江蘇沿海地區(qū)雙大棚多層覆蓋內(nèi)外溫度間的相關(guān)回歸分析

王 華，丁同華，林紅梅，陳菲菲，張小鋒

（1.東臺(tái)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 東臺(tái) 224200；2.東臺(tái)市種子管理站，江蘇 東臺(tái) 224200；3.東臺(tái)市氣象局，江蘇 東臺(tái) 224200）

隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，江蘇沿海地區(qū)越來(lái)越多的農(nóng)戶采用大棚設(shè)施進(jìn)行栽培。孫興祥等[1]連續(xù)多年開(kāi)展了不同棚架構(gòu)型溫度變化規(guī)律及對(duì)西瓜種植影響的試驗(yàn)研究，得出寬6 m、高2.2 m的大棚是早春大棚西瓜栽培的最佳棚型之一，且雙大棚三層覆蓋種植西瓜品質(zhì)最好，效益最高。在此基礎(chǔ)上，本研究通過(guò)對(duì)雙大棚四膜覆蓋全封閉和正常揭膜通風(fēng)條件下的溫度變化情況進(jìn)行觀測(cè)、分析，得出江蘇沿海地區(qū)雙大棚多層覆蓋內(nèi)外溫度的相關(guān)回歸關(guān)系，為更好地指導(dǎo)設(shè)施瓜菜生產(chǎn)提供了依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及棚型設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于東臺(tái)市農(nóng)科所五烈試驗(yàn)基地北3號(hào)地塊，試驗(yàn)地塊土質(zhì)為水稻茬黏壤土，pH為7，土壤鹽含量1.39 g/kg、有效鉀203.8 mg/kg、有效磷48.64 mg/kg、全氮0.58 g/kg、有機(jī)質(zhì)6.2 g/kg。試驗(yàn)大棚南北朝向，采取“雙層鋼架大棚+小拱棚+地膜”的雙大棚四膜覆蓋方式，棚長(zhǎng)45 m，外棚底寬6 m，棚頂高2.2 m，肩高1.1 m。薄膜采用統(tǒng)一規(guī)格、統(tǒng)一品牌，外棚膜8 μm、內(nèi)棚膜8 μm、小棚膜3 μm、裙膜2 μm、地膜0.8 μm。

1.2 溫度測(cè)定方法

采用ZQZ-CII型自動(dòng)氣象站自動(dòng)采集、計(jì)算處理和存貯棚內(nèi)氣溫?cái)?shù)據(jù)。棚內(nèi)地溫測(cè)定采用PT1000溫度傳感器，置于每個(gè)棚中心位置，并帶有自制的防輻射罩，避免陽(yáng)光直接照射[2]。連續(xù)測(cè)量棚內(nèi)地上25 cm氣溫和地下10 cm地溫。棚外溫度數(shù)據(jù)來(lái)源于距試驗(yàn)地點(diǎn)較近的東臺(tái)市氣象局五烈氣象觀測(cè)站相同時(shí)間觀測(cè)的氣象數(shù)據(jù)和10 cm深地溫?cái)?shù)據(jù)。

溫度測(cè)定時(shí)間為2014年2月22日－3月31日。其中2月22日－3月4日雙大棚四膜全封閉；3月5日－3月31日雙大棚四膜覆蓋正常揭膜通風(fēng)管理。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 全封閉條件下棚內(nèi)氣溫與外界氣溫的相關(guān)回歸分析

根據(jù)對(duì)2014年2月22日－3月4日共11 d中8個(gè)晴天、192對(duì)樣本數(shù)據(jù)和3個(gè)陰天、72對(duì)樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析[3-5]，結(jié)果表明棚內(nèi)氣溫與外界氣溫之間晴天的相關(guān)系數(shù)r晴＝0.925 3＞r0.01（190）＝0.254 0，比陰天的相關(guān)系數(shù)r陰＝0.482 3＞r0.01（70）＝0.254 0更大。說(shuō)明在大棚全封閉的條件下，無(wú)論是晴天還是陰天，棚內(nèi)氣溫與外界氣溫之間都呈極顯著的正相關(guān)，且晴天比陰天棚內(nèi)氣溫與外界氣溫的相關(guān)性更顯著。再?gòu)娜忾]條件下雙大棚四膜覆蓋棚內(nèi)氣溫與外界氣溫的線性關(guān)系分析結(jié)果來(lái)看，無(wú)論晴天還是陰天，棚內(nèi)氣溫與外界氣溫之間都呈極顯著的線性相關(guān)關(guān)系，F(xiàn)晴＝1 130.854 1＞F0.01（1，190）＝6.63，F(xiàn)陰＝22.220 6＞F0.01（1，70）＝6.85，且晴天和陰天棚內(nèi)氣溫與外界氣溫的關(guān)系方程分別為：

（1）、（2）式中Y為棚內(nèi)溫度估計(jì)值，X為外界溫度，單位℃。

從方程式（1）和（2）以及圖1、圖2中可以看出：晴天外界氣溫每增加或減少1 ℃，棚內(nèi)氣溫就會(huì)隨之增減1.36 ℃，而陰天外界氣溫每增加或減少1 ℃，棚內(nèi)氣溫僅增減0.65 ℃。說(shuō)明外界氣溫每增加1 ℃，晴天要比陰天大棚內(nèi)的氣溫增加0.71 ℃。當(dāng)晴天外界氣溫達(dá)到16 ℃，棚內(nèi)氣溫已上升至30 ℃；當(dāng)外界氣溫達(dá)到20 ℃，棚內(nèi)氣溫可達(dá)35.44 ℃。當(dāng)冬春外界氣溫降至該區(qū)歷史最低－9.2 ℃時(shí)（2009年1月24日），陰雨天大棚內(nèi)最低溫度仍然達(dá)到5.3 ℃。由此可見(jiàn)，江蘇沿海地區(qū)雙大棚四膜覆蓋栽培蔬菜完全可以安全越冬。當(dāng)然在冬春季節(jié)，只要晴天外界氣溫超過(guò)18 ℃就要適時(shí)開(kāi)啟大棚膜和圍裙膜，以調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度，防止高溫傷苗，影響正常生長(zhǎng)，同時(shí)也有利于大棚內(nèi)通風(fēng)換氣，改善光照條件。而陰雨天氣則要關(guān)閉大棚膜，在遇到極端低溫時(shí)，還要增加保溫布覆蓋以提高保溫效果，確保棚內(nèi)作物免受凍害，適溫生長(zhǎng)。

2.2 全封閉條件下棚內(nèi)地溫與外界地溫的相關(guān)回歸分析

根據(jù)對(duì)2月22日－3月4日11 d中8個(gè)晴天、192對(duì)樣本數(shù)據(jù)和3個(gè)陰天、72對(duì)樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明雙大棚四膜覆蓋棚內(nèi)10 cm深地溫與外界露地10 cm深地溫之間晴天相關(guān)系數(shù)r晴＝0.535 1＞r0.01（190）＝0.254 0，陰天相關(guān)系數(shù)r陰＝0.182 4＜r0.01（70）＝0.254 0，說(shuō)明晴天棚內(nèi)外地溫的相關(guān)性達(dá)極顯著水平，而陰天棚內(nèi)外地溫之間的相關(guān)性不顯著。且經(jīng)線性回歸分析，F(xiàn)晴＝76.222 4＞F0.1（1，190）＝6.63，表明棚內(nèi)地溫Y地和外界地溫X地之間呈極顯著直線回歸關(guān)系，其方程式（3）為：Y地＝0.47X地+16.06。從方程（3）和圖3可見(jiàn)，即使在江蘇沿海地區(qū)冬春外界10 cm深地溫下降至歷史最低－7.9 ℃時(shí)（2009年1月24日），棚內(nèi)10 cm深地溫仍然可達(dá)12.77 ℃，這表明在雙大棚四膜覆蓋栽培條件下，棚內(nèi)地溫完全可以滿足瓜果蔬菜生長(zhǎng)的要求。圖4為全封閉陰天棚內(nèi)外地溫情況。

圖1 全封閉條件下晴天棚內(nèi)外氣溫相關(guān)關(guān)系

圖2 全封閉條件下陰天棚內(nèi)外氣溫相關(guān)關(guān)系

2.3 正常揭膜通風(fēng)條件下棚內(nèi)氣溫與外界氣溫的相關(guān)回歸分析

根據(jù)對(duì)2013年3月5－31日期間22個(gè)晴天、528對(duì)樣本數(shù)據(jù)和5個(gè)陰天、120對(duì)樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明棚內(nèi)氣溫與外界氣溫之間晴天的相關(guān)系數(shù)r晴＝0.946 3＞r0.01（526）＝0.254 0高于陰天的相關(guān)系數(shù)r陰＝0.814 8＞r0.01（118）＝0.254 0，說(shuō)明在正常揭膜通風(fēng)條件下，無(wú)論是晴天還是陰天，棚內(nèi)氣溫與外界氣溫之間的相關(guān)性都極顯著，且晴天的相關(guān)性比陰天的相關(guān)性更高。再?gòu)恼＝夷ねL(fēng)條件下，雙大棚四膜覆蓋棚內(nèi)氣溫與外界氣溫的線性關(guān)系分析結(jié)果看，不管是晴天，還是陰天，棚內(nèi)氣溫與外界氣溫之間都呈極顯著的線性相關(guān)關(guān)系。F晴＝4 510.602 7＞F0.01（1，526）＝6.63；F陰＝233.072 7＞F0.01（1，118）＝6.85，且晴天和陰天棚內(nèi)氣溫與外界氣溫的關(guān)系方程分別為：

圖3 全封閉條件下晴天棚內(nèi)外地溫相關(guān)關(guān)系

圖4 全封閉條件下陰天棚內(nèi)外地溫相關(guān)關(guān)系

圖5 正常揭棚條件下晴天棚內(nèi)外氣溫相關(guān)關(guān)系

圖6 正常揭棚條件下陰天棚內(nèi)外氣溫相關(guān)關(guān)系

（4）、（5）式中X為棚外氣溫，Y為棚內(nèi)氣溫估計(jì)值，單位℃。從方程式（4）和（5）以及圖5、圖6可以看出，雙大棚四膜覆蓋在正常揭膜通風(fēng)的條件下，晴天外界氣溫每增加或減少1 ℃，棚內(nèi)氣溫就會(huì)隨之增減1.14 ℃，而陰天外界氣溫每增加或減少1 ℃，棚內(nèi)氣溫隨之增減1.05 ℃。說(shuō)明在正常揭膜通風(fēng)條件下，外界氣溫每增加1 ℃，晴天比陰天大棚內(nèi)的氣溫增加近0.1 ℃。從方程（4）可以得出，當(dāng)外界氣溫達(dá)23 ℃時(shí)，棚內(nèi)氣溫仍然超過(guò)35 ℃，當(dāng)外界氣溫下降至18 ℃時(shí)，棚內(nèi)氣溫已下降至29.3 ℃。因此，在正常揭膜通風(fēng)條件下，當(dāng)上午外界氣溫上升至18 ℃以上時(shí)，要加大通風(fēng)窗口，加快大棚內(nèi)外空氣交換速度，降低棚內(nèi)溫度，促進(jìn)正常生長(zhǎng)。當(dāng)下午外界氣溫降至18 ℃時(shí)，要由內(nèi)向外逐步關(guān)閉通風(fēng)窗口，保持棚內(nèi)溫度，確保適溫生長(zhǎng)。

2.4 正常揭膜通風(fēng)條件下棚內(nèi)地溫與外界地溫的相關(guān)回歸分析

根據(jù)對(duì)3月5日－3月31日期間22個(gè)晴天、528對(duì)樣本數(shù)據(jù)和5個(gè)陰天、120對(duì)樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明在正常揭膜通風(fēng)條件下，晴天棚內(nèi)10 cm深地溫與外界10 cm深地溫之間呈極顯著的相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)r晴＝0.701 1＞r0.01（526）＝0.254 0，而陰天大棚內(nèi)外10 cm深地溫之間無(wú)顯著的相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)r陰＝0.220 0＜r0.01（118）＝0.254 0。這可能與外界地溫受陰雨天氣等其他因素的影響較多有關(guān)。再?gòu)那缣煺＝夷ねL(fēng)條件下雙大棚四膜覆蓋棚內(nèi)10 cm深地溫與外界10 cm深地溫的線性相關(guān)分析看：F＝508.39＞F0.01（1，526）＝6.63，達(dá)極顯著水平，其關(guān)系方程式（6）Y地＝0.48X地+18.62，其中X為外界10 cm深地溫，Y為棚內(nèi)10 cm深地溫估計(jì)值，單位℃。由方程式（6）和圖7可以看出，晴天棚外地溫每增加或減少1 ℃，棚內(nèi)地溫平均增加或減少0.48 ℃，且此期間外界10 cm地溫最低為5 ℃時(shí)，棚內(nèi)地溫也保持在20 ℃以上，完全可以滿足作物根系生長(zhǎng)需要。圖8為正常揭膜通風(fēng)條件下陰天棚內(nèi)外地溫情況。

3 小結(jié)

3.1 雙大棚四膜覆蓋栽培不管是在前期全封閉還是在正常揭膜通風(fēng)管理的條件下，晴天和陰天棚內(nèi)氣溫與外界氣溫之間都存在著極顯著的相關(guān)關(guān)系，且呈顯著的直線回歸關(guān)系。

3.2 在江蘇沿海地區(qū)采用雙大棚四膜覆蓋栽培，只要加強(qiáng)調(diào)溫管理，在出現(xiàn)極端低溫的情況下，及時(shí)采取增加覆蓋保溫措施，大棚蔬菜可以安全越冬。

3.3 雙大棚四膜覆蓋無(wú)論是在前期全封閉，還是在正常揭膜通風(fēng)的情況下，晴天上午外界氣溫超過(guò)18 ℃時(shí)，要逐步開(kāi)啟內(nèi)外大棚通風(fēng)窗口，揭除小棚膜，增加光照，調(diào)節(jié)溫度。晴天下午外界氣溫低于18 ℃時(shí)，要逐步關(guān)閉小棚膜和內(nèi)外大棚通風(fēng)窗口，以保溫防凍，促進(jìn)生長(zhǎng)。

3.4 雙大棚四膜覆蓋，陰雨天氣要盡可能關(guān)閉大棚膜，保持棚內(nèi)溫度，防止凍害傷苗。

圖7 正常揭棚條件下晴天棚內(nèi)外地溫相關(guān)關(guān)系

圖8 正常揭棚條件下陰天內(nèi)外地溫相關(guān)關(guān)系