劉建榮，溫祥珍，李亞靈，白佳藝

（山西農(nóng)業(yè)大學園藝學院，山西太谷 030801）

日光溫室內(nèi)缺乏環(huán)境調(diào)控設備[1]，室內(nèi)氣溫經(jīng)常會出現(xiàn)35～45℃的高溫；空氣濕度較低，有時甚至低于30%[2]，高溫、干燥結(jié)合成為溫室生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的問題[3]。因此，需要調(diào)控溫室環(huán)境來適合作物的生長，而經(jīng)濟有效的降溫方式主要是通風，即通風控制是控制栽培環(huán)境的一個關鍵性問題[4]。目前，日光溫室的春夏季降溫措施包括自然通風降溫和機械強制通風降溫。其中，自然通風降溫一般通過溫室頂部天窗通風和四周卷膜或開窗通風[5]，但影響其通風率的因素很多，尚不能做到精確控制[6]，所以，在實際使用中自然通風很難達到理想的降溫效果。而機械通風具有通風風速的可控性[7]、降溫效果明顯[8]、可靠性高等優(yōu)點[9]，且利于自動控制，因而在環(huán)境控制要求比較高的溫室中通常采用機械強制通風。在眾多的溫室中大部分的強制通風都采用的是濕簾風機通風降溫系統(tǒng)[8]。國內(nèi)外許多專家主要利用CFD（計算流體力學）對溫室內(nèi)利用濕簾風機系統(tǒng)的氣流運動[10]、風速分布情況[11]和溫室內(nèi)溫度場進行了數(shù)值模擬[12]的初步研究，但是采用濕簾風機降溫系統(tǒng)雖然降溫效果比較好，但是運行能耗高，而且降溫效果受風機和濕簾之間距離的影響，對溫室的尺寸也有一定的限制[13]。

春夏季節(jié)通過自然通風很難將熱量快速散出[14]，多數(shù)采用揭除農(nóng)膜的措施進行降溫[15]，進入夏季，日光溫室?guī)缀蹙筒簧a(chǎn)。夏季是光熱資源最為豐富的季節(jié)，不生產(chǎn)意味著光熱資源的浪費，成為影響產(chǎn)量提升的重要因素[16]。增加環(huán)境控制設備、提高環(huán)境控制能力[17]，是提高日光溫室單產(chǎn)水平、產(chǎn)品質(zhì)量，提高光能利用率最有效的手段[18]。

本試驗在日光溫室后墻上安裝強制通風設備，測定了不同通風狀態(tài)下的不同通風效果，以期為日光溫室春夏季通風降溫研究提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年在山西省太谷縣（北緯37°35′，東經(jīng)112°35′）山西農(nóng)業(yè)大學園藝站的日光溫室內(nèi)進行。日光溫室坐北朝南，東西方向延伸，整體為紅磚鋼筋骨架結(jié)構(gòu)。溫室東西延長43 m，跨度9.75 m，脊高4.5 m，北墻高3 m，后屋頂投影1.3 m（圖1），溫度頂部留有0.5 m寬頂通風口，在距地面0.4 m高處留有1.8 m寬底通風口，覆蓋PO農(nóng)膜。

1.2 試驗材料

1.2.1 材料 供試品種為無限生長型番茄品種齊達利，購于市場。

1.2.2 儀器與設備 鑄鐵交流鼓風機（型號為CZR220V，功率為550 W，腳底厚度0.4 cm，整機高度44 cm，風口外徑 12.3 cm，轉(zhuǎn)速為 2 800 r/min），溫濕度測定儀（型號為HOBORH/Temp/2xExternal H80-007-02）。

1.3 試驗方法

番茄幼苗于2017年2月24日定植，行距1.5m，株距0.4 m，栽培密度為3.3株/m2。番茄采用高線落蔓法管理。試驗時將日光溫室從上至下用農(nóng)膜隔離成4間，每間長9 m，面積為81 m2。試驗設T和CK共2個處理，其中，T處理是在溫室北墻外側(cè)1.5 m高處安裝2個鼓風機，定時由外向內(nèi)鼓自然風；CK是自然通風。

試驗在春夏季進行，墻體上的鼓風機于10：00—17：00工作，每次鼓風30 min，中間停5 min；在以下4種情況進行試驗：A.在溫室頂部通風口（利用卷簾機帶動把保溫被向后墻卷起，使得風口打開約20 cm）打開情況下；B.在溫室底部通風口（底部風口在溫室前面位置，通過使用手搖式卷簾機將風口打開約110 cm）打開情況下，8：30打開底通風口，18：00關閉風口；C.在溫室全封閉（不打開任何通風口）情況下；D.在溫室頂部和底部通風口（打開方式同上部頂、底部打開方式）開啟情況下。

試驗在溫室各個小區(qū)內(nèi)前部（南）、中部、后部（北）方向距地面150 cm高處設3個觀測點（圖1），即前部測點（距溫室最南部1.95 m），中部測點（距溫室最南部5.85 m），北部測點（距北墻0.1 m左右）。自動記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄頻率為每30 min記錄一次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel軟件進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 在溫室全封閉情況下的鼓風效果

圖2，3分別為在全封閉狀態(tài)下溫室內(nèi)不同部位2日（5月15—16日）內(nèi)的溫、濕度動態(tài)變化情況。從圖2可以看出，在10：00開始鼓風處理時，處理間的溫度一樣，鼓風0.5 h后差異逐漸出現(xiàn)；在11：30—14：30的高溫期間，鼓風T處理溫室前部位置的溫度約45℃、中部位置的溫度約44℃，對照（CK）處理溫室的溫度約49℃，鼓風T處理降溫幅度 4～5 ℃，全天從 10：00 到 17：00，平均降溫4℃；鼓風結(jié)束時2個處理溫度趨于一致，之后氣溫開始大幅度下降，氣溫最低值出現(xiàn)在第2天5：00，約為14～15℃。

就相對濕度來說，在全封閉狀態(tài)下，上午太陽出來之后溫室前部相對濕度下降明顯，中部位置相對較慢；10：00開始鼓風，鼓風處理約0.5 h后，中部位置濕度下降比較明顯；在14：30—15：00出現(xiàn)相對濕度最低值，鼓風T處理中部位置約為67%，CK處理約78%，全天從10：00到17：00的處理期間，中部位置相對濕度平均為80%，鼓風T處理平均降濕10%，即為70%左右；溫室前部白天高溫時段相對濕度平均在30%以下，所以受到鼓風的效果較明顯（圖 3）。

2.2 在頂部通風情況下的鼓風效果

圖4，5分別為在頂部通風狀態(tài)下連續(xù)3日（5月9—11日）內(nèi)的溫濕度動態(tài)變化。從圖4可以看出，在10：00開始鼓風，約1.5 h后差異逐漸出現(xiàn)；在12：00—15：00的高溫期間，鼓風T處理溫室前部位置的溫度約為37℃、中部位置的溫度約為35℃、后部位置的溫度約為32℃，與對照（31℃）相比，前部位置、中部位置、后部位置的溫度分別提高了6，4，1 ℃。

在頂部通風狀態(tài)下，上午太陽出來之后溫室前部相對濕度下降明顯，后部則由于頂部通風口的存在濕度下降也較明顯，為26%；10：00開始鼓風處理，1 h后溫室中部的相對濕度與對照（CK）溫室基本一樣，變化不明顯，全天從10：00到17：00鼓風處理期間，溫室中部相對濕度51%，對照溫室濕度為44%（圖 5）。

2.3 在底部通風情況下的鼓風效果

圖6，7分別為在底通風狀態(tài)下連續(xù)3 d（10月4—6日）內(nèi)的溫濕度動態(tài)變化。從圖6可以看出，在10：00開始鼓風時，不同處理間的溫度變化沒有顯著的差異，鼓風處理1 h后鼓風T處理后面位置溫度明顯降低；在12：00—14：00的高溫期間，鼓風T處理溫室前部位置的溫度約24℃、中部位置的溫度約25℃、后部位置的溫度約23℃，對照（CK）處理溫室的溫度約26℃，降溫幅度為2～3℃；全天從10：00到17：00處理期間平均降溫2℃；鼓風結(jié)束時2個處理溫度一致，之后，2個處理氣溫開始大幅度下降，氣溫最低值出現(xiàn)在第2天5：00—6：00，為9～13℃。

對于相對濕度來說，在底通風狀態(tài)下，上午太陽出來之后溫室前部和后部相對濕度下降明顯，中部位置相對較慢；在10：00開始鼓風處理時，鼓風T處理中部位置的相對濕度與對照（CK）處理溫室沒有顯著差異，而鼓風T處理前部位置、后部位置的相對濕度較低，保持在25%左右；全天在10：00—17：00鼓風處理期間T處理中部位置濕度與對照（CK）變化趨勢一致；鼓風結(jié)束后T處理前部和后部位置相對濕度變化趨勢一致，均比較低，約50%～60%，鼓風T處理中部位置與對照（CK）相對濕度變化趨勢一致，均保持在90%左右（圖7）。

2.4 在頂部通風＋底部通風情況下的鼓風效果

圖8，9分別為在頂部+底部通風狀態(tài)下連續(xù)3日（4月1—3日）內(nèi)的溫濕度動態(tài)變化。由圖8可知，從10：00開始鼓風處理時2個處理間有一定的差異；在13：30—14：30的高溫期間，鼓風T處理溫室前部位置的溫度約為37℃、中部位置的溫度約為38℃、后部位置的溫度約為37℃、對照（CK）處理溫室的溫度約46℃，降溫幅度約7～9℃；全天從10：00到17：00，處理期間平均降溫約7～8℃；鼓風結(jié)束時2個處理溫度一致，之后，2個處理氣溫開始大幅度下降，氣溫最低值出現(xiàn)在第2天7：30，為15～18℃。

而對于相對濕度來說，在頂部＋底部通風狀態(tài)下，上午太陽出來之后溫室前部位置由于底部通風口打開相對濕度下降明顯，后部位置由于溫室頂通風口打開相對濕度也下降得較明顯；在10：00開始鼓風處理時溫室中部位置的相對濕度與對照（CK）處理溫室相比較降低得比較慢；全天從10：00到17：00鼓風處理期間，鼓風T處理溫室前部、中部、后部位置相對濕度分別為27%，37%，27%，對照（CK）溫室相對濕度為28%，說明頂部+底部的通風狀態(tài)對溫室前部和后部位置的濕度影響不是很明顯。鼓風結(jié)束之后，鼓風T處理溫室前部和后部變化一致，中部位置與對照（CK）處理溫室變化一致（圖 9）。

3 討論與結(jié)論

強制通風是調(diào)控溫室內(nèi)氣候的重要手段和方法，許多研究已經(jīng)證明了這一效果[19]。本試驗利用鼓風機在墻體上強制通風研究了在不同通風方式（頂部通風、底部通風、全封閉、頂部通風＋底部通風）下鼓風對溫室內(nèi)溫度和濕度的影響結(jié)果表明，在溫室頂部和底部通風口全部開啟情況下，鼓風可以分別使溫室內(nèi)前部和后部位置的溫度降低9℃，中部位置降低5℃，使其相對濕度從28%提高到37%；在只有底部通風狀態(tài)下，鼓風使中部位置溫度降低3℃，而中部位置的相對濕度與對照（CK）處理變化趨勢一致，保持在90%左右；在全封閉狀態(tài)下，墻體鼓風使溫室前部和中部位置溫度降低4～5℃，中部位置相對濕度降低10%并保持在80%左右。這些都表明墻體鼓風效果顯著，鼓風加速了室內(nèi)空氣的流動[20]，使得溫度降低[21]、相對濕度下降得較快[22]；盡管關于墻體鼓風效果的報道較少，但在實際生產(chǎn)中種植者這方面的應用還比較多，這也證明了強制通風對溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)作用。本試驗測定中，發(fā)現(xiàn)在頂部通風的情況下，墻體鼓風不僅不能使溫室的溫度降低，反而提高，這可能是因為底部通風口未打開，熱空氣上升后集聚于溫室上層，再加上后墻強制通風，加速了熱空氣在溫室中部位置的集聚，使得中部位置的溫度較高。

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