環(huán)境特點(diǎn)及調(diào)控
(五)環(huán)境特點(diǎn)及調(diào)控
日光溫室是在人工控制下,創(chuàng)造適合蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育條件的保護(hù)設(shè)施。其最大特點(diǎn)是完全靠太陽輻射能提高溫度,滿足蔬菜光合作用的需要;生產(chǎn)有時(shí)在封閉條件下進(jìn)行,有時(shí)在半封閉條件下進(jìn)行。日光溫室的環(huán)境條件與加溫溫室不同,與露地差別更大,但是也受自然條件的影響與制約。
日光溫室辣椒生產(chǎn)屬于反季節(jié)栽培。以秋、冬、春三季為主,日照百分率高低是關(guān)鍵條件。日光溫室的熱能來自太陽輻射,不怕天寒地凍,只要是晴天一般可以滿足溫、光要求,最怕陰雨、雪、霧天,尤其是連續(xù)陰天。所以日光溫室蔬菜生產(chǎn),只有冬季、早春陰雨(雪、霧)天氣少、日照百分率高的地區(qū)才有把握。
從事日光溫室辣椒生產(chǎn),首先要了解日光溫室的性能,掌握辣椒的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,才能根據(jù)辣椒各個(gè)生育階段對(duì)環(huán)境條件的要求,進(jìn)行調(diào)控,獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
1.光照條件及調(diào)節(jié)
日光溫室的光照完全來自太陽輻射。太陽輻射是以其輻射強(qiáng)度、光質(zhì)成分和照射時(shí)間對(duì)溫室小氣候及栽培蔬菜起作用的。
光照對(duì)日光溫室起主導(dǎo)作用,因?yàn)槿展鉁厥业臒崃渴前滋焯柕亩滩ü馍淙霚厥液螅坏孛?、墻體、建材、蔬菜和空氣吸收變成長(zhǎng)波輻射,產(chǎn)生熱量。所以采光設(shè)計(jì)合理,透入的太陽光多,溫度越高,對(duì)蔬菜的光合作用也越有利。
日光溫室辣椒生產(chǎn)的重點(diǎn)時(shí)期是嚴(yán)寒的冬季,正是一年當(dāng)中日照時(shí)間最短,光照強(qiáng)度最弱的季節(jié),本來自然光照度就低,再加上太陽輻射不能全部透入溫室內(nèi),所以溫室內(nèi)的光照度更低。
光照不足,影響光合作用,辣椒制造的養(yǎng)分少,生命力減退,植株長(zhǎng)勢(shì)弱,不但難獲高產(chǎn),還容易發(fā)生病害,更主要是溫室的溫度低,不但滿足不了辣椒生長(zhǎng)發(fā)育的要求,還會(huì)出現(xiàn)低溫冷害,甚至凍害。
(1)溫室內(nèi)光照減少的原因
人們白天進(jìn)到溫室里,感覺不到溫室與外界有什么差異,實(shí)際上,溫室內(nèi)的光照度只有自然光的70%~80%,如果采光設(shè)計(jì)不科學(xué),透入的光照會(huì)更少,而薄膜用過一段時(shí)間后透光率就更低了。
日光溫室光照減少的原因是多方面的。主要有以下幾方面。
①溫室不透明部分的遮光。太陽光投射到不透明物體上,會(huì)在其相反方向上形成陰影。太陽光不停頓地移動(dòng),陰影也隨著移動(dòng)和變化。
日光溫室的不透明部分包括后墻、山墻、后屋面、拱桿、橫梁和立柱。由于日光溫室坐北朝南,后屋面雖然不透明,因冬季太陽高度角小,構(gòu)不成遮陰,如果采光設(shè)計(jì)合理,后部的光照也比較充足。東西山墻的遮陰是不可避免的,午前揭開草苫后東山墻內(nèi)側(cè)出現(xiàn)三角形陰影,由大到小,正午時(shí)太陽光直射前屋面,陰影消失。午后西山墻內(nèi)側(cè)出現(xiàn)陰影,并不斷擴(kuò)大,直到蓋草苫時(shí)。東西山墻的遮陰,大約各有2平方米左右面積溫光條件較差。
受遮陰影響最大的部分是拱桿、立柱、橫梁,竹木結(jié)構(gòu)日光溫室遮陰面積約占15%~20%。所以,竹木結(jié)構(gòu)日光溫室提倡采用懸梁吊柱。
②前屋面薄膜對(duì)光線的吸收和反射。太陽光線照到前屋面上,被薄膜吸收掉一部分,新薄膜吸收較少,時(shí)間一長(zhǎng),灰塵污染后吸收量增多。太陽光透入溫室內(nèi)少的根本原因是反射損失。因?yàn)槿肷浣嵌入S季節(jié)不斷變化,一天中也在變化,而日光溫室前屋面的采光角是按冬至設(shè)計(jì)的,已經(jīng)固定,不可能隨著太陽光線的轉(zhuǎn)動(dòng)而變換角度,所以透過率降低是不可能避免的。
③薄膜的性質(zhì)對(duì)透光率的影響。當(dāng)前日光溫室前屋面覆蓋的薄膜,主要有聚乙烯和聚氯乙烯兩種樹脂,聚乙烯透光率為91%,聚氯乙烯薄膜的透光率為84%~89%。在入射角為0°時(shí),已有10%左右甚至更多的光被吸收和反射等主要方式所攔截,如果薄膜受到污染,或采光設(shè)計(jì)不合理,透入溫室內(nèi)的太陽光就更少。
薄膜內(nèi)表面布滿水滴,透光率更會(huì)嚴(yán)重下降,所以日光溫室必須選用無滴膜。此外必須用新薄膜。
在透過紫外線方面,聚乙烯薄膜比聚氯乙烯薄膜多。聚乙烯薄膜透過紅外線長(zhǎng)波區(qū)光線能力強(qiáng),所以到了夜間會(huì)有更多的長(zhǎng)波輻射穿過前屋面薄膜散失到大氣中去,這就是聚乙烯薄膜的保溫性能低于聚氯乙烯薄膜的原因。
太陽光線透過前屋面進(jìn)入溫室,要經(jīng)過薄膜的過濾,所以溫室里的太陽光中,不論可見光、紅外線和紫外線的含量都比自然界低。塑料廠在制作薄膜過程中,應(yīng)用不同的助劑,使薄膜在只允許某些光譜波段通過的同時(shí),還要有選擇地、以不同的方式來降低某些波段的透過率。
紅外線是“熱線”,被物體吸收后可轉(zhuǎn)化為熱能,使溫室內(nèi)空氣或物體的溫度升高;紫外線具有很強(qiáng)的殺菌能力,對(duì)菌核病、灰霉病等多種病害的病原菌有殺傷能力,對(duì)抑制植株徒長(zhǎng)有明顯作用。光照是進(jìn)行光合作用的能量來源,其中藍(lán)光和紅橙光對(duì)促進(jìn)光合作用能力最強(qiáng),藍(lán)綠光較弱,所以薄膜多帶藍(lán)色。
聚氯乙烯無滴膜,助劑中含有紫外線阻隔劑,對(duì)生產(chǎn)辣椒效果較好。
另外,薄膜厚度均勻性差,或覆蓋到溫室前屋面上平展度不夠,光線也會(huì)反射損失掉一部分。薄膜在使用過程中,長(zhǎng)時(shí)間受到太陽光特別是紫外線的照射逐漸老化,透光率隨之下降,其中聚氯乙烯薄膜下降速度最快,聚乙烯薄膜透光率下降較慢。
薄膜在使用過程中,還會(huì)因靜電、薄膜滲出物等原因而吸附污染塵埃,附在外表面,對(duì)光線起到遮擋、吸收和反射作用,平均光損失率達(dá)到4%以上。
④覆蓋草苫、紙被對(duì)透光的影響。在秋季和春季,日光溫室不需要覆蓋草苫時(shí),溫室的見光時(shí)間和露地是一致的。到了冬季,天寒地凍需要覆蓋草苫和紙被,并且在太陽升起后才能揭開。午后太陽未落就要覆蓋,特別是嚴(yán)寒季節(jié)更要晚揭早蓋。覆蓋期間屬于人為地變成了黑夜,相對(duì)縮短了光照時(shí)間。有時(shí)遇到災(zāi)害性天氣,揭不開草苫。
雖然由于覆蓋草苫、紙被導(dǎo)致見光時(shí)間減少是不可避免的,但是其中也有通過改進(jìn)措施可以克服的地方。譬如,遇到時(shí)陰時(shí)暗或上午陰雨雪霧,午后晴天,考慮到揭開草苫既費(fèi)事又需要較長(zhǎng)時(shí)間,揭完不久就要蓋上就不揭了,如果應(yīng)用卷簾機(jī),可以很快卷上放下,就不會(huì)白白浪費(fèi)太陽光。
(2)日光溫室的光照分布與變化
日光溫室的光照不僅明顯低于自然界,而且其垂直分布與水平分布也與自然界差別較大。
①日光溫室光照的時(shí)空分布:晴天日光溫室與自然界的光照強(qiáng)度的變化規(guī)律基本是一致的,午前隨著太陽高度角的加大而增強(qiáng),中午光照度最高;午后隨著太陽高度角的減小而降低,其曲線是對(duì)稱的,只是溫室內(nèi)的光照度變化較室外平緩(圖4-43)。
圖4-43 日光溫室光照度變化與時(shí)間的關(guān)系
溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度變化與自然光照是同步進(jìn)行的。自然光隨季節(jié)、地理緯度和天氣條件而變化,季節(jié)變化和日變化都與自然光照強(qiáng)度的變化具有同步性。
②日光溫室內(nèi)光照的水平分布:日光溫室內(nèi)的光強(qiáng),在水平方向上差異不明顯;從后屋面水平投影以南是光照強(qiáng)度最高的區(qū)域;在0.5米高度以下的空間里,各點(diǎn)的相對(duì)光強(qiáng)都在60%左右;在南北方向上差異極小,在東西方向上,由于山墻的遮陰作用,午前光強(qiáng)東側(cè)小于西側(cè),午后光強(qiáng)西側(cè)小于東側(cè)。
后屋面下的光強(qiáng),在水平方向上分布由南向北遞減,越是長(zhǎng)后坡的溫室,光強(qiáng)的遞減越明顯,每向北1米,光照強(qiáng)度的減弱接近1萬勒克斯。
③日光溫室光強(qiáng)的垂直分布:日光溫室光強(qiáng)的垂直分布表現(xiàn)為靠屋面薄膜最強(qiáng),向下遞減,遞減速度比室外大。在薄膜內(nèi)側(cè)附近的相對(duì)光強(qiáng)為80%,距地面0.5~1.0米處的相對(duì)光強(qiáng)為60%,距地面20厘米處的相對(duì)光強(qiáng)為55%。
(3)不同類型溫室的光照
①半拱式日光溫室的光強(qiáng)分布:在半拱式日光溫室中,主要有矮后墻長(zhǎng)后坡溫室、高后墻短后坡溫室和無后坡溫室。三種類型的溫室,從光強(qiáng)分布看各不相同(表4-20)。把室內(nèi)分為前、中、后三部分進(jìn)行測(cè)試,矮后墻長(zhǎng)后坡溫室的前部相對(duì)光強(qiáng)為82.5%,中部光強(qiáng)為64%,后部只有43.7%;高后墻短后坡(鞍Ⅱ型)溫室,前部光強(qiáng)73.8%,中部光強(qiáng)為69.5%,后部光強(qiáng)為49.0%;無后坡溫室,前部相對(duì)光強(qiáng)為85%,中部為56.5%,后部為49.6%。
表4-20 不同類型溫室光照強(qiáng)度分布(10:00)
三種類型溫室內(nèi)光照強(qiáng)度的分布情況(表4-21),雖然測(cè)試時(shí)間不一致,但是從測(cè)試的數(shù)據(jù)來分析,其規(guī)律是一致的。長(zhǎng)后坡矮后墻溫室前部的光照最強(qiáng),中部較弱,后部最弱;無后坡溫室光照相近,中部和后部較弱;高后墻短后坡(鞍Ⅱ型)溫室,前部光強(qiáng)不如長(zhǎng)后坡和無后坡溫室,但是中部和后部光照條件較好,充分說明其采光設(shè)計(jì)比前兩種溫室合理。
表4-21 琴弦式日光溫室光照度 單位:萬勒克斯
②琴弦式日光溫室的光強(qiáng)分布:“八五”期間發(fā)展日光溫室主要是高后墻短后坡的半拱式、琴弦式兩種類型,前者主要分布于北緯40°以北地區(qū);后者分布于北緯40°以南地區(qū)的瓦房店(表4-22)。
表4-22 半拱式日光溫室光照度 單位:萬勒克斯
從測(cè)試結(jié)果看出,9:00~15:00的平均透光率,琴弦式日光溫室為58.6%,半拱式日光溫室為62.5%,說明在晴天,琴弦式日光溫室的透光率比半拱式日光溫室一天中平均透光率少4.1%。
琴弦式日光溫室與半拱式日光溫室比較,不但透光率低,從光照的垂直分布和水平分布來看,光照度都低于半拱式日光溫室(表4-23、表4-24)。
表4-23 光照強(qiáng)度垂直分布(10:00) 單位:萬勒克斯
表4-24 光照強(qiáng)度水平分布(10:00) 單位:萬勒克斯
(4)日光溫室的光照調(diào)節(jié)
日光溫室內(nèi)的光照度比自然界低,光照時(shí)間也短,生產(chǎn)又是在光照時(shí)間最短、光照最弱的季節(jié)為主進(jìn)行,在不可能進(jìn)行人工補(bǔ)光的情況下,只有最大限度地利用太陽輻射能,盡量提高透光率。主要從以下幾方面努力。
①選擇適宜的建造場(chǎng)地。建造日光溫室,以不加溫和不進(jìn)行人工補(bǔ)光為前提,必須建在冬季、早春陰雨雪霧較少、晴天多、光照百分率高、前方無遮陰樹木和高大建筑、屋面薄膜不受空氣污染的地塊。
②科學(xué)的采光設(shè)計(jì)。溫室方位角應(yīng)采取正南或南偏東、偏西5°范圍內(nèi)。前屋面采光角,應(yīng)以合理時(shí)段采光角為參數(shù)。
合理采光時(shí)段屋面角,即從10:00~14:00的4個(gè)小時(shí)入射角均小于40°。
③減少建材的遮光部分。從減少遮光部分提高透光率考慮,無柱的鋼架溫室由于建材強(qiáng)度高,截面小,最為理想,但是一次性投資大,現(xiàn)階段很難大面積推廣,只能在竹木結(jié)構(gòu)溫室建造上加以改進(jìn)。加強(qiáng)桁架,前屋面取消立柱是發(fā)展方向。
④選用透光率好的薄膜。前屋面覆蓋薄膜應(yīng)選用聚氯乙烯無滴膜、聚乙烯長(zhǎng)壽無滴膜或乙烯—醋酸乙烯多功能復(fù)合膜。覆蓋時(shí)選無風(fēng)的晴天,充分展平拉緊,用壓膜線壓牢,防止出現(xiàn)褶皺。每天揭開草苫后清掃薄膜表面,保持清潔。長(zhǎng)壽薄膜也不宜重復(fù)使用,應(yīng)撤下來改扣小拱棚,日光溫室每年都要用新薄膜覆蓋。
⑤延長(zhǎng)日光溫室見光時(shí)間。在室內(nèi)溫度不受影響的情況下,每天盡量提早揭開草苫,延遲覆蓋時(shí)間。遇到陰天只要溫度不是很低,揭開草苫溫度不下降,就應(yīng)揭開,爭(zhēng)取見到散射光。
時(shí)陰時(shí)晴的天氣,一定要揭開草苫,上午陰天,午后出來太陽就應(yīng)揭草苫,不要怕費(fèi)事。最好采用卷簾機(jī)卷放草苫。
2.溫度條件及調(diào)節(jié)
日光溫室的溫度包括地溫和氣溫。
(1)日光溫室的地溫
日光溫室的地溫不但是蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的重要條件,也是日光溫室夜間保持一定溫度的熱量來源。夜間日光溫室的熱量來源,有近90%來自土壤蓄熱。
①日光溫室的熱島效應(yīng):北方廣大地區(qū),進(jìn)入冬季土壤溫度下降很快,地表出現(xiàn)凍層,緯度越高封凍越早,凍土層越深。日光溫室采光科學(xué),保溫設(shè)計(jì)合理,即使室外凍土層深達(dá)1米,室內(nèi)土壤溫度也可保持在12℃以上,可以保證辣椒正常生長(zhǎng)發(fā)育。從地表到50厘米深的地溫都有明顯的增溫效應(yīng),但以10厘米以上的淺層增溫顯著,這種增溫效應(yīng)稱之為熱島效應(yīng)。
日光溫室的土壤與外界的土壤并沒有隔絕,室內(nèi)外溫差很大,土壤的熱交換是不可避免的。由于土壤的熱交換,使日光溫室四周與室外交界處的地溫不斷下降,減少地中橫向傳熱,前部只一層薄膜間隔,地中橫向傳熱量最大,需要挖防寒溝填亂草隔熱。夜間蓋底腳草苫也是較好方法。
②日光溫室土壤溫度的水平分布:日光溫室內(nèi)由于光照的水平分布和垂直分布有差異,各部位地面接受太陽光照的強(qiáng)度和時(shí)間長(zhǎng)短受外界土壤鄰接的遠(yuǎn)近以及進(jìn)出口影響。地溫的水平分布具有以下特點(diǎn):
5厘米土層的地溫不同部位有差異,中部地帶的地溫最高,由南向北遞減。后屋面下的地溫稍低于中部,比前沿地帶高。東西方向上差異不大,靠近出口的一側(cè)受縫隙放熱影響,溫度變化較大,東西山墻內(nèi)側(cè)地溫最低。
地表溫度在南北方向上變化比較明顯,但是晴天和陰天溫度差異表現(xiàn)不同,白天和夜間也不一致,晴天的白天中部最高,向南向北遞減,夜間后屋面下最高,向南遞減,陰天和夜間地溫變化的梯度較小。
③日光溫室土壤溫度的垂直分布:冬季日光溫室內(nèi)的土壤溫度,在垂直方向上的分布與外界明顯不同。在室外自然條件下,0~50厘米的地溫隨深度而增加,即越深溫度越高,不論晴天或陰天都是一致的,但在日光溫室里情況完全不同,晴天上層土壤溫度高,下層土壤溫度低;陰天特別是連續(xù)陰天,下層土壤比上層土壤溫度高。原因是晴天地表接受太陽輻射溫度升高向下傳遞,遇到陰天,尤其連續(xù)陰天,太陽輻射極少,溫室里的溫度主要由土壤貯存的熱量來補(bǔ)充,越是靠近地表處,交換和輻射出來的熱量越多,其溫度也下降得越多。地表的熱量越多,其溫度也下降得越多。地表的熱量損失靠土壤深層熱交換傳導(dǎo)上來的熱量來補(bǔ)充,所以,連續(xù)陰天時(shí)間越長(zhǎng),地溫消耗也越多,連續(xù)陰7~10天的情況下,地溫只能比氣溫高1~2℃,對(duì)辣椒就會(huì)造成危害。
日光溫室土壤溫度的垂直分布,白天和夜間不同,晴天的白天地表0厘米溫度最高,隨深度的增加遞減,13:00溫度達(dá)最高。夜間以10厘米深處最高,向上向下均低,20厘米深處的地溫白天與夜間相差不大。陰天時(shí)20厘米深處的地溫最高??梢娙展鉁厥胰缧杼岣咄寥罍囟龋瑒t要通過深翻增施有機(jī)肥,改善20厘米耕作層的土壤吸熱和貯熱能力是重要措施。
④日光溫室土壤溫度的日變化:以太陽輻射能為熱源的日光溫室,地溫隨著卷起草苫透入太陽輻射能,到放下草苫不見太陽光而變化。表示地溫變化常采用日較差和位相兩個(gè)概念。日較差是指一天中最高與最低地溫的差數(shù);位相是指最高和最低溫度出現(xiàn)的時(shí)間。
晴天地表0厘米地溫最高,向下隨深度的增加而降低。地表最高溫度一般出現(xiàn)在13:00,5厘米地溫最高值出現(xiàn)在14:00;10厘米地溫最高值出現(xiàn)在15:00左右。每小時(shí)大約向下傳遞5厘米左右。
地溫的日較差以地表最大,向下隨深度的增加而減小,大約在20厘米處日較差最小。
(2)日光溫室的氣溫
①太陽輻射與氣溫:太陽輻射的日變化,對(duì)日光溫室的氣溫有著極大的影響。太陽輻射強(qiáng)時(shí),室內(nèi)氣溫上升快,溫度高,陰天時(shí)散射光仍可使室內(nèi)氣溫有一定程度的提高。夜間或放下草苫后,太陽輻射斷絕,除了剛放完草苫短時(shí)間氣溫略有回升外,以后室溫一直呈平穩(wěn)下降狀態(tài)。
為什么剛放下草苫室內(nèi)氣溫略有回升?原因是日光溫室的貫流放熱是不斷進(jìn)行的,白天太陽輻射能不斷透入室內(nèi),透入的太陽輻射能升溫比貫流放熱損失的熱量大,室溫不會(huì)下降,到了午后,光照強(qiáng)度減弱,溫度開始下降,降到一定程度就要覆蓋草苫保溫,即阻止貫流放熱。剛放下草苫,貫流放熱突然減少,而墻體、溫室構(gòu)件和土壤的蓄熱均向空氣中釋放,所以短時(shí)間出現(xiàn)氣溫回升。
②室內(nèi)外氣溫對(duì)比:日光溫室的氣溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外界溫度,但是與外界溫度有相關(guān)性。光照充足的白天,外界溫度較高時(shí),室內(nèi)氣溫升高也快,溫度也高,外界溫度低時(shí),室內(nèi)氣溫也低。但是室內(nèi)外溫度并不是呈正相關(guān),因日光溫室的溫度完全取決于光照強(qiáng)度,嚴(yán)寒冬季,只要是晴天光照充足,即使外界溫度很低,室內(nèi)氣溫也很快會(huì)升高,并且能保持較高溫度,遇到陰天,雖然外溫并不低,室內(nèi)氣溫也很少上升。
日光溫室氣溫的高低,關(guān)鍵在于采光設(shè)計(jì),保溫措施也很重要。采光、保溫合理的日光溫室,室內(nèi)外溫差可達(dá)25℃以上,即外界最低溫度達(dá)到-20℃時(shí),室內(nèi)氣溫仍可保持5℃以上(表4-25)。
表4-25 日光溫室不同天氣增溫效果 單位:℃
③氣溫的日變化:日光溫室氣溫晴天變化顯著,陰天不明顯。晴天的冬季室內(nèi)最低氣溫往往出現(xiàn)在揭開草苫的短時(shí)間內(nèi)接著氣溫很快上升,一般情況下11:00前上升最快,13:00達(dá)到最高,以后緩慢下降,15:00后下降速度加快,直到放下草苫為止。放下草苫后氣溫回升1~3℃,很快緩慢下降,直到第二天卷草苫前最低。下降速度與保溫措施有關(guān)。
④氣溫的水平分布:日光溫室內(nèi)不論東西之間、南北之間,都存在氣溫的不均勻性。中柱前1~2米處氣溫最高,向南向北遞減。在高溫區(qū)的水平梯度不大,在前沿和后屋面下變化梯度較大。
晴天白天南部氣溫高于北部,夜間北部高于南部。日光溫室前部晝夜溫差較大,對(duì)辣椒生長(zhǎng)發(fā)育是有利的。所以前部雖然空間較小,但是辣椒的產(chǎn)量、品質(zhì)都比較高。
日光溫室的氣溫在東西方向上分布的差異較小。只有靠東西山墻2米左右處的溫度較低,靠近出口處溫度最低。
⑤氣溫的垂直分布:在冬季密閉的條件下,在一定范圍內(nèi),氣溫隨高度的增加而上升,在中柱前1米處有低溫層,這個(gè)低溫層因季節(jié)而有差別,1月后離地面大約1米高處,2月份上升到2米,該低溫層比其上下部位的溫度低0.5℃左右。
氣溫的垂直分布因位置而不同,隨著時(shí)間而變化,距前沿1米處的氣溫垂直變化梯度大,但早晚溫度較低時(shí)變化梯度小,中午由于氣溫高變化梯度大。
⑥最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)間:最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)間受天氣影響。晴天出現(xiàn)在13:00,比自然條件下提前1小時(shí)左右;陰天最高氣溫出現(xiàn)在云層較薄,散射光較強(qiáng)的時(shí)候,但是與室內(nèi)外溫差的大小有關(guān)。室內(nèi)外溫差小時(shí)出現(xiàn)早,室內(nèi)外溫差大時(shí)出現(xiàn)晚。
⑦日光溫室的最低氣溫:日光溫室的最低氣溫,主要決定于地理緯度,緯度越高最低氣溫越低。所以北緯40°以北地區(qū)冬季不加溫生產(chǎn)喜溫蔬菜是困難的。最低氣溫還與當(dāng)?shù)仃幪於嗌佟⒉晒庠O(shè)計(jì)和保溫設(shè)計(jì)有密切關(guān)系,如果這些條件得到保證,北緯40°地區(qū)日光溫室不加溫生產(chǎn)喜溫蔬菜,并不一定比北緯34°的黃淮地區(qū)差。
采光科學(xué),保溫措施有力,在室外溫度最低時(shí),溫室內(nèi)外溫差可達(dá)25℃以上,最低溫度也在辣椒適應(yīng)溫度以上。如果采光設(shè)計(jì)不合理,保溫措施差,即使緯度較低的地區(qū),冬季生產(chǎn)辣椒也很難成功。
在同一緯度地區(qū),相同的采光設(shè)計(jì)和保溫條件,溫室所處的地形小氣候條件,對(duì)最低溫度也有影響,在開闊的大田建造日光溫室,與背靠村莊、房屋、山巒、樹林建造日光溫室,由于小氣候的差異,前者的最低溫度必然比后者要低。
日光溫室最低氣溫的出現(xiàn),多在嚴(yán)寒冬季連續(xù)陰天的末尾。一天中最低溫度的出現(xiàn),在正常情況下是早晨揭草苫前或剛揭開草苫。早揭盡管外溫很低,但光照充足,室內(nèi)氣溫又不是很低,揭開草苫后短時(shí)間內(nèi)即使室溫下降1~3℃,對(duì)辣椒不致產(chǎn)生低溫冷害,溫度很快就會(huì)上升,在日光溫室的環(huán)境調(diào)控上是正常的。
(3)日光溫室的溫度調(diào)節(jié)
日光溫室生產(chǎn)蔬菜種類較多,各種不同的蔬菜對(duì)溫度的要求也有差異,即使是同一種蔬菜,不同生育階段對(duì)溫度的要求也不完全一致。其中果菜類蔬菜對(duì)溫度的反應(yīng)比較敏感。
對(duì)溫光條件較好的日光溫室進(jìn)行溫度調(diào)節(jié),在氣候正常的年份,冬季生產(chǎn)辣椒,可以按各個(gè)生育階段所要求的適宜溫度范圍進(jìn)行,但是冬季難免出現(xiàn)災(zāi)害性天氣,所以應(yīng)采取偏低溫管理,以防受害。
晴天光照條件好時(shí),午前光合作用強(qiáng),溫度適當(dāng)提高,午后比午前降低5℃左右,辣椒栽培夜間溫度前半夜20~16℃,后半夜13~11℃。因?yàn)榍鞍胍故枪夂献饔眠\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,后半夜主要是呼吸消耗過程,降低溫度有利于抵制呼吸消耗。
調(diào)節(jié)溫度的方法是白天放風(fēng),夜間保溫。根據(jù)辣椒對(duì)溫度需要、季節(jié)和天氣情況,決定放風(fēng)的時(shí)間、放風(fēng)的部位、放風(fēng)口的大小。冬季天氣寒冷主要采用放頂風(fēng)的方法,到了春天可扒縫放風(fēng)。
夏天將前底圍裙揭開晝夜放底風(fēng)。
保溫措施是覆蓋草苫,高緯度地區(qū)寒冷季節(jié)加蓋紙被,遇到災(zāi)害性天氣還可扣小拱棚,多層覆蓋保溫。
3.水分條件及調(diào)節(jié)
日光溫室的水分包括土壤水分和空氣濕度。土壤水分的含量既影響蔬菜從土壤中吸收水分和養(yǎng)分,還影響土壤中空氣的含量,同時(shí)對(duì)作物根系的呼吸、土壤微生物活動(dòng)和土壤溶液濃度也有影響。同樣的施肥量,土壤水分不足,則溶液濃度增大,影響根系吸收,水分過多土壤中氧氣減少,影響根系呼吸。
(1)日光溫室土壤水分變化規(guī)律
日光溫室的土壤水分來源于休閑期自然降雨貯存和人工灌溉。土壤水分消耗的途徑是地面蒸發(fā)和作物蒸騰。前期蔬菜植株小,葉面積小,蒸騰量不大,以地面蒸發(fā)為主,后期蒸騰量大,蔬菜由土壤中吸收的水分蒸騰到空氣中,提高了空氣濕度。
空氣中的水汽通過溫室的縫隙,室內(nèi)干燥部分的吸收以及放風(fēng)消耗一部分,水汽與前屋面薄膜接觸時(shí),根據(jù)薄膜性質(zhì)不同,普通薄膜凝聚成水滴滴落地面上,無滴膜凝聚成水膜,順屋面弧度流到前底腳處,在溫室內(nèi)形成一個(gè)小的水分循環(huán)。
嚴(yán)寒冬季很少放風(fēng),溫室封閉較嚴(yán),水分散失少,溫度又比較低,澆水量少,土壤深層水分不斷通過毛細(xì)管上升,蒸發(fā)消耗,即使土壤水分已經(jīng)不足,地表呈濕潤(rùn)狀態(tài),表現(xiàn)不缺水的假象。如果被這種假象蒙蔽,就會(huì)使土壤水分不足時(shí)得不到及時(shí)補(bǔ)充,辣椒的正常生育受到不良影響。
日光溫室土壤水分具有季節(jié)變化和日變化的規(guī)律:冬季溫度低,辣椒生長(zhǎng)量較少時(shí),放風(fēng)量也小,水分消耗少,澆水后土壤濕度明顯變大,持續(xù)時(shí)間也長(zhǎng);秋末、春初和初夏,氣溫高,光照強(qiáng),辣椒生長(zhǎng)旺盛,蒸騰量大,放風(fēng)時(shí)間長(zhǎng),風(fēng)口大,水分消耗多。
(2)空氣濕度的變化規(guī)律
空氣濕度是反映空氣中水蒸氣含量的多少,用相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度來表示。絕對(duì)濕度是表示單位空氣體積中所含水汽質(zhì)量的多少,一般用克/米3做單位;相對(duì)濕度是空氣中實(shí)際水汽壓與同溫度下飽和水汽壓的百分比。生產(chǎn)上多用相對(duì)濕度。
日光溫室空間小,氣流比較穩(wěn)定,溫度較高,蒸騰量較大,又是在密閉條件下,不容易與外界對(duì)流,所以空氣相對(duì)濕度高是其特點(diǎn)。特別是在寒冷季節(jié)很少放風(fēng),即使晴天,夜間和早晨相對(duì)濕度在90%以上是經(jīng)常的,有時(shí)甚至達(dá)到飽和或接近飽和狀態(tài),空氣絕對(duì)濕度比外界高出5倍以上。這種高濕條件對(duì)很多種蔬菜的生育是不利的,并且容易引起病害的發(fā)生和蔓延。所以日光溫室進(jìn)行蔬菜栽培,在環(huán)境調(diào)控上,如何降低空氣濕度是需要深入研究的問題。
日光溫室空氣相對(duì)濕度的大小,取決于蒸騰量和蒸發(fā)量,與溫度也有密切關(guān)系。蒸發(fā)量和蒸騰量大,空氣相對(duì)濕度就高,絕對(duì)濕度都高。當(dāng)每立方米空氣中含水量為8.3克,氣溫8℃時(shí)空氣相對(duì)濕度為100%,12℃時(shí)為77.6%,16℃時(shí)為61%。在空氣中水分得不到補(bǔ)充時(shí),隨著溫度的升高,相對(duì)濕度隨之下降。開始溫度每升高7℃,相對(duì)濕度隨之下降5%~6%,以后下降3%~4%。實(shí)際上隨著溫度的升高,地面蒸發(fā)和葉面蒸騰也在增強(qiáng),空氣水分在不斷得到補(bǔ)充,只是補(bǔ)充的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于相對(duì)濕度下降的速度。
溫室中充滿一定的水汽,對(duì)穩(wěn)定室溫有著積極作用,水汽在薄膜內(nèi)表面的凝結(jié)是放熱過程,而附有一定的水滴可阻止長(zhǎng)波輻射。
日光溫室空氣相對(duì)濕度的變化,因季節(jié)和天氣而不同。從季節(jié)來看,低溫季節(jié)比高溫季節(jié)變化幅度大;從天氣來看,陰天空氣相對(duì)濕度比晴天大,在一天中夜間空氣相對(duì)濕度比白天大。從管理上看,放風(fēng)前空氣相對(duì)濕度大,放風(fēng)后下降;灌水前濕度小,灌水后增大。
(3)日光溫室的濕度調(diào)節(jié)
日光溫室辣椒生產(chǎn),高溫高濕或低溫低濕都容易引起病害的發(fā)生和蔓延,必須加以調(diào)控。
①根據(jù)辣椒的要求調(diào)節(jié)濕度:日光溫室栽培辣椒對(duì)空氣相對(duì)濕度的要求以60%~70%為宜。
②調(diào)節(jié)空氣濕度的措施:冬季生產(chǎn),控制空氣濕度最有效的措施是覆蓋地膜,進(jìn)行膜下暗灌,最好采用軟管滴灌。
(4)日光溫室灌溉技術(shù)
辣椒的正常生長(zhǎng)發(fā)育,在光照、溫度、肥料條件適宜的基礎(chǔ)上,按不同生育時(shí)期供給所需要的水分,才能獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的效果。露地生產(chǎn),水分的供給往往不能以人的意志為轉(zhuǎn)移。需水時(shí)趕上干旱,人工灌溉效果會(huì)更好,不需要水分時(shí)偏偏降雨,剛澆過水又遇到大雨都是難免的。所以,露地辣椒生產(chǎn)遇到干旱年份,光照充足,人工灌溉效果會(huì)更好,但是完全按需要供給水分是不可能的。
日光溫室的灌溉,既要根據(jù)辣椒不同生育時(shí)期對(duì)水分的需要,還要根據(jù)天氣情況、光照條件。最怕剛澆完水遇到陰雨雪霧天氣,由于溫度下降,空氣濕度大,又不便于放風(fēng),影響生育,甚至引起病害。所以澆水要注意收聽當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào),并根據(jù)天氣變化規(guī)律,在壞天氣剛過、好天氣剛開始時(shí)進(jìn)行。
冬季澆水最好利用貯水池的水,以免澆水降低地溫。另外,一次澆水量不宜過多,并且最好在膜下暗灌。
目前日光溫室辣椒生產(chǎn)的灌溉,主要靠經(jīng)驗(yàn)來判斷。經(jīng)驗(yàn)判斷需要了解辣椒的需水規(guī)律,根據(jù)土壤含水量和天氣情況、植株形態(tài)表現(xiàn),決定澆水期和澆水量。辣椒各個(gè)生育時(shí)期水分多少從莖葉的形態(tài)上能表現(xiàn)出來,如葉片的顏色淺、葉片大、節(jié)間長(zhǎng)是水分多的表現(xiàn);葉片較小、色深、節(jié)間短縮是缺水表現(xiàn)。但是,水分過量或不足在已經(jīng)造成影響后才會(huì)表現(xiàn)出來,況且植株形態(tài)異常表現(xiàn)不單純是因?yàn)樗?,所以日光溫室辣椒的灌溉必須考慮綜合條件。
4.氣體條件及調(diào)節(jié)
日光溫室是在控制條件進(jìn)行生產(chǎn),氣體條件與露地不同之處是二氧化碳的濃度以及有害成分的含量,這些與辣椒的生育有直接關(guān)系。
(1)二氧化碳
二氧化碳是綠色植物光合作用的主要原料,自然界大氣中二氧化碳的含量是32毫升/升。這樣的濃度不能滿足辣椒進(jìn)行光合作用的需要,但是從來不會(huì)出現(xiàn)二氧化碳不足的現(xiàn)象。原因是空氣是流動(dòng)的,辣椒葉片周圍的二氧化碳源源不斷得到補(bǔ)充。日光溫室是在封閉或半封閉條件下生產(chǎn),冬季很少放風(fēng),二氧化碳靠自然補(bǔ)充困難,主要來源是土壤中的微生物分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生二氧化碳。據(jù)中國(guó)科學(xué)院農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所測(cè)定,秸稈堆肥施入土壤后5~6天就可以釋放出大量二氧化碳,開始每小時(shí)每平方米3克,6~7天后開始下降,20天內(nèi)能保持每平方米每小時(shí)1克,30天后每平方米每小時(shí)相差0.4克。如果每平方米施秸稈堆肥4.5千克,折合每畝3000千克,在1個(gè)月內(nèi)平均二氧化碳濃度可達(dá)到60~80毫升/升。
日光溫室早晨揭開草苫前二氧化碳濃度最高,有時(shí)甚至超過0.15%,揭開草苫后,隨著光照的增強(qiáng),溫度的升高,辣椒光合作用增強(qiáng),二氧化碳濃度迅速下降,在不放風(fēng)的情況下,二氧化碳不足成了辣椒正常生育的障礙,影響產(chǎn)量和品質(zhì)。所以日光溫室冬季生產(chǎn),提高二氧化碳的濃度是配套技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。
靠增施有機(jī)肥的傳統(tǒng)方法提高二氧化碳濃度難以見效,這一方面是因?yàn)榻陙砣展鉁厥野l(fā)展太快,有機(jī)肥難以滿足要求;另一方面,普遍實(shí)行地膜覆蓋,在一定程度上對(duì)土壤微生物分解的二氧化碳的釋放會(huì)有影響。
(2)日光溫室有害氣體
有害氣體主要有氨氣和亞硝酸氣。
①氨氣危害:在密閉的條件下,施用碳酸氫銨或尿素,澆水不及時(shí),容易使氨氣揮發(fā)到空氣中;或在溫室中堆放新鮮雞糞、馬糞,因溫度較高很快發(fā)酵也會(huì)產(chǎn)生氨氣。當(dāng)空氣中氨的濃度達(dá)到0.005毫升/升時(shí),辣椒就要受害,嚴(yán)重時(shí)干枯死亡。
氨氣是從氣孔、水孔進(jìn)入植物體的,生命活動(dòng)比較旺盛的器官和組織首先受害。
②亞硝酸氣體危害:施入土壤中的氮素肥料,要經(jīng)過有機(jī)態(tài)氮—銨態(tài)氮—亞硝態(tài)氮—硝酸態(tài)氮的轉(zhuǎn)化,最終以硝酸態(tài)氮供蔬菜吸收。日光溫室辣椒生產(chǎn),如果大量施用氮肥,首先是轉(zhuǎn)化過程中形成大量硝銨使土壤酸化,再繼續(xù)大量施用就會(huì)使硝酸轉(zhuǎn)化過程受阻,而銨向亞硝酸轉(zhuǎn)化還在進(jìn)行,必然在土壤中出現(xiàn)亞硝酸積累。在土壤強(qiáng)酸條件下,亞硝酸不穩(wěn)定而發(fā)生氣化散發(fā)到空氣中,土壤中銨態(tài)氮越多亞硝酸氣也越多。
亞硝酸氣從辣椒氣孔侵入葉肉組織,開始?xì)饪字車M織受害,進(jìn)一步擴(kuò)散到海綿組織和柵欄組織,最后使葉綠素遭到破壞而褪綠,呈現(xiàn)白色斑點(diǎn)或斑塊,嚴(yán)重時(shí)葉脈變成白色枯死??諝庵衼喯跛釟怏w濃度達(dá)到0.005~0.01毫升/升時(shí)辣椒受害。
5.土壤營(yíng)養(yǎng)條件及調(diào)節(jié)
(1)溫室土壤的特點(diǎn)
日光溫室的土壤與露地不同,因生產(chǎn)投資大,為了獲得高產(chǎn)不惜多施糞肥,又是在覆蓋條件下不受雨水淋溶,鹽類積累是不可避免的。
土壤鹽分運(yùn)動(dòng)是受土壤水分活動(dòng)影響的。露地栽培施肥量較少,又常受雨水淋溶;日光溫室栽培施肥量大,溫度較高,完全人工灌溉,水分蒸發(fā)過程中,水分帶著鹽分通過毛細(xì)管升到地表,水分蒸發(fā)后,鹽分被遺留在土壤表層,大量積鹽。露地栽培土壤溶液濃度一般在3000毫克/升左右,溫室中多在7000~8000毫克/升,甚至超過10000毫克/升。
土壤積鹽造成蔬菜根系吸水困難。蔬菜吸水是靠根的滲透壓實(shí)現(xiàn)的,根滲透壓高于土壤溶液的滲透壓時(shí),蔬菜才能順利吸水,土壤溶液濃度的滲透壓與根的滲透壓接近時(shí),吸水能力明顯減弱,吸收的水分不能滿足莖葉消耗時(shí),就表現(xiàn)出缺水現(xiàn)象。如果土壤溶液濃度過高,滲透壓超過根滲透壓,蔬菜體內(nèi)的水分就要反滲透到土壤中,蔬菜就要死亡。
在生產(chǎn)實(shí)踐中會(huì)發(fā)現(xiàn)植株表現(xiàn)出缺水現(xiàn)象,而土壤并不干旱,其原因就是土壤鹽類積累所致。
土壤溶液濃度過高時(shí),銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化受到影響,導(dǎo)致銨在土壤中積累起來,蔬菜被迫吸收銨態(tài)氮,則表現(xiàn)為葉色濃綠或卷葉,生長(zhǎng)發(fā)育不良,并阻礙對(duì)鈣的吸收,表現(xiàn)出缺鈣癥狀。
(2)日光溫室的土壤管理
日光溫室土壤的管理主要是培肥和除鹽。
①土壤培肥:日光溫室是在小面積控制條件下進(jìn)行蔬菜生產(chǎn),選擇優(yōu)質(zhì)疏松土壤固然必要,但是土質(zhì)較差進(jìn)行改良也比較容易,遼寧營(yíng)口、盤錦地區(qū)濱海鹽土不但含鹽量多,地下水位也高,露地生產(chǎn)難度較大,日光溫室蔬菜生產(chǎn)效果卻比較好,這主要是靠增施有機(jī)肥實(shí)現(xiàn)的。鹽堿地施有機(jī)肥可改善土壤通透性,增加團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。有機(jī)肥中不僅含有氮、磷、鉀和多種微量元素,還有利于微生物的繁殖,分解有機(jī)物,提高土壤緩沖能力。
②土壤除鹽:日光溫室中土壤出現(xiàn)積鹽危害,再消除是比較困難的,應(yīng)在發(fā)生危害之前降低土壤溶液濃度。一般是利用夏季休閑期,撤掉前屋面薄膜,經(jīng)伏雨自然淋溶或大量灌水排鹽。
在溫室休閑期還可種植吸肥力強(qiáng)的禾本科作物,如將玉米割青鍘碎翻入土中,作為有機(jī)肥料。由于玉米生長(zhǎng)過程中把土壤中可溶性無機(jī)態(tài)氮變成植物體內(nèi)不溶于水的有機(jī)態(tài)氮,從而降低了土壤鹽分濃度。另外,施入土壤中的植物鮮體含氮較多,在分解過程中,土壤微生物還要從土壤中奪取可溶性氮,也有利于降低鹽類濃度。
(3)溫室土壤施肥:日光溫室比露地施肥量多,并且需肥量大,追肥次數(shù)也多。一次種植多次采收的辣椒,有機(jī)肥一次施入土中,化肥可20%隨基肥施入,80%分期追施。
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