低溫寡照天氣對日光溫室蔬菜生長的影響分析

于紅 黎貞發 張昆 陳思寧 陳麗麗 李鑫

摘要：為掌握低溫寡照天氣對日光溫室蔬菜生產的影響及有效應對措施，選擇天津市武清區3類主要生產型日光溫室進行調研及數據統計分析。結果表明，低溫寡照天氣過程中高標準節能日光溫室內氣象條件優于二代節能日光溫室，簡易磚墻日光溫室內氣象條件最差;3類日光溫室內最低氣溫出現時間均較室外落后1～2 d;3 d內低溫寡照過程對日光溫室生產影響不明顯，但4 d及以上低溫寡照則需注意管理，積極采取必要措施，以降低損失。天津市二代節能日光溫室種植果菜存在災損風險，但葉菜種植可適當考慮降低溫室結構投入及管理成本。

關鍵詞：日光溫室;低溫寡照;影響差異;管理措施

中圖分類號：S42;S626? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）17-0074-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.019? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： In order to analysis the effect of low temperature and sparse sunlight on the vegetable growth and effective response in solar greenhouse， the three main types of solar greenhouse were selected to research and statistical analysis in Wuqing district of Tianjin city. The results show that the meteorological conditions of high standard solar greenhouse are better than that of the second-generation solar greenhouse， and that of the simple solar greenhouse are the worst. The lowest temperature in solar greenhouses appears 1 to 2 days later than the outside lowest temperature occurs. The process of low-temperature and sparse sunlight within 3 days has no obvious influence on the production of solar greenhouse， but if the process is more than 4 days， necessary manager measures should be taken to reduce the loss. In addition， in second-generation solar greenhouse， it is risky to grow fruits vegetables in winter， producers can consider to planting leaf vegetables to reduce greenhouse structure investment and management cost.

Key words： solar greenhouse; low temperature and sparse sunlight; variance impact; management measures

天津市設施農業發展迅速，以蔬菜為主的設施生產面積不斷增加，截至2016年，設施蔬菜種植面積達3.44萬hm2。設施農業的發展有效地促進了農民增收和農業增效，為市場平抑物價、保障供應發揮了重要作用[1-4]。但天津市90%的設施蔬菜生產缺少必要的補光設施，同時也缺少設施農業專業氣象評估、預警等精細化防災避險服務[5]。溫室生產極易受低溫寡照災害影響。武清區是天津市寡照天氣較為嚴重的農業生產區。其設施蔬菜種植面積為1.2萬hm2，是京津區域重要蔬菜供應基地，日光溫室是其主要生產類型。據統計，近30年武清區霧以及霾的發生次數明顯增加，其中以11—12月發生次數最多，其次為10月、1月、2月，該時間正是秋冬茬及冬春茬蔬菜生育階段，極易造成蔬菜生育緩慢、病害多發等不利影響。目前，針對設施蔬菜低溫寡照災害的研究主要集中在低溫寡照災害發生規律[6，7];低溫寡照對蔬菜生理影響及增溫保溫措施[8，9];低溫寡照災害指標及風險分析[10]。上述研究多基于人工氣候室溫光控制試驗角度分析，忽略了實際生產上溫室結構、農事管理等差異造成的影響，這與實際低溫寡照過程存在一定的差異。另外，研究也缺少低溫寡照天氣不同溫室類型防御差異及管理臨界閾值分析。為充分了解低溫寡照災害過程對不同類型日光溫室抗逆差異，掌握低溫寡照天氣過程預防管理臨界閾值，該研究選取天津市武清區典型低溫寡照過程，對3類主要種植溫室進行現場調研及數據分析。

1? 材料與方法

1.1? 研究溫室結構參數

選擇天津市武清區西部黃花店鎮甄營村溫室蔬菜生產區、北部高村鎮北國之春園區以及東部梅廠鎮曙春蔬果合作社3個日光溫室蔬菜生產園區為調研對象，3點可較好地代表天津市生產型日光溫室結構水平及管理水平。3個日光溫室代表類型依次為簡易磚墻日光溫室、二代節能日光溫室、高標準節能日光溫室，結構參數見表1。

1.2? 氣象條件監測方法

3類日光溫室中間位置各安裝CAWS2000型溫室小氣候觀測站1套，對溫室內小氣候條件進行實時監測。監測要素為1.5 m空氣溫度、空氣濕度;1.8 m光照度;10 cm土壤溫度。監測數據每10 min采集1次，實時傳輸存儲，3類溫室外氣象條件以所在區域自動站監測數據進行統計分析。

1.3? 現場調研方法

選取天津市武清區2016年12月16—22日低溫寡照過程，該過程是2016年持續時間最長、影響最大的低溫寡照過程。2016年12月30日至2017年1月3日對3類日光溫室結構差異、園區管理差異、人工干預差異、災害損失差異開展實地測量及調研，并對低溫寡照過程3類溫室戶外氣象條件、溫室內小氣候條件進行數據分析。

2? 結果與分析

2.1? 低溫寡照過程戶外氣象條件分析

2016年12月16—22日受靜穩氣象條件影響，天津市武清區出現持續性霧以及霾天氣過程，造成日光溫室低溫寡照災害發生。其中，17—21日連續5 d寡照，日照時間為0.0～2.2 h/d;18—20日出現能見度為33 m的特強濃霧。22日午后冷空氣過境，霧以及霾過程逐漸減弱消散。

天津市武清區黃花店鎮、高村鎮、梅廠鎮平均氣溫受霧及霾天氣影響明顯，16—19日氣溫持續降低，黃花店鎮氣溫降至-3.33 ℃，高村鎮降至-3.65 ℃、梅廠鎮降至-2.97 ℃，19—22日因空氣濕度近飽和，輻射降溫不明顯，且大氣層結穩定，氣溫回升至1.1 ℃。此過程3地之間溫差為0.5～2.8 ℃，高村鎮平均氣溫最低，黃花店鎮、梅廠鎮差異不大，具體見圖1。

2.2? 低溫寡照過程3類日光溫室保溫處理及管理差異分析

3類日光溫室低溫寡照過程保溫處理及管理差異較大。簡易磚墻日光溫室結構相對簡單，保溫措施少，后墻外部張貼塑料膜，主要用于防雨，缺少保溫性，溫室密閉性較差，每天通風2.0 h，見光3.0 h;二代節能日光溫室密閉性較好，熱量損失較大的后墻、后屋面均采用苯板進行外保溫處理，溫室前屋面外側配有0.6 m×0.6 m防寒溝，溝內填充馬糞，低溫寡照災害發生期間在溫室前屋面及門口處使用雙模進行保溫，管理相對仔細，每天通風1.5 h，見光3.5 h;高標準節能日光溫室后屋面、后墻均進行外保溫處理，后墻內部張掛返光幕，改善光照條件，利用補光燈進行24 h補光管理，采用無土栽培技術，膜下滴灌，寡照過程較早揭保溫被，每天通風0.5 h，見光5.5 h。詳細情況見表2。

2.3? 低溫寡照過程3類日光溫室小氣候條件差異分析

2.3.1? 3類日光溫室內日平均氣溫差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室內平均氣溫均呈下降趨勢，22日寡照過程結束，溫室氣溫呈回升勢態。由圖2可知，簡易磚墻日光溫室及高標準節能日光溫室內溫度在低溫寡照3 d內下降不明顯，第四天溫度明顯降低，24 h降溫幅度分別為2.39、2.35 ℃;二代節能日光溫室溫度在寡照第二天即明顯下降，24 h降溫幅度為2.40 ℃，但二代節能日光溫室寡照3～4 d溫室內溫度下降緩慢。3類溫室內最低氣溫出現時間較室外氣溫落后1～2 d。綜合溫度條件為高標準節能日光溫室內氣溫條件相對最高，二代節能日光溫室次之，簡易磚墻日光溫室最差。

2.3.2? 3類日光溫室內相對濕度差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室內空氣相對濕度均維持80%以上高濕水平（圖3），濕度條件不利于溫室蔬菜生產。低溫寡照第四天開始，3類溫室內相對濕度接近飽和。22日相對濕度有所降低。簡易磚墻日光溫室因通風時間長，空氣濕度條件優于高標準節能日光溫室，二代節能日光溫室濕度條件最差。

2.3.3? 3類日光溫室內最大光照度差異分析? 3類日光溫室光照度受低溫寡照過程影響明顯。15日晴好天氣下簡易磚墻日光溫室、二代節能日光溫室、高標準節能日光溫室內光照度分別為7 350、18 409、21 436 lx;低溫寡照過程光照度不足正常天氣的50%，20日光照度達到最低，簡易磚墻日光溫室、二代節能日光溫室、高標準節能日光溫室內光照度分別僅為817、1 702、920 lx。綜合光照條件為高標準節能日光溫室光照條件相對優于二代節能日光溫室，簡易磚墻日光溫室光照條件最差，具體見圖4。

2.3.4? 3類日光溫室內土壤溫度差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室10 cm土層溫度雖稍有降低趨勢，但趨勢變化緩慢，低溫寡照第四天開始下降稍明顯，最低溫度出現在20—21日，此次過程對地溫影響不明顯。綜合土壤溫度條件為高標準節能日光溫室地溫相對優于二代節能日光溫室，簡易磚墻日光溫室最差，最多可相差7.5 ℃，具體見圖5。

2.4? 低溫寡照過程3類日光溫室災害損失差異分析

簡易磚墻日光溫室種植茬口為秋冬芹菜、春夏番茄，溫室芹菜對溫度要求較低，雖然溫室中溫度、光照、空氣濕度等氣象條件較差，但未影響芹菜的正常生長，同時也未造成明顯凍害及病害，低溫寡照對其影響最小;二代節能日光溫室種植茬口為秋冬黃花、春夏番茄，黃瓜因低溫、高濕、低光照環境，造成嚴重霜霉病、白粉病病害發生，黃瓜較往年提前一個月拉秧，黃瓜產量受到了明顯影響，低溫寡照過程對其影響最大;高標準節能日光溫室全年種植草莓，此次過程草莓正值開花期，不利的氣象條件降低了草莓的開花坐果率，因濕度較大，花藥不能正常開裂，溫度偏低，授粉受到影響，同時增加了草莓的畸形果率，草莓葉片出現灰霉病，發病率平均為5.7%，但如后期氣象條件適宜、管理得當，仍具有一定的恢復性，低溫寡照對其影響居中。

3? 結論及管理建議

3.1? 結論

調研地點是天津市主要生產型日光溫室，種植作物具有一定的覆蓋面積，管理上可較好反映天津市3種管理水平。因此，調研結果具有較好的代表性。

低溫寡照天氣過程日光溫室內氣象條件為高標準節能日光溫室優于二代節能日光溫室，簡易磚墻日光溫室內氣象條件最差。低溫寡照日光溫室內最低氣溫出現時間較室外氣溫落后1～2 d。根據溫室內溫度、空氣濕度、土壤溫度條件可知，低溫寡照3 d對日光溫室生產影響不大，但4 d及以上不利影響開始顯現。

簡易磚墻日光溫室結構低矮，保溫性、密閉性均較差，但因種植作物為芹菜，對溫室內氣象條件要求較低，即便管理不足，依然未受明顯影響。因此，對于芹菜等蔬菜種植，可適當考慮降低結構投入及管理成本。二代節能日光溫室結構進行了優化，采光效果提升，在后屋面及后墻保溫性均重點進行了處理，保溫措施良好，管理相對仔細，但黃瓜依然出現較為嚴重的寡照災害，說明在二代節能日光溫室中種植果菜存在一定的風險。高標準節能日光溫室保溫性、密閉性方面均較好，此外還進行24 h補光措施，且利用張掛反光幕提高光照條件，并通過膜下滴灌進行灌溉管理，但因草莓處于開花期，不利條件影響了蜜蜂授粉，造成了一定的影響，但后期存在恢復可能性。

3.2? 日光溫室低溫寡照管理建議

葉菜類蔬菜種植氣象條件要求相對較低，低溫寡照天氣條件下簡易磚墻日光溫室即可滿足生產，可適當降低溫室結構成本，種植管理也可適當降低標準。低溫寡照天氣，每天通風2.0 h、見光3.0 h可滿足葉菜類蔬菜溫光需求。

低溫寡照過程日光溫室內最低氣溫出現時間較室外氣溫落后1～2 d。因此，室外最低溫度出現后第二天開始進行加溫是有效且節約成本的加溫時機。低溫寡照3 d日光溫室生產可維持日常管理，但4 d及以上低溫寡照過程則需積極采取必要加溫補光措施，降低損失。

天津市二代節能日光溫室種植果菜存在災損風險，只注重保溫措施仍顯不足，還需必要的加溫補光措施。可使用補光燈、張掛反光幕來提高光能利用率，有條件的園區可安裝智能加溫補光系統，對溫室進行科學管理，保障溫室蔬菜安全生產。

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