夏季遮陽網覆蓋對塑料薄膜大棚小氣候的影響

汪波　劉建　李波　薛亞光　魏亞鳳

摘要：為明確遮陽網覆蓋對夏季塑料薄膜大棚小氣候環境調控效果，通過對遮陽網覆蓋方式、顏色、型號以及與無覆蓋對照區典型天氣的連續測量，系統分析了遮陽網覆蓋后溫度、光照度的變化特征。由試驗結果可以看出，采用外遮陽方式進行遮陽的效果最佳，它可以阻止大部分光照進入溫室內部，從而降低溫室內部的溫度；與內覆蓋、內平覆蓋相比，外覆蓋降溫效果更好；同一型號黑色遮陽網的降溫遮光效果優于銀灰色遮陽網，針織越密遮光降溫效果越好；遮陽網在晴天的遮光降溫效果明顯好于陰雨天氣，而陰雨天氣下最大光照度明顯低于作物飽和光照度，建議陰雨天氣下不進行遮陽網覆蓋，以確保作物的生長。

關鍵詞：遮陽網；覆蓋方式；顏色；型號；小氣候；晴天；陰雨天

中圖分類號： S625.5 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）10-0479-04

設施大棚利用支架和透光材料（以塑膜和玻璃為主）營造相對封閉的小氣候環境。在寒冷冬季，設施大棚通過鋪設地熱線、燃燒加熱、多層覆蓋等措施來保溫增溫[1-3]；在炎熱夏季，則以遮光材料覆蓋（減少棚內光照度）、設施噴水灌溉（蒸發降溫）、強制通風（通風換氣）等方式來進行降溫[4-5]。江蘇沿江地區地處長江流域，為亞熱帶地區，設施農業以塑料薄膜大棚為主。該地區每年6—9月以強光照度（100 000 lx以上）、高溫（30 ℃以上）為主，遠超出一般經濟作物光飽和點（70 000lx以下）和適宜溫度（20～25 ℃）的需求，限制了作物生長[6]。傳統夏季大棚通過揭膜種植或是進行休閑，揭膜造成大棚總成本增加和棚內養分的流失，而休閑則導致光溫水氣資源的浪費。因此如何在覆膜的條件下削弱光照度、降低棚內溫度以構建適宜作物生長需要的環境是夏季調控的重點[7]。遮陽網具有良好的遮光、降溫、保濕等功能，以其操作簡便、價格低廉為廣大農戶所采用，遮陽網是以聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等為原料制成，其通過調節控制網眼大小和疏密度，使其具有不同的遮光、通風特性[8]。

遮陽網材料種類繁多，選擇何種遮陽網成為設施栽培面臨的首要問題；此外，覆蓋方式也影響著降溫效果。本試驗立足江蘇沿江地區，首先通過覆蓋方式試驗篩選降溫效果好的遮陽網覆蓋方式；其次，通過不同型號遮陽網小氣候調控效果試驗，明確適宜型號的遮陽網。遮陽網顏色采用應用面積較廣的黑色遮陽網和銀灰色遮陽網，主要有以下4種型號：黑色SZW-8（表示1個密區有8根扁絲）、黑色SZW-20（表示1個密區有20根扁絲）、銀灰色SZW-8（表示1個密區有8根扁絲）、銀灰色SZW-12遮陽網（表示1個密區有12根扁絲）。本研究就不同覆蓋方式遮陽網的降溫效果開展研究，探討不同型號遮陽網對塑料薄膜大棚小氣候的影響，以期為江蘇沿江地區夏季設施栽培提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點設在江蘇沿江地區農業科學研究所鋼架塑料薄膜大棚內。

1.2 試驗設計

1.2.1 遮陽網覆蓋方式試驗 2012年8—9月進行遮陽網覆蓋，覆蓋方式設3個處理：內平覆蓋（遮陽網在塑料棚內，距地面約2 m平行拉直）、內覆蓋（遮陽網在塑料棚內，緊貼塑料大棚）、外覆蓋（遮陽網在塑料棚外，緊貼塑料大棚）（圖1）。遮陽網選擇最常用的黑色SZW-8遮陽網。每個大棚設置1個小區，大棚擺放方向即屋脊南北走向，面積為180 m2（30 m×6 m），大棚高2.5 m，重復1次，3個大棚管理一致。大棚通風采用開地窗，即卸下大棚兩側裙子和開啟兩頭棚門。

1.2.2 不同型號遮陽網小氣候調控效果試驗 2013年6至9月進行大棚試驗，試驗處理分別為：露天（對照，T0）、黑色SZW-8的遮陽網（T1）、黑色SZW-20的遮陽網（T2）、銀灰色SZW-8的遮陽網（T3）、銀灰色SZW-12的遮陽網（T4）。選擇典型天氣（晴天為2013年8月9日、陰雨天為2013年9月5日），塑料大棚尺寸和擺放見“1.2.1”節。

1.3 觀察方法

氣象要素的觀測采用集中典型觀測方法，利用水銀溫度計記錄典型天氣1 d中06：00—18：00大棚垂直面溫度變化（棚上部離地2 m，中部離地1 m，下部離地0 m），每隔0.5 h記錄1次；采用托普光照度記錄儀 （TPJ-14）、自動溫濕度記錄儀 （TPJ-20）進行24 h自動記錄連續觀測，主要測定光照度、空氣溫濕度（作物生長層）。透光率τ計算公式為：

τ=P/P0×100%。

式中：P為透過的光照度，lx；P0為入射的光照度，lx。

1.4 資料處理

采用Microsoft Excel 2007分析數據，用Sigmplot 10.0制圖。

2 結果與分析

2.1 遮陽網覆蓋方式降溫效果

2.1.1 對棚上部溫度的影響 由圖2可以看出，晴天和陰雨天氣下，3種遮陽網方式中棚上部溫度以外覆蓋最低，內覆蓋次之，內平覆蓋最高。晴天內平覆蓋、內覆蓋、外覆蓋棚上部日平均溫度分別為54.50、51.40、50.13 ℃，陰雨天分別為22.92、21.88、20.62 ℃。

2.1.2 對棚中部溫度的影響 由圖3可以看出，晴天和陰雨天氣下，3種遮陽網方式中下棚中部溫度以內平覆蓋最低，內覆蓋次之，外覆蓋最高；陰雨天棚中部溫度以內覆溫度最低，內平覆次之，外覆蓋最高。晴天內平覆蓋、內覆蓋、外覆蓋棚中部日平均溫度分別為33.15、34.63、35.61 ℃，陰雨天分別為20.38、20.30、20.54 ℃。

2.1.3 對棚下部溫度的影響 由圖4可以看出，晴天和陰雨天氣下，3種遮陽網方式棚下部溫度以外覆蓋最低，內覆蓋次之，內平覆蓋最高。晴天內平覆蓋、內覆蓋、外覆蓋棚下部日平均溫度分別為35.43、34.17、32.49 ℃，陰雨天分別表現為21.81、21.50、20.55 ℃。endprint

由圖2、圖3、圖4可以看出，3種覆蓋方式中以外覆蓋降溫效果總體表現良好，故降溫試驗宜采用外覆蓋的方式進行，同時外覆蓋的操作簡單、方便。

2.2 遮陽網覆蓋對大棚小氣候環境的影響

2.2.1 光照度的日變化 由圖5看出，不同遮陽網覆蓋后設施內光照度不同，但一天內光照變化趨勢一致。同一天氣下，各個處理的光照度表現為T0>T3>T4>T1>T2。晴天T0、T1、T2、T3、T4處理的最大光照度分別為137 728、26 884、12 628、53 280、34 944 lx，陰雨天分別為37 408、10 403、3 826、19 570、11 801 lx。結果表明，同一型號黑色遮陽網的遮光性顯著優于銀灰色遮陽網，光照度表現為銀灰色SZW-8>黑色SZW-8。同一顏色遮陽網，其針織越密，遮光性越強，表現為黑色SZW-8>黑色SZW-20、銀灰色SZW-8>銀灰色SZW-12。陰雨天氣光照弱，不建議采用遮陽網進行覆蓋，應及時揭取遮陽網。

2.2.2 透光率的日變化 由圖6可以看出，不同處理間透光率日變化趨勢基本一致，同一型號的不同顏色透光率差異明顯，銀灰色遮陽網的透光率明顯高于黑色，不同處理間透光率大小表現為T3>T4>T1>T2。銀灰色SZW-8透光率為50%；銀灰色SZW-12、黑色SZW-8的透光率次之，均為30%；黑色SZW-20透光率為10%； 同一型號黑色和銀灰色遮陽網透光率表現出差異，可能由于顏色不同造成散射輻射和反射的差異，導致最終的透光率的差異。

2.2.3 不同部位氣溫的日變化 由圖7可以看出，氣溫日變化（06：00—18：00）整體表現為先升高后降低趨勢，在14：00左右達到最高值。不同部位在同一時間，棚內溫度由上至下逐漸降低，即棚上部溫度最高，下部溫度最低。不同處理間棚上部溫度表現為T3>T1>T2>T4，平均溫度依次為44.08、42.66、40.73、39.43 ℃；棚中部溫度表現為T1>T3>T2>T4，平均溫度依次為38.38、37.75、37.30、36.50 ℃；棚下部溫度則表現為T3>T1>T4>T2，平均溫度依次為36.10、34.94、

33.83、32.05 ℃。可以看出，對于棚上部和中部來講，T4處理的降溫效果最好，降溫幅度為2～5 ℃；棚下部降溫效果最好的為T2處理，降溫幅度為4 ℃左右。綜上表明，降溫效果較好的為T4、T2處理，即近地生長作物多數以T2處理的降溫效果最明顯，總體表現最好。

2.2.4 遮陽網覆蓋下空氣溫濕度的日變化 由圖8可以看出，空氣溫度、空氣濕度表現為對稱的動態變化。晴天不同處理間溫差和濕差差異明顯，而陰雨天氣不同處理間溫差和濕差差異不明顯。不同處理間在晴天氣溫變化表現為T0>T3>T4>T1>T2，日均氣溫依次為37.59、35.27、35.16、3462、33.05 ℃，T1、T2、T3、T4處理與T0處理相比日均氣溫分別降低2.97、4.54、2.32、2.43 ℃；不同處理在陰雨天氣氣溫的日變化表現為T0>T4>T3>T1>T2，日均氣溫依次為32.91、32.45、32.22、31.89、31.40 ℃，T1、T2、T3、T4處理與T0處理相比日均氣溫分別降低1.02、1.51、0.69、0.46 ℃。

晴天條件下不同處理間空氣濕度表現為T2>T4>T3>T1>T0，日均空氣濕度分別為73.94%、71.38%、70.33%、7019%、60.18%；陰雨條件下空氣濕度表現為T2>T4>T1>T3>T0，日均空氣濕度依次為75.26%、74.65%、73.98%、7286%、72.76%。

遮陽網的降溫保濕效果表現為黑色遮陽網優于銀灰色遮陽網，而晴天好于陰雨天，故建議晴天采用遮陽網覆蓋，而陰雨天氣不進行覆蓋作業。

3 討論與結論

對外覆蓋、內覆蓋和內平覆蓋3種方式下降溫效果的試驗表明，外覆蓋對大棚上降溫效果表現最好。外覆蓋操作簡單，拆卸方便，降溫效果最好；內覆蓋操作繁瑣，拆卸困難，實際可操作性不強；內平覆蓋限制了棚內可操作空間，不便于管理。外覆蓋后太陽輻射在棚室外被外遮陽網吸收或反射，使這部分能量不能進入棚室內，因而對大棚產生明顯的降溫效應，因此遮陽網覆蓋建議采用外覆蓋形式[8]。

在明確外覆蓋方式下，研究不同顏色和型號遮陽網的降溫效果。結果表明，同一型號遮陽網以黑色的遮陽降溫效果顯著優于銀灰色，這與閆秋艷等結果不一致[9]，而同一顏色遮陽網其針織密數越多其透光率越低、降溫幅度越大。采用遮陽網覆蓋后，光照度下降50%～90%，減弱了強光輻射，控制了高溫熱害，有保墑、調節空氣濕度、防止干旱、改善根際環境、促進發芽與齊苗的作用[10]。

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