基于工场化形式的漂浮育苗环境温度影响因素研究

徐 畅，谢会川，徐 宸，马 啸，张 彬，徐鹏飞

(1.中国烟草总公司重庆市公司 烟叶分公司，重庆 400023;2.青岛农业大学，山东 青岛 266109)

温度是影响烤烟漂浮育苗的一个关键因素，温度的高低对烤烟的出苗时间、出苗率、整齐度和烟苗的生长速度都产生非常直接的影响。塑料棚膜作为有效实现育苗微环境增温保湿的重要技术手段近几年已越来越广泛地应用于工场化漂浮育苗的技术集成中。塑料棚膜不仅能较好地控制育苗微环境的小气候，还能有效改善光、温、湿条件，为烟苗营养需求的充分供给提供良好的基础设备支持［1－2］。因此，将塑料棚膜应用于工场化漂浮育苗的技术集成中能更好地凸显出工场化组织形式在生产效率、烟苗素质和集约化管理方面无法比拟的技术优势［3］。重庆市地处我国西南，其特有的区位气候条件造成烟苗在生产过程中呈现出低温寡照、育苗期过长、烟苗质量较低等特点，阻碍了烤烟工场化育苗的发展。虽然长期以来的育苗大棚标准化生产方式能够解决一部分气候条件对烟苗产量和品质的影响，但距离高茎壮苗的标准还有一定差距。因此，探索在育苗大棚的环境条件下应用更多的微调控技术来进一步改善育苗环境温度、缩短育苗时间、促进壮苗的培育就显得尤为重要。基于此，本研究拟通过对传统育苗大棚进行内置小棚膜的技术改造、设置不同的育苗池水深度等方法措施来尝试提高育苗前期苗池的微环境温度，旨在为高茎壮苗的培育探索出更加高效、实用、便捷的科学方法。

一、材料与方法

(一)试验地点

重庆市武隆县和顺镇青木池育苗工场(编号:11－512326MP00010)。

(二)试验材料

工场化育苗大棚，温度自动监控采集系统(由重庆烟草科学研究所提供)，塑料小棚膜(厚度:0.05 mm)，特制梯度水温采集铁架等。

(三)试验设计

试验一:以探索不同揭/盖膜时间组合对小棚内空气微环境温度的影响为目的，结合试验所在地的具体气候条件，设置不同的揭膜、盖膜时间，筛选出保持小棚内温度的最佳揭/盖膜方式。试验共选取6个覆有小棚膜的育苗池作为研究对象，分别设定对照育苗池2个(CK1苗池无水;CK2苗池有水)，不同揭/盖膜时间组合处理育苗池4个，分别为揭膜11∶30+盖膜 14∶30(T1)，揭膜11∶30+盖膜15∶30(T2)，揭膜12∶30+盖膜 14∶30(T3)和揭膜 12∶30+盖膜15∶30(T4)。6个育苗池中的小棚内都分别设置2个温度监测点(中线和侧线)，通过感温探头监测小棚内温度变化，在大棚内的中线和侧线，以及大棚外各安放1个监测点作为增温效果对比监测点(见表1、图1)。

表1 试验处理设置信息对照表

试验二:以探索育苗池水深度对小棚内空气微环境温度的影响为目的，结合常规操作习惯，设置不同育苗池水深度，筛选出保持小棚内最佳温度的池水深度。试验共设置7个梯度的池水深度处理，分别为15 cm、13 cm、11 cm、9 cm、7 cm、5 cm、3 cm，对应地用D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7表示。为减少系统误差，试验均在一个苗池内进行，在试验开始的第一天将池水深度控制于15 cm处，每间隔2天放掉2 cm池水，下调一个温度梯度，记录小棚内温度变化动态。小棚内(距池底3 cm)、大棚内(距地面1.5 m)和大棚外分别安置1个感温探头(编号依次为L3、L4和L5)作为增温效果参照点。增温效果采用不同处理条件下日累积温度之差表示，日累积温度为每天23个时间点温度之和。

图1 温度监测点平面分布

(四)数据监测及分析

1.数据监测

试验一:试验期选择在2012年1月8日至1月10日，共3天，3次重复，观测时间段为每天凌晨3点至晚间23点，每隔1小时记录一次实时温度，每天共记录21个温度点。累积温度为21个时间点温度值的总和。

试验二:试验期选择在2012年1月8日至1月23日，共15天，观测时间段为每天凌晨1点至晚间23点，每隔1小时记录一次实时温度，每天共记录23个温度点。累积温度为23个时间点温度值的总和。

2.数据分析

采用SPSS 13.0对数据进行统计分析，LSD法对比处理间温度差异的显著性。

二、结果与分析

(一)内置小棚膜技术改造对育苗环境累积温度的影响

分析内置小棚膜技术改造对育苗环境温度的影响可以发现(表2)，内置小棚膜对增加棚内环境积温有较为显著的效果。就两个对照处理CK1和CK2而言，设置小棚膜后均能有效增加小棚内积温，棚中观测线的累积温度分别较小棚外温度增加29.4℃和35.7℃，而对于大棚外的自然环境温度，增温效果则更为明显，棚中观测线的累积温度分别为自然环境温度的2.83和2.97倍。就四个揭/盖膜时间组合处理而言，小棚膜的改造同样表现出良好的增温效果，但根据方差分析显示，各处理间的差异并不显著，棚中观测线的累积温度仅在T3和T4处理间表现出略微的差距，温度累积值仅相差5.4℃;而棚侧观测线的累积温度却仅在T2和T3处理间表现出一定的差距，温度累积值相差 5.3℃。

表2 工厂化育苗大棚套小棚保温效果对比

除此之外，根据棚侧观测线的监测数据显示，不同揭/盖膜时间组合处理相较于CK1和CK2两个对照处理而言，对温度的累积未能起到积极的作用，揭/盖膜处理的温度累积值均小于CK1和CK2两个不揭膜处理。其中，温度累积值较高的T2处理积温效果分别为CK1和CK2的92.9%和95.2%;而温度累积值较低的T3处理积温效果分别为CK1和CK2的88.8%和91.3%。

总体而言，内置小棚膜对增加棚内环境积温有较为显著的效果，且揭膜盖膜时间组合处理对小棚内环境温度保持无显著影响。

(二)内置小棚膜技术改造对育苗环境实时温度动态变化的影响

育苗小棚内温度的实时动态变化规律从一定程度上能反映出内置小棚膜技术改造对育苗环境温度的影响。从图2可以看出，育苗小棚内实时温度动态变化规律在全天监测中大致可以分为三个阶段:3∶00～9∶00温度最低，但起伏变化平缓;9∶00～17∶00温度相对较高，且增降幅度较大;17∶00～23∶00温度相对较低，基本呈现缓慢降低的状态。就两个对照处理CK1和CK2而言，小棚内全天温度变化趋势基本一致，但CK2处理的总体变化相对CK1处理较为平缓，增温降温幅度较小。整个观察期内，CK2处理的最高温度值9.0℃出现在12∶00，最低温度值4.7℃则出现在8∶00，全天温度差为4.3℃;CK1处理的最高温度同样出现在 12∶00，其值为 11.2℃，最低温度则出现在 4∶00，其值为3.6℃，全天温度差为 7.6℃，是 CK2 处理的1.77 倍。就四个揭/盖膜时间组合处理而言，温度变化趋势基本一致，不同揭/盖膜时间组合对小棚内温度动态变化的影响差异并不显著。值得一提的是，T1、T2、T3和T4处理的小棚内温度在12∶00～14∶00的时间段内出现陡降后，均在15∶00时出现一个温度的回升点，该时间点四个处理的实时温度值分别为 10.0℃、10.2℃、10.1℃和 10.9℃，之后再次呈现平缓降低的规律。相对而言，T4处理的揭/盖膜时间组合在小棚内微环境温度的保持上体现出略微优势。

图2 内置小棚膜技术改造对小棚内实时温度动态变化的影响

(三)育苗池不同水深对育苗环境温度的影响

在进行了内置小棚膜的技术改造后，育苗环境温度得到一定程度的增加和保持，但仅仅凭借此项技术还不能充分地保证高茎壮苗生长的温度条件。因此，我们设计进一步研究不同育苗池水深度对小棚增温效果的影响。

表3 育苗池不同水深条件下小棚内增温效果对比

从表3中可以清晰看到，不同池水深度对小棚内增温效果的影响各不相同，虽然随池水深度的增加(或减少)没有表现出非常明显的规律性，但池水深度适中时，小棚内的温度相对较高。相对于大棚内的温度而言，小棚最佳增温效果出现在D3处理(水深11 cm)，棚内全天积温比大棚内高107.1℃。其次，增温效果较好的池水深度为D4处理，小棚内全天积温比大棚内高86.0℃，而增温效果最差的池水深度为 D1处理(水深15 cm)，其全天增温值为47.5℃，仅为D3处理44.4%。七个池水深度处理相对于大棚内温度的增温效果从高到低依次为:D3＞D4＞D7＞D2＞D5＞D6＞D1，各处理间差异达显著水平(P＜0.05)。相对于大棚外的自然环境温度而言，小棚最佳增温效果出现在D7和D3处理，棚内全天积温比大棚外自然环境温度高195.9℃和193.4℃，其次，增温效果较好的池水深度为D4处理，小棚内全天积温比大棚外高163.5℃，而增温效果最差的池水深度为D6处理(水深5 cm)，其全天增温值为108.8℃，仅为D7处理55.5%。七个池水深度处理相对于大棚外自然温度的增温效果从高到低依次为:D7＞D3＞D4＞D5＞D1＞D2＞D6，且各处理间差异达显著水平(P＜0.05)。

(四)育苗池小棚内环境温度的垂直空间分布规律

通过研究不同池水深度对育苗小棚内微环境温度的影响可以看出，当水深为11 cm时育苗小棚相对于大棚内和大棚外自然环境温度的增温效果都是最佳的。为了进一步明确该水深对育苗小棚垂直空间内累积温度的影响，试验在小棚内的同一垂直空间上等距离(距离差d=2 cm)地安装了温度监测探头，以观察育苗池小棚内环境温度的垂直空间分布规律。

图3 育苗池小棚内环境温度垂直空间分布规律

由图3可以看出，水下垂直空间的全天温度累积值普遍高于水上垂直空间的温度累积值。水上垂直空间各个位置的全天积温平均值为211.6℃，而水下垂直空间的全天积温平均值为233.9℃，为水上平均积温的1.11倍。其中，水下－3 cm处的温度累积值相对最高，达236.3℃，而水下积温最低的位置出现在－7 cm处，但温度累积值也达到了231.2℃，仅比水下－3 cm处的积温少5.1℃，两者未表现出显著的差异性(P＜0.05)，水下垂直空间的积温分布规律与育苗池水深度和育苗池内池水的运动都具有一定的关联性［4］。其次，水上垂直空间的积温相对水下而言普遍较低，水上垂直空间积温最高的位置出现在1 cm处，达215.0℃，而水上积温最低的位置则出现在5 cm处，全天积温仅为208.6℃，两者同样未表现出显著的差异性(P＜0.05)，水上垂直空间积温的分布规律大致呈现出离水面越近温度越高的特征。水上垂直空间积温的这种分布规律与棚外大气温度、棚内水上空气流动都有非常密切的联系，有待进一步分析讨论。

三、结论

1)内置小棚膜技术改造措施对增加棚内环境温度有较为显著的效果，且揭/盖膜时间组合处理对小棚内环境温度保持无显著影响。

2)育苗小棚内实时温度动态变化规律大致分为三个阶段:3∶00 ～9∶00 温度最低，起伏变化平缓;9∶00 ～17∶00温度相对较高，且增降幅度较大;17∶00～23∶00温度相对较低，基本呈现缓慢降低的状态。各处理的温度变化趋势基本一致，不同揭/盖膜时间组合对小棚内温度动态变化的影响差异并不显著。相对而言，T4处理的揭/盖膜时间组合在小棚内微环境温度的保持上表现出略微优势。

3)不同池水深度对小棚内增温效果的影响各不相同，虽然随池水深度的增加(或减少)没有表现出非常明显的规律性，池水深度适中时(11 cm)，小棚内的温度相对较高。各池水深度处理相对于大棚内环境的增温效果从高到低依次为:D3＞D4＞D7＞D2＞D5＞D6＞D1，相对于大棚外环境的增温效果从高到低依次为:D7＞D3＞D4＞D5＞D1＞D2＞D6，各处理间差异均达到显著水平(P＜0.05)。

4)育苗池小棚内环境温度的垂直空间分布规律基本表现为水下垂直空间的积温普遍高于水上垂直空间的积温，且大致呈现出离水面越近温度越高的特征。

［1］于盛楠，闫立奇，肖峰，等.不同天气背景下春季大棚小气候变化分析［J］.农业现代化研究，2010(2):254.

［2］李鹏志，罗贞宝，胡玮，等.调光膜对烤烟漂浮育苗烟苗生长及生理的影响［J］.中国烟草科学，2011(6):63.

［3］彭细桥，吴践志，陆中山，等.我国烟草漂浮育苗技术应用现状、研究进展及发展方向［J］.中国烟草学报，2010(3):90.

［4］刘可群，黎明锋，杨文刚.大棚小气候特征及其与大气候的关系［J］.气象，2008(7):101.