天津地區溫室條件下光照變化規律研究

摘要：通過4月至11月內分兩茬種植茄子、黃瓜兩種作物，記錄溫室大棚內光照輻射總量，再通過日間、日內光照輻射總量的數據制成圖表進行綜合對比，分析天津地區溫室條件下光照變化規律，結論如下：光照輻射總量隨季節變化而變化，平均值也基本隨季節變化而變化。日間變化起伏較大，隨著光照時間的變化輻射總量隨之變化，同時輻射總量會受到日間天氣變化影響，光照輻射總量日內變化呈現先增加后減少的趨勢，總體來看每日12時或14時到達最大值，基本與光照強度變化一致。

關鍵詞：溫室，光照輻射總量，茄子，黃瓜

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（c）-0000-00

1 問題的提出

茄子、黃瓜兩種作物在溫室條件下，其正常生長需要進行光合作用來對吸收的養分進行轉化，而光合作用的首要條件是光照，在其余相同條件下，光照的不同變化會對溫室內的作物生長產生一定影響，通過實驗記錄光照輻射總量，對記錄數據進行整理分析，得出結論掌握日照變化的規律，合理充分的利用光照，配合最佳的作物生長周期，盡可能最大限度使溫室作物產量達到最高，同時可以盡可能減少其余養分的利用，使收獲作物的質量提高并且減少養分對于環境的不利影響。

2 材料與方法

2.1試驗區情況

數據于2013年4-11月在天津市北辰區小孟莊雨農蔬菜合作社日光溫室內進行測定。試驗區地處東經117°08'，北緯39°14'，屬于溫帶季風型大陸性氣候，夏季炎熱多雨，秋季氣候涼爽，多年平均降水量600-700mm，多年平均蒸發量1100mm（胡蓓蓓，2009）。年平均氣溫在11.4-12.9℃，無霜期為196-246天，日照時間較長，年日照時數為2500-2900小時，適合日光溫室蔬菜的生產種植。

試驗時選取站內大型日光溫室一座，溫室為東西走向，全長80m，凈寬8m。溫室內裝有自動氣象站，可對溫室內的常規氣象資料進行監測。另外溫室配備暖氣、卷膜機、卷被機，遮陽網等，可為作物提供適宜的生長環境。溫室北部大約200m處設有自動氣象站，可進行室外長期氣象資料的觀測。

在溫室中部架設自動氣象站一臺，溫室左側設大型稱重式蒸滲儀一座。灌溉用水通過室內首部，經PVC管道輸送至每個小區，由滴灌帶進行滴灌，灌水量由各區電磁水表和電磁閥控制。室內、外氣象資料觀測在溫室內外分別布設有自動氣象站，可觀測溫度、濕度、輻射、風速等氣象因子，并自動記錄，數據間隔為1小時。自動氣象站每15min采集一次溫室的氣象數據，包括溫室室內總輻射、有效輻射、當前溫度、24小時的最高溫度和最低溫度、相對溫度。

2.2溫室大棚綜合情況

第一茬：4月2日至8月26日，種植茄子，種植之前需提前施肥；第二茬：8月27日至11月1日，種植黃瓜，兩種作物施肥情況及農藥情況見下表。

3 結果與分析

3.1作物生長期日間光照變化規律分析

選取作物生育期內每天中午12點的數據進行分析得出光照規律。作物包括茄子（4月～8月）、黃瓜（9月～11月）。

3.1.1 第一茬作物光照數據分析

在溫室內首先種植茄子，第一茬作物的生長時間為4月2日至8月26日，記錄每日12時的光照數據，如圖1所示。由圖1可以看出，從4月2日開始至8月中旬每天的太陽光照輻射總量變化起伏很大，但是上下擺動幅度基本相同，故平均光照輻射總量基本穩定，并且隨著季節的變化緩慢增長。由于天津地區的溫帶海洋性氣候，春季日間天氣變化幅度很大，而且天津地區屬于霧霾天氣頻率高發區，直接影響了溫室作物光照時間，同時影響了太陽光輻射總量。到了夏季，雨水天氣頻率逐漸增高，同時雨水持續時間也逐漸增加，所以從6月中旬開始，會逐漸出現輻射總量接近最低點，當然隨著日照強度和日照時間的增加，也會出現輻射總量高于平均值。到了8月初逐漸進入秋季，雨水進入多日的連續降雨，直到作物收獲時間，輻射總量基本一直處于最低點，基本沒有光照。

圖1 茄子生育期光照變化規律（2013年）

3.1.2第二茬作物光照數據分析

在第一茬作物收獲后隨即種植第二茬作物黃瓜，生育期為8月27日至11月1日，記錄每日12時的光照數據，如圖2所示。由圖2可以看出，由于第二茬作物生長時間已經是秋冬季節，太陽光照輻射總量最高值下降近三分之一，輻射總量變化起伏很大，上下擺動幅度不一致，平均光照輻射總量開始下降。由于秋季天津地區的霧霾現象會高頻率的出現，出現最低點的頻率也增加，到了10月下旬進入冬季，日照時間減少導致光照輻射總量開始整體降低，到收獲日期之前一直下降，作物光合作用效率較低。

圖2 黃瓜生育期光照變化規律（2013年）

3.2作物生長期日內光照變化規律分析

選取作物種植期（4月～10月）每月中旬一天的數據，以一小時數據作為一個時間點進行分析得出光照規律，如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 5月中旬日內光照變化規律

由圖3可以看出，到5月份日照時間增加到14個小時，由于天津地區處于中國大陸的東部，所以日出時間很早，凌晨5點太陽出現，隨著時間光照輻射總量一直增加，在中午12點至下午2點達到最大值，之后輻射總量開始降低，到晚上7點左右天黑光照消失。每小時輻射總量較4月份有一定增加，總體輻射總量有大幅度增加，說明光照強度增強，作物光合作用效率提高，作物生長得到充足的光照，養分利用率也增加。

圖4 6月中旬日內光照變化規律

由圖4可以看出，到了夏季，由于夏季天津地區屬于雨水頻率高發地區，從日出開始到中午12點增長到最大值，但是到下午2點有明顯下降，受到降雨影響，光照輻射總量銳減。在日照時間將近15個小時的條件下光照輻射總量沒有增長，反而較5月有了明顯下降，作物的正常生長受到影響，這段時間需要作物其余養分增加來保證作物的收獲期產量。

圖5 10月中旬日內光照變化規律

由圖5可以看出，到了秋冬季節，日出時間從凌晨5點左右推遲到6、7點，光照輻射總量在到12點之后沒有像夏季一樣到下午2點之前基本保持不變，而是立即減少，總體日照時間縮短到10個小時左右，日照輻射總量最大值也有大幅度降低，基本變化趨勢沒有明顯的改變。作物的光合作用效率降低，作物生長有一定影響，應當合理添加其余養分來保證作物收獲期的產量，避免減產。

4 結論

通過4月至11月內分兩茬種植茄子、黃瓜兩種作物，記錄溫室大棚內光照輻射總量，再通過日間、日內光照輻射總量的數據制成圖表進行綜合對比，分析天津地區溫室條件下光照變化規律，結論如下：不同時間的光照輻射總量受季節變化、天氣情況影響，日間變化在一個季節內趨于穩定狀態，擺動在平均值上下的幅度較小。光照輻射總量日內變化呈現先增加后減少的趨勢，12時或14時到達最大值。光照輻射總量隨季節變化而變化，平均值也基本隨季節變化而變化。日間變化起伏較大，隨著光照時間的變化輻射總量隨之變化，同時輻射總量會受到日間天氣變化影響，光照輻射總量日內變化呈現先增加后減少的趨勢，總體來看每日12時或14時到達最大值，基本與光照強度變化一致，在光照輻射總量減少的時期，應當提高其余養分的供給來保證作物的正常生長，確保在之后的收獲期能夠得到規定產量，避免減產。

參考文獻：

[1]李霞，羅新蘭，王蕊，李天來，須暉，趙鑫勇.日光溫室太陽總輻射量變化規律及利用分析[J] .中國農學通報，2012，28（19）：104-108.

[2]韓亞東，薛學武，羅新蘭，國力，李天來.日光溫室內太陽輻射估算模型的構建[J] .農業工程學報，2014，30（10）：174-181.

[3]張西平， 繩莉麗， 劉宏權等. 日光溫室膜下滴灌黃瓜參考作物蒸發蒸騰量與氣象因子的關系[J]. 節水灌溉， 2014， （9）：1-4.

[4]郜慶爐， 梁云娟， 段愛旺. 日光溫室內光照特點及其變化規律研究[J]. 農業工程學報， 2003， 19（3）：200-204.