西寧市新城郊區(qū)日光溫室光照強度及溫濕度日變化研究

西寧市新城郊區(qū)日光溫室光照強度及溫濕度日變化研究

近年來，西寧市北區(qū)充分利用全市土地適宜性，積極探索城市休閑觀光農(nóng)業(yè)發(fā)展的新模式。有228.56公頃的農(nóng)業(yè)用地和5170畝的溫室，占總耕地面積的14.71%。2010年,青海省組織技術(shù)人員赴西藏拉薩考察設(shè)施農(nóng)業(yè),成功引進了秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù),并在城北區(qū)小寨省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)示范推廣了30個新型日光節(jié)能溫室,主要種植番茄、黃瓜、迷你黃瓜、櫻桃番茄、西葫蘆、小西瓜等品種。新型日光節(jié)能溫室采用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù),解決了普通溫室存在的二氧化碳嚴(yán)重缺少、冬天溫室溫度低、土傳病蟲害嚴(yán)重、土壤板結(jié)鹽漬化現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。目前,對于日光溫室內(nèi)環(huán)境因子變化規(guī)律的研究也有很多,但對西寧城郊有關(guān)日光溫室環(huán)境因子變化特征的研究甚少,因此,現(xiàn)對西寧城北區(qū)引進的日光溫室在不同天氣條件下光照強度及溫、濕度日變化特征進行測定分析,以期為實際生產(chǎn)中合理調(diào)控小氣候提供依據(jù)。1材料和方法1.1溫室墻體和保溫沙供試溫室為西寧市城北區(qū)省級(小寨)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)B-7號日光溫室。溫室墻體厚0.53m其中含有5cm的保溫沙,跨度7m,脊高2.8m,東西走向,長64.5m;棚膜為長效流滴防老化棚膜,厚0.14mm,保溫覆蓋物為棉被。1.2室外光照、氣溫、濕度觀測觀測時間為2011年11月1日至2012年1月31日,期間選取不同天氣(晴天、陰天、雪天)定時(每天08:30~18:00時段內(nèi)每隔30min采集1次數(shù)據(jù))進行室內(nèi)外光照、氣溫、相對濕度觀測,觀測高度距地面至溫室中部1.5m處。溫室內(nèi)作物為韓國進口櫻桃番茄,2011年10月18日移苗,11月5~6日覆蓋地膜。2結(jié)果與分析2.1不同天氣類型對光照強度的影響從圖1可以看出,在揭棉被期間,晴天、陰天、雪天條件下溫室內(nèi)的太陽光照強度和室外的太陽光照強度變化具有相同的日變化趨勢。上午室內(nèi)外光照強度隨著太陽高度角升高迅速升高,13:00左右光照強度達到最大值,之后隨高度角減小而減小,上午和下午基本呈對稱分布,不同的天氣類型對溫室內(nèi)外光照強度變化幅度有較大的影響。晴天條件下溫室內(nèi)外光照強度日變化較大,雪天次之,陰天最小。晴天室外光照強度最大值為48700lx,室內(nèi)光照強度最大值為29800lx,室內(nèi)外光照強度最大差值為18900lx;雪天室外光照強度最大值為39400lx,室內(nèi)光照強度最大值為25700lx,室內(nèi)外最大差值為13700lx;陰天室外光照強度最大值為32400lx,室內(nèi)光照強度最大值為23200lx,室內(nèi)外光照強度最大差值為9200lx。2.2溫度日變化、同步與特征日光溫室室內(nèi)氣溫除與自身的結(jié)構(gòu)關(guān)系密切之外,對其影響最大的就是室外天氣條件。白天,新型日光溫室的溫度變化建立在太陽光照強度基礎(chǔ)上,溫度變化幅度與室外的水平太陽光照強度有直接關(guān)系;夜間的氣溫則主要與蓋棉被前室內(nèi)氣溫、土壤淺層溫度和溫室自身的保溫性能有關(guān)。圖2~4為冬季晴天、陰天和下雪天日光溫室室內(nèi)外氣溫的日變化規(guī)律。從圖2可以看出,晴天條件下室內(nèi)氣溫在早晨揭開棉被后升溫迅速,在11:30左右達到最高溫度,之后隨通風(fēng)窗口的打開,溫度逐漸降低,通風(fēng)對室內(nèi)溫度影響明顯。從圖3、4可以看出,在觀測時段內(nèi),陰天和雪天溫室內(nèi)外溫度日變化幅度差異較大,而日變化具有相同的趨勢和規(guī)律。并且由于揭被時間晚及天氣對光照的影響,室內(nèi)外溫度從早上開始逐漸緩慢升高,到14:00左右達到最高溫度,之后開始緩慢下降。室內(nèi)外溫度變化呈同步和上下午對稱分布。由表1可以看出,溫室內(nèi)、外平均溫度以陰天最高,分別為18.5℃和9.1℃;其次是雪天和晴天,雪天室內(nèi)、外平均溫度分別為15.3℃和-1℃,晴天室內(nèi)、外溫度分別為14.4℃和2.4℃。溫室內(nèi)、外日較差也以陰天最小,分別是7.5℃和7.7℃;雪天溫室內(nèi)、外日較差次之,分別是18.6℃和8.2℃;晴天溫室內(nèi)、外日較差最大,都達到了19.8℃。晴天溫室內(nèi)平均溫度比室外高12℃;陰天溫室內(nèi)比室外高9.4℃;雪天溫室內(nèi)比室外高16.3℃。2.3濕度日變化相對濕度是溫室小氣候環(huán)境中的重要構(gòu)成因子,蔬菜類作物進行光合作用的適宜空氣濕度一般在60%~85%之間。當(dāng)空氣濕度低于40%或者高于90%時,光合作用會受抑制和病蟲害易發(fā)生。從圖5~7可以看出,在揭棉被前,晴天、陰天、雪天新型日光溫室室內(nèi)外室內(nèi)相對濕度呈上升趨勢,達到80%~90%的飽和狀態(tài),而室外濕度基本維持在40%~60%之間。室內(nèi)相對濕度的變化主要隨著通風(fēng)時間長短變化。晴天通風(fēng)時間較長,陰天較短,雪天為了保持室內(nèi)溫度不通風(fēng)。因此室內(nèi)相對濕度日變化幅度依次為晴天>陰天>雪天。3種類型天氣條件下,隨著溫度升高,室內(nèi)相對濕度開始下降,到13:30左右降到最低值。晴天最小相對濕度為37.8%,日變化幅度達到46.3%;陰天揭棉被時間晚一些,隨溫度升高室內(nèi)相對濕度最低為48.2%,變化幅度為37.2%。雪天未揭棉被,室內(nèi)相對濕度變化緩慢,最小相對濕度為60.1%,變化幅度為22.3%。室外相對濕度日變化趨勢基本與室內(nèi)相同,早上相對濕度最大,到13:00~15:00降到最低。晴天溫度上升快,室外相對濕度9:00達到最大值為61%,之后隨蒸發(fā)開始下降,到15:00降到最低值22%,日變化幅度為39%;陰天相對濕度由早晨9:30左右的57%下降到13:00的31%,日變化幅度為26%;雪天由于地面積雪,溫度低,蒸發(fā)慢,最大相對濕度值出現(xiàn)較晚,在10:30~11:00達到62%,相對濕度最小值出現(xiàn)15:00為43%,其日變化幅度在19%。室外相對濕度日變化幅度大小順序與溫室內(nèi)相同。3不同天氣類型日光溫室濕度比較溫室內(nèi)外光、溫、濕等主要環(huán)境因子隨天氣條件不同其變化幅度及變化特征差異明顯。揭開棉被期間,溫室內(nèi)的輻照度和室外的太陽輻射變化具有同步性。不同天氣條件下室內(nèi)外溫度存在很大的差異,室內(nèi)溫度在不通風(fēng)或通風(fēng)時間較短的情況下日平均氣溫呈單峰變化,雪天的增溫效果