春季塑料大棚內氣溫和相對濕度變化特征

趙瑋 石茗化 張艷艷 樂章燕

摘要： 以河北省廊坊市葡萄塑料大棚為研究對象，收集2016年春季大棚內外氣溫和相對濕度數據，研究分析不同天氣類型和采取不同農事活動時塑料大棚內外溫濕度的變化規律。結果表明：（1）塑料大棚內白天氣溫呈單峰型變化趨勢，14點左右達到最高值，最高值出現時間早于棚外，06：00前后達到最低值，基本與棚外同步。（2）晴天時塑料大棚內最高溫度超過40.0 ℃，日夜關閉風口時棚內外溫差是白天開風口、夜間閉風口時的3.4倍;（3）3月下旬、4月中下旬及5月夜間棚內存在逆溫現象;（4）在日夜關閉風口情況下，棚內相對濕度呈現雙谷型變化，12點前后會有個小高峰出現;（5）在白天開風口、夜間閉風口情況下，棚內相對濕度僅為日夜關閉風口時的1/5左右;（6）在日夜關閉風口情況下，棚內除草松土能夠降低棚內氣溫和相對濕度，使夜間棚內相對濕度達到飽和的時間縮短，其降濕作用至少持續3 d;（7）澆水可降低棚內氣溫，同時使相對濕度明顯升高，在日夜關閉風口情況下澆水的影響可持續3 d;在白天開風口、夜間關閉風口的情況下澆水的影響僅能維持1 d。

關鍵詞： 春季;葡萄;塑料大棚;氣溫;相對濕度;逆溫

中圖分類號： S625.5+1? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）05-0205-05

河北省廊坊市塑料大棚葡萄的萌芽及新梢生長期正值春季，不僅受到早春低溫的影響，還面臨著春末高溫的危害，塑料大棚內氣象條件較日光溫室更難以掌控。陳丹等諸位專家對不同季節、不同類型塑料大棚內小氣候變化規律、小氣候條件評價等進行了研究[1-6]。符國槐等對塑料大棚內溫濕度的預測等開展了一系列研究[7-9]。于盛楠等研究了不同天氣背景下春季塑料大棚內小氣候變化特征[10-12]。林瑞坤等研究了春季塑料大棚內土壤溫度日變化特征及其對棚內氣溫的響應[13]。劉可群等的研究表明，在高溫條件下，葡萄植株會受到損傷[14-19]。大多專家的研究重點在于室內氣象要素的變化，而關于日常農事活動對棚內溫濕度的影響研究還較少。

本研究利用數理統計方法，分析春季塑料大棚內、外（以下簡稱棚內、外）溫濕度的變化規律，并詳細分析典型天氣條件下開閉風口、澆水、松土等農事活動對棚內氣溫和相對濕度的影響規律，旨在通過分析春季棚內溫濕度變化規律以及農事活動對溫濕度的影響效應，為春季棚內溫濕度調控提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以2016年河北省廊坊市永清縣新苑陽光農業園區葡萄塑料大棚為試驗對象。塑料大棚為南北走向，長為40 m，寬為8 m，脊高為2.8 m，邊高為1.8 m，鋼構拱棚，塑料膜為聚乙烯膜;南北留門，東西兩側各有1個寬1 m的通風口。種植作物為葡萄，品種為夏黑，土質為黃沙土。

塑料大棚內安裝DZN1型農田小氣候觀測儀，外部安裝DZZ6型自動氣象站。

1.2 試驗方法

試驗于2016年3月23日至5月16日進行，觀測設備位于塑料大棚中心距地面1 m處，每天觀測時間為24 h，將測定間隔時間設置為1 h，在重要農事活動期間將測定時間設置為10 min。主要監測空氣溫度、相對濕度、地溫等氣象要素。塑料大棚采用日常管理模式，試驗初期采取日夜關閉風口模式，試驗中后期采取白天打開風口、夜間關閉風口模式。

按照地面氣象觀測規范[20]，對采集的氣溫、日照數據進行統計，剔除異常值，觀測項目均以北京時間20時為日界，共計獲得55 d逐小時氣溫、相對濕度觀測數據，其中晴天39 d，多云天11 d，陰雨天5 d。

2 結果與分析

2.1 棚內溫度變化規律

由圖1可知，棚內氣溫具有明顯的日變化規律，白天棚內氣溫呈單峰型變化趨勢，棚內溫度高于棚外溫度，棚內溫度于14：00左右達到最高值，棚內外溫差13 ℃左右，較棚外最高氣溫出現時間早1～2 h。夜間氣溫降低，06：00點前后達到最低值。

從棚內外夜間最小溫度差（圖2）可以看出，棚內外溫度差并非全為正值，3月下旬、4月中下旬以及5月夜間會出現棚內溫度低于棚外的現象，本研究稱之為逆溫現象;隨著春季氣溫的逐漸升高，在日夜均關閉風口的情況下，逆溫現象在3月29日消失，4月13日開始采取日間開風口，夜間關閉風口管理模式后，逆溫現象再次出現，進入5月中旬，在陰雨天氣下白天溫度較低時，逆溫現象不存在，夜間風口關閉，棚內空氣對流小，導致產生了逆溫現象，此結論與陳丹等專家的研究成果[1，11]一致。

由圖3可知，日夜關閉風口期間（所用的數據為3月22日20：00至4月13日19：59的數據），棚內增溫迅速，棚內最高溫度達到49.2 ℃，棚內外氣溫差較大，最大氣溫差為26.4 ℃，平均氣溫差為 7.4 ℃。白天開風口，夜間閉風口期間（所用數據為4月13日20：00至5月16日19：59的數據），棚內外溫差較日夜閉風口時明顯降低，最大溫氣差為 21.8 ℃，平均氣溫差為2.2 ℃，不到日夜閉風口時的1/3。

由圖4可知，4月13日14：00塑料大棚開始采取白天開風口、夜間關閉風口的管理模式，由于開風口瞬間選擇在午間棚內最高氣溫出現的時間段，因此開風口的瞬間降溫效果十分明顯，14：00、15：00棚內氣溫相差14.6 ℃。

由圖5可知，3月24日（晴天）08：00開展噴水工作，在3月23—24日進行數據分析。3月23、24日均為晴天，棚外最高氣溫基本相同，棚內最高氣溫為44.0、36.9 ℃，相差7.1 ℃，說明噴水會起到控制棚室內氣溫的作用。

4月11日（多云）09：00開展除草松土工作。由圖6可知，除草松土后棚內氣溫出現了明顯的下降，棚內外溫差從15.4 ℃降至5.7 ℃，呈現明顯雙峰型變化趨勢，午間波峰被波谷取代。