覆膜類型對(duì)日光溫室SRSC栽培番茄幼苗根區(qū)溫?zé)嵝?yīng)的影響*

傅國海，劉文科

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覆膜類型對(duì)日光溫室SRSC栽培番茄幼苗根區(qū)溫?zé)嵝?yīng)的影響*

傅國海，劉文科**

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所/農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能與廢棄物處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京 100081）

試驗(yàn)以土壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培方法（soil ridged substrate-embedded cultivation, SRSC）為基礎(chǔ)，通過優(yōu)化地膜覆蓋類型，以期進(jìn)一步緩解日光溫室基質(zhì)栽培過程中的高溫脅迫，并促進(jìn)番茄幼苗抗高溫生長。以傳統(tǒng)的土壤栽培壟+透明地膜為對(duì)照（CK），設(shè)置SRSC+透明地膜（TM），SRSC+黑色地膜（HM），SRSC+普通反光地膜（PF）和SRSC+強(qiáng)反光地膜（QF）共4個(gè)處理，在夏季日光溫室中研究不同覆膜類型的SRSC栽培壟的根區(qū)溫?zé)嵝?yīng)及番茄幼苗生長情況。結(jié)果表明，在定植前覆蓋不同類型地膜的SRSC壟其膜下和根區(qū)平均最高溫度和晝間平均溫度均低于CK，其中QF處理的膜下和根區(qū)溫度最低，膜下和根區(qū)平均最高溫度分別比CK低12.78和9.73℃，晝間平均溫度分別比CK低7.88和6.16℃，隔熱降溫效果最優(yōu)。定植后，環(huán)境溫度升高，但各處理膜下和根區(qū)溫度的變化規(guī)律與定植前基本一致，此階段，QF處理依然表現(xiàn)出最優(yōu)的隔熱降溫效果，其膜下和根區(qū)平均最高溫度分別比CK低8.96和8.97℃，而膜下和根區(qū)的晝間平均溫度分別比CK低6.02和5.47℃，降溫效果明顯，但比前期環(huán)境溫度較低時(shí)有所下降。就根區(qū)降溫效果看，降溫能力表現(xiàn)為QF>PF>HM>TM>CK。夜間，各處理的膜下和根區(qū)溫度均降至較為一致的適宜水平。根區(qū)溫度與土壤吸放熱多少無直接關(guān)系，HM、PF和QF三種不同覆膜類型處理中，QF處理根區(qū)的熱量傳遞最為緩慢，根區(qū)溫度最低。PF和QF處理的番茄幼苗株高和莖粗顯著高于CK，且QF對(duì)增加株高和莖粗效果最顯著。隨著HM、PF和QF處理隔熱降溫效果的增強(qiáng)，番茄幼苗生物量逐漸增加，其中以QF的地上地下干鮮重最優(yōu)，番茄幼苗生長最好。綜上所述，通過SRSC方法，結(jié)合不同類型地膜覆蓋，以覆蓋強(qiáng)反光地膜的SRSC壟在夏季日光溫室生產(chǎn)中能夠改善栽培壟根區(qū)溫?zé)嵝?yīng)，同時(shí)有利于番茄苗期的生長。

隔熱；根區(qū)高溫；地膜；溫?zé)嶙兓?；番?/p>

日光溫室是中國獨(dú)有的園藝設(shè)施類型，截至2015年底，全國日光溫室栽培面積已超過1×106hm2，在蔬菜生產(chǎn)中占有重要地位[1]。無土栽培技術(shù)作為一種高產(chǎn)高效的栽培方法[2]，在解決設(shè)施土壤連作障礙、土壤鹽漬化、水肥資源浪費(fèi)、土壤栽培產(chǎn)量低等資源環(huán)境問題方面具有巨大優(yōu)勢，逐漸得到推廣和應(yīng)用。但是，其基質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)造成了其穩(wěn)定性較差，日光溫室夏季高溫脅迫也影響其生產(chǎn)性能的發(fā)揮。此外，日光溫室番茄幼苗生長過程中，幼苗較小，無法形成遮陰，易造成幼苗根區(qū)溫度過高。研究表明，根區(qū)溫度的上限約為35℃[3]，夏季根區(qū)溫度很容易達(dá)到或超過溫度上限，根區(qū)高溫對(duì)幼苗的光合作用等生理過程產(chǎn)生不利影響[4]，進(jìn)而影響幼苗生長[5]。

目前，夏季日光溫室普遍采取自然通風(fēng)的方法降低室內(nèi)溫度[6]。但是，在夏季炎熱、平均風(fēng)速較低的華北地區(qū)，單獨(dú)依靠熱壓和風(fēng)壓進(jìn)行溫室自然通風(fēng)降溫，難以達(dá)到大幅降溫的目的[7]。而主動(dòng)的溫室降溫方式，如濕簾風(fēng)機(jī)[8]和噴霧降溫[9]方法，將使生產(chǎn)成本大幅升高。

前人研究表明，設(shè)施栽培過程中，作物對(duì)根區(qū)溫度的響應(yīng)比對(duì)空氣溫度更為敏感[10]。此外，根區(qū)溫度調(diào)控作為一種局部溫度調(diào)控措施，相比冠層溫度調(diào)控更加節(jié)能高效[11]。傅國海等[12-13]研究發(fā)現(xiàn)，利用土壤內(nèi)嵌基質(zhì)栽培的方法能夠充分發(fā)揮土壤的溫度緩沖作用，同時(shí)又能充分發(fā)揮基質(zhì)栽培高產(chǎn)高效的優(yōu)點(diǎn)；土壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培方法相對(duì)基質(zhì)栽培能夠降低根區(qū)溫度1.5℃左右，與土壟處理的根區(qū)溫度相近，說明其具有一定的降溫效果。

前期研究提出了土壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培方法，為進(jìn)一步提升基質(zhì)栽培的生產(chǎn)性能，故設(shè)想通過改變覆膜類型來進(jìn)一步降低栽培壟根區(qū)溫度。本研究選取透明地膜、黑色地膜、普通反光地膜和強(qiáng)反光地膜，探究不同類型地膜的絕熱效果，進(jìn)而選取最佳的地膜類型，以期進(jìn)一步降低栽培壟根區(qū)溫度，推進(jìn)基質(zhì)栽培在日光溫室生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在北京市順義區(qū)大孫各莊鎮(zhèn)的節(jié)能型日光溫室中進(jìn)行，溫室東西走向，長60m，跨度8m，脊高3.8m。試驗(yàn)區(qū)位于溫室內(nèi)西側(cè)，長10m，寬3m，試驗(yàn)區(qū)最南端距溫室南底腳1.5m。試驗(yàn)作物為豐收（74-560）RZ F1雜交種番茄，穴盤育苗，三葉一心時(shí)定植，株距30cm，定植時(shí)間為2016年5月25日。

土壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培方式與前期研究[13]相同。本試驗(yàn)利用鐵絲網(wǎng)槽內(nèi)鋪設(shè)塑料薄膜裝載基質(zhì)，薄膜厚度0.12mm，塑料薄膜上打孔，位置如圖1所示，起到通氣防澇的作用。栽培槽規(guī)格為180cm（長）×10cm（寬）×16cm（高），鐵絲網(wǎng)格為正方形，邊長2.5cm。基質(zhì)構(gòu)成為草炭:珍珠巖:蛭石=1:1:1?；|(zhì)填充完畢后于栽培槽外部按照標(biāo)準(zhǔn)覆土，使栽培壟橫切面呈上底20cm、下底40cm、高度15cm的梯形（圖1）。為進(jìn)一步降低根區(qū)溫度，在栽培壟表面覆蓋一層不同類型的塑料地膜（厚度為0.02mm），之后布置滴灌系統(tǒng)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)顏色和反光程度，地膜共分4種，分別是白色透明地膜、黑色地膜、普通反光地膜和強(qiáng)反光地膜，薄膜厚度均為0.02mm。

試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理，土壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培方式（SRSC）上覆蓋透明地膜為TM處理，覆蓋黑色地膜為HM處理，覆蓋普通反光地膜為PF處理，覆蓋強(qiáng)反光地膜為QF處理，以同規(guī)格純土壤栽培壟上覆蓋透明地膜為對(duì)照（CK）。每個(gè)處理兩個(gè)重復(fù)，各栽培壟的中心間距為60cm。

1.3 觀測項(xiàng)目

采用國產(chǎn)YM-CJ型智能土壤溫度記錄儀（精度為±0.05℃）采集栽培壟溫度及室內(nèi)、外空氣溫度。每個(gè)栽培壟設(shè)兩個(gè)溫度測點(diǎn)，一個(gè)位于整壟中間部位的側(cè)面膜下，監(jiān)測不同類型膜下溫度，另一個(gè)位于整壟中間部位垂直往下10cm深處，監(jiān)測栽培壟中心基質(zhì)溫度（圖1）；在日光溫室內(nèi)部和外部設(shè)置空氣溫度測點(diǎn)，記錄室內(nèi)外氣溫，測點(diǎn)位于通風(fēng)避光處。溫度數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔為10min。試驗(yàn)測定了2016-05-01—06-30的溫度數(shù)據(jù)，并選取番茄定植前（2016-05-06—10）和定植后（2016-06-16—20）這兩個(gè)溫度較高時(shí)段的溫度進(jìn)行分析，對(duì)比定植前后栽培壟溫度的差異。

采用國產(chǎn)YM-RT型土壤熱通量采集儀采集栽培壟側(cè)面（土壤-基質(zhì)界面）及根區(qū)中心10cm深處垂直方向的熱通量變化，采集儀精度為±0.1W·m-2，熱通量測點(diǎn)見圖1，選取番茄定植后2016-06-16—20栽培壟根區(qū)側(cè)面及垂直方向的熱通量數(shù)據(jù)，以對(duì)栽培番茄后根區(qū)熱量變化規(guī)律進(jìn)行分析。

各項(xiàng)生長指標(biāo)測定于番茄定植30d后（6月25日）進(jìn)行，每個(gè)處理隨機(jī)選取5株，用直尺測定株高，游標(biāo)卡尺測定植株莖粗，采用SPAD葉綠素儀測定植株葉片葉綠素含量，用天平測定番茄幼苗地上及地下部位的生物量（干鮮重）。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜類型對(duì)SRSC栽培壟溫度的影響

2.1.1 番茄幼苗定植前、后SRSC栽培壟膜下溫度

在番茄幼苗定植前（2016-05-06—10），選取晴天、溫室內(nèi)溫度最高的典型日分析各處理栽培壟根區(qū)溫度變化的差異，結(jié)果見圖2a。此階段內(nèi)，土壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培壟（SRSC）上覆蓋透明地膜（TM）、黑色地膜（HM）、普通反光地膜（PF）和強(qiáng)反光地膜（QF）處理中，膜下5日平均最高溫度分別為43.28、42.08、39.03和32.84℃，均比同規(guī)格純土壤栽培壟上覆蓋透明地膜（CK）處理中相同位置根區(qū)平均最高溫度（為45.62℃）低，其中QF的隔熱效果最優(yōu)，比CK低12.78℃；TM、HM、PF和QF處理的5日平均最低溫度分別為21.35、21.94、21.88和20.92℃，CK為21.88℃，可見，各處理膜下溫度較為一致。晝間吸熱階段，TM、HM、PF和QF處理的膜下5日晝間平均溫度分別為35.03、34.65、32.82和28.48℃，皆低于CK的晝間膜下溫度（36.36℃），其中PF和QF隔熱效果較好，QF效果最好，比CK低7.88℃；夜間平均溫度分別為24.38、24.79、24.60和23.27℃，CK為24.84℃，各處理夜間膜下溫度較為一致且適宜幼苗生長。

在番茄定植后（2016-06-16—20），選取晴天、溫室內(nèi)溫度最高的典型日分析各處理膜下溫度變化的差異，結(jié)果見圖2b。此階段內(nèi)，TM、HM、PF和QF處理的膜下5日平均最高溫度分別為46.21、44.68、41.43和36.1℃，而同規(guī)格CK的平均最高溫度為45.06℃，可見，在后期高溫環(huán)境下，傳統(tǒng)的TM處理相比CK不能起到有效的降溫效果，這一點(diǎn)與前期不同，而反光膜和黑膜等隔熱地膜能夠降低膜下溫度，其中QF的降溫效果最好，膜下溫度比CK低8.96℃；TM、HM、PF和QF處理的膜下平均最低溫度分別為25.78、26.09、25.68和25.04℃，而CK為26.90℃，各處理膜下溫度均降至較為一致的水平。TM、HM、PF和QF處理的膜下晝間平均溫度分別為38.63、37.89、35.75和32.03℃，CK為38.05℃，而膜下夜間平均溫度分別為29.35、29.64、29.03和27.91℃，CK為30.59℃。各處理晝夜平均溫度變化與平均最高溫度和最低溫度變化規(guī)律一致，即QF具有較優(yōu)的隔熱降溫效果，QF處理白天蓄熱階段的晝間平均溫度比CK低6.02℃，同時(shí)，夜間各處理溫度降至較為適宜的范圍。

注：TM為透明地膜，HM為黑色地膜，PF為普通反光地膜，QF為強(qiáng)反光地膜，CK為土壟+透明地膜。下同 Note: There are five treatments according to plastic film kinds covering on the ridge (i.e. 5 in the fig.1). TM means transparent plastic film, HM means black plastic film, PF means ordinary reflective plastic film, QF means highly reflective plastic film, and CK means transparent plastic film. The same as below

2.1.2 番茄定植前、后SRSC栽培壟根區(qū)溫度

在番茄幼苗定植前（2016-05-06—10），選取晴天、溫室內(nèi)溫度最高的典型日分析各處理根區(qū)溫度變化的差異，結(jié)果見圖3a。此階段內(nèi)，TM、HM、PF和QF的根區(qū)5日平均最高溫度分別為37.98、35.85、35.31和29.72℃，均比CK處理中相同位置根區(qū)平均最高溫度（為39.45℃）低；TM、HM、PF和QF處理的平均最低溫度分別為24.34、24.54、23.87、22.85℃，而CK為23.35℃。TM、HM、PF和QF的根區(qū)晝間平均溫度分別為31.49、30.51、29.95和26.22℃，均比CK（32.38℃）低；TM、HM、PF和QF的根區(qū)夜間平均溫度分別為28.98、28.55、27.73和25.69℃，而CK為27.29℃。可見，幾種類型地膜中降溫效果表現(xiàn)為QF>PF>HM>TM，PF和QF處理的降溫幅度最大，其中QF最高溫度比CK降低9.73℃，晝間平均溫度降低6.16℃。可見，SRSC壟上覆蓋隔熱或反光地膜在溫室內(nèi)溫度較高時(shí)有助于降低根區(qū)溫度，而夜間溫度較低時(shí)，各處理根區(qū)溫度均降至較為一致的水平。

番茄幼苗定植后（2016-06-16—20），選取晴天、溫室內(nèi)溫度最高的典型日分析各處理根區(qū)溫度變化的差異，結(jié)果見圖3b。定植后的根區(qū)溫度與定植前除溫度有所上升外，各處理根區(qū)溫度的大小關(guān)系和變化趨勢基本一致。此階段內(nèi)，TM、HM、PF和QF處理的根區(qū)5日平均最高溫度分別為41.18、38.01、37.26和33.1℃，均比同規(guī)格CK（42.07℃）低；TM、HM、PF和QF的根區(qū)平均最低溫度分別為27.92、28.21、27.25和26.3℃，而CK為26.79℃。TM、HM、PF和QF的根區(qū)晝間平均溫度分別為34.59、32.84、32.16和29.35℃，均比CK（35.02℃）低；TM、HM、PF和QF的平均夜間溫度分別為33.00、32.62、31.46和29.65℃，而CK為31.32℃?？梢?，在定植后的高溫階段，傳統(tǒng)的TM處理相對(duì)CK的根區(qū)降溫效果不明顯，而黑膜和反光膜等隔熱膜處理對(duì)根區(qū)溫度降低較為有效，其中反光膜優(yōu)于黑膜，且QF的降溫效果最好，平均最高溫度比CK低8.97℃，晝間平均溫度比CK低5.67℃。此外，各處理的最低溫度和夜間平均溫度均降至較為合理的范圍。

2.2 地膜類型對(duì)SRSC栽培壟根區(qū)熱通量的影響

由于番茄幼苗期尚未形成遮陰，定植前后幼苗對(duì)栽培壟根區(qū)的溫度影響較小，根區(qū)溫度變化基本一致。在番茄定植后（2016-06-16—20），于晴天溫室內(nèi)溫度最高的典型日選取根區(qū)降溫效果較好的黑膜（HM）和2種反光膜（QF和PF）處理，分析其根區(qū)熱通量變化規(guī)律，研究其根區(qū)降溫機(jī)理，結(jié)果見圖4。由圖4a可見，HM和PF處理側(cè)面熱量傳遞（包括吸熱和放熱過程）較為劇烈，且QF滯后于HM和PF約4h。圖4b中，HM和PF處理的垂直方向熱量傳遞，無論是吸熱過程還是放熱過程均比QF劇烈，QF處理亦滯后于其它兩個(gè)處理約4h。計(jì)算此階段內(nèi)3種覆膜類型栽培壟根區(qū)側(cè)面和垂直方向熱通量值，HM、PF和QF處理的側(cè)面日平均吸熱量分別為7466.8、4839.2和6945.6W·m-2，其放熱量為2725.4、4639.6和283.2W·m-2，垂直方向日平均吸熱量為12076.6、10433.8和10243.8W·m-2，放熱量為2946.4、4463.6和816.8W·m-2，可見側(cè)面或垂直方向吸熱多并不一定放熱多，熱通量的變化取決于側(cè)面和垂直方向兩個(gè)方面。HM、PF和QF的日平均吸熱量分別為19543.4、15273和17189.4W·m-2，日平均放熱量分別5671.8、9103.2和1100W·m-2，可見各處理吸熱量大小表現(xiàn)為HM>QF>PF，放熱量則為PF>HM>QF。根區(qū)溫度的變化與一天內(nèi)的吸放熱量沒有必然的關(guān)系，而與熱量的傳遞劇烈程度有關(guān)，傳遞劇烈導(dǎo)致吸熱階段或放熱階段的溫度過高或過低，進(jìn)而影響根區(qū)溫度。QF處理的熱量傳遞過程平緩且滯后，雖然長時(shí)間累積熱量較多，但持續(xù)時(shí)間較長，其根區(qū)溫度反而低于其它處理。

圖4 選取根區(qū)降溫效果較好的黑膜（HM）和反光膜（QF和PF）處理觀測定植后連續(xù)晴天（2016-06-16—20）栽培壟根區(qū)側(cè)面（a）及垂直（b）方向熱通量的變化

2.3 地膜類型對(duì)番茄幼苗生長的影響

由圖5可知，定植30d后，各處理番茄幼苗的各項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)生差異。PF和QF處理的番茄幼苗株高分別為36.50和40.17cm，QF處理株高顯著高于CK（29.33cm），而其它處理幼苗株高與CK差異不顯著，但均高于CK。HM、PF和QF處理的莖粗分別為5.49、5.58和6.12mm，顯著高于CK（4.86mm），其中QF處理的番茄幼苗莖粗增量最顯著，此外，TM處理的番茄幼苗莖粗與CK差異不顯著。各處理番茄幼苗葉綠素含量無顯著差異。試驗(yàn)同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，SRSC栽培壟番茄幼苗的各項(xiàng)指標(biāo)普遍優(yōu)于CK，且根區(qū)溫度較低的處理其幼苗生長指標(biāo)較高。

定植30d后，對(duì)番茄幼苗的生物量進(jìn)行測定。由表1可知，除QF外，各處理番茄幼苗的地上部干重均低于CK，且隨著SRSC覆膜類型降溫能力的提高，番茄幼苗的生物量逐漸升高。QF的地上部生物量高于CK及其它處理，其地上干鮮重分別為159.24和25.21g，而CK的地上干鮮重也較高。CK和QF的根系鮮重顯著低于其它處理，幾種處理的根系干重則無顯著差異。

圖5 定植30d后各處理栽培壟番茄幼苗的株高（a）、莖粗（b）和葉綠素含量（c）比較

注：小寫字母表示處理間在0.05水平上的差異顯著性。下同

Note: Lowercase indicates the difference significance among treatments at 0.05 level. The same as below

表1 定植30d后各處理栽培壟番茄幼苗的生物量（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

3 結(jié)論與討論

張冬梅等[14]研究表明，起壟覆膜栽培具有保水保墑、提高根區(qū)溫度和改善田間小氣候的作用，能夠促進(jìn)溫室作物的生長，提高作物產(chǎn)量[15]。但是，夏季高溫環(huán)境不僅引起日光溫室內(nèi)氣溫的升高[16]，而且還會(huì)造成根區(qū)溫度的升高[13]，影響作物生長發(fā)育。此外，基質(zhì)栽培也由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差造成的根區(qū)溫度不穩(wěn)定而難以在夏季日光溫室栽培中應(yīng)用。SRSC作為一種新型的無土栽培模式，其外側(cè)土壤能夠起到溫度緩沖和隔熱降溫的作用[17]，這在前期研究中已得到證實(shí)[13]，其在夏季應(yīng)用具有一定優(yōu)勢。

研究結(jié)果表明，番茄幼苗定植前環(huán)境溫度較低階段，不同覆膜類型的SRSC栽培壟相對(duì)土壟對(duì)照均能顯著降低根區(qū)溫度，不同處理的降溫能力表現(xiàn)為QF>PF>HM>TM>CK，其中QF的降溫效果最優(yōu)，其膜下和根區(qū)平均最高溫度分別比CK低12.78和9.73℃，晝間平均溫度分別比CK低7.88和6.16℃。定植后，環(huán)境溫度升高，但各處理膜下和根區(qū)溫度的變化規(guī)律與定植前基本一致，此階段，QF處理表現(xiàn)出最優(yōu)的隔熱降溫效果，其膜下和根區(qū)平均最高溫度分別比CK低8.96和8.97℃，而膜下和根區(qū)的晝間平均溫度分別比CK低6.02和5.47℃，降溫效果明顯，但比前期環(huán)境溫度較低時(shí)有所下降。此階段內(nèi)，QF處理的根區(qū)最高溫度在35℃極限值以下。夜間，各處理的膜下最低溫度和夜間平均溫度均降至一個(gè)相對(duì)較低且適宜的水平，差異不大且不存在高溫脅迫危害。分析幾種地膜的降溫原理，原因是黑膜透光率低，輻射熱透過少[18]，在夏季應(yīng)用可以較白色地膜降低膜下溫度和根區(qū)溫度，這與Miles等[19]的研究結(jié)果一致。而反光膜的使用，能夠?qū)⒄丈湓诜垂獾啬け砻娴墓夥瓷浠厝?，減少輻射熱向內(nèi)傳遞，達(dá)到降低膜下溫度和根區(qū)溫度的目的。

根區(qū)溫度的變化應(yīng)該與根區(qū)熱量的傳遞有關(guān)，根區(qū)熱通量變化規(guī)律是其根區(qū)降溫的機(jī)理。降溫效果較為顯著的HM、PF和QF處理，其日平均吸熱量分別為19543.4、15273和17189.4W·m-2，日平均放熱量分別5671.8、9103.2和1100W·m-2，可見吸熱量大小表現(xiàn)為HM>QF>PF，放熱量大小表現(xiàn)為PF>HM>QF，但根區(qū)降溫效果則表現(xiàn)為QF>PF>HM，可見熱通量大小與根區(qū)溫度并無直接關(guān)系?？梢宰⒁獾剑cHM和PF不同的是，QF熱通量變化的峰值和谷值均較低，變化較為平緩，其變化滯后PF和HM約4h。因此，QF根區(qū)降溫效果好的原因可能與熱量的傳遞劇烈程度有關(guān)，傳遞劇烈導(dǎo)致吸熱階段或放熱階段的溫度過高或過低，進(jìn)而影響根區(qū)溫度。QF處理的熱量傳遞過程平緩且滯后，盡管長時(shí)間累積熱量較多，但持續(xù)時(shí)間較長，其根區(qū)溫度反而低于其它處理。

有研究表明，由于具有優(yōu)良的根區(qū)特性[2]及水肥特點(diǎn)[20]，基質(zhì)栽培相對(duì)于土壤栽培能夠促進(jìn)作物的生長發(fā)育。而在不同覆膜類型的SRSC栽培下，番茄幼苗的生長也出現(xiàn)了差異，這說明覆膜類型在起作用，這與Bu等[21]研究結(jié)果一致。在保證水肥及冠層條件一致的條件下，引起這些差異的原因只能是根區(qū)溫度。結(jié)果表明，SRSC栽培番茄幼苗的株高、莖粗和葉綠素指標(biāo)均優(yōu)于CK，且降溫效果較好的PF和QF表現(xiàn)較為顯著。而在不同覆膜類型的SRSC栽培壟中，根區(qū)溫度較低的QF處理番茄幼苗的長勢較好，其次是PF、HM和TM。隨著HM、PF和QF處理隔熱降溫效果的依次增強(qiáng)，番茄幼苗生物量也逐漸增加，以QF處理的地上干鮮重最優(yōu)，顯著高于其它處理。此時(shí)，CK的地上部生物量卻優(yōu)于TM、HM和PF處理，地上部生物量較高，這可能與土壤栽培溫度穩(wěn)定性較強(qiáng)以及后期受到高溫脅迫有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步探究。研究結(jié)果說明通過改變覆膜類型降低根區(qū)溫度能夠提高作物耐受環(huán)境高溫的能力，促進(jìn)作物在高溫環(huán)境中生長。

綜上所述，以土壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培方法為基礎(chǔ)，在原有的抗高溫脅迫性能下，通過覆蓋黑色或反光隔熱型地膜能夠進(jìn)一步降低栽培壟根區(qū)溫度，為作物生長提供較為適宜的根區(qū)溫度環(huán)境。在幾種地膜類型中，強(qiáng)反光膜有著良好的根區(qū)降溫效果，在日光溫室夏季生產(chǎn)中能夠?qū)⒏鶇^(qū)溫度保持在脅迫溫度以下。SRSC栽培方法結(jié)合反光地膜的應(yīng)用可對(duì)基質(zhì)栽培在日光溫室夏季生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)揮重大作用。

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Root Zone Temperature and Heat Flux Changes of Tomato Cultivated on SRSCs with Different Plastic Films Covering in Chinese Solar Greenhouse

FU Guo-hai, LIU Wen-ke

(Institute of Environment and Sustainable Development in Agricultural , Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural Structures, Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China)

Based on soil ridged substrate-embedded cultivated method (SRSC), the authors further alleviate the problem of high temperature stress in the process of substrate cultivation and further promote the growth of tomato seedlings in summer in Chinese solar greenhouse by studying on the effect of heat insulation and cooling effect of different plastic films. A pot experiment was carried out to test changes of temperature and heat flux and record growth of tomato plants. In this study, five treatments were set, including soil ridge covered by transparent film as control (CK), SRSC ridge covered by transparent film (TM), SRSC ridge covered by black film (HM), SRSC ridge covered by ordinary reflective film (PF), SRSC ridge covered by highly reflective film (QF). Results showed that SRSC method could decrease temperatures under plastic film and in root zone compared with CK before planting, and temperatures under plastic film and in root zone of QF were the lowest. Average maximum temperatures under plastic film and in root zone of QF were 12.78 and 9.73℃ cooler than CK, and the average daytime temperatures under plastic film and in the root zone of QF were 7.88 and 6.16℃ cooler than CK, and QF had the best effects on the decrease of temperatures. After planting, changes of temperature under plastic film and in the root zone of each treatment were consistent with the former, and QF had the best effects on the decrease of temperatures in this stage, and average maximum temperatures under plastic film and in root zone of QF were 8.96 and 8.97℃ cooler than CK, and average daytime temperatures under plastic film and in root zone of QF were 6.02 and 5.47℃ cooler than CK. But the cooling effect of QF was worse than the previous period caused by high environmental temperature. On the root zone cooling effect, cooling capacity followed by QF>PF>HM>TM>CK, respectively. At night, temperatures under plastic film and in root zone decreased to a suitable level. Root zone temperature and heat number has no direct relationship, and root zone heat transfer and root zone temperature of QF were the most slow in all treatments, and that suggested that slower of heat transfer, cooler the root zone temperature. Plant height and stem diameter of tomatoes cultivated on PF and QF were both higher than that of CK, and the effect of QF was the most significant. The biomass of tomato seedlings was gradually increased with effect of heat insulation and cooling increasing, and the fresh and dry shoot and root weight of QF was the best, and the growth of tomato seedlings was the best. In a word, SRSC covered highly reflective film can improve the ridge root zone heat effect and conducive to the growth of tomato seedlings compared with SRSC with other types of plastic film covering.

Heat preservation; High root zone temperature; Film; Changes of heat and temperature; Tomato

2016-08-22

。E-mail: liuwenke@caas.cn

“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題（2016YFD0801001）

傅國海（1991-），碩士生，主要從事設(shè)施作物根區(qū)環(huán)境溫度調(diào)控工程方面研究。E-mail: haifengzhisheng@126.com