2種防雨棚對(duì)空氣溫濕度及周年蔬菜生長的影響

陳麗娜 陳石 杜彩嫻 莊華才 呂順 高芳云 李洪波

摘 要 為了探明不同覆蓋方式防雨棚對(duì)空氣溫、濕度及周年蔬菜生長的影響，分別在“防雨棚（四周空）”、“防雨棚+網(wǎng)（四周覆蓋防蟲網(wǎng)）”和“露地”輪作“菜心-菜心-番茄/辣椒”，并利用溫濕度記錄儀監(jiān)測全年的氣溫及空氣相對(duì)濕度。結(jié)果表明，全年白天“防雨棚”和“防雨棚+網(wǎng)”的氣溫稍高于“露地”，但平均最高氣溫的差異不超過3 ℃。全年白天“防雨棚”的空氣相對(duì)濕度最高、“防雨棚+網(wǎng)”與“露地”接近或更低。全年保持40%～80%空氣相對(duì)濕度的時(shí)長比例，“防雨棚”、“防雨棚+網(wǎng)”和“露地”依次為50.4%、38.6%和43.3%。在蔬菜生產(chǎn)中，“防雨棚”顯著增加菜心產(chǎn)量，增產(chǎn)33.0%～57.5%，減少蟲害發(fā)生；“防雨棚+網(wǎng)”菜心產(chǎn)量介于“防雨棚”和“露地”之間，差異不顯著，但防蟲效果突出且穩(wěn)定，蟲葉率在7%以下，蟲情指數(shù)在2以下?！胺烙昱铩?、“防雨棚+網(wǎng)”減少番茄死苗率64%以上，增加番茄產(chǎn)量近3倍，提高辣椒產(chǎn)量近1倍。因此，“防雨棚”和“防雨棚+網(wǎng)”周年空氣溫、濕度環(huán)境適宜華南地區(qū)蔬菜生長，“菜心-菜心-番茄/辣椒”的周年輪作模式適宜在“防雨棚”和“防雨棚+網(wǎng)”推廣。

關(guān)鍵詞 防雨棚；氣溫；空氣相對(duì)濕度；菜心；番茄；辣椒；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S626.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract The effects of temperature， humidity as well as vegetable growth under 2 types of rain proof cover annually were studied. Cropping twice with Chinese flowering cabbage and then tomato/pepper under three treatments rain proof cover with empty around（RPC）， insect proof net around（RPC+IPN）， the outside， at the same time monitor temperature and humidity was used. The results showed that temperature in RPC and RPC+IPN was higher than the outside in the daytime yearly， but differences less than 3 ℃. The average relative humidity of RPC was the highest， while the RPC+IPN was close or lower to outside in the daytime yearly. The length ratio of relative humidity among 40%-80% under the three treatments was 50.4%（RPC）， 38.6%（RPC+IPN）， 43.3%（outside）， respectively. RPC significantly increased Chinese flowering cabbage yield（by 33.0%-57.5%）， as well decreased insects. RPC+IPN increased Chinese flowering cabbage yield without significant difference to RPC and the outside. The insect proof of RPC+IPN was outstanding， the insect leaves rate was lower than 7% and the pest index was lower than 2. Tomato death seedling rate of RPC and RPC+IPN decreased 64%， tomato yield increased by 3 times and pepper yield nearly doubled. The temperature and relative humidity fit for vegetable growth in south China， and the vegetable rotation pattern in the experiment is suitable to promote in RPC and RPC+IPN.

Key words rain proof cover； air temperature； relative humidity； Chinese flowering cabbage； tomato； pepper； yield

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.03.017

設(shè)施農(nóng)業(yè)是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)結(jié)合、帶動(dòng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的最直接表現(xiàn)形式[1]。防雨棚和防蟲網(wǎng)棚設(shè)施簡易，造價(jià)較溫室大棚低，回報(bào)率高，群眾接受程度高，是適合華南地區(qū)蔬菜栽培的特色大棚[2]。防蟲網(wǎng)對(duì)蔬菜生長的影響[3-4]、病害[5]和蟲害[6]的防控、溫濕度監(jiān)測[7]和模擬[8]等均已有研究報(bào)道。前期研究了夏季防雨棚對(duì)溫濕度及菜心生長的影響[2，9]，但防雨棚的周年栽培尚未見相關(guān)報(bào)道。

設(shè)施內(nèi)溫度和濕度受外界環(huán)境影響，但與外界環(huán)境不同[10-11]，設(shè)施內(nèi)溫濕度影響蔬菜生長及病蟲害發(fā)生，且隨設(shè)施結(jié)構(gòu)調(diào)整而變化[12]。廣東地區(qū)“長夏無冬，秋去春來”的氣候特點(diǎn)[13]，正適合防雨棚的推廣應(yīng)用。生產(chǎn)上人們?yōu)榱藴p少蟲害的發(fā)生，在防雨棚的四周覆蓋防蟲網(wǎng)。防雨棚四周蓋網(wǎng)與否對(duì)棚內(nèi)溫濕度及蔬菜生長的差異影響未見報(bào)道。本研究比較了防雨棚、防雨棚+網(wǎng)和露地在四季、晴天、雨天、低溫天、高溫天的空氣溫濕度差異，并依菜心-菜心-番茄的輪作模式進(jìn)行蔬菜周年生產(chǎn)，分析了蔬菜產(chǎn)量和病蟲害的差異，以期為防雨棚設(shè)施優(yōu)化、防雨棚蔬菜周年生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 栽培設(shè)施

供試栽培設(shè)施包括：（1）防雨棚：長45 m，寬5.4 m，肩高2.2 m，鋼架結(jié)構(gòu)，頂部用塑料薄膜覆蓋，四周通風(fēng)；（2）防雨棚+網(wǎng)：長45 m，寬5.4 m，肩高2.2 m，鋼架結(jié)構(gòu)，頂部覆蓋塑料薄膜，四周覆蓋60目防蟲網(wǎng)。

1.2 方法

2013年3月～2014年2月，在東莞市香蕉蔬菜研究所蔬菜基地同一地塊進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)3處理：（1）防雨棚；（2）防雨棚+網(wǎng)；（3）露地。2013年3月1日，將機(jī)械式溫濕度記錄儀（ZDR-20）放入3個(gè)處理試驗(yàn)田中央，儀器放于離地約1.2 m高的支架上，連續(xù)觀測氣溫和空氣相對(duì)濕度，設(shè)置每1 h自動(dòng)讀數(shù)。比較3個(gè)處理在四季、晴天、雨天、低溫天、高溫天的平均氣溫和平均相對(duì)濕度的變化規(guī)律。不同天氣的劃分：A、春季：3月～5月；B、夏季：6月～8月；C、秋季：9月～11月；D、冬季：12月～次年2月；E、晴天：連續(xù)晴天的2013年10月2日～10月6日；F、雨天：連續(xù)雨天的2013年8月22日～8月25日；G：高溫天：最高氣溫在35 ℃以上的2013年5月28日～6月3日；H：低溫天，日最低氣溫在5 ℃以下的2013年12月28日～2014年1月2日。氣溫和相對(duì)濕度日變化值為各觀測日的平均值。

試驗(yàn)期間3個(gè)處理分別進(jìn)行蔬菜周年栽培試驗(yàn)：2013年4月20日～5月15日種植碧綠粗苔菜心（Brassica rapa syn. Campestris L. spp. chinensis var. utilis Tsen et Lee，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所供種），2013年7月5日～7月30日種植碧綠粗苔菜心，2013年8月10日～2014年2月7日同時(shí)種植紅妃大番茄（Lycopersicum esculentum Mill.，濟(jì)南魯青種苗有限公司）和寒青嬌美辣椒（Capsicum frutescens L.，山東科豐種業(yè)有限公司供種）。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，菜心撒播種植（300 g/666.7 m2用種量），番茄和辣椒雙行定植（32株/小區(qū)）。

菜心測定成苗數(shù)、單株重、最大葉片SPAD值、產(chǎn)量、蟲葉數(shù)、葉片被害等級(jí)[蟲葉率=蟲葉數(shù)/總?cè)~片數(shù)×100%），蟲情指數(shù)=∑（被害等級(jí)×該等級(jí)的葉片數(shù)）/（調(diào)查葉片總數(shù)×5）×100[14]]。番茄、辣椒第1次采收測量果實(shí)長寬、單果重、按果實(shí)成熟分批統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量，最后一次采收統(tǒng)計(jì)死苗率（死苗率=死苗株數(shù)/總株數(shù)×100%）、株高、開展度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，用 SPSS10.0 for windows軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種防雨棚內(nèi)不同天氣的氣溫日變化

如圖1所示，在春（圖1-A）、夏（圖1-B）、秋（圖1-C）、冬（圖1-D）季節(jié)，防雨棚和防雨棚+網(wǎng)的氣溫變化曲線幾乎重合，平均最高氣溫較露地提高1.4～2.7 ℃，棚內(nèi)升溫較露地提早1 h，到達(dá)最高氣溫的時(shí)間也提早1 h。

在晴天（圖1-E）、雨天（圖1-F）、低溫天（圖1-H），防雨棚、防雨棚+網(wǎng)的氣溫變化曲線幾乎重合，且二者白天（8 ： 00～16 ： 00）的氣溫均比露地高，平均日最高氣溫較露地高2～3 ℃。在雨天（圖1-F），白天氣溫較低且波峰不明顯，9 ： 00～15 ： 00之間防雨棚和防雨棚+網(wǎng)的平均氣溫平穩(wěn)在31～32 ℃。在高溫天（圖1-G），防雨棚白天（8 ： 00～16 ： 00）平均氣溫（36.6 ℃）稍高于露地（36.1 ℃），但防雨棚+網(wǎng)（38.4 ℃）比防雨棚高近2 ℃。

2.2 2種防雨棚內(nèi)不同天氣的空氣相對(duì)濕度日變化

如圖2所示，空氣相對(duì)濕度的日變化規(guī)律與氣溫不同，3個(gè)處理差異較大。在4個(gè)季節(jié)（圖2-A、B、C、D），防雨棚白天（6 ： 00～18 ： 00）的空氣相對(duì)濕度均高于防雨棚+網(wǎng)和露地，即使在干旱的秋冬季（圖2-C、D），防雨棚的最低空氣相對(duì)濕度仍在40%以上。在4個(gè)季節(jié)（圖2-A、B、C、D），防雨棚+網(wǎng)的平均最高空氣相對(duì)濕度最大，平均最低空氣相對(duì)濕度小，空氣相對(duì)濕度的日變化值介于42.3%～51.1%之間，均大于防雨棚和露地。但防雨棚+網(wǎng)下午空氣相對(duì)濕度上升較露地快。防雨棚+網(wǎng)空氣相對(duì)濕度的日變化規(guī)律可能與四周防蟲網(wǎng)有關(guān)，白天氣溫上升快，棚內(nèi)水氣上升至棚頂，因防蟲網(wǎng)阻隔水氣與外界交換慢，導(dǎo)致觀測點(diǎn)濕度相對(duì)低，下午溫度下降后濕度迅速上升。

晴天（圖2-E）和高溫天（圖2-G）的空氣相對(duì)濕度變化規(guī)律相似：在白天（8 ： 00～18 ： 00），防雨棚空氣相對(duì)濕度較防雨棚+網(wǎng)和露地高，防雨棚最低空氣相對(duì)濕度均在37%以上；然而，防雨棚+網(wǎng)和露地空氣相對(duì)濕度低于40%的時(shí)長均超過5 h。在連續(xù)降雨天（圖2-F），空氣相對(duì)濕度呈近直線分布，防雨棚與露地的值介于68%～72%，防雨棚+網(wǎng)的值僅44%～59%。在連續(xù)低溫季節(jié)（圖2-H），三者的空氣相對(duì)濕度日變化曲線幾乎重合，差異小。

作物進(jìn)行光合作用要求有適宜的空氣相對(duì)濕度，多數(shù)蔬菜光合作用的適宜空氣相對(duì)濕度為60%～80%，當(dāng)空氣相對(duì)濕度低于40%或高于90%時(shí)，光合作用都會(huì)受到抑制[15]。從表1可知，在全年監(jiān)測的5 552 h里，防雨棚、防雨棚+網(wǎng)、露地的空氣相對(duì)濕度在40%～80%的時(shí)間（及比例）依次為：2 797 h（50.4%）、2 145 h（38.6%）、2 402 h（43.3%）。在不利于蔬菜生長的空氣相對(duì)濕度區(qū)域≤40% 和≥90%，防雨棚、防雨棚+網(wǎng)、露地占的時(shí)間比例依次為：22.1%、45.9%、41.4%。綜合而言，防雨棚內(nèi)的空氣相對(duì)濕度較適宜蔬菜生長。

2.3 2種防雨棚對(duì)春夏菜心生長的影響

從表2可知，在5月和7月，防雨棚內(nèi)菜心產(chǎn)量均顯著高于露地（p<0.05），增產(chǎn)33.0%～57.5%；防雨棚+網(wǎng)的菜心產(chǎn)量介于防雨棚和露地之間，與二者均無顯著差異（p>0.05）。從單株重看，5月，防雨棚+網(wǎng)顯著高于露地（p<0.05），7月，處理間無顯著差異（p>0.05）。從成苗數(shù)看，5月，處理間差異不顯著（p>0.05），7月，防雨棚顯著高于露地（p<0.05）。成苗數(shù)受播種時(shí)期雨水和出苗期黃曲條跳甲危害影響，防雨棚優(yōu)勢明顯。露地的SPAD值均顯著高于防雨棚和防雨棚+網(wǎng)（p<0.05）。

從表3可知，5月，黃曲條跳甲和小菜蛾發(fā)生嚴(yán)重，防雨棚和防雨棚+網(wǎng)的防蟲效果顯著，蟲葉率和蟲情指數(shù)均顯著低于露地（p<0.05）。7月，防雨棚的蟲葉率和蟲情指數(shù)較露地低，但差異不顯著（p>0.05），防雨棚+網(wǎng)的蟲葉率和蟲情指數(shù)顯著低于露地（p<0.05）。綜合而言，防雨棚+網(wǎng)的防蟲效果突出且防效穩(wěn)定。

2.4 2種防雨棚覆蓋對(duì)秋冬番茄和辣椒生長的影響

從表4可知，與露地相比，防雨棚、防雨棚+網(wǎng)增加秋冬季番茄產(chǎn)量3倍以上（p<0.05）。從11月28日至次年2月7日，番茄分10次采收。防雨棚、防雨棚+網(wǎng)的產(chǎn)量在全采收期均衡分布，露地番茄產(chǎn)量前期高，后期低，供應(yīng)不均衡。在相同澆灌情況下，防雨棚和防雨棚+網(wǎng)的番茄果實(shí)著色均勻，無裂果，露地番茄裂果嚴(yán)重，商品果極少。株高由高至低依次為：防雨棚+網(wǎng)>防雨棚>露地，差異均顯著（p<0.05）。防雨棚、防雨棚+網(wǎng)可減少雨水傳播的青枯病或枯萎病發(fā)生，減少死苗率64%以上（p<0.05）。在單果重、果實(shí)長和寬方面，防雨棚+網(wǎng)顯著小于防雨棚和露地（p<0.05），防雨棚和露地差異不顯著（p>0.05）。

從表5可知，防雨棚、防雨棚+網(wǎng)提高秋冬辣椒的產(chǎn)量1倍左右（p<0.05）。在株高和開展度上，防雨棚、防雨棚+網(wǎng)均顯著大于露地（p<0.05）。三者的果實(shí)長和寬無顯著差異（p>0.05）。防雨棚辣椒單果重顯著高于露地（p<0.05）。從11月5日～次年2月7日，辣椒共采收8次，防雨棚、防雨棚+網(wǎng)的產(chǎn)量較均衡分布，但露地的產(chǎn)量主要集中在前期，后期可能因溫度低，產(chǎn)量少且果小。

3 討論

前期研究表明，夏季防雨棚內(nèi)外日平均氣溫差異小[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，防雨棚和防雨棚/網(wǎng)兩種防雨棚四周通風(fēng)透氣，克服傳統(tǒng)塑料大棚增溫超10 ℃[7]的缺點(diǎn)，在夏季其平均最高氣溫僅高出露地3 ℃，這與此前的研究結(jié)果相符。

穩(wěn)定的空氣相對(duì)濕度保障了防雨棚周年蔬菜的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。任鶴麒等[16]研究表明，棚內(nèi)平均相對(duì)濕度小于30%或大于80%時(shí)，對(duì)番茄果實(shí)的迅速膨大極為不利。曹晉軍[17]和薛義霞[18]的研究表明，在高溫脅迫下，高的空氣濕度（75%±5%）能促進(jìn)番茄同化產(chǎn)物的生產(chǎn)，減輕光合“午休”，有效降低高溫危害，提高番茄坐果率。防雨棚內(nèi)50.4%的時(shí)間里，空氣相對(duì)濕度在適宜蔬菜生長的40%～80%，遠(yuǎn)高于防雨棚+網(wǎng)和露地。防雨棚全年的蔬菜產(chǎn)量（包括菜心、番茄、辣椒）均高于防雨棚+網(wǎng)、露地。防雨棚+網(wǎng)的空氣相對(duì)濕度日變化波動(dòng)大，這一變化規(guī)律與防蟲網(wǎng)棚相似，產(chǎn)量也與防蟲網(wǎng)棚相似，稍低于防雨棚[9]。

防雨棚+網(wǎng)顯著降低蟲害發(fā)生率。前期研究表明防雨棚、防雨棚+網(wǎng)在減少農(nóng)藥使用量的情況下可保持較低的菜心蟲害率，且防雨棚+網(wǎng)的效果更佳[19]。菜心蟲害主要為黃曲條跳甲和小菜蛾，本研究5月露地菜心的蟲葉率達(dá)99.5%，與黃曲條跳甲春季高發(fā)有關(guān)[20]。高澤正等[21]研究表明，黃曲條跳甲成蟲擴(kuò)散與風(fēng)有一定的相關(guān)性（p<0.05），但與濕度相關(guān)性不顯著（p>0.05）。防雨棚顯著降低菜心的蟲葉率和蟲情指數(shù)，這可能與防雨棚阻礙風(fēng)對(duì)成蟲的傳播有關(guān)。防雨棚+網(wǎng)在5月和7月均能使蔬菜保持較低的蟲害，這受益于四周防蟲網(wǎng)的隔離。防雨棚+網(wǎng)防蟲效果突出，是綠色蔬菜生產(chǎn)的有利設(shè)施，但其濕度波動(dòng)大影響產(chǎn)量，因此，在今后的研究中仍需繼續(xù)探索穩(wěn)定棚內(nèi)濕度的改良方法。

在夏季，防雨棚和防雨棚+網(wǎng)避雨且不顯著增加溫度，可有效緩解露地因暴雨高溫?zé)o法生產(chǎn)葉菜的困境，適宜華南地區(qū)葉菜生長，在秋冬季也可防止了番茄因水分供應(yīng)不均衡造成的著色不均和裂果。因此，防雨棚、防雨棚+網(wǎng)在華南地區(qū)蔬菜的周年生產(chǎn)中均有優(yōu)勢，可避免設(shè)施的季節(jié)性閑置。此外，從蔬菜產(chǎn)量、病蟲害情況看，菜心-菜心-番茄/辣椒的周年輪作模式適合華南地區(qū)防雨棚和防雨棚+網(wǎng)中推廣。

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