≥90%，防雨棚、防雨棚+網、露地占的時間比例依次為：22.1%、45.9%、41.4%。綜合而言，防雨棚內的空氣相對濕度較適宜蔬菜生長。

2.3 2種防雨棚對春夏菜心生長的影響

從表2可知，在5月和7月，防雨棚內菜心產量均顯著高于露地（p<0.05），增產33.0%～57.5%；防雨棚+網的菜心產量介于防雨棚和露地之間，與二者均無顯著差異（p>0.05）。從單株重看，5月，防雨棚+網顯著高于露地（p<0.05），7月，處理間無顯著差異（p>0.05）。從成苗數看，5月，處理間差異不顯著（p>0.05），7月，防雨棚顯著高于露地（p<0.05）。成苗數受播種時期雨水和出苗期黃曲條跳甲危害影響，防雨棚優勢明顯。露地的SPAD值均顯著高于防雨棚和防雨棚+網（p<0.05）。

從表3可知，5月，黃曲條跳甲和小菜蛾發生嚴重，防雨棚和防雨棚+網的防蟲效果顯著，蟲葉率和蟲情指數均顯著低于露地（p<0.05）。7月，防雨棚的蟲葉率和蟲情指數較露地低，但差異不顯著（p>0.05），防雨棚+網的蟲葉率和蟲情指數顯著低于露地（p<0.05）。綜合而言，防雨棚+網的防蟲效果突出且防效穩定。

2.4 2種防雨棚覆蓋對秋冬番茄和辣椒生長的影響

從表4可知，與露地相比，防雨棚、防雨棚+網增加秋冬季番茄產量3倍以上（p<0.05）。從11月28日至次年2月7日，番茄分10次采收。防雨棚、防雨棚+網的產量在全采收期均衡分布，露地番茄產量前期高，后期低，供應不均衡。在相同澆灌情況下，防雨棚和防雨棚+網的番茄果實著色均勻，無裂果，露地番茄裂果嚴重，商品果極少。株高由高至低依次為：防雨棚+網>防雨棚>露地，差異均顯著（p<0.05）。防雨棚、防雨棚+網可減少雨水傳播的青枯病或枯萎病發生，減少死苗率64%以上（p<0.05）。在單果重、果實長和寬方面，防雨棚+網顯著小于防雨棚和露地（p<0.05），防雨棚和露地差異不顯著（p>0.05）。

從表5可知，防雨棚、防雨棚+網提高秋冬辣椒的產量1倍左右（p<0.05）。在株高和開展度上，防雨棚、防雨棚+網均顯著大于露地（p<0.05）。三者的果實長和寬無顯著差異（p>0.05）。防雨棚辣椒單果重顯著高于露地（p<0.05）。從11月5日～次年2月7日，辣椒共采收8次，防雨棚、防雨棚+網的產量較均衡分布，但露地的產量主要集中在前期，后期可能因溫度低，產量少且果小。

3 討論

前期研究表明，夏季防雨棚內外日平均氣溫差異小[9]。本研究發現，防雨棚和防雨棚/網兩種防雨棚四周通風透氣，克服傳統塑料大棚增溫超10 ℃[7]的缺點，在夏季其平均最高氣溫僅高出露地3 ℃，這與此前的研究結果相符。

穩定的空氣相對濕度保障了防雨棚周年蔬菜的高產穩產。任鶴麒等[16]研究表明，棚內平均相對濕度小于30%或大于80%時，對番茄果實的迅速膨大極為不利。曹晉軍[17]和薛義霞[18]的研究表明，在高溫脅迫下，高的空氣濕度（75%±5%）能促進番茄同化產物的生產，減輕光合“午休”，有效降低高溫危害，提高番茄坐果率。防雨棚內50.4%的時間里，空氣相對濕度在適宜蔬菜生長的40%～80%，遠高于防雨棚+網和露地。防雨棚全年的蔬菜產量（包括菜心、番茄、辣椒）均高于防雨棚+網、露地。防雨棚+網的空氣相對濕度日變化波動大，這一變化規律與防蟲網棚相似，產量也與防蟲網棚相似，稍低于防雨棚[9]。

防雨棚+網顯著降低蟲害發生率。前期研究表明防雨棚、防雨棚+網在減少農藥使用量的情況下可保持較低的菜心蟲害率，且防雨棚+網的效果更佳[19]。菜心蟲害主要為黃曲條跳甲和小菜蛾，本研究5月露地菜心的蟲葉率達99.5%，與黃曲條跳甲春季高發有關[20]。高澤正等[21]研究表明，黃曲條跳甲成蟲擴散與風有一定的相關性（p<0.05），但與濕度相關性不顯著（p>0.05）。防雨棚顯著降低菜心的蟲葉率和蟲情指數，這可能與防雨棚阻礙風對成蟲的傳播有關。防雨棚+網在5月和7月均能使蔬菜保持較低的蟲害，這受益于四周防蟲網的隔離。防雨棚+網防蟲效果突出，是綠色蔬菜生產的有利設施，但其濕度波動大影響產量，因此，在今后的研究中仍需繼續探索穩定棚內濕度的改良方法。

在夏季，防雨棚和防雨棚+網避雨且不顯著增加溫度，可有效緩解露地因暴雨高溫無法生產葉菜的困境，適宜華南地區葉菜生長，在秋冬季也可防止了番茄因水分供應不均衡造成的著色不均和裂果。因此，防雨棚、防雨棚+網在華南地區蔬菜的周年生產中均有優勢，可避免設施的季節性閑置。此外，從蔬菜產量、病蟲害情況看，菜心-菜心-番茄/辣椒的周年輪作模式適合華南地區防雨棚和防雨棚+網中推廣。

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