西藏林芝市巴宜區(qū)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(nóng)牧學(xué)院 植物科學(xué)學(xué)院,西藏 林芝 860000)

溫室是進(jìn)行蔬菜及花卉培育的重要設(shè)施,可進(jìn)行反季節(jié)種植。透光率是地膜評估的重要指標(biāo),高透光率地膜的透光率應(yīng)在80%以上,可令大量陽光穿過地膜進(jìn)入溫室內(nèi)部,從而提高地溫及室內(nèi)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(nèi)部有機(jī)物質(zhì)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(yīng)。目前,日光溫室薄膜種類與規(guī)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(qū)的日光溫室種類中,乙烯-醋酸乙烯膜與轉(zhuǎn)光膜應(yīng)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(nóng)牧學(xué)院農(nóng)場進(jìn)行試驗,地處林芝市巴宜區(qū)。林芝地區(qū)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(jìn)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(qū),從中隨機(jī)選擇1個栽培區(qū)進(jìn)行測量計算。對照室外,選擇附近沒有遮蔽物的設(shè)施。光照計算儀器為泰仕電子工業(yè)有限公司制造的TES 1332,可顯示瞬時光照度或15 s內(nèi)光照度的平均數(shù)。選擇晴朗無云的天氣研究溫室室內(nèi)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(nèi)每個設(shè)施內(nèi)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(nèi)完成對各個設(shè)施的測量,采取五點測量計算法測量,再取平均數(shù)。測試使用TES 1332A程序,在15 s內(nèi)測出光照度的平均值。具體操作時,應(yīng)在連棟塑料溫室及玻璃溫室中進(jìn)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(nèi)垂直離地0.5 m,進(jìn)行小范圍內(nèi)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(shè)施內(nèi)沒有植物遮擋光線,選擇早上和晚上測試,設(shè)施內(nèi)無霧。

溫室透光率:T=(E內(nèi)/E外)×100%

其中,T為透光率,E內(nèi)為室內(nèi)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(shù)據(jù)與分析

根據(jù)林芝市巴宜區(qū)農(nóng)業(yè)氣象站的數(shù)據(jù)及西藏農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)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(nóng)場材料透光率均為正午12點測試結(jié)果。根據(jù)數(shù)據(jù)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(xiàn)較為優(yōu)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他溫室,高達(dá)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(jié)構(gòu)導(dǎo)致的,其連續(xù)弧形拱面相互遮擋,內(nèi)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(nèi)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(xiàn)相對穩(wěn)定,玻璃溫室表現(xiàn)最差,說明環(huán)境因素、天氣狀況等會影響溫室的透光率。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

光照是影響植物生長發(fā)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(fā)育比例。光還能促進(jìn)植物細(xì)胞的增大及分化,控制細(xì)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(yán)重時會導(dǎo)致植物死亡。然而,光照過強會導(dǎo)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(dāng)?shù)墓庹諒姸取５軞夂蚣凹竟?jié)變化的影響,植物可能生長在弱光環(huán)境中,如果長期處于此條件下,會導(dǎo)致植株短小脆弱、花果實掉落嚴(yán)重、果實生長發(fā)育遲緩、含糖量下降、產(chǎn)量減少、品質(zhì)變劣。室內(nèi)光照強度與透光率有關(guān),覆蓋材料的透光性是檢驗溫室的重要指標(biāo)。但是由于測試時段、區(qū)域及計算方式的不同,其透光特性表達(dá)有明顯差異。光源、光譜范圍及權(quán)重系數(shù)的選擇會直接影響覆蓋材料的透光性能測試結(jié)果。近年來,連棟塑料溫室與玻璃溫室快速發(fā)展,由于其自身骨架結(jié)構(gòu)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(fā)現(xiàn),連棟塑料溫室的光照分布均勻程度優(yōu)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(nèi)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(jié)構(gòu)復(fù)雜,外部植物遮光、天溝、骨架等會直接影響透光率。測量結(jié)果顯示,室外與每個設(shè)施內(nèi)部光照度呈現(xiàn)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(zhì)量。應(yīng)掌握透光率與PAR輻射透光率數(shù)值,正確估算溫室覆蓋材料的性能,根據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)種植作物,科學(xué)設(shè)計并合理安排生產(chǎn)。

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(qū)建設(shè)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(dá)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(wěn)定的地區(qū)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(fēng)雨等災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)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(fā)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(zhì),使用壽命短。故在選擇溫室材料時,需結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及實際情況,選擇適合的溫室材料,確保植物的正常生長。