春季塑料大棚內(nèi)氣溫和相對濕度變化特征

趙瑋 石茗化 張艷艷 樂章燕

摘要： 以河北省廊坊市葡萄塑料大棚為研究對象，收集2016年春季大棚內(nèi)外氣溫和相對濕度數(shù)據(jù)，研究分析不同天氣類型和采取不同農(nóng)事活動(dòng)時(shí)塑料大棚內(nèi)外溫濕度的變化規(guī)律。結(jié)果表明：（1）塑料大棚內(nèi)白天氣溫呈單峰型變化趨勢，14點(diǎn)左右達(dá)到最高值，最高值出現(xiàn)時(shí)間早于棚外，06：00前后達(dá)到最低值，基本與棚外同步。（2）晴天時(shí)塑料大棚內(nèi)最高溫度超過40.0 ℃，日夜關(guān)閉風(fēng)口時(shí)棚內(nèi)外溫差是白天開風(fēng)口、夜間閉風(fēng)口時(shí)的3.4倍;（3）3月下旬、4月中下旬及5月夜間棚內(nèi)存在逆溫現(xiàn)象;（4）在日夜關(guān)閉風(fēng)口情況下，棚內(nèi)相對濕度呈現(xiàn)雙谷型變化，12點(diǎn)前后會(huì)有個(gè)小高峰出現(xiàn);（5）在白天開風(fēng)口、夜間閉風(fēng)口情況下，棚內(nèi)相對濕度僅為日夜關(guān)閉風(fēng)口時(shí)的1/5左右;（6）在日夜關(guān)閉風(fēng)口情況下，棚內(nèi)除草松土能夠降低棚內(nèi)氣溫和相對濕度，使夜間棚內(nèi)相對濕度達(dá)到飽和的時(shí)間縮短，其降濕作用至少持續(xù)3 d;（7）澆水可降低棚內(nèi)氣溫，同時(shí)使相對濕度明顯升高，在日夜關(guān)閉風(fēng)口情況下澆水的影響可持續(xù)3 d;在白天開風(fēng)口、夜間關(guān)閉風(fēng)口的情況下澆水的影響僅能維持1 d。

關(guān)鍵詞： 春季;葡萄;塑料大棚;氣溫;相對濕度;逆溫

中圖分類號： S625.5+1? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）05-0205-05

河北省廊坊市塑料大棚葡萄的萌芽及新梢生長期正值春季，不僅受到早春低溫的影響，還面臨著春末高溫的危害，塑料大棚內(nèi)氣象條件較日光溫室更難以掌控。陳丹等諸位專家對不同季節(jié)、不同類型塑料大棚內(nèi)小氣候變化規(guī)律、小氣候條件評價(jià)等進(jìn)行了研究[1-6]。符國槐等對塑料大棚內(nèi)溫濕度的預(yù)測等開展了一系列研究[7-9]。于盛楠等研究了不同天氣背景下春季塑料大棚內(nèi)小氣候變化特征[10-12]。林瑞坤等研究了春季塑料大棚內(nèi)土壤溫度日變化特征及其對棚內(nèi)氣溫的響應(yīng)[13]。劉可群等的研究表明，在高溫條件下，葡萄植株會(huì)受到損傷[14-19]。大多專家的研究重點(diǎn)在于室內(nèi)氣象要素的變化，而關(guān)于日常農(nóng)事活動(dòng)對棚內(nèi)溫濕度的影響研究還較少。

本研究利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，分析春季塑料大棚內(nèi)、外（以下簡稱棚內(nèi)、外）溫濕度的變化規(guī)律，并詳細(xì)分析典型天氣條件下開閉風(fēng)口、澆水、松土等農(nóng)事活動(dòng)對棚內(nèi)氣溫和相對濕度的影響規(guī)律，旨在通過分析春季棚內(nèi)溫濕度變化規(guī)律以及農(nóng)事活動(dòng)對溫濕度的影響效應(yīng)，為春季棚內(nèi)溫濕度調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以2016年河北省廊坊市永清縣新苑陽光農(nóng)業(yè)園區(qū)葡萄塑料大棚為試驗(yàn)對象。塑料大棚為南北走向，長為40 m，寬為8 m，脊高為2.8 m，邊高為1.8 m，鋼構(gòu)拱棚，塑料膜為聚乙烯膜;南北留門，東西兩側(cè)各有1個(gè)寬1 m的通風(fēng)口。種植作物為葡萄，品種為夏黑，土質(zhì)為黃沙土。

塑料大棚內(nèi)安裝DZN1型農(nóng)田小氣候觀測儀，外部安裝DZZ6型自動(dòng)氣象站。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2016年3月23日至5月16日進(jìn)行，觀測設(shè)備位于塑料大棚中心距地面1 m處，每天觀測時(shí)間為24 h，將測定間隔時(shí)間設(shè)置為1 h，在重要農(nóng)事活動(dòng)期間將測定時(shí)間設(shè)置為10 min。主要監(jiān)測空氣溫度、相對濕度、地溫等氣象要素。塑料大棚采用日常管理模式，試驗(yàn)初期采取日夜關(guān)閉風(fēng)口模式，試驗(yàn)中后期采取白天打開風(fēng)口、夜間關(guān)閉風(fēng)口模式。

按照地面氣象觀測規(guī)范[20]，對采集的氣溫、日照數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，剔除異常值，觀測項(xiàng)目均以北京時(shí)間20時(shí)為日界，共計(jì)獲得55 d逐小時(shí)氣溫、相對濕度觀測數(shù)據(jù)，其中晴天39 d，多云天11 d，陰雨天5 d。

2 結(jié)果與分析

2.1 棚內(nèi)溫度變化規(guī)律

由圖1可知，棚內(nèi)氣溫具有明顯的日變化規(guī)律，白天棚內(nèi)氣溫呈單峰型變化趨勢，棚內(nèi)溫度高于棚外溫度，棚內(nèi)溫度于14：00左右達(dá)到最高值，棚內(nèi)外溫差13 ℃左右，較棚外最高氣溫出現(xiàn)時(shí)間早1～2 h。夜間氣溫降低，06：00點(diǎn)前后達(dá)到最低值。

從棚內(nèi)外夜間最小溫度差（圖2）可以看出，棚內(nèi)外溫度差并非全為正值，3月下旬、4月中下旬以及5月夜間會(huì)出現(xiàn)棚內(nèi)溫度低于棚外的現(xiàn)象，本研究稱之為逆溫現(xiàn)象;隨著春季氣溫的逐漸升高，在日夜均關(guān)閉風(fēng)口的情況下，逆溫現(xiàn)象在3月29日消失，4月13日開始采取日間開風(fēng)口，夜間關(guān)閉風(fēng)口管理模式后，逆溫現(xiàn)象再次出現(xiàn)，進(jìn)入5月中旬，在陰雨天氣下白天溫度較低時(shí)，逆溫現(xiàn)象不存在，夜間風(fēng)口關(guān)閉，棚內(nèi)空氣對流小，導(dǎo)致產(chǎn)生了逆溫現(xiàn)象，此結(jié)論與陳丹等專家的研究成果[1，11]一致。

由圖3可知，日夜關(guān)閉風(fēng)口期間（所用的數(shù)據(jù)為3月22日20：00至4月13日19：59的數(shù)據(jù)），棚內(nèi)增溫迅速，棚內(nèi)最高溫度達(dá)到49.2 ℃，棚內(nèi)外氣溫差較大，最大氣溫差為26.4 ℃，平均氣溫差為 7.4 ℃。白天開風(fēng)口，夜間閉風(fēng)口期間（所用數(shù)據(jù)為4月13日20：00至5月16日19：59的數(shù)據(jù)），棚內(nèi)外溫差較日夜閉風(fēng)口時(shí)明顯降低，最大溫氣差為 21.8 ℃，平均氣溫差為2.2 ℃，不到日夜閉風(fēng)口時(shí)的1/3。

由圖4可知，4月13日14：00塑料大棚開始采取白天開風(fēng)口、夜間關(guān)閉風(fēng)口的管理模式，由于開風(fēng)口瞬間選擇在午間棚內(nèi)最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)間段，因此開風(fēng)口的瞬間降溫效果十分明顯，14：00、15：00棚內(nèi)氣溫相差14.6 ℃。

由圖5可知，3月24日（晴天）08：00開展噴水工作，在3月23—24日進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。3月23、24日均為晴天，棚外最高氣溫基本相同，棚內(nèi)最高氣溫為44.0、36.9 ℃，相差7.1 ℃，說明噴水會(huì)起到控制棚室內(nèi)氣溫的作用。

4月11日（多云）09：00開展除草松土工作。由圖6可知，除草松土后棚內(nèi)氣溫出現(xiàn)了明顯的下降，棚內(nèi)外溫差從15.4 ℃降至5.7 ℃，呈現(xiàn)明顯雙峰型變化趨勢，午間波峰被波谷取代。