設(shè)施甜瓜大棚光環(huán)境分布特征及變化規(guī)律研究

曹明　楊小鋒　張雪彬

摘要 為了解三亞地區(qū)設(shè)施甜瓜大棚內(nèi)光照強(qiáng)度分布特征，在SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚內(nèi)的水平和垂直方向設(shè)定16個觀測位點(diǎn)，在晴朗天氣情況下，監(jiān)測24 h內(nèi)可見光照度和紫外光照度分布特征及變化規(guī)律。結(jié)果表明，7：00開始監(jiān)測到可見光照，12：00達(dá)到最大，后逐漸下降，直至19：00降為0。在垂直方向上，從棚頂部向下逐漸降低；在水平方向上，表現(xiàn)為最中間位置光照弱，中間向兩端先增加后減弱。紫外光照與可見光照在一天內(nèi)分布特征及日變化規(guī)律相似。

關(guān)鍵詞 設(shè)施大棚；光環(huán)境 ；分布特征；變化規(guī)律

中圖分類號 S652；S627 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）16-0209-02

三亞市的設(shè)施大棚被稱為“天然溫室”中的溫室大棚，其目的不僅是為了提高或降低溫度，防雨和防蟲是另外2個重要原因[1]。經(jīng)過20多年的發(fā)展，三亞市設(shè)施大棚面積已達(dá)到1.2萬hm2，類型多樣，并已向?qū)I(yè)化發(fā)展[2]。光照狀況是是溫室大棚內(nèi)環(huán)境的主導(dǎo)因子，決定著光、溫、濕度等環(huán)境狀況[3-4]。光照是節(jié)能大棚獲取能量的唯一來源，直接決定大棚內(nèi)作物的生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)。因此，不論是優(yōu)化改造溫室大棚結(jié)構(gòu)提高溫室采光性能，還是開展光環(huán)境模擬研究，光環(huán)境特征及分布規(guī)律都至關(guān)重要[5-7]。

為了明確熱帶設(shè)施甜瓜大棚SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚棚內(nèi)光環(huán)境特征及變化規(guī)律，筆者進(jìn)行了不同方向和點(diǎn)位的觀測及分析，為甜瓜專用大棚進(jìn)一步優(yōu)化改造提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 時間和地點(diǎn)

試驗于2016年5月22日在三亞市熱帶設(shè)施農(nóng)業(yè)示范基地進(jìn)行，試驗當(dāng)天天氣晴朗。

1.2 大棚類型

選用SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚，大棚南北走向。棚型骨架規(guī)格如下：拱棚頂高H=3.2 m，跨度B=4.6 m，肩高h(yuǎn)=2.0 m，拱間距a=2.0 m，長度L=40 m。拱棚主要構(gòu)件選用C20鋼筋混凝土和碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A直縫電焊鋼管，頂部覆蓋清田007大棚膜，四周覆蓋40目防蟲網(wǎng)。

1.3 試驗作物

棚內(nèi)種植甜瓜品種為南海蜜，全生育期85 d左右，雌花開放到果實成熟45 d左右。單壟單行種植，行距1.10 m，株距0.45 m。

1.4 調(diào)查方法

在南海蜜甜瓜打頂后，于大棚中部位置懸掛TR-74Ui紫外/照度/溫度/濕度記錄儀。測定水平和垂直方向16個位點(diǎn)的可見光照度和紫外光照度數(shù)據(jù)。根據(jù)大棚結(jié)構(gòu)，水平方向設(shè)置10個位點(diǎn)，每個位點(diǎn)間隔0.5 m；垂直方向設(shè)置6個位點(diǎn)，每個位點(diǎn)間隔同樣為0.5 m。觀測位點(diǎn)設(shè)置如圖1所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 垂直方向不同部位可見光照強(qiáng)度分布規(guī)律

由圖2可知，SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚內(nèi)垂直方向上所有點(diǎn)位24 h內(nèi)可見光強(qiáng)度變化規(guī)律相似，均在7：00左右開始出現(xiàn)光照，在12：00達(dá)到最大，然后下降，直至19：00降為0。由于甜瓜植株的遮擋，不同位置光照強(qiáng)度有差異。12：00光照最強(qiáng)，表現(xiàn)為從棚頂部向下逐漸降低，并且差異較大。位點(diǎn)1最大（8.536×104 lx），位點(diǎn)5最小（0.384 9×104 lx）。光照大小順序為：位點(diǎn)1>位點(diǎn)2>位點(diǎn)3>位點(diǎn)4>位點(diǎn)6>位點(diǎn)5。位點(diǎn)5比位點(diǎn)6光照強(qiáng)度小是由于甜瓜葉片遮擋造成的。

2.2 垂直方向不同部位紫外光照強(qiáng)度分布規(guī)律

由圖3可知，三亞地區(qū)SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚內(nèi)在0：00—6：00時間段內(nèi)未檢測到紫外光。從7：00開始檢測到紫外光照，20：00以后，所有位點(diǎn)紫外光照度全部變?yōu)?。由此，一天當(dāng)中大棚植物接受紫外光照射的時間集中在7：00—19：00的12 h內(nèi)。并且先逐漸增強(qiáng)，在12：00達(dá)到最強(qiáng)，后逐漸降低。

而垂直方向上7：00—19：00時段的12 h內(nèi)不同部位紫外光強(qiáng)度存在差異。靠近拱棚頂部的4個位點(diǎn)（點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3、點(diǎn)4）在7：00最先接收到紫外光照，并且越靠近棚頂部紫外光照強(qiáng)度越強(qiáng)，在整個能檢測紫外光照的12 h內(nèi)，均保持同樣的趨勢。

2.3 水平方向不同部位可見光照強(qiáng)度分布規(guī)律

由圖4可知，水平方向上所有位點(diǎn)24 h內(nèi)可見光照度變化規(guī)律相似，均在7：00左右開始出現(xiàn)光照，在12：00—13：00光照強(qiáng)度達(dá)到最大，然后逐漸下降，直至19：00降為0。在可監(jiān)測到光照的時間段內(nèi)，不同位置光照強(qiáng)度有差異。在12：00光照最強(qiáng)。水平方向表現(xiàn)為最中間位置光照弱，中間向兩端先增加后減弱，并且差異較大。具體表現(xiàn)為：位點(diǎn)10（9.592×104 lx）和位點(diǎn)9（9.191×104 lx）最大，位點(diǎn)13其次，最小為位點(diǎn)11（4.031×104 lx）。可見光照度大小順序為：位點(diǎn)10>位點(diǎn)9>位點(diǎn)13>位點(diǎn)15>位點(diǎn)12>位點(diǎn)8>位點(diǎn)7>位點(diǎn)14>位點(diǎn)16>位點(diǎn)11。

2.4 水平方向不同部位紫外光照強(qiáng)度分布規(guī)律

從圖5可知，水平方向的紫外光照度分布特征與可見光照度分布規(guī)律相似。表現(xiàn)為在7：00—19：00時間段內(nèi)可監(jiān)測到，并且最大值出現(xiàn)在12：00。此時，紫外光照強(qiáng)度最大點(diǎn)位為位點(diǎn)10（1.829 μW/cm2），強(qiáng)度最小點(diǎn)位為位點(diǎn)15（0.017 μW/cm2）。紫外光照強(qiáng)度大小順序為：位點(diǎn)10>位點(diǎn)9>位點(diǎn)13>位點(diǎn)8>位點(diǎn)12>位點(diǎn)7、位點(diǎn)14>位點(diǎn)11>位點(diǎn)16>位點(diǎn)15。其中，位點(diǎn)15紫外照度很小（一直趨近于0），是由于被甜瓜葉片遮擋的緣故。

3 結(jié)論

經(jīng)過觀察分析，在三亞地區(qū)晴朗天氣狀況下，7：00開始監(jiān)測到可見光照，12：00光照強(qiáng)度達(dá)到最大，后逐漸下降，直至19：00降為0。在垂直方向上，從棚頂部向下逐漸降低；在水平方向上，表現(xiàn)為最中間位置光照弱，中間向兩端先增加后減弱。紫外光照與可見光照24 h內(nèi)分布特征及變化規(guī)律相似。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 周長吉.“天然溫室”中的溫室大棚：記海南三亞市的設(shè)施農(nóng)業(yè)[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（溫室園藝），2006，1（25）：12-15.

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