武漢市夏季鋼架大棚不同覆蓋材料對(duì)大棚小氣候影響

干昌林，孟翠麗，王 涵，陳 鑫，陸鵬程，方莎莎

（武漢農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，武漢 430040）

越夏蔬菜的栽培解決好降溫和防雨是生產(chǎn)的關(guān)鍵。高溫伴著強(qiáng)光照易引起蔬菜植株失水萎蔫、落花、果實(shí)灼燒，甚至座不住果、死棵等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。雨水流入大棚內(nèi)可引起爛根死苗。夏季撤去大棚四周“裙膜”，保留大棚頂部薄膜覆蓋可使植株減少風(fēng)吹雨打引起的機(jī)械性和生理性傷害；也可減少土壤板結(jié)，有利于作物根系生長。覆蓋遮陽網(wǎng)可起到降溫的作用，還可防治茄果類蔬菜果實(shí)日灼病。但由于大棚塑料膜封閉性強(qiáng)，棚內(nèi)溫度高、濕氣難以揮發(fā)，易導(dǎo)致蔬菜病害的發(fā)生和流行。唐麗［1］等研究了避雨栽培對(duì)番茄生長微環(huán)境及病害發(fā)生的影響，結(jié)果表明，避雨栽培條件下晴天對(duì)地溫，植株基部、中部氣溫有影響但不明顯，棚頂溫升高影響較大。張少平［2］等研究表明夏末秋初遮蓋50%～80%遮陽網(wǎng)，可顯著提高其產(chǎn)量。汪波［3］等系統(tǒng)分析了遮陽網(wǎng)覆蓋后溫度、光照度的變化特征，結(jié)果表明，外覆蓋降溫效果更好；遮陽網(wǎng)在晴天的遮光降溫效果明顯好于陰雨天氣。吳振海［4］等研究了遮陽網(wǎng)的小氣候效應(yīng)及其對(duì)蔬菜生長的影響。李式軍［5-11］等分析了遮陽網(wǎng)性能與夏白菜的覆蓋栽培技術(shù)研究。前人的研究均是針對(duì)單一采用遮陽網(wǎng)、遮雨技術(shù)，針對(duì)越夏蔬菜露地、遮雨、遮陽、遮雨+遮陽這四種模式的大棚小氣候特點(diǎn)做全面分析、比較還屬空白。因此，開展夏季鋼架大棚不同類型覆蓋材料對(duì)大棚小氣候影響的研究具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)觀測時(shí)間為2015年6月至8月。試驗(yàn)觀測地點(diǎn)位于武漢農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)基地。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理：處理1：空置鋼架大棚（露地模式），以下簡稱為A1；處理2：鋼架大棚頂上覆蓋遮陽網(wǎng)（遮陽網(wǎng)覆蓋模式），以下簡稱為A2；處理3：鋼架大棚頂上覆蓋流滴膜（避雨覆蓋模式），以下簡稱為A3；處理4：架大棚覆蓋流滴膜和遮陽網(wǎng) （避雨+遮陽網(wǎng)覆蓋），以下簡稱為A4。

1.2 方法

試驗(yàn)大棚：4個(gè)處理大棚按照統(tǒng)一的要求整理，大棚內(nèi)不種任何植作物，自動(dòng)觀測項(xiàng)目4個(gè)處理大棚中央1.5m高度的空氣溫度和濕度10cm、20cm土壤溫度，1小時(shí)／次，頻率1小時(shí)／次。

2 結(jié)果分析

本試驗(yàn)共設(shè)置了A1、A2、A3、A4處理，均采用頂部覆蓋方式。提取夏季典型晴天數(shù)據(jù)，分別各覆蓋模式下的大棚小氣候特征。

2.1 晴天天氣下棚內(nèi)氣溫變化

圖1為2015年夏季晴天條件下四種不同覆蓋方式下大棚內(nèi)平均氣溫的日變化。早晨6：00，大棚內(nèi)的溫度為一天中的最低值，隨著太陽輻射的增強(qiáng)，棚內(nèi)溫度逐漸上升，A1、A2、A4三種模式下棚內(nèi)氣溫變化趨勢基本一致，每小時(shí)上升1～2℃，但A1模式比A2、A4模式增溫稍快，棚內(nèi)溫度A1＞A4＞A2，于15：00達(dá)溫度最高值；15：00后，溫度開始降低，總體呈現(xiàn) A2＞A4＞A1，21：00 后，A2＞A1＞A4。 白天正午時(shí)段，有遮陽比無遮陽時(shí)的棚內(nèi)溫度低1.1℃左右，說明夏季高溫條件下采用一定的遮陽措施是必需的，但其他時(shí)段遮陽覆蓋對(duì)棚內(nèi)溫度無明顯影響。

A3模式處理下，6：00后棚內(nèi)溫度急劇上升，每小時(shí)上升2～4℃，于13：00達(dá)最高值41℃左右，后迅速下降，16：00后變化趨勢與其他三種覆蓋模式基本一致。

圖1 晴天不同覆蓋方式下大棚內(nèi)平均氣溫的日變化

2.2 晴天天氣下棚內(nèi)相對(duì)濕度變化

四種模式處理下，棚內(nèi)相對(duì)濕度（RH）的日變化如圖2所示。可以看出，RH日變化呈雙峰型，分別在早上06：00和晚上21：00達(dá)最大值，午后和傍晚最低，最高RH在85%～90%左右，最低RH在50%～55%左右。其中，A1、A2、A4三種模式下的RH無明顯差別，但A2模式下的RH在傍晚至夜間（16：00～06：00）更低。 A3模式下，早晨 06：00后棚內(nèi)相對(duì)濕度下降速率比另三種模式下降更快，13：00達(dá)最低值55%，午后開始上升。相比不同覆蓋模式對(duì)氣溫的影響，大棚覆蓋對(duì)RH的影響較小。

圖2 晴天不同覆蓋方式下大棚內(nèi)相對(duì)濕度日變化

2.3 晴天天氣下棚內(nèi)地溫變化

圖3、圖4為不同覆蓋方式下大棚內(nèi)10cm、20cm地溫的日變化。不難看出，各模式下10cm地溫和20cm地溫日變化趨勢大體相同：A2、A4覆蓋模式對(duì)地溫的影響很小，日最高和日最低值相差僅1℃左右；A1和A3覆蓋模式下地溫呈單峰型日變化，10cm地溫和 20cm地溫分別在下午 15：00和17：00 左右達(dá)最大值。 白天（08：00-17：00），四種覆蓋模式下（A1、A2、A3、A4）10cm 地溫平均每小時(shí)增溫 0.47℃、0.12℃、0.44℃、0.02℃，最大升溫幅度發(fā)生在上午 10：00，A3 增溫 1.13℃／h；20cm 地溫平均每小時(shí)變溫 0.18℃、0.03℃、0.25℃、-0.01℃。17：00 后隨著太陽輻射的減弱，地表溫度以長波形式向外輻射的量超過地表吸收的短波太陽輻射，地溫開始降低。隨著土壤深度增加，地溫日變化幅度趨于平穩(wěn)，土壤溫度變化滯后，這與土地越深，熱傳導(dǎo)所需時(shí)間越長這一事實(shí)是相符的。

綜合以上分析，晴天A2、A4覆蓋模式對(duì)高溫有一定的緩解作用，但對(duì)濕度影響不明顯，室外溫度越高，降溫效果越明顯，且晚上對(duì)大棚有保溫作用；A3覆蓋模式使棚內(nèi)氣溫過高而相對(duì)濕度降低，易造成作物失水過多萎蔫，因此不適用于晴天下采用。

圖3 晴天不同覆蓋方式下大棚內(nèi)10cm地溫日變化

圖4 晴天不同覆蓋方式下大棚內(nèi)20cm地溫日變化

3 小結(jié)

晴天條件下，中午氣溫最高時(shí)段遮陽網(wǎng)具一定的降低氣溫的效應(yīng)，但幅度不大；而遮雨覆蓋有明顯的增溫作用。相對(duì)濕度在中午高溫時(shí)段，遮雨、遮陽+遮雨兩種覆蓋方式下相對(duì)濕度與露地接近，遮雨覆蓋有增加相對(duì)濕度的作用。地溫的升高主要取決于接收的太陽輻射，因此遮雨覆蓋與露地地溫變化趨于一致，且午后最高時(shí)段遮雨較露地高，而遮陽與遮陽+遮雨覆蓋由于遮陽網(wǎng)阻擋了大部分太陽直接輻射到地面，地溫日變化比較平緩，說明遮陽網(wǎng)具有極顯著的降低地溫的作用。因此，在高溫天氣下，遮陽網(wǎng)覆蓋能提供較為適宜的地溫環(huán)境，保持根系正常活力。

［1］唐麗，王海娥，李小玲，等.避雨栽培對(duì)番茄生長微環(huán)境及病害發(fā)生的影響 ［J］. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，25（6）：2021-2025.

［2］張少平，賴正鋒，吳水金等.紫背天葵越夏高產(chǎn)栽培研究［J］.中國園藝文摘.2012，12：34-35.

［3］汪波，劉建，李波，等.夏季遮陽網(wǎng)覆蓋對(duì)塑料薄膜大棚小氣候的影響 ［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43 （10）：479-483.

［4］吳振海，陳家金，徐宗煥.遮陽網(wǎng)的小氣候效應(yīng)及其對(duì)蔬菜生長的影響.福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，30 （2）：185-190.

［5］李式軍，凌麗娟，姚禾芬，等.遮陽網(wǎng)性能與夏白菜的覆蓋栽培技術(shù)研究，農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).1995，11（4）：112-116.

［6］蘇永秀，李政.GIS支持下的芒果種植農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃［J］.廣西氣象，2002，23（1）：46-48.

［7］浦吉存，方黎明.曲靖烤煙氣候與煙葉品質(zhì)的關(guān)系［J］.氣象研究與應(yīng)用，2012，32（S1）：206-209.

［8］杜樹成，何如，蘇志.災(zāi)害性天氣對(duì)風(fēng)電場的影響與對(duì)策研究［J］.氣象研究與應(yīng)用，2013，34（S2）；120-122.

［9］孫小龍，蘇志，何如，等.富川地區(qū)風(fēng)能資源分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2012，33（3）：25-28.

［10］鐘曉云，李敬源，葉瑜，等.蒼梧縣砂糖桔種植氣候區(qū)劃［J］.氣象研究與應(yīng)用，2013，34（4）：57-60.

［11］陳惠，岳輝英.福建省茶樹生長的氣候適應(yīng)性 ［J］.氣象研究與應(yīng)用，2005，26（S1）：16-18.