低温寡照天气对日光温室蔬菜生长的影响分析

1、    低温寡照天气对日光温室蔬菜生长的影响分析    于红 黎贞发 张昆 陈思宁 陈丽丽 李鑫 摘要：为掌握低温寡照天气对日光温室蔬菜生产的影响及有效应对措施，选择天津市武清区3类主要生产型日光温室进行调研及数据统计分析。结果表明，低温寡照天气过程中高标准节能日光温室内气象条件优于二代节能日光温室，简易砖墙日光温室内气象条件最差;3类日光温室内最低气温出现时间均较室外落后12 d;3 d内低温寡照过程对日光温室生产影响不明显，但4 d及以上低温寡照则需注意管理，积极采取必要措施，以降低损失。天津市二代节能日光温室种植果菜存在灾损风险，但叶菜种植可适当考

2、虑降低温室结构投入及管理成本。关键词：日光温室;低温寡照;影响差异;管理措施：s42;s626         ：a：0439-8114（2019）17-0074-04doi：10.14088/ki.issn0439-8114.2019.17.019           开放科学（资源服务）标识码（osid）：abstract： in order to analysis the effect of low temperature and sparse sunlight on the v

3、egetable 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 th

4、e 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

5、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

6、 greenhouse structure investment and management cost.key words： solar greenhouse; low temperature and sparse sunlight; variance impact; management measures天津市設施农业发展迅速，以蔬菜为主的设施生产面积不断增加，截至2016年，设施蔬菜种植面积达3.44万hm2。设施农业的发展有效地促进了农民增收和农业增效，为市场平抑物价、保障供应发挥了重要作用1-4。但天津市90%的设施蔬菜生产缺少必要的补光设施，同时也缺少设施农业专业气象评估、预警等精

7、细化防灾避险服务5。温室生产极易受低温寡照灾害影响。武清区是天津市寡照天气较为严重的农业生产区。其设施蔬菜种植面积为1.2万hm2，是京津区域重要蔬菜供应基地，日光温室是其主要生产类型。据统计，近30年武清区雾以及霾的发生次数明显增加，其中以1112月发生次数最多，其次为10月、1月、2月，该时间正是秋冬茬及冬春茬蔬菜生育阶段，极易造成蔬菜生育缓慢、病害多发等不利影响。目前，针对设施蔬菜低温寡照灾害的研究主要集中在低温寡照灾害发生规律6，7;低温寡照对蔬菜生理影响及增温保温措施8，9;低温寡照灾害指标及风险分析10。上述研究多基于人工气候室温光控制试验角度分析，忽略了实际生产上温室结构、农事管

8、理等差异造成的影响，这与实际低温寡照过程存在一定的差异。另外，研究也缺少低温寡照天气不同温室类型防御差异及管理临界阈值分析。为充分了解低温寡照灾害过程对不同类型日光温室抗逆差异，掌握低温寡照天气过程预防管理临界阈值，该研究选取天津市武清区典型低温寡照过程，对3类主要种植温室进行现场调研及数据分析。1  材料与方法1.1  研究温室结构参数选择天津市武清区西部黄花店镇甄营村温室蔬菜生产区、北部高村镇北国之春园区以及东部梅厂镇曙春蔬果合作社3个日光温室蔬菜生产园区为调研对象，3点可较好地代表天津市生产型日光温室结构水平及管理水平。3个日光温室代表类型依次为简易砖墙日光温室、二代

9、节能日光温室、高标准节能日光温室，结构参数见表1。1.2  气象条件监测方法3类日光温室中间位置各安装caws2000型温室小气候观测站1套，对温室内小气候条件进行实时监测。监测要素为1.5 m空气温度、空气湿度;1.8 m光照度;10 cm土壤温度。监测数据每10 min采集1次，实时传输存储，3类温室外气象条件以所在区域自动站监测数据进行统计分析。1.3  现场调研方法选取天津市武清区2016年12月1622日低温寡照过程，该过程是2016年持续时间最长、影响最大的低温寡照过程。2016年12月30日至2017年1月3日对3类日光温室结构差异、园区管理差异、人工干预差异

10、、灾害损失差异开展实地测量及调研，并对低温寡照过程3类温室户外气象条件、温室内小气候条件进行数据分析。2  结果与分析2.1  低温寡照过程户外气象条件分析2016年12月1622日受静稳气象条件影响，天津市武清区出现持续性雾以及霾天气过程，造成日光温室低温寡照灾害发生。其中，1721日连续5 d寡照，日照时间为0.02.2 h/d;1820日出现能见度为33 m的特强浓雾。22日午后冷空气过境，雾以及霾过程逐渐减弱消散。天津市武清区黄花店镇、高村镇、梅厂镇平均气温受雾及霾天气影响明显，1619日气温持续降低，黄花店镇气温降至-3.33 ，高村镇降至-3.65 、梅厂镇降至

11、-2.97 ，1922日因空气湿度近饱和，辐射降温不明显，且大气层结稳定，气温回升至1.1 。此过程3地之间温差为0.52.8 ，高村镇平均气温最低，黄花店镇、梅厂镇差异不大，具体见图1。2.2  低温寡照过程3类日光温室保温处理及管理差异分析3类日光温室低温寡照过程保温处理及管理差异较大。简易砖墙日光温室结构相对简单，保温措施少，后墙外部张贴塑料膜，主要用于防雨，缺少保温性，温室密闭性较差，每天通风2.0 h，见光3.0 h;二代节能日光温室密闭性较好，热量损失较大的后墙、后屋面均采用苯板进行外保温处理，温室前屋面外侧配有0.6 m×0.6 m防寒沟，沟内填充马粪，低温寡

12、照灾害发生期间在温室前屋面及门口处使用双模进行保温，管理相对仔细，每天通风1.5 h，见光3.5 h;高标准节能日光温室后屋面、后墙均进行外保温处理，后墙内部张挂返光幕，改善光照条件，利用补光灯进行24 h补光管理，采用无土栽培技术，膜下滴灌，寡照过程较早揭保温被，每天通风0.5 h，见光5.5 h。详细情况见表2。2.3  低温寡照过程3类日光温室小气候条件差异分析2.3.1  3类日光温室内日平均气温差异分析  低温寡照过程中，3类日光温室内平均气温均呈下降趋势，22日寡照过程结束，温室气温呈回升势态。由图2可知，简易砖墙日光温室及高标准节能日光温室内温度在低

13、温寡照3 d内下降不明显，第四天温度明显降低，24 h降温幅度分别为2.39、2.35 ;二代节能日光温室温度在寡照第二天即明显下降，24 h降温幅度为2.40 ，但二代节能日光温室寡照34 d温室内温度下降缓慢。3类温室内最低气温出现时间较室外气温落后12 d。综合温度条件为高标准节能日光温室内气温条件相对最高，二代節能日光温室次之，简易砖墙日光温室最差。2.3.2  3类日光温室内相对湿度差异分析  低温寡照过程中，3类日光温室内空气相对湿度均维持80%以上高湿水平（图3），湿度条件不利于温室蔬菜生产。低温寡照第四天开始，3类温室内相对湿度接近饱和。22日相对湿度有所降

14、低。简易砖墙日光温室因通风时间长，空气湿度条件优于高标准节能日光温室，二代节能日光温室湿度条件最差。2.3.3  3类日光温室内最大光照度差异分析  3类日光温室光照度受低温寡照过程影响明显。15日晴好天气下简易砖墙日光温室、二代节能日光温室、高标准节能日光温室内光照度分别为7 350、18 409、21 436 lx;低温寡照过程光照度不足正常天气的50%，20日光照度达到最低，简易砖墙日光温室、二代节能日光温室、高标准节能日光温室内光照度分别仅为817、1 702、920 lx。综合光照条件为高标准节能日光温室光照条件相对优于二代节能日光温室，简易砖墙日光温室光照条件最

15、差，具体见图4。2.3.4  3类日光温室内土壤温度差异分析  低温寡照过程中，3类日光温室10 cm土层温度虽稍有降低趋势，但趋势变化缓慢，低温寡照第四天开始下降稍明显，最低温度出现在2021日，此次过程对地温影响不明显。综合土壤温度条件为高标准节能日光温室地温相对优于二代节能日光温室，简易砖墙日光温室最差，最多可相差7.5 ，具体见图5。2.4  低温寡照过程3类日光温室灾害损失差异分析简易砖墙日光温室种植茬口为秋冬芹菜、春夏番茄，温室芹菜对温度要求较低，虽然温室中温度、光照、空气湿度等气象条件较差，但未影响芹菜的正常生长，同时也未造成明显冻害及病害，低温寡照

16、对其影响最小;二代节能日光温室种植茬口为秋冬黄花、春夏番茄，黄瓜因低温、高湿、低光照环境，造成严重霜霉病、白粉病病害发生，黄瓜较往年提前一个月拉秧，黄瓜产量受到了明显影响，低温寡照过程对其影响最大;高标准节能日光温室全年种植草莓，此次过程草莓正值开花期，不利的气象条件降低了草莓的开花坐果率，因湿度较大，花药不能正常开裂，温度偏低，授粉受到影响，同时增加了草莓的畸形果率，草莓叶片出现灰霉病，发病率平均为5.7%，但如后期气象条件适宜、管理得当，仍具有一定的恢复性，低温寡照对其影响居中。3  结论及管理建议3.1  结论调研地点是天津市主要生产型日光温室，种植作物具有一定的覆盖

17、面积，管理上可较好反映天津市3种管理水平。因此，调研结果具有较好的代表性。低温寡照天气过程日光温室内气象条件为高标准节能日光温室优于二代节能日光温室，简易砖墙日光温室内气象条件最差。低温寡照日光温室内最低气温出现时间较室外气温落后12 d。根据温室内温度、空气湿度、土壤温度条件可知，低温寡照3 d对日光温室生产影响不大，但4 d及以上不利影响开始显现。简易砖墙日光温室结构低矮，保温性、密闭性均较差，但因种植作物为芹菜，对温室内气象条件要求较低，即便管理不足，依然未受明显影响。因此，对于芹菜等蔬菜种植，可适当考虑降低结构投入及管理成本。二代节能日光温室结构进行了优化，采光效果提升，在后屋面及后墙

18、保温性均重点进行了处理，保温措施良好，管理相对仔细，但黄瓜依然出现较为严重的寡照灾害，说明在二代节能日光温室中种植果菜存在一定的风险。高标准节能日光温室保温性、密闭性方面均较好，此外还进行24 h补光措施，且利用张挂反光幕提高光照条件，并通过膜下滴灌进行灌溉管理，但因草莓处于开花期，不利条件影响了蜜蜂授粉，造成了一定的影响，但后期存在恢复可能性。3.2  日光温室低温寡照管理建议叶菜类蔬菜种植气象条件要求相对较低，低温寡照天气条件下简易砖墙日光温室即可满足生产，可适当降低温室结构成本，种植管理也可适当降低标准。低温寡照天气，每天通风2.0 h、见光3.0 h可满足叶菜类蔬菜温光需求。低温寡照过程日光温室内最低气温出现时间较室外气温落后12 d。因此，室外最低温度出现后第二天开始进行加温是有效且节约成本的加温时机。低温寡照3 d日光温室生产可维持日常管理，但4 d及以上低温寡照过程则需积极采取必要加温补光措施，降低损失。天津市二代节能日光温室种植果菜存在灾损风险，只注重保温措施仍显不足，还需必要的加温补光措施。可使用补光灯、张挂反光幕来提高光能利用率，有条件的园区可安装智能加温补光系统，对温室进行科学管理，保障温室蔬菜安全生产。参考文献：1 黎贞发，王  铁，宫志宏，等.基于物联网的日