武漢市夏季鋼架大棚不同覆蓋材料對大棚小氣候影響

干昌林，孟翠麗，王 涵，陳 鑫，陸鵬程，方莎莎

（武漢農業氣象試驗站，武漢 430040）

越夏蔬菜的栽培解決好降溫和防雨是生產的關鍵。高溫伴著強光照易引起蔬菜植株失水萎蔫、落花、果實灼燒，甚至座不住果、死棵等現象，嚴重影響蔬菜的產量和品質。雨水流入大棚內可引起爛根死苗。夏季撤去大棚四周“裙膜”，保留大棚頂部薄膜覆蓋可使植株減少風吹雨打引起的機械性和生理性傷害；也可減少土壤板結，有利于作物根系生長。覆蓋遮陽網可起到降溫的作用，還可防治茄果類蔬菜果實日灼病。但由于大棚塑料膜封閉性強，棚內溫度高、濕氣難以揮發，易導致蔬菜病害的發生和流行。唐麗［1］等研究了避雨栽培對番茄生長微環境及病害發生的影響，結果表明，避雨栽培條件下晴天對地溫，植株基部、中部氣溫有影響但不明顯，棚頂溫升高影響較大。張少平［2］等研究表明夏末秋初遮蓋50%～80%遮陽網，可顯著提高其產量。汪波［3］等系統分析了遮陽網覆蓋后溫度、光照度的變化特征，結果表明，外覆蓋降溫效果更好；遮陽網在晴天的遮光降溫效果明顯好于陰雨天氣。吳振海［4］等研究了遮陽網的小氣候效應及其對蔬菜生長的影響。李式軍［5-11］等分析了遮陽網性能與夏白菜的覆蓋栽培技術研究。前人的研究均是針對單一采用遮陽網、遮雨技術，針對越夏蔬菜露地、遮雨、遮陽、遮雨+遮陽這四種模式的大棚小氣候特點做全面分析、比較還屬空白。因此，開展夏季鋼架大棚不同類型覆蓋材料對大棚小氣候影響的研究具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

試驗觀測時間為2015年6月至8月。試驗觀測地點位于武漢農業氣象試驗基地。試驗設置4個處理：處理1：空置鋼架大棚（露地模式），以下簡稱為A1；處理2：鋼架大棚頂上覆蓋遮陽網（遮陽網覆蓋模式），以下簡稱為A2；處理3：鋼架大棚頂上覆蓋流滴膜（避雨覆蓋模式），以下簡稱為A3；處理4：架大棚覆蓋流滴膜和遮陽網 （避雨+遮陽網覆蓋），以下簡稱為A4。

1.2 方法

試驗大棚：4個處理大棚按照統一的要求整理，大棚內不種任何植作物，自動觀測項目4個處理大棚中央1.5m高度的空氣溫度和濕度10cm、20cm土壤溫度，1小時／次，頻率1小時／次。

2 結果分析

本試驗共設置了A1、A2、A3、A4處理，均采用頂部覆蓋方式。提取夏季典型晴天數據，分別各覆蓋模式下的大棚小氣候特征。

2.1 晴天天氣下棚內氣溫變化

圖1為2015年夏季晴天條件下四種不同覆蓋方式下大棚內平均氣溫的日變化。早晨6：00，大棚內的溫度為一天中的最低值，隨著太陽輻射的增強，棚內溫度逐漸上升，A1、A2、A4三種模式下棚內氣溫變化趨勢基本一致，每小時上升1～2℃，但A1模式比A2、A4模式增溫稍快，棚內溫度A1＞A4＞A2，于15：00達溫度最高值；15：00后，溫度開始降低，總體呈現 A2＞A4＞A1，21：00 后，A2＞A1＞A4。 白天正午時段，有遮陽比無遮陽時的棚內溫度低1.1℃左右，說明夏季高溫條件下采用一定的遮陽措施是必需的，但其他時段遮陽覆蓋對棚內溫度無明顯影響。

A3模式處理下，6：00后棚內溫度急劇上升，每小時上升2～4℃，于13：00達最高值41℃左右，后迅速下降，16：00后變化趨勢與其他三種覆蓋模式基本一致。

圖1 晴天不同覆蓋方式下大棚內平均氣溫的日變化

2.2 晴天天氣下棚內相對濕度變化

四種模式處理下，棚內相對濕度（RH）的日變化如圖2所示。可以看出，RH日變化呈雙峰型，分別在早上06：00和晚上21：00達最大值，午后和傍晚最低，最高RH在85%～90%左右，最低RH在50%～55%左右。其中，A1、A2、A4三種模式下的RH無明顯差別，但A2模式下的RH在傍晚至夜間（16：00～06：00）更低。 A3模式下，早晨 06：00后棚內相對濕度下降速率比另三種模式下降更快，13：00達最低值55%，午后開始上升。相比不同覆蓋模式對氣溫的影響，大棚覆蓋對RH的影響較小。

圖2 晴天不同覆蓋方式下大棚內相對濕度日變化

2.3 晴天天氣下棚內地溫變化

圖3、圖4為不同覆蓋方式下大棚內10cm、20cm地溫的日變化。不難看出，各模式下10cm地溫和20cm地溫日變化趨勢大體相同：A2、A4覆蓋模式對地溫的影響很小，日最高和日最低值相差僅1℃左右；A1和A3覆蓋模式下地溫呈單峰型日變化，10cm地溫和 20cm地溫分別在下午 15：00和17：00 左右達最大值。 白天（08：00-17：00），四種覆蓋模式下（A1、A2、A3、A4）10cm 地溫平均每小時增溫 0.47℃、0.12℃、0.44℃、0.02℃，最大升溫幅度發生在上午 10：00，A3 增溫 1.13℃／h；20cm 地溫平均每小時變溫 0.18℃、0.03℃、0.25℃、-0.01℃。17：00 后隨著太陽輻射的減弱，地表溫度以長波形式向外輻射的量超過地表吸收的短波太陽輻射，地溫開始降低。隨著土壤深度增加，地溫日變化幅度趨于平穩，土壤溫度變化滯后，這與土地越深，熱傳導所需時間越長這一事實是相符的。

綜合以上分析，晴天A2、A4覆蓋模式對高溫有一定的緩解作用，但對濕度影響不明顯，室外溫度越高，降溫效果越明顯，且晚上對大棚有保溫作用；A3覆蓋模式使棚內氣溫過高而相對濕度降低，易造成作物失水過多萎蔫，因此不適用于晴天下采用。

圖3 晴天不同覆蓋方式下大棚內10cm地溫日變化

圖4 晴天不同覆蓋方式下大棚內20cm地溫日變化

3 小結

晴天條件下，中午氣溫最高時段遮陽網具一定的降低氣溫的效應，但幅度不大；而遮雨覆蓋有明顯的增溫作用。相對濕度在中午高溫時段，遮雨、遮陽+遮雨兩種覆蓋方式下相對濕度與露地接近，遮雨覆蓋有增加相對濕度的作用。地溫的升高主要取決于接收的太陽輻射，因此遮雨覆蓋與露地地溫變化趨于一致，且午后最高時段遮雨較露地高，而遮陽與遮陽+遮雨覆蓋由于遮陽網阻擋了大部分太陽直接輻射到地面，地溫日變化比較平緩，說明遮陽網具有極顯著的降低地溫的作用。因此，在高溫天氣下，遮陽網覆蓋能提供較為適宜的地溫環境，保持根系正常活力。

［1］唐麗，王海娥，李小玲，等.避雨栽培對番茄生長微環境及病害發生的影響 ［J］. 西南農業學報，2012，25（6）：2021-2025.

［2］張少平，賴正鋒，吳水金等.紫背天葵越夏高產栽培研究［J］.中國園藝文摘.2012，12：34-35.

［3］汪波，劉建，李波，等.夏季遮陽網覆蓋對塑料薄膜大棚小氣候的影響 ［J］. 江蘇農業科學，2015，43 （10）：479-483.

［4］吳振海，陳家金，徐宗煥.遮陽網的小氣候效應及其對蔬菜生長的影響.福建農業大學學報，2001，30 （2）：185-190.

［5］李式軍，凌麗娟，姚禾芬，等.遮陽網性能與夏白菜的覆蓋栽培技術研究，農業工程學報.1995，11（4）：112-116.

［6］蘇永秀，李政.GIS支持下的芒果種植農業氣候區劃［J］.廣西氣象，2002，23（1）：46-48.

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［11］陳惠，岳輝英.福建省茶樹生長的氣候適應性 ［J］.氣象研究與應用，2005，26（S1）：16-18.