四、设施环境调控技术
1.光照
光照是日光温室热量的主要来源,也是果树光合作用、生产有机物质的能量来源。在一定范围内,透入棚室的光照越多,温度越高,果树光合作用越旺盛。绿色植物只有在阳光的照射下,才能进行光合作用。要维持较高的光合效能,其光照强度应达到30000~60000lx。在冬季,太阳的辐射能量,不论是总辐射量,还是作物光合作用时能吸收的生理辐射量,都仅有夏季辐射量的70%左右,加之设施覆盖薄膜后,阳光的透光率仅有80%左右,薄膜吸尘或老化以后,其透光率又会下降20%~40%。因此,设施内的太阳辐射量,仅有夏季自然光强的30%~50%,为20000~40000lx,这远远低于果树光合作用的光饱和点。倘若遇到阴天,设施内的光照强度几乎接近于果树的光补偿点。光照弱、光照时间短,是制约果树设施栽培产量、效益的主要因素之一,也是影响设施内温度高低的主要原因。因此,改善设施内的光照条件成为提高设施果树产量和质量的主要措施。
节能日光温室、塑料大棚等栽培设施,受其建造条件的制约,室(棚)内光照分布不均匀,差异比较显著。设施内的光照强度垂直分布规律是越靠近薄膜光照强度越大,向下递减,且递减的梯度比室外大。靠近薄膜处相对光照强度为80%,距地面0.5~1.0m为60%,距地面20cm处只有55%。光照的水平分布规律是南北延长的塑料大棚,上午东侧光照度高,西侧低,下午相反,全天平均东西两侧差异不大。东西延长的大棚,平均光照度比南北延长的高,升温快,但南部光照度明显高于北部,最大相差20%,光照水平分布不均匀。日光温室南北方向上,光照强度相差较小,距地面1.5m处,每向北延长2m,光照强度平均相差15%左右。东西山墙内侧各有2m左右的空间光照条件较差,温室越长这种影响越小。
在合理采光设计的前提下,改善光照的措施有:选用透光率高的薄膜;在温度允许的前提下,适当早揭晚盖保温覆盖物;人工补光,铺、挂反光膜等。
2.温度
晴天塑料大棚在日出后气温开始上升,最高气温出现在13时,14时以后气温开始下降,日落前下降最快,昼夜温差较大。温室内最低气温出现在揭开保温覆盖材料前的短时间内,揭开覆盖材料后气温很快上升,11时的升温最快,在密闭条件下每小时最多可上升6~10℃,这期间是温度管理的关键。13时气温达到最高,以后开始下降,15时以后下降速度加快,直到覆盖保温物为止。此后温室内气温回升1~3℃,然后平缓下降,直到第二天早晨。
温室内的气温在南北方向上,中部气温最高,向北、向南递减,白天南部高于北部,夜间北部高于南部。东西方向上差异较小,靠近出口处气温最低。设施内的地温从地表到50cm深的土层里都有明显的增温效应,但以10cm以上浅层土壤增温显著,这种效应称为“热岛现象”。
保温措施有:减少缝隙放热,如及时修补棚膜破洞、设作业间和缓冲带、密闭门窗等;采用多层覆盖,如设置两层幕、在温室和大棚内加设小拱棚等;采取临时加温,如利用热风炉、液化气罐、炭火等。
降温措施有:自然放风降温,如将塑料薄膜扒缝放风,分放底脚风、放腰风和放顶风3种,以放顶风效果好。即扣棚膜时用两块棚膜,边缘处都黏合一条尼龙绳,重叠压紧,必要时可开闭放风,这样就在温室顶部预留一条可以开闭的通风带,可根据扒缝大小调整通风量。自然放风降温还可采取筒状放风方式,即在前屋面的高处每1.5~2.0m开1个直径为30~40cm的圆形孔,然后黏合1个直径比开口稍大、长50~60cm的塑料筒,筒顶用环状铁丝固定,需要通风时用竹竿将筒口支起,形成烟囱状通风口,不用时将筒口扭起,这种放风方法在冬季生产中排湿降温效果较好。温室也可采取强制通风降温措施,如安装通风扇等。
3.湿度
冬季生产中,设施处于密闭状态下,空气湿度较大,对果树病害发生的影响极大。控制设施内湿度的措施有:通风换气,可明显降低空气湿度;在温度较低无法放风的情况下,可加温降湿;地面覆盖地膜,可控制土壤水分蒸发,又可提高地温,是冬季设施生产必需的措施。设施内灌水采用管道膜下灌水,可明显避免空气湿度过大。有条件可采用除湿机来降低空气湿度,在设施内放置生石灰,利用生石灰吸湿,也有较好的效果。
4.气体
在设施密闭状态下,对果树生长发育影响较大的气体主要是CO2和有害气体。
温室内的CO2浓度在早晨揭开保温覆盖物时最高,一般可达1%~1.5%。此后浓度迅速下降,如不通风到上午10时左右达到最低,可达0.01%,低于自然界大气中的CO2浓度(0.03%),抑制了光合作用,造成果树“生理饥饿”。改善设施内CO2浓度的方法除通风换气、增施有机肥外,应用较多的方法是利用CO2发生仪,采用化学方法产生CO2气体,生产上多采用硫酸和碳酸氢铵反应制造CO2气体。施放CO2宜在晴天的上午进行,阴、雨雪天和温度低时不宜施放,施放CO2还应保持一定的连续性,间隔时间不宜超过1周。
设施生产中如管理不当,可发生多种有害气体,造成果树伤害。气体主要来自于有机肥分解释放气体、化肥和塑料棚膜的挥发气体、产生的气体等。常见的有害气体危害症状及预防方法见表2-2。
表2-2 主要有害气体危害症状及预防方法