宁夏日光温室光照强度年变化分布研究
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宁夏干旱风沙区四种不同结构夯土墙体日光温室内环境日变化比较摘要:为了探求适宜的宁夏干旱风沙区日光温室结构类型,通过对4种不同结构夯土墙体日光温室内光照强度、空气温度、相对湿度、土壤温度、露点温度等内环境日变化曲线比较和温室建造成本等多因素分析,发现在温室内空气温度、相对湿度、土壤温度、露点温度方面,温室3、温室2明显优于温室4和温室1;在建造成本方面,温室3>温室2>温室1>温室4。因此综合环境因子日变化规律和温室建造成本等因素得出,在宁夏干旱风沙区夯土墙体(里墙表砖)全钢架结构日光温室(温室2)具有广泛的应用及推广前景。关键词:干旱风沙区;日光温室;结构;温度;湿度;露点Comparison Study on Daily Environment Variation in 4 Types of Compound Cob Wall Solar Greenhouse in Ningxia Arid Sandstorm AreaAbstract: In order to explore the suitable structure and type of greenhouses, daily change curves of the inner environment indices including light intensity, air temperature, relative humidity, soil temperature, dew point temperature were compared; And the building costs of 4 types of compound cob wall solar greenhouse were analyzed. The results showed that from the aspects of air temperature, relative humidity, soil temperature and dew point temperature, greenhouse 3 and greenhouse 2 were better than greenhouse 4 and greenhouse 1. The order of construction costs of the 4 types of greenhouse was greenhouse 3> greenhouse 2> greenhouse 1> greenhouse 4. According to comprehensive consideration, greenhouse 2 with compound cob walls (table brick wall) and full steel frame was superior to the others and it had a wide application and promotion prospects in Ningxia arid sandstorm area. Key words: arid sandstorm area; solar greenhouse; structure; temperature; humidity; dew point中国是设施园艺大国,设施园艺总面积已居世界第一位[1],其主要的设施结构类型有塑料大棚、中棚及日光温室,其中能充分利用太阳光热资源、节约燃煤和减少环境污染的日光温室为我国所特有,日光温室与大型现代化温室相比具有造价低和节能的优点,在我国发展迅速。由于我国地域广阔,环境的差异性大,日光温室的结构模式表现为多样化,建筑材料也呈现多样化[2-6],日光温室墙体在温室的蓄热保温方面起到非常重要的作用,是优化日光温室结构时需考虑的重要因素[7-14]。西北地区自20世纪80年代起开始逐步地发展应用日光温室,温室类型和建筑材料多种多样。近几年来,由于西北内陆地区设施农业发展迅速,仅宁夏回族自治区目前设施温室大棚面积已达到5.33万hm2,而温室结构和种类呈现多样化,日光温室后墙主要以西北地区的沙质黄土夯筑而成,但其土墙厚度、温室尺寸、屋面骨架材料、后屋面处理方式及温室建造费用等诸多方面[15-17]存在较大差异,为了更好地确定日光温室合理结构,该研究对宁夏干旱风沙区4种不同结构夯土墙体日光温室内环境变化进行比较分析,探求适宜宁夏干旱风沙区日光温室结构类型,旨在为西北干旱风沙区日光温室优化设计提供理论依据。1材料与方法1.1试验地点盐池县位于宁夏回族自治区东部、毛乌素沙漠南缘,属陕、甘、宁、蒙四省(区)交界地带,境内地势南高北低,平均海拔为 1 600 m,常年干旱少雨,风大沙多,属典型的温带大陆性季风气候。地处宁夏中部干旱带,年平均降水量280 mm,年蒸发量2 100 mm,年平均气温7.7℃,年均日照时数2 872.5 h,太阳辐射总量5.928 5×109 J/m2,虽然气候干旱少雨,风多沙大,但光照时间长,昼夜温差大,光热资源充足,其中昼夜温差大十分有利于作物光合作用和干物质积累,完全可满足喜温瓜菜、设施栽培对光热条件的需求,是发展设施特色作物的优势区域。1.2供试温室地址试验温室位于宁夏回族自治区盐池县花马池镇城西滩设施农业科技核心示范园区内,北纬37°48'21",东经107°18'43",温室长度均为100 m。1.3试验方法试验于2009年12月25日-2010年1月6日进行,温室内环境数据测定采集由国家农业信息化工程技术研究中心提供的温室娃娃测定,每个温室有3个温室娃娃,各传感器分别位于日光温室水平中心点处、横向水平中线1/4处和1/2处,其中土壤温度探点位于地表以下20 cm处,空气温度、空气相对湿度、露点温度探点位于地表以上180 cm处,光照传感器位于地表以上200 cm处,每30 min记录1个数据,数据均为3次重复数据的平均值,分别选取晴天(2009-12-25、2009-12-27、2010-01-04)、阴天(2009-12-26、2009-12-28、2010-01-03)平均数据进行分析。1.4供试温室结构参数表1、表2、表3分别为4种不同结构夯土墙体日光温室的主要尺寸、主要建筑材料和基础建造费用。2结果与分析2.1温室内光照强度日变化比较晴天与阴天的温室内光照强度存在着较大差异(图1),这是造成温室内部空气温度差异的主导因素。从图1-A可以发现,在早晨9∶00时揭草苫,光照强度开始迅速上升,温室2和温室3在12∶00时光照强度接近全天中的最大值,这种强度一直持续到下午14∶00时左右,15∶00时之后光照强度开始迅速下降,直至16∶30放苫,且在全天之中4种不同结构夯土墙体日光温室光照强度始终保持为:温室2>温室3>温室4>温室1;阴天时温室内光照强度仅为晴天时的1/3左右,光照强度日变化规律与晴天近似,大小关系同样为温室2>温室3>温室4>温室1。2.2温室内空气温度日变化比较从图2可以看出,4种不同结构夯土墙体日光温室晴天、阴天温室内空气温度日变化存在较大差异,而且4种不同结构夯土墙体日光温室之间也存在着一定差异。4种不同结构夯土墙体日光温室在晴天时(图2-A)其室内温度均从上午9∶30开始上升,且均在下午14∶30时达到最大值,但由于温室结构不同,温室内温度值存在较大差异,在9∶30-16∶30时间段,其温度的大小关系为:温室3>温室2>温室4>温室1,且温室3(41.5℃)、温室2(40.9℃)、温室4(37.8℃)其峰值相近,温室1(22.8℃)峰值较小,说明温室3、温室2、温室4屋面透光性能较好,温度上升快速,温室1屋面透光性较差,进而导致温室内温度较低,且温度上升速率较小;但在全时间段内,4种温室内温度大小关系为:温室3>温室2>温室4>温室1,说明在温室保温性能方面温室3最优,其次温室2,再次温室4,温室1保温性能较差;在温度上升速率方面,温室3(5.67 ℃/h)=温室2(5.67 ℃/h)>温室4(5.54 ℃/h)>温室1(3.64 ℃/h)。而在阴天时(图2-B),其温度变化曲线起伏不大,在10∶00-15∶00时间段,其温度的大小关系为:温室3>温室2>温室4>温室1,峰值均出现在12∶30与13∶30之间,且温室3(16.8℃)、温室2(15.6℃)、温室4(13.3℃)、温室1(12.6℃)峰值均相近,在0∶00-10∶00和15∶00-24∶00时间段内,4种温室内温度大小关系为:温室3>温室2>温室1>温室4,再次证明温室保温性能方面温室3最优,其次温室2,再次温室1,温室4保温性能较差。2.3温室内空气相对湿度日变化比较温室内空气相对湿度的变化,由室内的水分平衡决定。温室内水分变化与室内作物栽培床的蒸散率、土壤蒸发率、喷淋系统的蒸发速率、水蒸气的凝结率、水蒸气的渗漏率和通风换气影响水蒸气的变化率有关[18]。空气相对湿度日变化曲线与空气温度日变化曲线变化规律正相反,且具有明显的昼夜变化。由图3-A可知,晴天时全天中空气相对湿度最低值出现在14∶00与15∶00之间,而空气温度(图2-A)的最高值也出现在14∶00与15∶00之间。空气相对湿度是一个重要的气象因子,过高或过低的空气相对湿度是温室生产中普遍存在的障碍因素,而且温室内空气相对湿度的变化直接影响到植物的生长发育和病害发生,而且高湿是温室环境的突出特点。由图3可以发现,在全天中绝大部分时间(晴天为0∶00-10∶00和18∶00-24∶00、阴天为0∶00-9∶30和15∶30-24∶00)温室空气相对湿度保持在85%以上,较高的空气相对湿度极易引发温室内作物的病害发生,全天当中温室3内的空气相对湿度最早开始下降,其次是温室2和温室4同时下降,温室1最后下降,且全天中绝大部分时间(晴天为0∶00-10∶00和18∶00-24∶00、阴天为0∶00-9∶30和15∶30-24∶00)空气相对湿度大小关系均为:温室1>温室4>温室2>温室3。2.4温室内露点温度日变化比较露点温度是温室环境中一个非常重要的气象要素,从图4可以看出,露点温度日变化规律与空气温度日变化曲线变化规律相似,同样具有明显的昼夜变化,晴天时(图4-A)温室内露点温度峰值出现在14∶00与15∶00之间,最低值出现在早晨9∶00到9∶30之间,而且在白天大部分时间内(9∶00-18∶00)温室内露点温度大小关系为:温室2>温室3>温室4>温室1;阴天时(图4-B)温室内露点温度变化与温室内空气温度(图2-B)日变化规律相似,且4种不同结构夯土墙体日光温室大小关系也趋于一致。2.5温室内土壤温度日变化比较温室内土壤温度日变化曲线呈现非标准正弦曲线,从图5-A中可以看出,晴天时(图5-A)土壤温度的最低点出现在上午10∶00与11∶00之间,而空气温度最低点则出现在上午9∶00与10∶00之间(如图2-A),土壤最低温度比空气最低温度延迟1个小时左右出现。晴天时(图5-A)全天之中土壤温度的最高点出现在17∶00与18∶00之间,晴天时(图2-A)空气温度最高点则出现在下午14∶00与15∶00之间;晴天土壤最高温度比空气最高温度延迟3个小时左右出现,这是由于土壤的半无限性和高热惰性,使土壤升温产生滞后现象。阴天时(图5-B)全天之中土壤温度的最高点均出现在0∶00时,空气温度(图2-B)最高点则出现在上午12∶30与13∶30之间,而土壤最低温度出现在24∶00时,空气温度最低值同样出现在24∶00时,这是由于阴天全天之中仅11∶00与13∶30之间,温室内空气温度>土壤温度,其他时间段内均为土壤温度>空气温度,这也就是土壤温度日变化曲线在11∶30与14∶00之间出现短时上升的原因,由于在0∶00-11∶00和13∶30-24∶00时间段内土壤温度均大于空气温度,造成土壤热量持续向空气传输,进而导致土壤温度持续下降,温度最低值出现在24∶00时。同时可以看出4种不同结构夯土墙体日光温室土壤温度(晴天、阴天)大小关系一直为:温室3>温室2>温室1≈温室4。3结论与讨论日光温室内环境与温室作物的生长发育是密切相关的,日光温室的主要环境因子就是温室内空气温度,温度是作物生长发育的前提条件,温度的高低主要取决于日光温室保温性能的好坏(除天气原因),日光温室结构和建筑材料的优劣又是日光温室保温性能好坏的先决条件,因此对日光温室结构与建筑材料的研究就显得极为重要[2,5,8,14];宁夏回族自治区在“十一五”期间大力发展设施农业[19],就是为了提高农业产值,增加农民收入,提高和改善当地农民生活水平,但高标准日光温室的建造费用增加也是不容忽视的客观条件,因此在保障干旱风沙区日光温室的可持续健康生产的前提下,应尽量节约日光温室的建造成本。通过对宁夏干旱风沙区4种不同结构夯土墙体日光温室内空气温度、空气相对湿度、土壤温度、露点温度等内环境日变化曲线比较可以发现温室3、温室2明显优于温室4和温室1,4种不同结构夯土墙体日光温室建造成本大小关系为:温室3>温室2>温室1>温室4,因此综合环境因子日变化规律和温室建造成本等因素得出,在宁夏干旱风沙区夯土墙体(里墙表砖)全钢架结构日光温室(温室2)具有广泛的应用及推广前景。参考文献:[1] 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不同光照强度对植物发育形态影响的研究概述【摘要】从植物生长发育过程中的萌发、幼苗、茎、叶、株高、根系、生物量、叶片结构、分枝、观赏品质等方面,概述了光照强度对植物发育形态特性的影响,初步分析了作用机理和研究中存在的问题,并进行了展望。
【关键词】光强生长发育形态植物生长发育过程中需要光、温度、水和空气等生态因子,其中光具有特殊重要的地位,而光照强度能够影响植物的生长、发育及形态结构的建成。
20世纪初,国外研究者就已经开始了光照强度对植物影响的研究工作。
目前为止已经对大量植物进行过研究,取得了一定的成果。
我国是一个农业大国,以塑料大棚和日光温室为主的农业种植方式已在全国大面积推广,这为人工调节光强提高农作物的产量和品质提供了条件。
因此,研究光照强度影响植物发育过程中的各项生物学特性对指导我国农业生产具有积极意义。
为此笔者查阅了许多文献资料,分类整理分析,为农业生产和日后的深入研究提供参考。
1 光的物理性质植物光合作用所利用的光来自太阳,太阳光属电磁波,其光谱是连续光谱,波长从0.003nm一直到5μm。
按波长的不同可分为:伽马射线、X射线、紫外线辐射C(UV-C)、紫外线辐射B(UV-B)、紫外线辐射A(UV-A)、可见光、红外线A(IR-A)、红外线B(IR-B)、红外线C(IR-C)。
太阳光穿越大气层的过程中部分被吸收和散射,辐射到地面的波长范围大部分在0.4-4.0μm,其中0.4-0.76μm之间的光为可见光,光合作用所需的光就在可见光范围内。
2 光照强度对植物种子萌发的影响一些植物种子的萌发对光照的反应并不明显,在光照和黑暗条件下均能萌发[1]。
然而,有大量研究结果显示,光照对很多植物种子的萌发具有关键作用。
这些植物的种子在不同光强条件下,因品种的不同其萌发特性存在着差异。
其中有些植物的种子在完全黑暗的情况下不能萌发,如香果树的种子在黑暗中均不能萌发[2]。
还有些植物种子的萌发率在不同光强下表现不同,如泡桐和枳椇的种子在100%的自然光照强度下萌发率最高,香椿和罗浮柿的种子在62.2%的自然光照强度下萌发率最高,木蝴蝶和扁斗青冈种子在34.4%的自然光照强度下萌发率最高[3]。
温室大棚光照强度范围全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:温室大棚是一种通过透明材料覆盖的结构,用于种植植物保护植物生长的设施。
在温室大棚中,光照是植物生长所必需的环境因素之一。
光照强度对植物的生长发育、光合作用和产量都有着重要的影响。
合适的光照强度范围对于温室大棚内的植物生长非常重要。
温室大棚中的光照强度范围主要取决于以下几个因素:地理位置、季节、时间、大棚结构和植物品种等。
一般来说,光照强度范围的合适性需要根据具体情况来确定,但一般情况下,光照强度范围在10000-30000勒克斯之间是比较适宜的。
在温室大棚中,光照强度过强或过弱都会对植物的生长造成不良影响。
光照强度过强时,植物叶片会受到灼伤,光合作用会受到抑制,导致植物生长受限;光照强度过弱时,植物缺乏光合作用所需的能量,导致植物生长缓慢、产量减少。
温室大棚内的光照强度范围要保持在适宜的范围内,以促进植物生长发育和提高产量。
为了实现这一目标,温室大棚内通常会使用遮阳网、调节灯光等装备,来调节和控制光照强度,从而保持适宜的光照强度范围。
在冬季和春季,由于日照时间较短,光照强度较弱,温室大棚内的光照强度范围通常较低,需要通过人工补光或使用灯具来提高光照强度;而在夏季,日照时间较长,光照强度较强,温室大棚内的光照强度范围通常较高,需要通过遮阳网等装备来降低光照强度。
温室大棚光照强度范围的控制是一项复杂而重要的工作,需要结合地理位置、季节、时间、大棚结构和植物品种等因素进行综合考虑和调节。
只有在适宜的光照强度范围内,植物才能充分利用光合作用,实现快速生长和高产量。
希望未来的温室大棚能够更好地控制光照强度范围,为农业生产和环境保护做出更大的贡献。
【温室大棚光照强度范围】。
第二篇示例:温室大棚是一种可以控制内部环境的农业设施,能够提供适宜的温度和湿度,为作物的生长创造良好的条件。
而光照是植物生长过程中至关重要的因素之一,光照强度直接影响着作物的生长发育。
日光温室内的温度变化规律是怎么样?
日光温室是节能日光温室的简称,又称暖棚,具有保温增温的作用,有利于作物度过恶劣气候的危害。
但是日光温室内的温度变化规律是有保规律?以下耕种帮种植网就作简单介绍,供网友们参考。
由于日光温室内热量的来源主要是太阳能,因此在冬季温室内空气的温度与外界光照强度、温度及温室的保温、蓄热、密闭性有关。
一般日光温室内外气温的变化是一致的;同时,日光室内外温差最大值出现在最寒冷的1月,以后随外界气温的升高、通风量的增大,室内外温差逐渐缩小。
据各地测定的资料表明,日光温室内1月份的平均气温与室外4月份的平均气温接近。
冬季晴天室内气温日变化显著。
12月份和翌年1月份最低气温一般出现在刚揭草苫之后,大约在8时左右,而后,室内气温上升,9~11时上升速度最快,在不通风情况下,平均每小时升高8℃左右,12时之后,气温仍在上升,但变化缓慢,13时达最高值,13时后气温缓慢下降,15时之后下降速度加快。
盖草苫后,室内短时间内气温会回升1~2℃,而后就非常缓慢地下降,直到次日揭草苫时。
夜间气温下降的数值不仅取决于天气条件,而且取决于管理技术措施和地温状况。
塑料日光温室用草苫和牛皮纸被覆盖时,夜间气温下降4~7℃;多云、阴天时下降1~3℃。
日平均气温水平方向上分布不均,距北墙3~4米处最高,由此向北向南呈递减状态。
在高温区附近气温在南北方向上的差异不大。
在前沿附近和后坡之下,气温梯度较大,可达1.6℃/米。
白天前坡下的气温高于后。
日光温室发展的适宜地区及优型结构参数日光温室需要在适宜环境地区发展。
这些适宜环境主要包括:年日照时数大于2200小时,其中冬半年日照时数大于1000小时;年辐射总量5000 MJ·m-2·a-1以上,其中冬半年辐射总量2300 MJ·m-2以上。
年积温在2000~5500℃,年平均温度5.5~15.0℃。
空气相对湿度为50%~70%、年降水量低于1000mm、尤其冬季降雪少。
风速低于8m·s-1,特别是冬季风速低于3m·s-1。
土壤、水、空气无污染;地下水位低;水源充足;空气中含氧量在15%以上。
地形平坦或向阳坡地,交通便利又不在交通干线两侧,核心市场供应半径在500公里,辐射市场供应半径在1000公里。
日光温室的结构参数应依据不同地理纬度及其环境而确定。
根据我国不同纬度地区的环境特点,可确定我国适宜日光温室发展的地区及主要结构参数如下。
一、我国适宜日光温室发展的主要区域按照适宜日光温室发展的环境要求,我国适宜日光温室发展的区域被认为在北纬32°以北地区。
按照建筑气候区划,属于严寒地区和寒冷地区的18个省、自治区、直辖市/省区市/省(区、市)/省(自治区、直辖市)/省、区、市(表1),其核心区被认为在北纬34~43°地区。
具体可划分为东北温带、黄淮海及环渤海暖温带、西北温带干旱及青藏高寒3个日光温室蔬菜重点区的9个亚区(表2)。
其中最适宜地区是黄淮海及环渤海地区,特别是山东北部、华北中北部(除大城市周边)、东北西南部、西北的东北部地区冬半年日照百分率在60%左右,最低温度在-10~-25℃,空气湿度较低,是我国北方最好的冬季日光温室蔬菜生产基地。
表1 按建筑热工气候分区的日光温室蔬菜重点分布区表2 按气候类型分区的日光温室蔬菜重点分布区二、优型日光温室结构参数按照日光温室合理采光、保温和蓄热的理论与方法,可确定不同地理纬度地区优型日光温室的跨度、脊高、后墙高、后坡长、后墙和后坡保温厚度、后墙的蓄热厚度等参数指标。
1990-2020年全国光照强度年份表随着气候变化的加剧,全国的光照强度也在不断变化。
光照强度的变化对于植物生长、能源利用和气候预测都有着重要的影响。
下面将从1990年到2020年的时间跨度,对全国光照强度进行年份表的汇总和介绍。
一、1990年1990年,全国光照强度整体处于较为稳定的状态,东部沿海地区光照强度较高,而西部地区光照强度相对较低。
二、1995年1995年,全国光照强度呈现出轻微下降的趋势,尤其是华北地区和西北地区光照强度减弱较为明显。
三、2000年2000年,随着城市化进程的加速和环境污染的加重,全国大部分地区的光照强度出现了不同程度的下降,特别是华北地区和东北地区。
四、2005年2005年,全国光照强度整体趋于稳定,东部沿海地区光照强度仍然较高,而西部地区光照强度有所回升。
五、2010年2010年,全国光照强度出现了整体上升的趋势,尤其是西部地区光照强度明显增加,而东部沿海地区光照强度略有下降。
六、2015年2015年,全国光照强度再次出现整体下降的趋势,尤其是华北地区和东北地区的光照强度减弱较为明显。
七、2020年2020年,全国光照强度呈现出明显下降的趋势,受到气候变化和环境污染的影响,全国大部分地区的光照强度都有所减弱,特别是华北地区和西南地区。
1990-2020年间,全国的光照强度经历了多次波动和变化。
随着气候变化和环境污染的加重,全国大部分地区的光照强度呈现出不同程度的下降趋势。
这些变化对于农林业生产、能源利用和气候变化预测都有着重要的影响,需要引起相关部门和科研机构的高度重视和深入研究。
希望未来能够通过科学技术手段,有效监测和调控全国光照强度,保障生态环境的持续稳定和人类社会的可持续发展。
随着气候变化的加剧和环境污染的日益严重,全国光照强度的变化对社会生态产生了广泛而深远的影响。
1990-2020年间,全国光照强度经历了多次波动和变化,这些变化对农林业生产、能源利用和气候变化预测都有着重要的影响。
日光温室内的光温条件及调控赵伟华(黑龙江省明水县农广校,151700)日光温室是我北方地区冬季不能进行露地栽培的一种生产附助设施,温室能改善栽培环境条件,实现超时令栽培,所以,日光温室在我国北方地区的种植面积栽培越大。
而对温室里的小气候及栽培作物起作用的是太阳辐射强度、光质成分和照射时间,一般情况下日光温室生产是在当地一年中日照耐间最短、光照强度最弱的季节里进行的。
因此,日光温室内的光温调控对温室产生起着至关重要的作用。
通常冬季自然光照比其它季节差,再加上太阳辐射不能全部透射温室内,所以温室内的光照强度一般较低,光照不足,蔬菜作物制造养分少,生命力减退,植株长势弱,容易发生病害,更主要的是温室内的温度低到一定程度,不但满足不了作物生长要求,还容易发生冷害和冻害,我们白天进入温室并不感觉比室外暗,我们会认为室内外光照差异不大。
这是因为人们的眼睛是通过前屋面薄膜看天空的,当然感觉不到光照比室外低,实际上既使使用透明度最高的三素膜,温室采光再科学,那么温室内的光照也只有外界光照的70%~80%,薄膜使用一段时间后,透光率降低,温室内的光照更低了。
1 日光温室内光照减少的原因1.1 温室不透明部分的遮荫太阳光照射不透明的物体时,会在相反方向上形成阴影,太阳光不停移动和变化,阴影也不停的移动和变化,日光温室不透明部分包括后墙、滚杆、山墙、后屋面、横梁、立杆。
由于日光温室座北朝南,不透明,冬季太阳高度较小,构不成遮荫,东西小墙会在上午、下午时,形成三角阴影区,阴影区影响山墙内侧2m(米)宽的面积。
日光温室遮荫影响最大的部分是滚杆、立柱和横梁,遮荫占整个温室15%~20%。
1.2 前屋面薄膜对光线的吸收和反射太阳光照射到日光温室的前屋面上,一部分被薄膜本身吸收,另一部分被薄膜返射到温室外面,余下的穿过薄膜透射到温室内,新棚膜对阳光吸收较少,被灰尘污染的棚膜对阳光吸收的多。
太阳光透射室内的根本原因是反射损失,只有阳光垂直照射前屋面棚膜上,人射角为0℃时,绝大部分太阳光才能射入室内,而实际情况是:不论什么结构的温室,不论怎么设计采光层面都不能实现人射角为0℃,因为太阳高度角在一年中随着季节的变化而变化,就是在一天中都不断变化,而日光温室前屋面的采光角是固定的,不可能随太阳光的移动变化角度,所以透光率低是客观存在的。
保护地土壤研究现状及存在问题作者:魏秉培张曙东来源:《现代园艺》2013年第07期摘要:本文在前人研究的基础上,论述了保护地土壤在物理特性、化学特性以及生物学特性方面的特点,并探讨了目前在保护地土壤研究中存在的问题。
关键词:保护地;土壤质量;现状;微形态保护地土壤是指玻璃温室、塑料大棚及日光温室等设施内土壤的总称。
与同地区的露地土壤比较,主要生态特点是:全年温度(含地温)高于露地,冬季缩短;没有雨淋,土壤湿度完全由灌溉量调节,但由于土壤及植物的水分蒸发,空气湿度较大;光照时间较短,光照强度较弱,光质也与露地有所不同;蔬菜栽培茬次多,几乎全年都可栽种,土壤耕作次数频繁,施肥量也大;室内空气流动性差,无论是有害或有毒气体的作用都比较强烈等。
在这种特殊的栽培、生产管理及小气候条件下,形成了特定条件下的土壤系统。
1 保护地土壤物理性质1.1 保护地土壤的容重和团聚体特性容重是衡量土壤结构状况的一个间接指标。
但凡结构状况良好的土壤,多孔疏松,通透性良好,容重则小。
关于保护地土壤容重的研究结果不尽相同。
赵风艳[1]、陈为京[2]分别对大庆市和哈尔滨市及寿光保护地土壤容重的研究发现,保护地土壤容重低于露地土壤。
王菊兰[3]对宁夏日光温室土壤容重的研究发现,随着种植年限(1~9年)的延长,土壤容重的变化趋势呈抛物线形式(二次三项),即在种植的前5~6年,容重逐渐下降,之后逐渐增大。
目前,关于保护地土壤团聚体的研究较少。
与露地土壤相比较,保护地土壤随着种植年限的增加,其水稳性团聚体(0.25~2.0mm)数量有所增加,土壤容重变小,总孔隙度增大,土壤物理结构性能有所改善,毛管孔隙较发达,持水性变好,通气性增强[4-7]。
保护地土壤的耕作层厚度减少了5~15cm,容重降低了0.07~0.10g/cm3,总孔隙度增加了1.3%~5.9%,毛管孔隙度增加了1.1%~ 6.1%。
0~0.25mm水稳性团聚体增加了9.5%~50.3%[1]。
日光温室环境调控方法和技术要点蔬菜的生长发育是蔬菜作物与其周围环境条件双方互相作用的结果。
蔬菜于日光温室内栽培的技术,是人为的创造出适合于蔬菜作物生长发育的环境条件,并经常调节蔬菜作物生长发育与其所处环境条件之间的矛盾,使其双方达到统一。
因此,蔬菜于日光温室内栽培的技术重点,是如何进一步完善日光温室这一保护园艺设施和调节环境条件,使其能适合于栽培蔬菜作物的要求。
这就是蔬菜于日光温室内栽培管理的技术特点,也是与露地栽培管理技术的主要不同之处。
蔬菜在正常的生长发育过程中,需要一定的光照、温度、水分、空气、养分等条件,这些条件并非单独与蔬菜发生关系,而是诸条件(因素)相互联系、相互影响。
因此,在日光温室内栽培蔬菜,栽培管理者既需要了解温室内环境条件诸因素的特点,又必须了解蔬菜对环境条件的要求,并掌握各种相关因素的调节,使诸环境条件协调,适于蔬菜作物正常生长发育的需要。
一、日光温室光照条件的特点及其调节蔬菜作物进行光合作用和生长发育所需要的光照强度和光照时数,因蔬菜种类不同而有较大的差异;同时还受温度、空气中二氧化碳含量(浓度)的影响和生育阶段的不同而变化。
大多数蔬菜作物在幼苗期的光饱和点和光补偿点分别为40~50千Lx(勒克斯即米烛光)和1.5~2.0千Lx。
其中黄瓜、西葫芦、冬瓜、苦瓜、西瓜等葫芦科蔬菜和番茄、甜椒、茄子等茄科蔬菜的光饱和点和光补偿点,分别为70~80千kx和3~4千Lx。
所谓光饱和点和光补偿点是:在一定范围内,绿色植物的光合作用随着光照强度的逐渐增强而逐渐加快。
当光照强度达到一定限度时,光合作用不再加快,这种现象叫光饱和现象,这时的光照强度,叫做光饱和点。
同样,在一定范围内降低光照强度时,光合能力也随之下降,当光照强度降到植物的光合强度和吸呼强度相等时,这时的光照强度就叫做光补偿点。
在光补偿点至光饱和点之间,光合强度随着光照强度的增减而增减。
所以,光饱和点和光补偿点是分别代表植物对强光和弱光的利用能力,可作为植物需光特性的两个重要指标来衡量植物的需光量。
Hans Journal of Agricultural Sciences 农业科学, 2019, 9(9), 794-798Published Online September 2019 in Hans. /journal/hjashttps:///10.12677/hjas.2019.99114Annual Variation and Distribution ofLight Intensity in Ningxia SolarGreenhouseXiaojun Qin*, Jingxia GaoInstitute of Germplasm Resources, Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Yinchuan NingxiaReceived: Sep. 6th, 2019; accepted: Sep. 18th, 2019; published: Sep. 25th, 2019AbstractIn this experiment, the illumination intensity in different areas of Yinchuan second generation so-lar greenhouse in Ningxia was measured by illuminometer in different seasons and time zones of the whole year. Through continuous monitoring and statistics for one year, the annual variation law of illumination in Ningxia was obtained, which provided solutions to the problems of insuffi-cient light supply and energy waste in the production process of protected vegetables in Ningxia.KeywordsGreenhouse, Intensity of illumination, Distribution宁夏日光温室光照强度年变化分布研究秦小军*,高晶霞宁夏农林科学院种质资源研究所,宁夏银川收稿日期:2019年9月6日;录用日期:2019年9月18日;发布日期:2019年9月25日摘要本实验利用照度计对宁夏地区银川二代日光温室内部不同区域进行全年不同季节、每日不同时区光照强度监测,通过一年连续监测统计出该型温室在宁夏地区的光照年变化规律,为宁夏设施蔬菜生产过程中出现的补光不足与能源浪费问题提出解决方法。
*通讯作者。
秦小军,高晶霞关键词温室,光照,分布Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 前言本研究针对宁夏地区目前规模化建设的银川二代日光温室结构特点以及我区光照特性,开展该型温室不同季节内温室不同部位光照分布及光照强度、周期变化研究[1]。
根据研究结果,针对各种蔬菜设施的建筑结构,设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点,阐明各种形成环境特征的机制[2];通过环境调控与栽培管理措施,使蔬菜与设施的小气候环境达到和谐、完美的统一[3]。
2. 材料和方法2.1. 供试温室试验在宁夏彭阳县温沟育苗基地日光温室中进行。
日光温室长80 m,宽7.5 m,实际应用面积为600 m2,温室东西走向,周围地势平坦,视野开阔。
温室中耕层为砂壤土,下层为未经挠动的天然土。
日光温室覆盖无滴聚乙烯薄膜,外层覆盖复合保温被,复合保温棉被每天早上8:00掀起,下午5:20左右放下盖严,温室没有补温装置。
日光温室脊高3.6 m,后墙高3.0 m、厚1.0 m。
供试材料为辣椒,在冬季日光温室内的小气候调查期间,辣椒株高在30 cm~60 cm之间。
日光温室按畦种植,每畦两行,行距为50 cm,株距为40 cm,共34畦,每温室定植1400左右。
2.2. 测试方法光照强度用NYZ-91型照度计测定,量程为0~199 klx,精度2%,工作环境为0℃~40℃,0%~85%RH。
主要数据测定自2017年4月份下旬至12月上旬。
测定过程分别选择典型晴天和阴天,在温室中四个方向每个方向设置三个录点,共9个位置观测,观测垂直距离距地面1.5 m (如图1所示)。
记录同时监测当天室外无遮挡情况下日照强度。
Figure 1. Distribution map of lighting points in greenhouse图1. 温室采光点分布图秦小军,高晶霞3. 结果与分析注:以下图表中系列1~9代表图1中相应检测的1~9的点;横坐标1~12代表一年中1月~12月份;纵坐标代表光强,单位:LX。
由图2可以得出,1、4、7、8点位(温室后墙部位)在一年中晴天早上9点期间光照强度波幅较大,与温室前部、中部在每年1月~6月期间曲线变化正好相反,进入下半年后温室前中后光照强度变化一致。
温室东西光照强度无差异,温室后墙部位与前部、中部有差异。
Figure 2.Seasonal variation of light intensity (9 a.m.) sunny day图2.光照季节变化(9点)晴天由图3得出,温室内从东至西,从南至北分布的9个观测点在每年晴天中午12点时的光照强度变化曲线基本一致,光照强度都维持在一个稳定的区间内(30,000 Lux~50,000 Lux),在7月至9月间由于夏季太阳高入射角的出现,造成设施内各观测点光照强度出现一个跃升。
温室东西光照强度无差异,温室前后无差异。
Figure 3.Seasonal variation of light intensity (12 a.m.) sunny day图3. 光照季节变化(12点)晴天由图4可以得出,1、4、7点位(温室后墙部位)在一年中晴天下午5点期间光照强度波幅较大,与温室前部、中部在每年1月~6月期间曲线变化正好相反,进入下半年后温室前中后光照强度变化一致。
温室东西光照强度无差异,温室后墙部位与前部、中部有差异。
由图5可得出,1、4、7三个记录点(温室后墙部位)在每年1月5月间光照强度均高于温室其他部位,6月~12月期间温室各观测部位变化一致。
此图说明在阴天早上9点左右温室前、中部为需要补光区,温室后补光照强度较为良好。
温室东西光照强度无差异,温室后墙部位与前部、中部有差异。
秦小军,高晶霞Figure 4.Seasonal variation of light intensity (5 p.m.) sunny day图4.光照季节变化(17点)晴天Figure 5.Seasonal variation of light intensity (9 a.m.) cloudy day图5.光照季节变化(9点)阴天由图6可得出,在阴天中午12点时设施内部各观测点光照强度变化总体趋势一致,曲线在每年2月份和8月份出现两个波峰,在每年9月份和10月份出现一个波谷,说明阴天条件下2月、8月光照强度较其他月份良好,而阴天条件下9、10月份光照强度较弱,需要加强补光。
温室东西光照强度无差异,温室后墙部位与前部、中部有差异。
由图7可知,在阴天下午5点的各个观测点变化呈现的趋势为:1、4、7三个点(温室后墙部位)在1月~6月期间变化趋势与其他部位相反,7月~12月期间整体温室各部位光照强度变化一致,在9月~10月各观测点光照强度出现波谷。
温室东西光照强度无差异,温室后墙部位与前部、中部有差异。
Figure 6. Seasonal variation of light intensity (12 a.m.) cloudy day图6.光照季节变化(12点)阴天秦小军,高晶霞Figure 7. Seasonal variation of light intensity (5 p.m.) cloudy day图7. 光照季节变化(17点)阴天4. 讨论与结论在晴天情况下,中午12点时温室9个观测点光照强度变化趋势一致,与室外光照强度变化相一致。
但是早上9点与下午5点的光照强度变化规律性一致,呈现出两个变化阶段,1月~6月早上9点与下午5点在1、4、7观测点(温室后墙部位)光照强度高于2、5、8 (温室中部)与3、6、9观测点(温室前部);7月~12月温室前中后三个部位光照强度变化趋势一致。
在阴天情况下,中午12点时温室9个观测点光照强度变化趋势一致,与室外光照强度变化相一致。
早上9点1月~6月1、4、7观测点(温室后墙部位)光照强度高于温室前部、中部,下午5点1月~6月1、4、7观测点(温室后墙部位)光照强度低于温室前部、中部变化趋势相反,整体平均光照强度后部低于前部与中部。
9个监测点在7月~12月温室前中后三个部位光照强度变化趋势一致。
所以,依据温室光照强度年变化规律可以得出:宁夏设施补光在阴天条件下应该着重在1月~6月进行,根据温室各点光强变化的不同上午补光以温室中部、前部为主,下午补光以温室后部为主。
由此,在今后的设施补光设备安装时可以考虑温室前中后部位单独控制安装方式,以达到高效生产的同时节能降耗的目的。
基金项目宁夏农林科学院科技引导资金项目《设施蔬菜光环境调控技术研究》部分内容。
参考文献[1] 高艳明, 汪洋, 黄利, 赵淑梅, 李建设. 宁夏非耕地沙漠新建日光温室性能分析[J]. 北方园艺, 2014(22): 44-47.[2] 宋羽, 邹平, 马彩雯. 新疆戈壁地区典型日光温室冬季环境性能研究[J]. 北方园艺, 2013(20): 45-48.[3] 陈青云, 汪政富. 节能型日光温室热环境的动态模拟[J]. 中国农业大学学报, 1996(1): 28-31.。