常熟地區(qū)春季連棟溫室土壤溫濕度日變化特征

陶啟威++錢(qián)春桃++戴新

摘要 為了更好地指導(dǎo)常熟地區(qū)春季設(shè)施蔬菜早熟栽培，研究了連棟溫室土壤溫濕度日變化特征。4月，采用土壤溫濕度記錄儀對(duì)有膜與無(wú)膜覆蓋的畦面、普通溝和發(fā)酵溝的土壤溫濕度日變化特征進(jìn)行記錄。結(jié)果表明：地膜覆蓋具有一定的保溫效果，在0：00時(shí)效果最好，比無(wú)膜覆蓋提高0.3 ℃。發(fā)酵溝能夠產(chǎn)生一定的熱量，平均比普通溝高0.6 ℃。覆蓋地膜降低了畦面土壤濕度，平均比無(wú)膜覆蓋低6.8個(gè)百分點(diǎn)。發(fā)酵溝的土壤濕度平均低于普通溝16.8個(gè)百分點(diǎn)。春季采用地膜覆蓋和溝式發(fā)酵技術(shù)能夠減輕因外界溫度較低使設(shè)施早熟栽培作物受到的冷害，且能夠降低土壤濕度。

關(guān)鍵詞 春季；連棟溫室；土壤溫度；土壤濕度；日變化特征；江蘇常熟

中圖分類(lèi)號(hào) S152 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）02-0174-03

Daily Variation Characteristics of Soil Temperature and Humidity in Greenhouse During Spring in Changshu Area

TAO Qi-wei 1 QIAN Chun-tao 2 * DAI Xin 3

（1 New Rural Development Research Institute of NJAU（Changshu），Changshu Jiangsu 215500； 2 Nanjing Agricultural University；

3 Agricultural Technology Extension and Service Center of Dongbang Town in Changshu City）

Abstract The daily variation characteristics of soil temperature and humidity in greenhoues during spring in Changshu area were researched to guide early maturing facility vagetables cultivation better. In April，soil temperature and humidity recorder were used to record the daily variation characteristics of surface soil temperature and humidity with and without film mulching，in common and fermentation furrow. The results revealed that film mulching had heat preservation effect，especially in the middle night，which was 0.3 ℃ higher than no film mulching. Heat was released by fermentation furrow，and the temperature was higher than common furrow by 0.6 ℃ averagely. Surface soil humidity was reduced by film mulching，which was lower than no film mulching by 6.8 percentage points averagely. Soil humidity of fermentation furrow was lower than common furrow by 16.8 percentage points averagely. In spring，film mulching and fermentation furrow technology can reduce cold damage on early maturing facility cultivation crops by low temperature outdoor，and lower soil humidity.

Key words spring；mlti-greenhouse；soil temperature；soil humidity；daily variation characteristics；Changshu Jiangsu

設(shè)施蔬菜是一個(gè)高投入、高產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)，蘇南地區(qū)以其獨(dú)特的地理位置和氣候條件，能夠有較好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和消費(fèi)市場(chǎng)去發(fā)展設(shè)施蔬菜[1]。近年來(lái)，連棟溫室、塑料大棚、日光溫室等栽培設(shè)施在蘇南地區(qū)如雨后春筍般建立，而連棟溫室以其較大的栽培空間、平緩的溫濕度變化以及完善的設(shè)備條件更受到企事業(yè)單位的青睞[2]。春季，蘇南地區(qū)冷空氣活動(dòng)頻繁，尤其在3—4月嚴(yán)重低溫冷害多發(fā)[3]。采用連棟溫室進(jìn)行黃瓜、番茄、茄子等喜溫蔬菜的早熟栽培比普通塑料大棚更具有優(yōu)勢(shì)[4-5]。在春季蔬菜早熟栽培過(guò)程中，土壤溫濕度變化對(duì)蔬菜根系以及整個(gè)植株的生長(zhǎng)都具有較大影響，采取地膜覆蓋以及溝式發(fā)酵都能夠創(chuàng)造適宜蔬菜生長(zhǎng)的土壤環(huán)境[6-8]。本文通過(guò)研究有膜與無(wú)膜覆蓋的畦面、普通溝和發(fā)酵溝的土壤溫濕度日變化特征，為更好地在春季蔬菜早熟栽培過(guò)程中應(yīng)用覆膜以及溝式發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行增溫保溫提供有效參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于常熟董浜農(nóng)業(yè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園區(qū)南農(nóng)大（常熟）新農(nóng)村發(fā)展研究院有限公司圓拱形連棟溫室內(nèi)（120°58′E，31°40′N(xiāo)），溫室長(zhǎng)60 m，寬40 m，占地約為0.24 hm2，覆蓋材料為0.15 mm厚的黑色聚乙烯薄膜。在溫室內(nèi)開(kāi)溝做畦，畦面寬1.2 m，溝寬0.4 m，畦面覆蓋購(gòu)自農(nóng)資店的1.5 m寬的黑色塑料薄膜。

溝按普通溝與發(fā)酵溝相間設(shè)置，發(fā)酵溝深0.6 m，每條發(fā)酵溝內(nèi)均勻撒施EM菌原液1 kg、尿素4 kg、麩皮7.5 kg、菜籽餅12.5 kg、水稻秸稈83.3 kg和菜皮500 kg，上層覆蓋5 cm厚土，并采用黑色塑料薄膜覆蓋，普通溝不作任何處理。

土壤溫濕度記錄儀購(gòu)自杭州玉環(huán)智拓儀器科技有限公司，型號(hào)為i500-TWS，配置兩外置土壤溫濕度傳感器，土壤溫度傳感器探針長(zhǎng)度30 cm，土壤濕度傳感器探針長(zhǎng)度8 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

在4月11—17日，采用4個(gè)土壤溫濕度記錄儀分別完全插入有膜覆蓋的畦面、無(wú)膜覆蓋的畦面、普通溝和發(fā)酵溝內(nèi)，其中無(wú)膜覆蓋的畦面提前1周將地膜掀開(kāi)，各記錄儀同時(shí)對(duì)土壤溫濕度進(jìn)行連續(xù)觀(guān)測(cè)，設(shè)置每1 h自動(dòng)保存一次數(shù)據(jù)。溫室內(nèi)作物為水果黃瓜，于3月3日覆膜定植，采用膜下滴灌澆水，每周只在周一澆水1次。溫室管理為每天10：00揭開(kāi)頂部棚膜，傍晚16：00關(guān)閉棚膜。一周天氣狀況、室外以及室內(nèi)的最高氣溫和最低氣溫見(jiàn)表1。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 有膜與無(wú)膜畦面土壤溫度日變化

春季在設(shè)施蔬菜栽培過(guò)程中覆蓋地膜能夠起到一定的增溫效果。從圖1可以看出，從0：00開(kāi)始的24 h內(nèi)，有膜與無(wú)膜覆蓋的畦面溫度都呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，且在12：00—13：00都達(dá)到了最小值（20.1 ℃），在0：00達(dá)到最大值（21.1 ℃和20.8 ℃），這種增溫效果在午夜時(shí)最為明顯。

2.2 有膜與無(wú)膜畦面土壤濕度日變化

在春季設(shè)施栽培過(guò)程中，覆蓋地膜能夠降低土壤濕度。從圖2可以看出，有膜與無(wú)膜覆蓋的畦面土壤濕度日變化較為平穩(wěn)，均值分別為23.6%和30.4%，無(wú)膜覆蓋的畦面土壤濕度比有膜覆蓋處理高6.8個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 普通溝與發(fā)酵溝土壤溫度日變化

在春季設(shè)施蔬菜早熟栽培過(guò)程中，采用溝式發(fā)酵技術(shù)，能夠提供作物生長(zhǎng)所需的熱量。從圖3可以看出，從0：00開(kāi)始的24 h內(nèi)，普通溝與發(fā)酵溝的土壤溫度都呈現(xiàn)出先下降后升高的趨勢(shì)，其土壤溫度變化規(guī)律與畦面土壤溫度變化相同。

2.4 普通溝與發(fā)酵溝土壤濕度日變化

發(fā)酵溝由于內(nèi)部反應(yīng)以及結(jié)構(gòu)特性使其水分含量較低。從圖4可以看出，普通溝與發(fā)酵溝土壤濕度日變化較為平穩(wěn)，均值分別為40.5%和23.7%，普通溝土壤濕度比發(fā)酵溝高16.8個(gè)百分點(diǎn)。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

在春季設(shè)施蔬菜栽培過(guò)程中，采用地膜覆蓋不僅能夠起到一定的保溫和增溫效果，而且還能夠降低土壤濕度，給作物營(yíng)造適宜的土壤溫濕環(huán)境。夏自強(qiáng)等[9]試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，地膜在低溫季節(jié)的增溫效果是非常明顯的，在20 cm以上土層，地膜覆蓋下的土壤平均溫度比無(wú)覆膜時(shí)高3～5 ℃。王秀康等[10]通過(guò)研究2010—2012年覆膜對(duì)玉米地土壤溫度分布的影響，指出覆膜處理比不覆膜處理的土壤溫度在0、5、10、20 cm土層處都高。常麗娜等[11]通過(guò)對(duì)日光溫室空氣溫度與土壤溫度的相關(guān)性進(jìn)行分析，得出的晴天時(shí)土壤溫度日變化特征與本文土壤日變化特征相似。相對(duì)于空氣溫度而言，土溫的變化幅度較小且存在滯后性，白天作物光合速率較高時(shí)到達(dá)地面的太陽(yáng)能不能即時(shí)穩(wěn)定地輸入土壤，且由于揭開(kāi)棚膜具有一定的降溫效果，造成土壤溫度降低；下午時(shí)空氣溫度逐漸升高，土壤一邊與室內(nèi)空氣進(jìn)行對(duì)流換熱，一邊通過(guò)導(dǎo)熱向深層土壤傳熱，傍晚由于關(guān)閉棚膜，這種導(dǎo)熱作用更加明顯，使土壤升溫比較快，午夜時(shí)土壤溫度達(dá)到最大值；隨后，由于室內(nèi)空氣中蓄積的熱能逐漸減少，向土壤傳導(dǎo)的熱能也逐漸減少，導(dǎo)致土壤溫度逐漸下降。覆蓋地膜以后，能夠更好地起到保溫的效果，在夜晚作用更加明顯。

在露地栽培過(guò)程中，不覆蓋地膜的土壤由于強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用使得土壤表層水分含量較低，而地膜覆蓋由于切斷了土壤水分向空氣蒸發(fā)的通道，把蒸發(fā)的水分阻隔于地膜下，使其土壤含水量高于不覆膜處理[12]。在設(shè)施內(nèi)部，空氣濕度高于外界，空氣中的水分與土壤水分相互補(bǔ)充，達(dá)到一種較弱的可逆平衡，使得土壤表面蒸發(fā)強(qiáng)度小于外界，土壤中的水分通過(guò)毛管孔隙向土壤表層移動(dòng)的速度較慢，水分停留在土壤中的時(shí)間較長(zhǎng)，而覆蓋地膜既阻隔了空氣與土壤間的水分交換又減少了土壤表面的蒸發(fā)量，使得土壤中的水分得不到補(bǔ)充，造成了覆膜的土壤含水量低于不覆膜處理。

春季設(shè)施內(nèi)采用秸稈生物發(fā)酵技術(shù)能夠釋放熱量以及其他營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)作物光合作用，產(chǎn)生溫度效應(yīng)[13]。普通溝由于地勢(shì)較低，濕度較大，熱容量與導(dǎo)熱率較大，土壤溫度相比無(wú)膜和有膜覆蓋的畦面都低，而發(fā)酵溝由于微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生大量熱量，土壤溫度相比有膜和無(wú)膜覆蓋畦面土壤溫度都高，且平均比普通溝高0.6 ℃。

發(fā)酵溝的土壤濕度低于普通溝，由于發(fā)酵溝在發(fā)酵過(guò)程中需要消耗一定的水分，且發(fā)酵溝中的土壤孔隙比普通溝大，水分上升較慢，同時(shí)上面覆蓋的薄膜又阻礙了地表水分蒸發(fā)，共同造成發(fā)酵溝土壤濕度的降低；普通溝由于地勢(shì)較低，再加上地表蒸發(fā)作用，水分通過(guò)毛管孔隙不斷上升，濕度增大。本文只研究了有膜與無(wú)膜覆蓋的畦面、普通溝和發(fā)酵溝30 cm土層的土壤溫度和8 cm土層的土壤濕度日變化特征，其他土層的土壤溫濕度日變化特征還有待進(jìn)一步研究。

3.2 結(jié)論

4月，常熟地區(qū)外界溫度變化仍然較大，如沒(méi)有加溫與保溫措施，外界氣溫突然下降，就會(huì)影響棚內(nèi)溫度，對(duì)定植不久的作物產(chǎn)生冷害。覆蓋地膜能夠起到一定的保溫效果，由于土壤溫度變化具有滯后性以及其他因素（如開(kāi)閉棚膜、土壤與空氣的水熱交換等）的相互作用，使得午夜保溫效果最為明顯，能夠提高0.3 ℃，加上畦間采用溝式發(fā)酵，既能夠?yàn)樽魑锷L(zhǎng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)元素，又能夠產(chǎn)生一定的熱量，使得設(shè)施內(nèi)保溫效果更加顯著，減輕喜溫作物受到的冷害；覆蓋地膜能夠減少土壤與空氣的水分交換，阻礙土壤表面的蒸發(fā)作用，減少土壤中的水分上移，而發(fā)酵溝由于其內(nèi)部較大的孔隙結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)過(guò)程中需要消耗一些水分，使得兩者的土壤濕度都較低。

4 參考文獻(xiàn)

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