日光温室边际效应初步研究

论文摘要

由于良好的经济性和广泛的适应性,日光温室在未来仍将是我国设施农业发展的主流。近年来,对日光温室的研究多集中在温室结构优化和实际应用方面,对温室环境因子尤其是边际区域环境因子的研究尚不够系统和全面。本试验在日光温室越冬茬茄子的主要生育期内对日光温室内东南西北侧边际的温光因子进行定期观测,并同步观测边际作物和中部作物的长势,分析秋冬季日光温室边际环境因子的变化情况及对作物产生的影响;提出日光温室边际效应这一概念,通过对不同区域土温数据的分析,找出了边际土温的界点,为更好的研究日光温室边际效应和提高温室土地利用率提供理论依据。具体结果如下:1.边际土温的研究结果南侧边际的土温界点在不同观测时期是不同的:2007年11月下旬,南侧土温界点距南底角105cm,边际效应已经存在。在最冷的2008年1月,距南底角270cm,这就说明对跨度10m的温室而言,边际效应的存在不容忽视。2008年3月下旬,此界点距南底角为45cm,栽培区域距南底角约60cm,可见边际效应已经不存在了。南侧边际土温界点在同一天中不同时段也不同:最远土温界点距南底角285cm,最近界点距南底角150cm,且与土温最大、最小值的出现时间吻合。一天中最远界点与最近界点相距135cm,说明南侧土壤温度的昼夜温差很大。东西侧边际土温界点在不同观测时期是不同的:2007年11月下旬,东侧土温界点距东墙210 cm,西侧土温界点距西墙150cm;在最冷的1月,东侧土温界点距东墙420cm;西侧土温界点距西墙390cm;到3月下旬,东侧土温界点距东墙120cm,西侧土温界点距西墙90cm,对东西墙距栽培区100 cm的温室而言,东侧变温低温对作物的影响仍然存在,而西侧的影响已不存在了。东西侧边际土温界点在一天中不同时段也不同:东西侧土温最远界点均出现在15:00～17:00,距东墙270cm,距西墙240cm;东侧土温最近界点出现在9:00～11:00,距东墙150cm,西侧土温最近界点出现时段达12小时,距西墙也是150cm,说明西侧土温界点日变化比东侧更小,更稳定。北侧土温的变化情况比较复杂,不像南侧、东侧和西侧的边际土温可以得出明确的土温界点。秋末和早春北侧边际土温随测点的变化情况是离北墙较近测点温度较高,随着离北墙距离的增加,测点温度呈下降趋势。寒冷的2008年1月,北侧边际土温从测点1开始向中部一直是小幅上升的,说明在持续阴雪天气情况下,北墙的蓄热量锐减。日光温室边际土温的垂直变化:南侧各测点之间差异比较大,而北侧各测点之间差异很小。由南侧土温垂直变化可知,2007年12月30日南边际土温界点是南4测点处,距南底角140cm,与求得的2007年12月28日界点一致。东西侧各测点土温变化趋势基本一致,东西侧不同测点在不同深度土温值相比,东侧变幅较大,西侧较小。不同部位不同深度边际土温日变化:无论是哪个部位,边际土温的变化幅度均表现出5cm>10cm>20cm,即靠近土壤表面温度日较差较大,越往深处日较差越小,同时随着土壤的加深,最高、最低温出现的时间也相对滞后。2.边际气温的研究结果南北侧2/3株高处边际气温的日变化趋势与室外同高度气温一致,只是在夜间要比室外平缓。白天大部分时间南侧气温高于北侧,夜间则相反。东西侧气温的日变化趋势与室外同高度气温一致,一天中大部分时间里西侧气温都大于东侧,且西侧先达到当日最大值。由于受辐射等因素影响较大,气温随测点的变化情况比较复杂,没有确定出明确的界点。3.边际光照度的研究结果日光温室内各侧光照度日变化均呈单峰曲线,最高值出现正午前后。以室外对照的光照度最强,北侧光照度最弱;东西侧对比看,13:00之前,西侧照度大于东侧,之后则是东侧大于西侧;南侧与中部相比较,南部光照度略好于中部。日光温室不同部位边际光照度随测点的变化趋势在晴天和阴天是完全相同的:南侧随着距南底角距离的增加,光照度先是平稳不变,后呈下降趋势;东西侧随着距东西墙距离的增加,光照度呈上升趋势;北侧光照度基本不随测点变化。4.边际作物的研究结果从株高、茎粗、植株透光率等方面都可以看出,边际茄子的长势远不如中部,说明边际效应对作物的影响是十分显著的。温室内不同部位茄子的蒸腾速率、气孔导度与光合有效辐射之间均呈显著的直线相关关系,在0～1400μmol·m-2·s-1范围内,蒸腾速率、气孔导度均随光合有效辐射的增大而呈上升趋势。对温室不同部位茄子的净光合速率对光合有效辐射的响应的测定可知:光饱和点约为1370～1600μmol·m-2·s-1,光补偿点约为50.974～93.604μmol·m-2·s-1,二者均以南侧值最大,北侧最小。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 日光温室的研究
• 1.1.1 日光温室的发展历史
• 1.1.2 日光温室的前景展望
• 1.2 日光温室结构优化的研究
• 1.2.1 采光屋面角、跨度和脊高
• 1.2.2 采光面（前屋面）形状
• 1.2.3 日光温室围护结构
• 1.3 日光温室温光因子的研究
• 1.3.1 日光温室内的温度环境
• 1.3.2 日光温室内的光照环境
• 1.4 边际效应的研究
• 1.4.1 边际效应的概念
• 1.4.2 边际效应的定律
• 1.4.3 边际效应的研究概述
• 1.5 温光因子与日光温室作物的关系研究
• 1.5.1 温室作物生长与温度的关系
• 1.5.1.1 温室作物生长发育的三基点温度
• 1.5.1.2 温室作物生长发育的温差现象
• 1.5.1.3 温室作物生长发育与土壤温度的关系
• 1.5.2 光照对作物的影响
• 1.5.2.1 光照强度对温室作物的影响
• 1.5.2.2 光照时间对作物的影响
• 1.5.2.3 光质对作物的影响
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 试验材料与试验条件
• 3.1.1 试验条件
• 3.1.2 试验材料
• 3.2 试验方案
• 3.3 试验测定项目与方法
• 3.3.1 试验测定项目
• 3.3.2 试验测定方法
• 3.3.3 试验仪器设备
• 3.4 数据处理方法
• 4 结果与分析
• 4.1 日光温室边际土壤温度的研究
• 4.1.1 南侧边际土壤温度的研究
• 4.1.1.1 土壤温度边际界点的确定
• 4.1.1.2 南侧边际土温界点的季节变化
• 4.1.1.3 南侧边际土温界点的日变化
• 4.1.2 东侧边际土壤温度的研究
• 4.1.2.1 东侧边际土温界点的季节变化
• 4.1.2.2 东侧边际土温界点的日变化
• 4.1.3 西侧边际土壤温度的研究
• 4.1.3.1 西侧边际土温界点的季节变化
• 4.1.3.2 西侧边际土温界点的日变化
• 4.1.4 北侧边际土壤温度的研究
• 4.1.5 日光温室边际土温的垂直变化
• 4.1.5.1 南北侧边际土温的垂直变化
• 4.1.5.2 东西侧边际土温的垂直变化
• 4.1.5.3 日光温室不同部位不同深度边际土温日变化
• 4.2 日光温室边际气温的研究
• 4.2.1 南北边际气温的研究
• 4.2.1.1 南北侧气温日变化
• 4.2.1.2 南北侧气温随测点的变化
• 4.2.2 东西边际气温的研究
• 4.2.2.1 东西侧边际气温的日变化
• 4.2.2.2 东西侧气温随测点的变化
• 4.3 日光温室边际光照度的研究
• 4.3.1 不同部位边际光照度的日变化
• 4.3.2 南北东西侧光照度随测点的变化
• 4.4 边际作物的生长状况及光合特性
• 4.4.1 边际作物的生长状况
• 4.4.1.1 株高茎粗
• 4.4.1.2 植株透光率
• 4.4.2 边际作物的光合特性研究
• 4.4.2.1 不同天气条件下的光合特性指标
• 4.4.2.2 不同部位作物气孔导度、蒸腾速率对光合有效辐射的响应.
• 4.4.2.3 净光合速率对光合有效辐射的响应
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.1.1 日光温室边际土壤温度的研究
• 5.1.2 日光温室边际气温的研究
• 5.1.3 日光温室边际光照度的研究
• 5.1.4 日光温室边际效应对边际作物的影响
• 5.2 讨论
• 5.2.1 减弱边际效应的措施
• 5.2.2 数据处理方法
• 5.2.3 温室边际效应概念
• 5.2.4 空气温度和光照度的边际效应
• 参考文献
• ABSTRACT