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大棚小气候观测与分析摘要:2010年11月27-28日通过对佛山科学技术学院北院温室大棚内外气温、地温、空气 湿度、光照、风速等因子的研究,来揭示大棚小气候效应和气象因子的变化、分布规律,从 而为大棚管理的关键技术(调温、控温)提供科学的依据。关键词:温室大棚 气象因子 分布规律大棚属于设施农业,其通过人工覆盖,改变该位置的辐射,乱流,温度,湿度,风速等, 形成有利于植物生长的气候条件。本课题研究的目的,就是通过大棚内外气象要素的对比观 测,并结合物候观测分析,来揭示棚内小气候效应和气象因子的变化、分布规律,从而为大 棚管理的关键技术(调温、控温)提供科学的依据,扬长避短,使棚内形成一个适当的小气 候环境,以最大限度满足植物生长发育所需要的环境条件。一、试验内容1.1观测项目本试验观测项目有大棚内外不同高度的空气温度、空气湿度、风、光照度、地面最高、 最低温度,不同深度的土壤温度。大棚内还有三种植物的2/3高处和顶层的各项数据,选择 三种植物(考虑要有代表性和比较性),在2/3高处和顶层上都挂上毛发湿度表,还有用各 种仪器测量其光照、风速、温度和湿度。1.2需要的仪器毛发湿度表、热球式微风仪、光照仪、曲管地温表、地面温度表、最高最低温度表。1.3仪器布置方式地面温度表、地面最低温度表、地面最高温度表并列在测点东部,球部向东,自北向南 排成一排,表身相距6-8cm。球部和表身一半埋入土中,一半露在地面上边。曲管地温表安 装在地段中央偏西的土层中。按5、10、15、20cm的顺序自东向西排列,表间相距10cm。 安装时球部朝北,表身南倾与地面成45角,毛发温度表用一根绳子绑住,挂在1.5m的地 方。观测时间是在2010年11月27-28日的8:00、12:00、16:00。1.4注意事项地面温度表和曲管地温表的读数应注意不要拿起来、不要挡住太阳光线、读数是要平视; 最高和最低温度表的读数应注意要垂直拿起来,等到水银下降到最低高度时才平视读数;热 球式微风仪的读数应注意不要挡着风吹过来的方向,应站在与风向垂直的地方。二、试验结果与分析2.1温度2.1.1大棚外围大棚外围土壤温度观测记录表LJ4地面10最局2最低292010. 年 .LL.月27 日口土壤*J温度(.七)口S:加19M19.420.121*上.12:妍3。为23.521.521.120.816:妍22.823 一加23余22 一曲22.3年.LL. 月日口土壤*J温度0、口8:妍20.219*20.621&21一卯上.12:妍30 一 1222.221.721.920一3口16:妍23 一部24.624.0P23.22一3针对大棚外土壤温度:8:00:因为测定时间为秋末冬初,一日的日照时间较短,所以8 时为由辐射型向日射型过渡的上午转变型。浅层土壤温度的垂直分布,从上到下,温度逐渐 上升,这是因为地面辐射冷却降温,热量向土表传递。12:00 :正午太阳高度角最大,因此温度较高,光照量较大,相应湿度较低。土壤表面 温度升高,浅层土壤温度的垂直分布,从上到下,温度逐渐降低,这是因为地面获得大量辐 射能后,温度急剧升高,热量从上层向下层开始传递。16:00 :由于太阳光照减弱,土壤表面温度降低,浅层土壤温度的垂直分布,从上到下, 温度逐渐降低。2.1.2大棚内大棚内大棚内土壤温度观测记录表眄9地面25 cm10 cm15.CITI20cni最高最低11, 27土壤温度08:0018+17. 2+18. 619. 5*20履+5. 6+12:0024.财19. 5*官19. 5*2016:0020. 3#18. 4#1海020. 211,溶土壤温度608:00019*19.布2020.夕27. 9#5. 5#12:0024.财20. 6#汕202016:00p21. 621. 5*2120. *20. 6对于大棚内:大棚内的土壤表面温度较大棚外围得土壤表面温度低,造成这种现象的原 因是观测时间为秋末冬初,日照时间减少,太阳辐射减少,加之大棚透光率较差,射入大棚 内的太阳辐射量更加减少,使棚内辐射增温不大,日间大棚内地温低于大棚外地温。27日和28日8:00:浅层土壤温度的垂直分布,从上到下,温度逐渐上升,地面由于辐 射冷却降温,热量向上层传递,其温度随深度增加而增加。12:00: 土壤表面温度较上午的高,浅层土壤温度的垂直分布,从上到下,几乎没什么 变化。这可能是因为地面辐射放出的热量和太阳辐射吸收的热量相差不大,造成了虽然深度 不同但温度却基本上一样。16:00:太阳光线不足,土壤表面温度偏低,27日的浅层土壤温度的垂直分布,从上到 下,温度成递增状态,而28日却是呈递减状态,可能是因为27日的太阳光线不足,再加上 有塑料薄膜的阻挡,所以是以地面辐射为主,使温度从上到下呈递增状态,而28日是太阳 光占主导地位,所以是以太阳辐射为主,使温度从上到下呈递减状态。又2/3高处的植物叶子比较繁茂,减慢了热量的散失,因此2/3高处的植物温度比顶层 的温度要高。2.2湿度据测定,棚内的湿度值高于棚外。棚内空气中的水汽,主要来源于土壤蒸发和植株表面 的蒸腾。温室在没有通风时,空气绝对湿度的变化与土温有关,土温升高,蒸发强度增大, 绝对湿度就上升;反之,土温降低,降低湿度也将降低。因为2/3高处的植物叶子比较繁茂, 保湿效果比植物顶层的好,所以2/3高处的湿度比顶层的高。2.3光照强度据观测,棚外平均光强全天都大于棚内,而且棚内光照主要随棚外自然光强而增减。大 棚外到达地面的光照量从早上开始递增,中正午时刻,太阳高度角最大,光照也达到最大值, 之后逐渐递减。此外,棚内光强还决定于薄膜的厚度,大棚结构,棚内壁水滴与尘染,“老 化”情况,这些反映在大棚的透光率上,一般新棚的透光率在80%以上。在植物的2/3高处, 是叶子生长比较旺盛的部位,它挡住了太阳光线,使得落在2/3高处的光照量减弱,所以没 有植物顶层的光照量大。2.4风与其它据观测,棚内的风速要比棚外小得多。因为棚内不易受到大风,霜冻等危害,而且棚内 水分是有人工控制,不会因夏秋阴雨连绵造成苗床水湿,也不会因冬春久晴不雨发生干旱。 从数据上分析,植物顶层的风速比植物2/3高处的风速大,这也是因为植物顶层没有阻碍物, 而2/3高处有叶子阻碍,所以顶层的风速大于2/3高处的风速。大棚外围小气候观测记录表X光照(氏)Q风速(m/s) Q温度CC ) 口相对湿度(%12; OD.i16- W.i8三睫.】12; OD.-.1瓦m财 00.112;0.18三睫.】12; OD.-.1 瓦 0.12010.11.地 面口113533410041100.080.410.2121.9+27&24.271.849加65.5 】2010.11.28+地 面口976W5600071300.11。一 3A0.2821.k29。25.288.953 一 5a63.1 :大棚内小气候其他项目观测记录表4植物全高,直物2/3高Bq33光照(lx) n11, m0800:1450+15821637+970+837+12081200:5410+57704810+3860+5240+50001600:1210+133k1540+897+710+89011,卷0800:7951043c98&60651心7081200:484054004170+3250+3610+37101600:1083+10201111+860+63&964风速11, g0800:0. 2+0. 080.戚0. J0. 04+0. 071200:0.坂o. m0.心0.120.电0.11*1600:0.13+0.0.以0.心0. 05+0. 02ii,蒸j0800:0. 23+0. 00.18+0.12+0. 07+0. k1200:0.15+0. 08+0. 06+0. 07+0. 05+0. 051600:0.成0. 05+0. 08+0. 08+0. 03+0. 05温度一li, m0800:18+18. 5*19+19+17.以18.81200:25+迎24. 5+25. 5*22. 5+241600:20+19.么18+2K20. 4+1911,卷0800:19. &20. 5c20. &19.如19.女201200:26+26. 5*26+26+24251600:24+24. 5*25+24+22+23湿度#ii, m0800:78+79+7 4+82. 5*8的781200:53+53+55+汕65+541600:80+强79+84+8588ii,蒸0800:疝80+94+m831200:57+56+57+强551600:74+强72+强73A植物为:巴西铁QB植物为:银皇后QC植物为:待定Q三、建议3.1 棚内的增温效应是改建和利用大棚的主要着眼点,要提高棚内增温效应,主要考虑白 天如何增加透光率,夜间如何增加棚内的逆辐射。针对北院大棚薄膜的透光性已经较差,既 要选择透光性强的新薄膜,还要经常保持薄膜的清洁。3.2 测量棚外光照时应该观察观测点上方有没有云把太阳遮住,如果有云,应等云飘过去 再测量。3.3 大棚内的农业小气候观测选取的三种植物,要具有代表性和比较性,这样,所得的资 料才能充分说明由于密植引起的小气候差异。
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