設施甜瓜大棚光環境分布特征及變化規律研究

曹明　楊小鋒　張雪彬

摘要 為了解三亞地區設施甜瓜大棚內光照強度分布特征，在SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚內的水平和垂直方向設定16個觀測位點，在晴朗天氣情況下，監測24 h內可見光照度和紫外光照度分布特征及變化規律。結果表明，7：00開始監測到可見光照，12：00達到最大，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分布特征及日變化規律相似。

關鍵詞 設施大棚；光環境 ；分布特征；變化規律

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

三亞市的設施大棚被稱為“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]。經過20多年的發展，三亞市設施大棚面積已達到1.2萬hm2，類型多樣，并已向專業化發展[2]。光照狀況是是溫室大棚內環境的主導因子，決定著光、溫、濕度等環境狀況[3-4]。光照是節能大棚獲取能量的唯一來源，直接決定大棚內作物的生長發育及產量品質。因此，不論是優化改造溫室大棚結構提高溫室采光性能，還是開展光環境模擬研究，光環境特征及分布規律都至關重要[5-7]。

為了明確熱帶設施甜瓜大棚SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚棚內光環境特征及變化規律，筆者進行了不同方向和點位的觀測及分析，為甜瓜專用大棚進一步優化改造提供依據。

1 材料與方法

1.1 時間和地點

試驗于2016年5月22日在三亞市熱帶設施農業示范基地進行，試驗當天天氣晴朗。

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。棚型骨架規格如下：拱棚頂高H=3.2 m，跨度B=4.6 m，肩高h=2.0 m，拱間距a=2.0 m，長度L=40 m。拱棚主要構件選用C20鋼筋混凝土和碳素結構鋼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。

1.3 試驗作物

棚內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個位點的可見光照度和紫外光照度數據。根據大棚結構，水平方向設置10個位點，每個位點間隔0.5 m；垂直方向設置6個位點，每個位點間隔同樣為0.5 m。觀測位點設置如圖1所示。

2 結果與分析

2.1 垂直方向不同部位可見光照強度分布規律

由圖2可知，SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚內垂直方向上所有點位24 h內可見光強度變化規律相似，均在7：00左右開始出現光照，在12：00達到最大，然后下降，直至19：00降為0。由于甜瓜植株的遮擋，不同位置光照強度有差異。12：00光照最強，表現為從棚頂部向下逐漸降低，并且差異較大。位點1最大（8.536×104 lx），位點5最小（0.384 9×104 lx）。光照大小順序為：位點1>位點2>位點3>位點4>位點6>位點5。位點5比位點6光照強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度分布規律

由圖3可知，三亞地區SNGG-462Z型水泥立柱鍍鋅管連棟拱棚內在0：00—6：00時間段內未檢測到紫外光。從7：00開始檢測到紫外光照，20：00以后，所有位點紫外光照度全部變為0。由此，一天當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。并且先逐漸增強，在12：00達到最強，后逐漸降低。

而垂直方向上7：00—19：00時段的12 h內不同部位紫外光強度存在差異。靠近拱棚頂部的4個位點（點1、點2、點3、點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度越強，在整個能檢測紫外光照的12 h內，均保持同樣的趨勢。

2.3 水平方向不同部位可見光照強度分布規律

由圖4可知，水平方向上所有位點24 h內可見光照度變化規律相似，均在7：00左右開始出現光照，在12：00—13：00光照強度達到最大，然后逐漸下降，直至19：00降為0。在可監測到光照的時間段內，不同位置光照強度有差異。在12：00光照最強。水平方向表現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。具體表現為：位點10（9.592×104 lx）和位點9（9.191×104 lx）最大，位點13其次，最小為位點11（4.031×104 lx）。可見光照度大小順序為：位點10>位點9>位點13>位點15>位點12>位點8>位點7>位點14>位點16>位點11。

2.4 水平方向不同部位紫外光照強度分布規律

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律相似。表現為在7：00—19：00時間段內可監測到，并且最大值出現在12：00。此時，紫外光照強度最大點位為位點10（1.829 μW/cm2），強度最小點位為位點15（0.017 μW/cm2）。紫外光照強度大小順序為：位點10>位點9>位點13>位點8>位點12>位點7、位點14>位點11>位點16>位點15。其中，位點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 結論

經過觀察分析，在三亞地區晴朗天氣狀況下，7：00開始監測到可見光照，12：00光照強度達到最大，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內分布特征及變化規律相似。

4 參考文獻

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

[2] 肖日新，馮學杰，鄧長智，等.海南省瓜菜設施大棚發展的幾點思考[J].熱帶農業工程，2014，10（38）：35-38.

[3] 王靜，崔慶法，林茂茲.不同結構日光溫室光環境及補光研究[J].農業工程學報，2002，18（4）：86-89.

[4] 王宏麗，李凱.節能日光溫室的發展現狀與存在問題[J].西北農業大學學報，2000，28（4）：108-112.

[5] 董吉林，李亞靈，溫祥珍.溫室光環境模擬模型及結構參數設計系統[J].山西農業大學學報，2003，23（3）：252-255.

[6] 宋希強，彭春生.新型節能日光溫室光環境動態模擬及其數值實驗[J].海南師范學院學報，2001，14（2）：48-50.

[7] 李春花，金光勛.延邊地區日光溫室部分最佳設計參數的分析[J].延邊大學農學學報，2003，25（4）：268-272.endprint