遮陽(yáng)降溫劑對(duì)日光溫室環(huán)境的影響.pdf
遮陽(yáng)降溫劑對(duì)日光溫室環(huán)境的影響石 玉,姚 棋,張 毅,苗妍秀,侯雷平(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山西省設(shè)施蔬菜提質(zhì)增效協(xié)同創(chuàng)新中心,山西太谷030801)摘 要:高溫障礙是制約日光溫室作物周年生產(chǎn)的不利因素之一。遮陽(yáng)降溫劑可有效避免使用遮陽(yáng)網(wǎng)降溫時(shí)遮光過(guò)多、作物光照不足的問(wèn)題。試驗(yàn)研究了2種稀釋比例(15和110)遮陽(yáng)降溫劑對(duì)日光溫室內(nèi)光照強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對(duì)濕度、地溫等環(huán)境指標(biāo)的影響。結(jié)果表明,與未噴涂遮陽(yáng)降溫劑溫室相比,15噴涂覆蓋下溫室遮光率提高19.33%27.92%,室內(nèi)氣溫降低0.703.09,地溫降低3.486.98,空氣相對(duì)濕度提高2.18%6.33%;而110噴涂下溫室的降溫效果較差。建議高溫季節(jié)日光溫室生產(chǎn)中使用稀釋比例為15的遮陽(yáng)降溫劑。關(guān)鍵詞:遮陽(yáng)降溫劑;日光溫室;環(huán)境指標(biāo)中圖分類(lèi)號(hào):S625.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-2481(2019)09-1598-05Effects of Shade-cooling Agent on the Environment of Solar GreenhouseSHIYu,YAOQi,ZHANGYi,MIAOYanxiu,HOULeiping(CollegeofHorticulture,CollaborativeInnovationCenterofQualityandProfitImprovementfortheProtectedVegetablesofShanxiProvince,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)Abstract:High temperatureobstacleisoneoftheadversefactorson thecrop year-round production in solar greenhouse. Usingshade-coolingagentcaneffectivelyavoidexcessiveshadingandlow-lightenvironmentforcrops,whichwereoftencausedbyusingthetraditionalsun-shadingnet.Inthisexperiment,theeffectsoftwodifferentdilutionratioofshade-coolingagent(15and110)onthechanges of light intensity, air temperature, relative air humidity and ground temperature in solar greenhouse were studied. The resultsshowed that compared with the no-shading solar greenhouse, the shade-cooling agent with 15 dilution rate increased thegreenhouse-shadingrateby19.33%-27.92%,reducedtheinneraverageairandgroundtemperatureby0.70-3.09and3.48-6.98,respectively,meanwhile,increasedtherelativeairhumidityby2.18%-6.33%.Moreover,the110dilutionrateshowedrelativelypoorcoolingeffect.Itisadvisedthattheshade-coolingagentwith15dilutionratecanbeusedtocooldownthesolargreenhouseinthehightemperatureseasons.Key words:shade-coolingagent;solargreenhouse;environmentindex收稿日期:2019-03-09基金項(xiàng)目:山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目(J2016029);山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目子課題(201703D211001-04-03)作者簡(jiǎn)介:石 玉(1983-),女,山東青州人,副教授,主要從事設(shè)施園藝研究工作。侯雷平為通信作者。doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2019.09.26隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化調(diào)整,設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的重要性愈發(fā)突出1。日光溫室是我國(guó)北方地區(qū)的主要園藝設(shè)施類(lèi)型2,其在保障園藝產(chǎn)品供應(yīng)、促進(jìn)農(nóng)民增收和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)繁榮等方面發(fā)揮著極其重要的作用。利用日光溫室可以有效應(yīng)對(duì)冬季低溫對(duì)作物生長(zhǎng)的不利影響,但在夏季卻容易遭受高溫障礙等問(wèn)題3,嚴(yán)重制約作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育。為了滿(mǎn)足高溫季節(jié)日光溫室作物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)環(huán)境的要求,必須采取輔助降溫措施。傳統(tǒng)的覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)降溫法,可降低室內(nèi)光照強(qiáng)度,但同時(shí)也易造成室內(nèi)悶熱4;若用泥巴或石灰涂抹在溫室棚膜外側(cè),則存在易被雨水沖刷等問(wèn)題5。近年來(lái),各種高科技產(chǎn)品不斷應(yīng)用于設(shè)施園藝領(lǐng)域。遮陽(yáng)降溫材料可有效避免溫室內(nèi)強(qiáng)光和高溫,形成有利于作物光合作用的溫光環(huán)境6,促進(jìn)作物生長(zhǎng)。楊玉萍等7研究表明,適度遮陽(yáng)(25%30%)能使青椒變色率達(dá)68.09%,提高經(jīng)濟(jì)效益27.13%。利涼遮陽(yáng)降溫劑是荷蘭研發(fā)的一種高科技遮陽(yáng)降溫產(chǎn)品,可有效解決溫室高溫障礙問(wèn)題,為作物創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)環(huán)境8,提高產(chǎn)量和效益。趙天義等9研究表明,運(yùn)用遮陽(yáng)降溫劑能夠大大降低瓜豆類(lèi)蔬菜發(fā)病率,使茄果類(lèi)蔬菜提早定植3040d,保證了產(chǎn)品真空期供應(yīng)。本試驗(yàn)通過(guò)研究2種不同稀釋比例的遮陽(yáng)降溫劑對(duì)日光溫室內(nèi)光照強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對(duì)濕度、地溫等環(huán)境指標(biāo)的影響,以期為遮陽(yáng)降溫劑山西農(nóng)業(yè)科學(xué)2019,47(9):1598-1602 Journal of Shanxi Agricultural Sciences1598· ·在日光溫室作物高溫季節(jié)栽培中的推廣應(yīng)用提供適當(dāng)參考。1 材料和方法1.1 試驗(yàn)材料供試材料為利涼遮陽(yáng)降溫劑,購(gòu)自北京瑞雪環(huán)球科技有限公司。1.2 試驗(yàn)方法本試驗(yàn)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝站內(nèi)三棟日光溫室(、)進(jìn)行,室內(nèi)面積均為405m2(不含操作間)。試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)處理:即15遮陽(yáng)降溫劑(5kg遮陽(yáng)降溫劑對(duì)25kg水)噴涂覆蓋日光溫室;110遮陽(yáng)降溫劑(2.5kg遮陽(yáng)降溫劑對(duì)25kg水)噴涂覆蓋日光溫室;未噴涂覆蓋遮陽(yáng)降溫劑日光溫室;露地對(duì)照。選擇晴朗無(wú)風(fēng)且未來(lái)48h內(nèi)非陰雨天的上午,將遮陽(yáng)降溫劑用自來(lái)水稀釋攪拌均勻后,在棚膜外側(cè)均勻噴涂。每棟日光溫室從東到西均勻設(shè)置3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)(圖1),在每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)高約1.5m處各垂直懸掛一個(gè)歐寶自動(dòng)記錄儀(HOBOU12-013),每隔30min自動(dòng)測(cè)定一次溫室內(nèi)空氣溫度和濕度;在溫室正中央設(shè)置觀測(cè)點(diǎn),記錄土層5,10,15,20cm的地溫,地溫由4通道模擬記錄儀(HOBOUX120-006M)每隔30min自動(dòng)測(cè)定一次;在溫室正中央偏東3m處(避開(kāi)保溫被的固定陰影帶)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn),在該觀測(cè)點(diǎn)距離地面1.5m處,在9:0016:00每隔1h使用TES-1332A照度計(jì)記錄一次溫室內(nèi)光照強(qiáng)度,遮光率根據(jù)公式L(L1L2)/L1進(jìn)行計(jì)算(式中,L為遮光率,L1為露地測(cè)定的光照強(qiáng)度,L2為溫室內(nèi)測(cè)定的光照強(qiáng)度10)。1.3 數(shù)據(jù)處理使用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、分析作圖。2 結(jié)果與分析2.1 不同稀釋比例遮陽(yáng)降溫劑對(duì)溫室內(nèi)光照強(qiáng)度的影響由圖2可知,使用遮陽(yáng)降溫劑可在不同程度上降低溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度。晴天時(shí),4個(gè)處理的光照強(qiáng)度均呈先增加后降低的變化趨勢(shì),且均在13:00左右達(dá)到最大值,最大光照強(qiáng)度依次為露地未噴涂溫室15噴涂覆蓋溫室110噴涂覆蓋溫室;陰天時(shí),4個(gè)處理的光照強(qiáng)度同樣呈現(xiàn)出先增加再降低的趨勢(shì),在13:00左右達(dá)到最大值,且最大光照強(qiáng)度依次為露地未噴涂溫室110噴涂覆蓋溫室15噴涂覆蓋溫室。2.2 不同稀釋比例遮陽(yáng)降溫劑對(duì)溫室遮光率的 影響表 1 不同稀釋比例遮陽(yáng)降溫劑對(duì)溫室遮光率的影響 %14:0053.62a52.71a28.10b15:0056.44a57.28a35.97b16:0059.09a59.12a37.91b12:0055.47a53.86a29.70b13:0054.24a53.14a26.32b11:0056.39a56.22a32.70b處理15噴涂覆蓋110噴涂覆蓋未噴涂9:0062.35a65.33a43.02b10:0057.62a59.30a35.70b時(shí)刻注:同列不同小寫(xiě)字母表示顯著水平0.05。從表1可以看出,9:0016:00,溫室遮光率先減少后增加。其中,15噴涂覆蓋溫室和110噴涂覆蓋溫室在14:00左右遮光率最低,分別為53.62%和52.71%;未噴涂溫室在13:00左右遮光石 玉等:遮陽(yáng)降溫劑對(duì)日光溫室環(huán)境的影響1599· ·率最低,為26.32%,且15噴涂覆蓋溫室和110噴涂覆蓋溫室的遮光率與未噴涂溫室遮光率在正午時(shí)刻的差異明顯大于早晚時(shí)刻的差異,在13:00時(shí)差異最大。15噴涂覆蓋溫室遮光率在11:0014:00高于110噴涂覆蓋溫室0.171.61百分點(diǎn),在9:00,10:00,15:00,16:00遮光率低于110噴涂覆蓋溫室0.032.98百分點(diǎn)。2.3 不同稀釋比例遮陽(yáng)降溫劑對(duì)空氣溫度的影響從圖3可以看出,遮陽(yáng)降溫劑對(duì)于溫室內(nèi)白天溫度的影響較大,但對(duì)于夜間溫度的影響比較小。在一天內(nèi)4個(gè)處理的溫度均呈現(xiàn)出先降低后增加再降低的變化趨勢(shì),在6:00左右達(dá)到最低值后開(kāi)始上升,在14:00左右達(dá)到最高溫度,未噴涂溫室最高溫度為42.90,15噴涂覆蓋溫室最高溫度為40.03,110噴涂覆蓋溫室最高溫度為41.45,而露地溫度在15:00左右出現(xiàn)最高值36.43。溫度達(dá)到最大值后開(kāi)始明顯下降,與未噴涂溫室作比較,一天中15噴涂覆蓋溫室最多可降低溫度3.09,110噴涂覆蓋溫室最多可降溫1.46。15噴涂覆蓋溫室較110噴涂覆蓋溫室的降溫效果更顯著。2.4 不同稀釋比例遮陽(yáng)降溫劑對(duì)地溫的影響2.4.1 5cm地溫比較 由圖4可知,一天內(nèi)3個(gè)日光溫室5cm地溫變化趨勢(shì)基本一致,而露地5cm地溫變化要早于室內(nèi)5cm地溫變化,露地5cm地溫在7:00左右出現(xiàn)最低溫度20.78,15噴涂覆蓋溫室和110噴涂覆蓋溫室在8:30左右出現(xiàn)最低溫度,分別為23.94,26.32,未噴涂溫室在9:00左右出現(xiàn)最低溫度,為28.23。溫度達(dá)到最低值后開(kāi)始緩慢上升,露地5cm地溫在12:30最先達(dá)到地溫最高值24.38;15噴涂覆蓋溫室和110噴涂覆蓋溫室均在17:30出現(xiàn)最高溫,分別是28.07,29.55;未噴涂溫室在18:00達(dá)到最高溫度31.74。與未噴涂溫室相比,15噴涂覆蓋溫室地溫降幅為3.484.54,110噴涂覆蓋溫室地溫降幅為1.602.49。2.4.2 10cm地溫比較 從圖5可以看出,一天內(nèi)4個(gè)處理在10cm地溫的變化趨勢(shì)基本一致,露地地溫和溫室內(nèi)地溫均在8:30左右出現(xiàn)最低溫度,在17:30左右出現(xiàn)最高溫度;10cm地溫溫差變化大小順序?yàn)槲磭娡繙厥?5噴涂覆蓋溫室110噴涂覆蓋溫室露地,其中,未噴涂溫室地溫溫差為4.30,15噴涂覆蓋溫室地溫溫差為3.03,110噴涂覆蓋溫室地溫溫差為2.82,露地地溫溫差為2.01。與未噴涂溫室相比,15噴涂覆蓋溫室和110噴涂覆蓋溫室地溫降幅分別為5.576.98和1.353.32。2.4.3 15cm地溫比較 由圖6可知,15cm地溫變化趨勢(shì)較為平緩,最低溫度大約在10:30左右出現(xiàn),最高溫度大約出現(xiàn)在19:00左右;一天內(nèi)15cm地溫溫差大小順序依次為未噴涂溫室(2.32)15噴涂覆蓋溫室(1.99)露地(1.50)110噴涂覆蓋溫室(1.21)。與未噴涂溫室相比,15噴涂覆蓋溫室可降低地溫3.974.55,110噴涂覆蓋溫室可降低地溫1.753.16。2.4.4 20cm地溫比較 從圖7可以看出,隨著土層深度的增加,20cm地溫溫度變化極為平緩,溫度日變化幅度很?。?10噴涂覆蓋溫室變化幅度山西農(nóng)業(yè)科學(xué)2019年第47卷第9期1600· ·最大,溫差為1.77,未噴涂溫室溫差為1.45,15噴涂覆蓋溫室溫差為1.36,露地溫差為0.85;一天中,20cm地溫最低值出現(xiàn)在11:30左右,最高值出現(xiàn)在20:30左右。與未噴涂溫室相比,15噴涂覆蓋溫室和110噴涂覆蓋溫室分別可降低地溫4.084.61和1.732.34。2.5 不同稀釋比例遮陽(yáng)降溫劑對(duì)空氣相對(duì)濕度的影響從圖8可以看出,4個(gè)處理的空氣相對(duì)濕度變化趨勢(shì)基本一致。一天內(nèi)露地和室內(nèi)的空氣相對(duì)濕度總體呈現(xiàn)出先上升再下降最后又上升的趨勢(shì)。在6:00左右出現(xiàn)最高值,其中,15噴涂覆蓋溫室濕度最高值80.07%110噴涂覆蓋溫室濕度最高值77.54%未噴涂溫室濕度最高值74.88%露地濕度最高值72.33%;隨后均開(kāi)始下降,直至15:00左右達(dá)到最低,露地濕度最低值為21.05%,15噴涂覆蓋溫室濕度最低值為20.02%,110噴涂覆蓋溫室濕度最低值為17.53%,未噴涂溫室濕度最低值為17.41%。但總體來(lái)說(shuō),日平均相對(duì)濕度由大到小依次為15噴涂覆蓋溫室(52.70%)110噴涂覆蓋溫室(50.05%)露地(48.69%)未噴涂溫室(48.18%)。3 結(jié)論與討論近年來(lái),設(shè)施蔬菜生理障礙愈來(lái)愈嚴(yán)重,溫室內(nèi)溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致果實(shí)生長(zhǎng)緩慢、日燒等現(xiàn)象發(fā)生,使果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量都受到一定的影響11。為了解決溫室高溫障礙的問(wèn)題,通常采用自然通風(fēng)、覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)、強(qiáng)制通風(fēng)等手段來(lái)進(jìn)行降溫,但僅靠自然通風(fēng)系統(tǒng)室內(nèi)溫度難以達(dá)到作物生長(zhǎng)的適宜溫度,而遮陽(yáng)網(wǎng)的使用則往往需要專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng),增加了操作的難度12,強(qiáng)制通風(fēng)耗能較高且易造成室內(nèi)熱量不均勻13。利涼遮陽(yáng)降溫劑作為一種高科技遮陽(yáng)降溫產(chǎn)品,對(duì)夏季日光溫室有著良好的降溫作用,與覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)相比,降溫劑能遮擋部分太陽(yáng)光線(如紅外線)實(shí)現(xiàn)降溫,創(chuàng)造有利于蔬菜生長(zhǎng)的光照環(huán)境14。本試驗(yàn)研究表明,使用一定稀釋比例的遮陽(yáng)降溫劑對(duì)于夏季溫室內(nèi)的強(qiáng)光和高溫有一定的緩解作用,3個(gè)日光溫室室內(nèi)的光照強(qiáng)度全部比對(duì)照室外露地的光照強(qiáng)度要小。15噴涂覆蓋溫室和110噴涂覆蓋溫室均有良好的遮陽(yáng)效果,且15噴涂覆蓋溫室的光照強(qiáng)度比110噴涂覆蓋溫室的更均勻。所以,15噴涂覆蓋溫室的光照環(huán)境相對(duì)適于植物越夏栽培。趙天義等9研究表明,葉菜類(lèi)蔬菜栽培遮光率應(yīng)當(dāng)?shù)陀?0%,否則植株容易徒長(zhǎng),抗病性降低。因此,應(yīng)當(dāng)根據(jù)所栽培作物種類(lèi),確定最適生長(zhǎng)遮光率15,為其提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。溫室內(nèi)氣溫和地溫是保證植物正常生長(zhǎng)的重要條件16。吳久赟等17研究表明,溫室內(nèi)外溫度變化基本一致,但氣溫變化幅度相比地溫變化幅度較大。本試驗(yàn)結(jié)果表明,利涼遮陽(yáng)降溫劑對(duì)于室內(nèi)空氣溫度和地溫的降低也有很明顯的調(diào)控作用;該遮陽(yáng)降溫劑可降低空氣溫度1.462.87,降低5cm地溫2.154.18,且稀釋比例15的遮陽(yáng)降溫效果更明顯。這與任旭琴等18和陳晴19的研究結(jié)果相似。陳晴19研究表明,遮陽(yáng)降溫劑可遮陽(yáng)23%82%、降低溫度512。任旭琴等18試驗(yàn)證明,遮石 玉等:遮陽(yáng)降溫劑對(duì)日光溫室環(huán)境的影響1601· ·陽(yáng)降溫劑可以提高遮陽(yáng)率11.8%36.5%、降低空氣溫度0.85.6、降低5cm地溫0.52.8,且涂料稀釋比例越大,遮陽(yáng)降溫效果越差。導(dǎo)致該差異主要原因可能由于是試驗(yàn)中使用涂料的種類(lèi)和稀釋比例不同??諝庀鄬?duì)濕度是日光溫室小氣候環(huán)境中的另一個(gè)重要因素,對(duì)蔬菜作物的生長(zhǎng)發(fā)育有著重要的影響20。本試驗(yàn)中,15噴涂覆蓋溫室相比未噴涂溫室雖然能夠有效降低空氣溫度和地溫,但會(huì)增加相對(duì)空氣濕度4.52%,因此,可以通過(guò)適當(dāng)?shù)耐L(fēng)對(duì)溫室內(nèi)外空氣進(jìn)行交換,來(lái)降低棚內(nèi)空氣相對(duì)濕度。由于條件有限,本試驗(yàn)設(shè)置了2種涂料稀釋比例(15和110),試驗(yàn)所得較優(yōu)稀釋比例是否是最佳稀釋比例仍需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。增加CO2濃度變化分析,全面研究遮陽(yáng)降溫劑對(duì)溫室環(huán)境的影響仍需進(jìn)一步研究。本研究結(jié)果表明,與未噴涂遮陽(yáng)降溫劑溫室相比,15噴涂覆蓋溫室的遮光率提高19.33%27.92%,室內(nèi)氣溫降低0.703.09,地溫降低3.486.98,空氣相對(duì)濕度提高2.18%6.33%;而110噴涂覆蓋溫室的降溫效果較差。建議高溫季節(jié)日光溫室生產(chǎn)中使用稀釋比例為15的遮陽(yáng)降溫劑。參考文獻(xiàn):1郭世榮,孫錦,束勝,等.我國(guó)設(shè)施園藝概況及發(fā)展趨勢(shì)J.中國(guó)蔬菜,2012(18):1-14.2蔣衛(wèi)杰,鄧杰,余宏軍.設(shè)施園藝發(fā)展概況、存在問(wèn)題與產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議J.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,48(17):3515-3525.3吳久赟,郭峰,劉翔宇,等.高溫期不同處理對(duì)日光溫室溫度變化及葡萄生長(zhǎng)的影響J.北方園藝,2014(15):54-57.4張沛.中國(guó)南方地區(qū)農(nóng)業(yè)大棚降溫方法探究 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