夏季遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋對(duì)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(yáng)網(wǎng)覆蓋對(duì)夏季塑料薄膜大棚小氣候環(huán)境調(diào)控效果，通過(guò)對(duì)遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋方式、顏色、型號(hào)以及與無(wú)覆蓋對(duì)照區(qū)典型天氣的連續(xù)測(cè)量，系統(tǒng)分析了遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋后溫度、光照度的變化特征。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用外遮陽(yáng)方式進(jìn)行遮陽(yáng)的效果最佳，它可以阻止大部分光照進(jìn)入溫室內(nèi)部，從而降低溫室內(nèi)部的溫度；與內(nèi)覆蓋、內(nèi)平覆蓋相比，外覆蓋降溫效果更好；同一型號(hào)黑色遮陽(yáng)網(wǎng)的降溫遮光效果優(yōu)于銀灰色遮陽(yáng)網(wǎng)，針織越密遮光降溫效果越好；遮陽(yáng)網(wǎng)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(jìn)行遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋，以確保作物的生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：遮陽(yáng)網(wǎng)；覆蓋方式；顏色；型號(hào)；小氣候；晴天；陰雨天

中圖分類號(hào)： S625.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）10-0479-04

設(shè)施大棚利用支架和透光材料（以塑膜和玻璃為主）營(yíng)造相對(duì)封閉的小氣候環(huán)境。在寒冷冬季，設(shè)施大棚通過(guò)鋪設(shè)地?zé)峋€、燃燒加熱、多層覆蓋等措施來(lái)保溫增溫[1-3]；在炎熱夏季，則以遮光材料覆蓋（減少棚內(nèi)光照度）、設(shè)施噴水灌溉（蒸發(fā)降溫）、強(qiáng)制通風(fēng)（通風(fēng)換氣）等方式來(lái)進(jìn)行降溫[4-5]。江蘇沿江地區(qū)地處長(zhǎng)江流域，為亞熱帶地區(qū)，設(shè)施農(nóng)業(yè)以塑料薄膜大棚為主。該地區(qū)每年6—9月以強(qiáng)光照度（100 000 lx以上）、高溫（30 ℃以上）為主，遠(yuǎn)超出一般經(jīng)濟(jì)作物光飽和點(diǎn)（70 000lx以下）和適宜溫度（20～25 ℃）的需求，限制了作物生長(zhǎng)[6]。傳統(tǒng)夏季大棚通過(guò)揭膜種植或是進(jìn)行休閑，揭膜造成大棚總成本增加和棚內(nèi)養(yǎng)分的流失，而休閑則導(dǎo)致光溫水氣資源的浪費(fèi)。因此如何在覆膜的條件下削弱光照度、降低棚內(nèi)溫度以構(gòu)建適宜作物生長(zhǎng)需要的環(huán)境是夏季調(diào)控的重點(diǎn)[7]。遮陽(yáng)網(wǎng)具有良好的遮光、降溫、保濕等功能，以其操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉為廣大農(nóng)戶所采用，遮陽(yáng)網(wǎng)是以聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等為原料制成，其通過(guò)調(diào)節(jié)控制網(wǎng)眼大小和疏密度，使其具有不同的遮光、通風(fēng)特性[8]。

遮陽(yáng)網(wǎng)材料種類繁多，選擇何種遮陽(yáng)網(wǎng)成為設(shè)施栽培面臨的首要問(wèn)題；此外，覆蓋方式也影響著降溫效果。本試驗(yàn)立足江蘇沿江地區(qū)，首先通過(guò)覆蓋方式試驗(yàn)篩選降溫效果好的遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋方式；其次，通過(guò)不同型號(hào)遮陽(yáng)網(wǎng)小氣候調(diào)控效果試驗(yàn)，明確適宜型號(hào)的遮陽(yáng)網(wǎng)。遮陽(yáng)網(wǎng)顏色采用應(yīng)用面積較廣的黑色遮陽(yáng)網(wǎng)和銀灰色遮陽(yáng)網(wǎng)，主要有以下4種型號(hào)：黑色SZW-8（表示1個(gè)密區(qū)有8根扁絲）、黑色SZW-20（表示1個(gè)密區(qū)有20根扁絲）、銀灰色SZW-8（表示1個(gè)密區(qū)有8根扁絲）、銀灰色SZW-12遮陽(yáng)網(wǎng)（表示1個(gè)密區(qū)有12根扁絲）。本研究就不同覆蓋方式遮陽(yáng)網(wǎng)的降溫效果開(kāi)展研究，探討不同型號(hào)遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)塑料薄膜大棚小氣候的影響，以期為江蘇沿江地區(qū)夏季設(shè)施栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所鋼架塑料薄膜大棚內(nèi)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋方式試驗(yàn) 2012年8—9月進(jìn)行遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋，覆蓋方式設(shè)3個(gè)處理：內(nèi)平覆蓋（遮陽(yáng)網(wǎng)在塑料棚內(nèi)，距地面約2 m平行拉直）、內(nèi)覆蓋（遮陽(yáng)網(wǎng)在塑料棚內(nèi)，緊貼塑料大棚）、外覆蓋（遮陽(yáng)網(wǎng)在塑料棚外，緊貼塑料大棚）（圖1）。遮陽(yáng)網(wǎng)選擇最常用的黑色SZW-8遮陽(yáng)網(wǎng)。每個(gè)大棚設(shè)置1個(gè)小區(qū)，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(fù)1次，3個(gè)大棚管理一致。大棚通風(fēng)采用開(kāi)地窗，即卸下大棚兩側(cè)裙子和開(kāi)啟兩頭棚門(mén)。

1.2.2 不同型號(hào)遮陽(yáng)網(wǎng)小氣候調(diào)控效果試驗(yàn) 2013年6至9月進(jìn)行大棚試驗(yàn)，試驗(yàn)處理分別為：露天（對(duì)照，T0）、黑色SZW-8的遮陽(yáng)網(wǎng)（T1）、黑色SZW-20的遮陽(yáng)網(wǎng)（T2）、銀灰色SZW-8的遮陽(yáng)網(wǎng)（T3）、銀灰色SZW-12的遮陽(yáng)網(wǎng)（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(jiàn)“1.2.1”節(jié)。

1.3 觀察方法

氣象要素的觀測(cè)采用集中典型觀測(cè)方法，利用水銀溫度計(jì)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(dòng)溫濕度記錄儀 （TPJ-20）進(jìn)行24 h自動(dòng)記錄連續(xù)觀測(cè)，主要測(cè)定光照度、空氣溫濕度（作物生長(zhǎng)層）。透光率τ計(jì)算公式為：

τ=P/P0×100%。

式中：P為透過(guò)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(shù)據(jù)，用Sigmplot 10.0制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋方式降溫效果

2.1.1 對(duì)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(yáng)網(wǎng)方式中棚上部溫度以外覆蓋最低，內(nèi)覆蓋次之，內(nèi)平覆蓋最高。晴天內(nèi)平覆蓋、內(nèi)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(duì)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(yáng)網(wǎng)方式中下棚中部溫度以內(nèi)平覆蓋最低，內(nèi)覆蓋次之，外覆蓋最高；陰雨天棚中部溫度以內(nèi)覆溫度最低，內(nèi)平覆次之，外覆蓋最高。晴天內(nèi)平覆蓋、內(nèi)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(duì)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(yáng)網(wǎng)方式棚下部溫度以外覆蓋最低，內(nèi)覆蓋次之，內(nèi)平覆蓋最高。晴天內(nèi)平覆蓋、內(nèi)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(xiàn)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(xiàn)良好，故降溫試驗(yàn)宜采用外覆蓋的方式進(jìn)行，同時(shí)外覆蓋的操作簡(jiǎn)單、方便。

2.2 遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋對(duì)大棚小氣候環(huán)境的影響

2.2.1 光照度的日變化 由圖5看出，不同遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋后設(shè)施內(nèi)光照度不同，但一天內(nèi)光照變化趨勢(shì)一致。同一天氣下，各個(gè)處理的光照度表現(xiàn)為T(mén)0>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(jié)果表明，同一型號(hào)黑色遮陽(yáng)網(wǎng)的遮光性顯著優(yōu)于銀灰色遮陽(yáng)網(wǎng)，光照度表現(xiàn)為銀灰色SZW-8>黑色SZW-8。同一顏色遮陽(yáng)網(wǎng)，其針織越密，遮光性越強(qiáng)，表現(xiàn)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(yáng)網(wǎng)進(jìn)行覆蓋，應(yīng)及時(shí)揭取遮陽(yáng)網(wǎng)。

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(shì)基本一致，同一型號(hào)的不同顏色透光率差異明顯，銀灰色遮陽(yáng)網(wǎng)的透光率明顯高于黑色，不同處理間透光率大小表現(xiàn)為T(mén)3>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(hào)黑色和銀灰色遮陽(yáng)網(wǎng)透光率表現(xiàn)出差異，可能由于顏色不同造成散射輻射和反射的差異，導(dǎo)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(xiàn)為先升高后降低趨勢(shì)，在14：00左右達(dá)到最高值。不同部位在同一時(shí)間，棚內(nèi)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(xiàn)為T(mén)3>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(xiàn)為T(mén)1>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(xiàn)為T(mén)3>T1>T4>T2，平均溫度依次為36.10、34.94、

33.83、32.05 ℃。可以看出，對(duì)于棚上部和中部來(lái)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T(mén)2處理，降溫幅度為4 ℃左右。綜上表明，降溫效果較好的為T(mén)4、T2處理，即近地生長(zhǎng)作物多數(shù)以T2處理的降溫效果最明顯，總體表現(xiàn)最好。

2.2.4 遮陽(yáng)網(wǎng)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(xiàn)為對(duì)稱的動(dòng)態(tài)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(xiàn)為T(mén)0>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(xiàn)為T(mén)0>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(xiàn)為T(mén)2>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(xiàn)為T(mén)2>T4>T1>T3>T0，日均空氣濕度依次為75.26%、74.65%、73.98%、7286%、72.76%。

遮陽(yáng)網(wǎng)的降溫保濕效果表現(xiàn)為黑色遮陽(yáng)網(wǎng)優(yōu)于銀灰色遮陽(yáng)網(wǎng)，而晴天好于陰雨天，故建議晴天采用遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋，而陰雨天氣不進(jìn)行覆蓋作業(yè)。

3 討論與結(jié)論

對(duì)外覆蓋、內(nèi)覆蓋和內(nèi)平覆蓋3種方式下降溫效果的試驗(yàn)表明，外覆蓋對(duì)大棚上降溫效果表現(xiàn)最好。外覆蓋操作簡(jiǎn)單，拆卸方便，降溫效果最好；內(nèi)覆蓋操作繁瑣，拆卸困難，實(shí)際可操作性不強(qiáng)；內(nèi)平覆蓋限制了棚內(nèi)可操作空間，不便于管理。外覆蓋后太陽(yáng)輻射在棚室外被外遮陽(yáng)網(wǎng)吸收或反射，使這部分能量不能進(jìn)入棚室內(nèi)，因而對(duì)大棚產(chǎn)生明顯的降溫效應(yīng)，因此遮陽(yáng)網(wǎng)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(hào)遮陽(yáng)網(wǎng)的降溫效果。結(jié)果表明，同一型號(hào)遮陽(yáng)網(wǎng)以黑色的遮陽(yáng)降溫效果顯著優(yōu)于銀灰色，這與閆秋艷等結(jié)果不一致[9]，而同一顏色遮陽(yáng)網(wǎng)其針織密數(shù)越多其透光率越低、降溫幅度越大。采用遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋后，光照度下降50%～90%，減弱了強(qiáng)光輻射，控制了高溫?zé)岷Γ斜?、調(diào)節(jié)空氣濕度、防止干旱、改善根際環(huán)境、促進(jìn)發(fā)芽與齊苗的作用[10]。

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