西藏林芝市巴宜區不同溫室透光率對比研究

敬志豪,閆玉龍,格 桑,塔 磨,普布普赤,旦增多吉,尼瑪頓珠

(西藏農牧學院 植物科學學院,西藏 林芝 860000)

溫室是進行蔬菜及花卉培育的重要設施,可進行反季節種植。透光率是地膜評估的重要指標,高透光率地膜的透光率應在80%以上,可令大量陽光穿過地膜進入溫室內部,從而提高地溫及室內溫度。高透光率地膜能改善土壤微生物活性,有益于土壤改良,增加土壤內部有機物質含量。不同透光率會直接影響各種蔬菜的葉綠素含量,隨著透光率的增加,葉綠素含量減少,這是因為加快了光合作用反應。目前,日光溫室薄膜種類與規格繁多,性能各有不同,從樹脂原料上分可分為聚乙烯膜、聚氯乙烯膜等。在林芝市巴宜區的日光溫室種類中,乙烯-醋酸乙烯膜與轉光膜應用廣泛。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗場地及時間

在林芝市西藏農牧學院農場進行試驗,地處林芝市巴宜區。林芝地區東西長177.2 km,南北寬353.2 km,邊境線長1000 km,平均海拔3000 m左右,年降雨量650 mm左右,年均溫度8.7 ℃,年均日照2022.2 h。選擇干旱棚、日光溫室、連棟塑料溫室、玻璃溫室及單體大棚進行試驗。

表1 不同溫室類型及其覆蓋材料Tab.1 Different greenhouse types and the covering materials

1.2 試驗方法

試驗分為4個栽培區,從中隨機選擇1個栽培區進行測量計算。對照室外,選擇附近沒有遮蔽物的設施。光照計算儀器為泰仕電子工業有限公司制造的TES 1332,可顯示瞬時光照度或15 s內光照度的平均數。選擇晴朗無云的天氣研究溫室室內光照度日變化,測試時間點分別為7:00、9:00、11:00、13:00、15:00、17:00、19:00。為了盡可能得到每個時間段內每個設施內部的平均光照度,采用輪流測試方法,從每個時間段整點開始,于20 min內完成對各個設施的測量,采取五點測量計算法測量,再取平均數。測試使用TES 1332A程序,在15 s內測出光照度的平均值。具體操作時,應在連棟塑料溫室及玻璃溫室中進行對角線勻速測量,手持儀器,將儀器垂直離地1.2 m。在干旱棚與單體大棚中采用由南向北、速度一致、正常行走的方式測量,將儀器垂直離地1.2 m。在日光溫室中,將儀器放在棚內垂直離地0.5 m,進行小范圍內相同速度移動測量。在溫室外測量時,將儀器垂直離地約1.2 m,保證所有設施內沒有植物遮擋光線,選擇早上和晚上測試,設施內無霧。

溫室透光率:T=(E內/E外)×100%

其中,T為透光率,E內為室內所有觀測點的光合有效輻射平均值,E外為室外所有觀測點的光合有效輻射平均值,計算出某時刻溫室的透光率。

2 數據與分析

根據林芝市巴宜區農業氣象站的數據及西藏農牧學院農場溫室材料得到不同的溫室材料透光率,如表2。

圖1 不同時段各類型溫室透光率Fig.1 Light transmittance of various types of greenhouses at different time

表2 不同溫室材料透光率對比Tab.2 Comparison of light transmittance of different greenhouse materials

新材料透光率與老化的農場材料透光率均為正午12點測試結果。根據數據可知,老化的不同材料透光率明顯低于新材料,其中PVC膜材料、PC板材料、雙層膜材料因自身容易老化、表面灰塵及水珠等影響,透光率顯著下降。

干旱棚與單體大棚在大部分時段的透光率相似,表現較為優異。連棟塑料溫室、日光溫室及玻璃溫室的透光率相對較低。

上午,各個類型的溫室的透光率普遍較低。7點,單體大棚的透光率明顯大于其他溫室,平均透光率在45%左右,其他溫室為29%～33%。9點,干旱棚的透光率顯著增加,從32%快速提升到63%左右。到11點,單體大棚的透光率遠遠大于其他溫室,高達88%左右,而玻璃溫室與干旱棚的透光率相似,在67%左右。11點以后,玻璃溫室的透光率明顯低于干旱棚。

13—15點,透光率普遍下降,連棟塑料溫室的光照度低于單體大棚的光照度,這是由于連棟塑料溫室結構導致的,其連續弧形拱面相互遮擋,內部保溫層與自身骨架遮擋了部分光線,9點前與單體大棚內光照度差別不大,11點以后光照度明顯低于單體大棚,其中單體大棚與干旱棚透光率最好。

17—19點,透光率普遍下降,連棟塑料溫室表現相對穩定,玻璃溫室表現最差,說明環境因素、天氣狀況等會影響溫室的透光率。

3 結論與討論

3.1 結論

光照是影響植物生長發育的重要因素,可為植物提供生長所需的能量,加快植物各組織及器官的分化,影響其生長速度及發育比例。光還能促進植物細胞的增大及分化,控制細胞的有絲分裂、無絲分裂及伸長。如果光照不足,植物葉片會變黃,嚴重時會導致植物死亡。然而,光照過強會導致高溫及水分缺失,從而影響光合作用及植物生長。為了保證植物健康生長,需要適當的光照強度。但受氣候及季節變化的影響,植物可能生長在弱光環境中,如果長期處于此條件下,會導致植株短小脆弱、花果實掉落嚴重、果實生長發育遲緩、含糖量下降、產量減少、品質變劣。室內光照強度與透光率有關,覆蓋材料的透光性是檢驗溫室的重要指標。但是由于測試時段、區域及計算方式的不同,其透光特性表達有明顯差異。光源、光譜范圍及權重系數的選擇會直接影響覆蓋材料的透光性能測試結果。近年來,連棟塑料溫室與玻璃溫室快速發展,由于其自身骨架結構及對光照的遮掩,透光率明顯低于單體大棚及干旱棚。研究發現,連棟塑料溫室的光照分布均勻程度優于干旱棚,但總體透光效果不如干旱棚。由于多云多霧遮擋太陽光,溫室內的光照度比晴天低很多,但是其整體透光率比晴天高。玻璃溫室也稱智能溫室,其結構復雜,外部植物遮光、天溝、骨架等會直接影響透光率。測量結果顯示,室外與每個設施內部光照度呈現拋物線變化,光照度從高到低為:室外>干旱棚>連棟塑料大棚>單體大棚>日光溫室>玻璃溫室。玻璃溫室的平均透光率只有47.87%,是各類溫室中最小的。

只有確定透光率的測試及計算方法,才能有效比較溫室覆蓋材料的質量。應掌握透光率與PAR輻射透光率數值,正確估算溫室覆蓋材料的性能,根據質量數據種植作物,科學設計并合理安排生產。

3.2 討論

西藏林芝市氣候條件特殊,主要受到高原氣候的影響,夏季晴朗干燥,太陽輻射強烈,冬季寒冷干燥,氣溫波動明顯。在林芝市巴宜區建設溫室,需選擇透光率較高的溫室材料。目前常見的溫室材料主要有玻璃、聚碳酸酯板、聚乙烯薄膜等。其玻璃透光率較高,可達到90%以上,抗紫外線性能好,長期使用不易變色及老化,適合在溫度波動較小、氣候條件較穩定的地區使用。但是玻璃較重,易于破碎,建造成本高,不適合在地震、暴風雨等災害頻發的地區使用。聚碳酸酯板輕便,具有良好的耐沖擊性及抗紫外線性能,在夏季高溫的情況下不易發生變形及老化,透光率也比較高,一般在85%以上。但是耐磨及耐腐蝕較差,使用壽命有限。聚乙烯薄膜是一種便宜、輕便的溫室材料,易于搭建及更換。雖然透光率相對較低,在80%左右,但具有良好的保溫性能,特別是在冬季較為適用。但抗紫外線性能較差,容易老化變質,使用壽命短。故在選擇溫室材料時,需結合當地的氣候條件及實際情況,選擇適合的溫室材料,確保植物的正常生長。