蔬菜的生长发育是蔬菜作物与其周围环境条件双方互相作用的结果。蔬菜于日光温室内栽培的技术,是人为的创造出适合于蔬菜作物生长发育的环境条件,并经常调节蔬菜作物生长发育与其所处环境条件之间的矛盾,使其双方达到统一。因此,蔬菜于日光温室内栽培的技术重点,是如何进一步完善日光温室这一保护园艺设施和调节环境条件,使其能适合于栽培蔬菜作物的要求。这就是蔬菜于日光温室内栽培管理的技术特点,也是与露地栽培管理技术的主要不同之处。蔬菜在正常的生长发育过程中,需要一定的光照、温度、水分、空气、养分等条件,这些条件并非单独与蔬菜发生关系,而是诸条件(因素)相互联系、相互影响。因此,在日光温室内栽培蔬菜,栽培管理者既需要了解温室内环境条件诸因素的特点,又必须了解蔬菜对环境条件的要求,并掌握各种相关因素的调节,使诸环境条件协调,适于蔬菜作物正常生长发育的需要。 一、日光温室光照条件的特点及其调节
蔬菜作物进行光合作用和生长发育所需要的光照强度和光照时数,因蔬菜种类不同而有较大的差异;同时还受温度、空气中二氧化碳含量(浓度)的影响和生育阶段的不同而变化。大
多数蔬菜作物在幼苗期的光饱和点和光补偿点分别为40~50千Lx(勒克斯即米烛光)和1.5~2.0千Lx。其中黄瓜、西葫芦、冬瓜、苦瓜、西瓜等葫芦科蔬菜和番茄、甜椒、茄子等茄科蔬菜的光饱和点和光补偿点,分别为70~80千kx和3~4千Lx。所谓光饱和点和光补偿点是:在一定范围内,绿植物的光合作用随着光照强度的逐渐增强而逐渐加快。当光照强度达到一定限度时,光合作用不再加快,这种现象叫光饱和现象,这时的光照强度,叫做光饱和点。同样,在一定范围内降低光照强度时,光合能力也随之下降,当光照强度降到植物的光合强度和吸呼强度相等时,这时的光照强度就叫做光补偿点。在光补偿点至光饱和点之间,光合强度随着光照强度的增减而增减。所以,光饱和点和光补偿点是分别代表植物对强光和弱光的利用能力,可作为植物需光特性的两个重要指标来衡量植物的需光量。上述蔬菜作物的光合强度一般是11~17毫克C02/分米2· 小时,最高可达20~30毫克CO2/分米2·小时。
所以,日光温室的光照强度大小(即光照强弱),不仅关系温室内升温快慢和温度高低,而且对绿植物的光合作用和生长发育的影响很大。光照强度和光照时数是平衡地增减,而且由两者构成了光量。果菜类蔬菜的生长发育和产量大致与光量相一致。而对其另一方
面的影响是花芽分化。如黄瓜、丝瓜、佛手瓜等瓜类蔬菜作物,幼苗期在长日照下易分化成雄花,而在短日照条件下不仅能促进花芽分化,而且易分化成雌花;番茄、辣椒(甜椒)等茄果类蔬菜作物,在苗期处于短日照条件下,能促进花芽分化,使其适当早现蕾。日光温室的光照条件,还直接和间接地影响室内的温度、湿度和空气中二氧化碳含量等其他条件。因此,光照条件是关系着日光温室蔬菜生产成败、产量高低、品质优劣的主要因素。
喷香器
(一)日光温室光照特点
温室接受太阳光的效率称温室的采光。温室的结构和设备决定其采光性能,并构成了室内复杂的光气候。温室的采光除受不断变化着的太阳位置(太阳高度角)和外界气象要素影响外,还受温室本身的结构、材质和管理技术的影响。 1、采光屋面角对光照的影响
mao sugiyama
光线照射透明体后,一部分被吸收,一部分被透射,其余部分被反射。其关系可用下式表示:
吸收率+反射率+透射率=100%=1
干净的聚氯乙烯无滴膜对光的吸收率大致为10%,剩余的就是反射率和透射率。反射率愈小,透射率就愈大。反射率大小与光的入射角有关,当光线垂直入射物体表面时,入射角为0°(对太阳光投射角为90°),反射率最小,而透射率达到最大值。因此,温室光照强度与太阳的位置和采光屋面角有关,而太阳的位置(即太阳高度角)又与地区所处的地理纬度、季节、每天时间有关。使温室光线最好的棚面角度,应该是与太阳高度成直角(即棚面角斜线面的法线与太阳射线重合)。如果按此理论,在我国北方高纬度地区建造日光温室,棚面要建造得很高大,这不仅造成造价过高,而且造成遮荫面积大和保温性能差等缺点。所以,在实际建造日光温室时,应按“冬至”节中午的入射角35~37度、在10时至14时的时间内对透射率影响不大的坡度,来缩小棚面角度。如宁夏第二代节能日光温室,正是依据上述理论和当地的地理纬度,以“冬至”中午时间的太阳入射角35~37度(即太阳光投射角度为55~53度)为设计参数来确定的棚面角度。
2、不同透光材料对透光量和光质的影响
太阳光直射到地面的光波长度在300~3000纳米(即0.3~3.0微米)之间。波长短于400纳
米的光为紫外线;波长400~700纳米的光为可见光,包括:、紫、兰、青、绿、黄、橙、红七光;波长700~3000纳米的光为红外线。而由地面向外辐射为长波长,一般在5000~10000纳米(即5~10微米)之间,称其为热线。不同的光质对蔬菜作物的生长发育有着不同的影响(参见表1)。
表1不同光质对绿植物的影响
光 质 | 波 长 (纳米) | 对绿植物的影响 |
红外线 红 光 | 750以上 | 750纳米为吸收临界值,植物对这个临界值以上光能的吸收实际上等于零。 |
红 光 橙 光 | 750~600输出滤波器 | 增强叶绿体光合作用的能力,利于植物生长,是绿植物进行正常发育必不可少的光能。 |
红 光 绿 光 | 600~490 | 能使光合作用下降,生长减弱,但植物对绿光吸收最少。 |
红 光 兰 光 | 490~440 | 可活跃叶绿体的活动,促进植物营养生长。 |
紫 光 紫外线 | 440~280 | 植物形成素的主要光质,并促进维生素的形成和千物质的积累,防止徒长,使植物苗壮,binghai少,产量高。 |
| | |
不同的透光材料对不同波长的光质透过率不同;如醋酸乙烯和聚乙烯薄膜,具有透过紫外线的良好性能,而玻璃和聚氯乙烯对紫外线几乎严密隔绝;但聚氯乙烯薄膜和玻璃阻隔热线能力较醋酸乙烯和聚乙烯强(参见表2)。
表2不同透光材料的光线透过率(%)
项 目 | 单 位 | 聚氯乙烯 | 醋酸乙烯 | 聚乙烯 | 玻 璃 |
试样厚度 | 毫 米 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 3.光伏组件检测0 |
紫外线 | 280纳米 300纳米 320纳米 350纳米 | 0 20 25 78 | 76 84 81 84 | 55 60 63 66 | 0 0 46 80 |
可见光 | 450纳米 550纳米 650纳米 | 86 87 88 | 82 85 86 | 71 77 80 | 84 88 91 |
红外线 | 1000纳米 1500纳米 2000纳米 | 93 94 93 | 90 91 91 | 88 91 90 | 91 90 90 |
热 线 | 5000纳米 9000纳米 | 72 40 | 85 70 | 85 84 | 20 0 |
| | | | | |
3、温室的方位、前后温室距离对光照的影响
在高纬度地区建造冬季栽培喜温性蔬菜用的日光温室,应特别注意温室的方位问题。因为纬度愈高,太阳高度愈低,建材的遮光面积愈大。因座北朝南东西向延长的日光温室,比三面透光南北向延长的冬暖型大棚优越,这种优越性的大致在北伟34.5度左右。所以在北纬35度以北地区宜建造座北朝南东西向延长的日光温室。因冬季的太阳高度低,尤其是离中午时间愈长的上午和下午时间,太阳高度愈低,投射的阴影愈长。所以,对于东西延长、南北连栋排列的日光温室来说,前排温室的后墙至后排温室前底脚的距离,应是前排温室“冬至”中午投射阴影的长度再加上1米。如果后排温室与前排温室相距过近,就会因前排温室在上午和下午遮后排温室的光,使连栋排列的温室内形成一条条的阴影,其光线分布不匀,降低东西向延长的优越性。
4、日光温室光照的分布
导致日光温室光照分布不均匀的原因主要有以下几个方面:
悬浮床(1)采光面角度的影响:透光棚面是弓形或略起拱的,因此在同一栋温室的透光棚面的不同部位,切线角度不同,导致光照差异,入射角大的(太阳投射角小的)部位光照差。
(2)温室内离采光面距离的影响:离透光棚面越远,光照越弱。如宁夏二代节能日光温室南部光照强,北部光照弱,有时可差50%以上。
(3)遮荫的影响:温室的东西两山墙造成的遮荫能使棚内的光照分布不均匀;温室的立柱等建材也造成遮荫。
(4)栽培管理方式的影响:棚内南北向行种植比东西向行种植受光均匀。架蔓的比匍匐蔓的受光均匀。
(二)日光温室光照的调节
1.选择适宜的建造场地 建造日光温室以不进行加温和人工补光为前提,必须选择冬季早春阴雨(雪雾)天较少,晴天多,光照百分率高的地区建造。建造场地前要无高大建筑物和树木遮荫,附近无烟尘较多的工厂,不靠近车辆过往频繁的道路,以防灰尘污染温室屋面薄膜。
2.科学的采光设计 日光温室的方位角以正南或南偏东50、南偏西50比较理想。设计建造日光温室的关键是前屋面采光角的设计。全国日光温室协作网成立初期,以入射角40
0为参数进行采光设计,生产实践中发现,在黄淮海地区效果不理想;后又提出在以400为参数的合理屋面角的基础上增加采光屋面角50~70;再后来张真和提出合理采光时段屋面角的理论。
按入射角400设计采光屋面角在理论上是正确的,但是构成合理采光屋面角的时间太短,按照这一原理建造的日光温室,在冬季基本无持续阴雨(雪、雾)天气、日照百分率高的“三北”地区,进行反季节喜温蔬菜不加温生产的成功率高;而在冬春持续阴雨(雪、雾)天气较多,日照百分率较低的黄淮地区,温光效应差,进行反季节喜温蔬菜不加温生产的成功率就很低。合理采光时段屋面角指从10时到14时,4个小时入射角都小于400(表3)。
表3 合理采光屋面角与合理采光时段屋面角查对表
北纬 | H0 | h10 | a0 | 500~h10 | a | a~a0 |
330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 | 33.50 32.50 31.50 30.50 29.50 28.50 27.50 26.50 25.50 24.50 23.50 | 26.670 25.810 24.950 24.090 23.220 23.350 电瓶修复器21.490 20.610 19.740 18.870 17.990 | 16.50 17.50 18.50 19.50 20.50 21.50 22.50 23.50 24.50 25.50 26.50 | 23.330 24.190 25.050 25.91º 26.780 27.650 28.510 29.390 30.260 31.130 32.010 | 27.120 28.240 29.270 30.300 31.350 32.400 33.450 34.520 35.580 36.650 37.340 | 10.710 10.740 10.770 10.800 10.850 10.900 11.950 11.020 11.080 11.150 11.240 |
| | | | | | |
3.减少建材的遮荫部分 钢结构无柱日光温室,由于材质强度高,断面小,遮光部分少,透光率高。但是一次性投资多,目前不可能大面积发展,只有在竹木结构温室建造上进行改进。从提高透光率和便于作业角度考虑,最好采用加强桁架代替前屋面的立柱,桁架上设横梁,用小吊柱支撑拱杆,构成悬梁吊柱骨架。如果桁架采用钢管,可以不用立柱支撑。