于紅 黎貞發(fā) 張昆 陳思寧 陳麗麗 李鑫

摘要：為掌握低溫寡照天氣對日光溫室蔬菜生產(chǎn)的影響及有效應(yīng)對措施，選擇天津市武清區(qū)3類主要生產(chǎn)型日光溫室進行調(diào)研及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，低溫寡照天氣過程中高標準節(jié)能日光溫室內(nèi)氣象條件優(yōu)于二代節(jié)能日光溫室，簡易磚墻日光溫室內(nèi)氣象條件最差;3類日光溫室內(nèi)最低氣溫出現(xiàn)時間均較室外落后1～2 d;3 d內(nèi)低溫寡照過程對日光溫室生產(chǎn)影響不明顯，但4 d及以上低溫寡照則需注意管理，積極采取必要措施，以降低損失。天津市二代節(jié)能日光溫室種植果菜存在災(zāi)損風(fēng)險，但葉菜種植可適當(dāng)考慮降低溫室結(jié)構(gòu)投入及管理成本。

關(guān)鍵詞：日光溫室;低溫寡照;影響差異;管理措施

中圖分類號：S42;S626? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）17-0074-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.019? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Abstract： In order to analysis the effect of low temperature and sparse sunlight on the vegetable growth and effective response in solar greenhouse， the three main types of solar greenhouse were selected to research and statistical analysis in Wuqing district of Tianjin city. The results show that the meteorological conditions of high standard solar greenhouse are better than that of the second-generation solar greenhouse， and that of the simple solar greenhouse are the worst. The lowest temperature in solar greenhouses appears 1 to 2 days later than the outside lowest temperature occurs. The process of low-temperature and sparse sunlight within 3 days has no obvious influence on the production of solar greenhouse， but if the process is more than 4 days， necessary manager measures should be taken to reduce the loss. In addition， in second-generation solar greenhouse， it is risky to grow fruits vegetables in winter， producers can consider to planting leaf vegetables to reduce greenhouse structure investment and management cost.

Key words： solar greenhouse; low temperature and sparse sunlight; variance impact; management measures

天津市設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，以蔬菜為主的設(shè)施生產(chǎn)面積不斷增加，截至2016年，設(shè)施蔬菜種植面積達3.44萬hm2。設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展有效地促進了農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效，為市場平抑物價、保障供應(yīng)發(fā)揮了重要作用[1-4]。但天津市90%的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)缺少必要的補光設(shè)施，同時也缺少設(shè)施農(nóng)業(yè)專業(yè)氣象評估、預(yù)警等精細化防災(zāi)避險服務(wù)[5]。溫室生產(chǎn)極易受低溫寡照災(zāi)害影響。武清區(qū)是天津市寡照天氣較為嚴重的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)。其設(shè)施蔬菜種植面積為1.2萬hm2，是京津區(qū)域重要蔬菜供應(yīng)基地，日光溫室是其主要生產(chǎn)類型。據(jù)統(tǒng)計，近30年武清區(qū)霧以及霾的發(fā)生次數(shù)明顯增加，其中以11—12月發(fā)生次數(shù)最多，其次為10月、1月、2月，該時間正是秋冬茬及冬春茬蔬菜生育階段，極易造成蔬菜生育緩慢、病害多發(fā)等不利影響。目前，針對設(shè)施蔬菜低溫寡照災(zāi)害的研究主要集中在低溫寡照災(zāi)害發(fā)生規(guī)律[6，7];低溫寡照對蔬菜生理影響及增溫保溫措施[8，9];低溫寡照災(zāi)害指標及風(fēng)險分析[10]。上述研究多基于人工氣候室溫光控制試驗角度分析，忽略了實際生產(chǎn)上溫室結(jié)構(gòu)、農(nóng)事管理等差異造成的影響，這與實際低溫寡照過程存在一定的差異。另外，研究也缺少低溫寡照天氣不同溫室類型防御差異及管理臨界閾值分析。為充分了解低溫寡照災(zāi)害過程對不同類型日光溫室抗逆差異，掌握低溫寡照天氣過程預(yù)防管理臨界閾值，該研究選取天津市武清區(qū)典型低溫寡照過程，對3類主要種植溫室進行現(xiàn)場調(diào)研及數(shù)據(jù)分析。

1? 材料與方法

1.1? 研究溫室結(jié)構(gòu)參數(shù)

選擇天津市武清區(qū)西部黃花店鎮(zhèn)甄營村溫室蔬菜生產(chǎn)區(qū)、北部高村鎮(zhèn)北國之春園區(qū)以及東部梅廠鎮(zhèn)曙春蔬果合作社3個日光溫室蔬菜生產(chǎn)園區(qū)為調(diào)研對象，3點可較好地代表天津市生產(chǎn)型日光溫室結(jié)構(gòu)水平及管理水平。3個日光溫室代表類型依次為簡易磚墻日光溫室、二代節(jié)能日光溫室、高標準節(jié)能日光溫室，結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。

1.2? 氣象條件監(jiān)測方法

3類日光溫室中間位置各安裝CAWS2000型溫室小氣候觀測站1套，對溫室內(nèi)小氣候條件進行實時監(jiān)測。監(jiān)測要素為1.5 m空氣溫度、空氣濕度;1.8 m光照度;10 cm土壤溫度。監(jiān)測數(shù)據(jù)每10 min采集1次，實時傳輸存儲，3類溫室外氣象條件以所在區(qū)域自動站監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

1.3? 現(xiàn)場調(diào)研方法

選取天津市武清區(qū)2016年12月16—22日低溫寡照過程，該過程是2016年持續(xù)時間最長、影響最大的低溫寡照過程。2016年12月30日至2017年1月3日對3類日光溫室結(jié)構(gòu)差異、園區(qū)管理差異、人工干預(yù)差異、災(zāi)害損失差異開展實地測量及調(diào)研，并對低溫寡照過程3類溫室戶外氣象條件、溫室內(nèi)小氣候條件進行數(shù)據(jù)分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 低溫寡照過程戶外氣象條件分析

2016年12月16—22日受靜穩(wěn)氣象條件影響，天津市武清區(qū)出現(xiàn)持續(xù)性霧以及霾天氣過程，造成日光溫室低溫寡照災(zāi)害發(fā)生。其中，17—21日連續(xù)5 d寡照，日照時間為0.0～2.2 h/d;18—20日出現(xiàn)能見度為33 m的特強濃霧。22日午后冷空氣過境，霧以及霾過程逐漸減弱消散。

天津市武清區(qū)黃花店鎮(zhèn)、高村鎮(zhèn)、梅廠鎮(zhèn)平均氣溫受霧及霾天氣影響明顯，16—19日氣溫持續(xù)降低，黃花店鎮(zhèn)氣溫降至-3.33 ℃，高村鎮(zhèn)降至-3.65 ℃、梅廠鎮(zhèn)降至-2.97 ℃，19—22日因空氣濕度近飽和，輻射降溫不明顯，且大氣層結(jié)穩(wěn)定，氣溫回升至1.1 ℃。此過程3地之間溫差為0.5～2.8 ℃，高村鎮(zhèn)平均氣溫最低，黃花店鎮(zhèn)、梅廠鎮(zhèn)差異不大，具體見圖1。

2.2? 低溫寡照過程3類日光溫室保溫處理及管理差異分析

3類日光溫室低溫寡照過程保溫處理及管理差異較大。簡易磚墻日光溫室結(jié)構(gòu)相對簡單，保溫措施少，后墻外部張貼塑料膜，主要用于防雨，缺少保溫性，溫室密閉性較差，每天通風(fēng)2.0 h，見光3.0 h;二代節(jié)能日光溫室密閉性較好，熱量損失較大的后墻、后屋面均采用苯板進行外保溫處理，溫室前屋面外側(cè)配有0.6 m×0.6 m防寒溝，溝內(nèi)填充馬糞，低溫寡照災(zāi)害發(fā)生期間在溫室前屋面及門口處使用雙模進行保溫，管理相對仔細，每天通風(fēng)1.5 h，見光3.5 h;高標準節(jié)能日光溫室后屋面、后墻均進行外保溫處理，后墻內(nèi)部張掛返光幕，改善光照條件，利用補光燈進行24 h補光管理，采用無土栽培技術(shù)，膜下滴灌，寡照過程較早揭保溫被，每天通風(fēng)0.5 h，見光5.5 h。詳細情況見表2。

2.3? 低溫寡照過程3類日光溫室小氣候條件差異分析

2.3.1? 3類日光溫室內(nèi)日平均氣溫差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室內(nèi)平均氣溫均呈下降趨勢，22日寡照過程結(jié)束，溫室氣溫呈回升勢態(tài)。由圖2可知，簡易磚墻日光溫室及高標準節(jié)能日光溫室內(nèi)溫度在低溫寡照3 d內(nèi)下降不明顯，第四天溫度明顯降低，24 h降溫幅度分別為2.39、2.35 ℃;二代節(jié)能日光溫室溫度在寡照第二天即明顯下降，24 h降溫幅度為2.40 ℃，但二代節(jié)能日光溫室寡照3～4 d溫室內(nèi)溫度下降緩慢。3類溫室內(nèi)最低氣溫出現(xiàn)時間較室外氣溫落后1～2 d。綜合溫度條件為高標準節(jié)能日光溫室內(nèi)氣溫條件相對最高，二代節(jié)能日光溫室次之，簡易磚墻日光溫室最差。

2.3.2? 3類日光溫室內(nèi)相對濕度差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室內(nèi)空氣相對濕度均維持80%以上高濕水平（圖3），濕度條件不利于溫室蔬菜生產(chǎn)。低溫寡照第四天開始，3類溫室內(nèi)相對濕度接近飽和。22日相對濕度有所降低。簡易磚墻日光溫室因通風(fēng)時間長，空氣濕度條件優(yōu)于高標準節(jié)能日光溫室，二代節(jié)能日光溫室濕度條件最差。

2.3.3? 3類日光溫室內(nèi)最大光照度差異分析? 3類日光溫室光照度受低溫寡照過程影響明顯。15日晴好天氣下簡易磚墻日光溫室、二代節(jié)能日光溫室、高標準節(jié)能日光溫室內(nèi)光照度分別為7 350、18 409、21 436 lx;低溫寡照過程光照度不足正常天氣的50%，20日光照度達到最低，簡易磚墻日光溫室、二代節(jié)能日光溫室、高標準節(jié)能日光溫室內(nèi)光照度分別僅為817、1 702、920 lx。綜合光照條件為高標準節(jié)能日光溫室光照條件相對優(yōu)于二代節(jié)能日光溫室，簡易磚墻日光溫室光照條件最差，具體見圖4。

2.3.4? 3類日光溫室內(nèi)土壤溫度差異分析? 低溫寡照過程中，3類日光溫室10 cm土層溫度雖稍有降低趨勢，但趨勢變化緩慢，低溫寡照第四天開始下降稍明顯，最低溫度出現(xiàn)在20—21日，此次過程對地溫影響不明顯。綜合土壤溫度條件為高標準節(jié)能日光溫室地溫相對優(yōu)于二代節(jié)能日光溫室，簡易磚墻日光溫室最差，最多可相差7.5 ℃，具體見圖5。

2.4? 低溫寡照過程3類日光溫室災(zāi)害損失差異分析

簡易磚墻日光溫室種植茬口為秋冬芹菜、春夏番茄，溫室芹菜對溫度要求較低，雖然溫室中溫度、光照、空氣濕度等氣象條件較差，但未影響芹菜的正常生長，同時也未造成明顯凍害及病害，低溫寡照對其影響最小;二代節(jié)能日光溫室種植茬口為秋冬黃花、春夏番茄，黃瓜因低溫、高濕、低光照環(huán)境，造成嚴重霜霉病、白粉病病害發(fā)生，黃瓜較往年提前一個月拉秧，黃瓜產(chǎn)量受到了明顯影響，低溫寡照過程對其影響最大;高標準節(jié)能日光溫室全年種植草莓，此次過程草莓正值開花期，不利的氣象條件降低了草莓的開花坐果率，因濕度較大，花藥不能正常開裂，溫度偏低，授粉受到影響，同時增加了草莓的畸形果率，草莓葉片出現(xiàn)灰霉病，發(fā)病率平均為5.7%，但如后期氣象條件適宜、管理得當(dāng)，仍具有一定的恢復(fù)性，低溫寡照對其影響居中。

3? 結(jié)論及管理建議

3.1? 結(jié)論

調(diào)研地點是天津市主要生產(chǎn)型日光溫室，種植作物具有一定的覆蓋面積，管理上可較好反映天津市3種管理水平。因此，調(diào)研結(jié)果具有較好的代表性。

低溫寡照天氣過程日光溫室內(nèi)氣象條件為高標準節(jié)能日光溫室優(yōu)于二代節(jié)能日光溫室，簡易磚墻日光溫室內(nèi)氣象條件最差。低溫寡照日光溫室內(nèi)最低氣溫出現(xiàn)時間較室外氣溫落后1～2 d。根據(jù)溫室內(nèi)溫度、空氣濕度、土壤溫度條件可知，低溫寡照3 d對日光溫室生產(chǎn)影響不大，但4 d及以上不利影響開始顯現(xiàn)。

簡易磚墻日光溫室結(jié)構(gòu)低矮，保溫性、密閉性均較差，但因種植作物為芹菜，對溫室內(nèi)氣象條件要求較低，即便管理不足，依然未受明顯影響。因此，對于芹菜等蔬菜種植，可適當(dāng)考慮降低結(jié)構(gòu)投入及管理成本。二代節(jié)能日光溫室結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，采光效果提升，在后屋面及后墻保溫性均重點進行了處理，保溫措施良好，管理相對仔細，但黃瓜依然出現(xiàn)較為嚴重的寡照災(zāi)害，說明在二代節(jié)能日光溫室中種植果菜存在一定的風(fēng)險。高標準節(jié)能日光溫室保溫性、密閉性方面均較好，此外還進行24 h補光措施，且利用張掛反光幕提高光照條件，并通過膜下滴灌進行灌溉管理，但因草莓處于開花期，不利條件影響了蜜蜂授粉，造成了一定的影響，但后期存在恢復(fù)可能性。

3.2? 日光溫室低溫寡照管理建議

葉菜類蔬菜種植氣象條件要求相對較低，低溫寡照天氣條件下簡易磚墻日光溫室即可滿足生產(chǎn)，可適當(dāng)降低溫室結(jié)構(gòu)成本，種植管理也可適當(dāng)降低標準。低溫寡照天氣，每天通風(fēng)2.0 h、見光3.0 h可滿足葉菜類蔬菜溫光需求。

低溫寡照過程日光溫室內(nèi)最低氣溫出現(xiàn)時間較室外氣溫落后1～2 d。因此，室外最低溫度出現(xiàn)后第二天開始進行加溫是有效且節(jié)約成本的加溫時機。低溫寡照3 d日光溫室生產(chǎn)可維持日常管理，但4 d及以上低溫寡照過程則需積極采取必要加溫補光措施，降低損失。

天津市二代節(jié)能日光溫室種植果菜存在災(zāi)損風(fēng)險，只注重保溫措施仍顯不足，還需必要的加溫補光措施?？墒褂醚a光燈、張掛反光幕來提高光能利用率，有條件的園區(qū)可安裝智能加溫補光系統(tǒng)，對溫室進行科學(xué)管理，保障溫室蔬菜安全生產(chǎn)。

參考文獻：

[1] 黎貞發(fā)，王? 鐵，宮志宏，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室低溫災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)及應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29（4）：229-236.

[2] 宮志宏，李? 春，薛慶禹.基于GPRS模塊溫室小氣候預(yù)警查詢系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（12）：335-337.

[3] 陳思寧，柳? 芳，黎貞發(fā)，等.基于不同發(fā)育期的日光溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險評估研究[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2016，37（2）：154-160.

[4] 黃學(xué)群，李? 瑾，宋建輝.天津設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展思路與對策研究[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2009，30（6）：659-663.

[5] 高? 浩，黎貞發(fā)，潘學(xué)標，等.中國設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)現(xiàn)狀與對策[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2010，31（3）：402-406.

[6] 黎貞發(fā)，李? 春，李? 寧，等.天津市日光溫室低溫災(zāi)害特點及防御對策[J].中國蔬菜，2013（17）：6-9.

[7] 魏瑞江，康西言，姚樹然，等.低溫寡照天氣形勢及溫室蔬菜致災(zāi)環(huán)境[J].氣象科技，2009，37（1）：64-66.

[8] 陳青君，范雙喜，王紹輝.弱光與偏低溫弱光下溫室黃瓜耐性指標的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2005，21（增刊）：72-76.

[9] 王興銀，張福墁.弱光對日光溫室黃瓜光合產(chǎn)物分配的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，5（5）：36-41.

[10] 魏瑞江，李春強，康西言.河北省日光溫室低溫寡照災(zāi)害風(fēng)險分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報，2008，17（3）：56-62.