江苏沿海地区双大棚多层覆盖内外温度间的相关回归分析

王 华，丁同华，林红梅，陈菲菲，张小锋

（1.东台市农业技术推广中心，江苏 东台 224200；2.东台市种子管理站，江苏 东台 224200；3.东台市气象局，江苏 东台 224200）

随着设施农业的不断发展，江苏沿海地区越来越多的农户采用大棚设施进行栽培。孙兴祥等[1]连续多年开展了不同棚架构型温度变化规律及对西瓜种植影响的试验研究，得出宽6 m、高2.2 m的大棚是早春大棚西瓜栽培的最佳棚型之一，且双大棚三层覆盖种植西瓜品质最好，效益最高。在此基础上，本研究通过对双大棚四膜覆盖全封闭和正常揭膜通风条件下的温度变化情况进行观测、分析，得出江苏沿海地区双大棚多层覆盖内外温度的相关回归关系，为更好地指导设施瓜菜生产提供了依据。

1 材料和方法

1.1 试验地点及棚型设计

试验地点位于东台市农科所五烈试验基地北3号地块，试验地块土质为水稻茬黏壤土，pH为7，土壤盐含量1.39 g/kg、有效钾203.8 mg/kg、有效磷48.64 mg/kg、全氮0.58 g/kg、有机质6.2 g/kg。试验大棚南北朝向，采取“双层钢架大棚+小拱棚+地膜”的双大棚四膜覆盖方式，棚长45 m，外棚底宽6 m，棚顶高2.2 m，肩高1.1 m。薄膜采用统一规格、统一品牌，外棚膜8 µm、内棚膜8 µm、小棚膜3 µm、裙膜2 µm、地膜0.8 µm。

1.2 温度测定方法

采用ZQZ-CII型自动气象站自动采集、计算处理和存贮棚内气温数据。棚内地温测定采用PT1000温度传感器，置于每个棚中心位置，并带有自制的防辐射罩，避免阳光直接照射[2]。连续测量棚内地上25 cm气温和地下10 cm地温。棚外温度数据来源于距试验地点较近的东台市气象局五烈气象观测站相同时间观测的气象数据和10 cm深地温数据。

温度测定时间为2014年2月22日－3月31日。其中2月22日－3月4日双大棚四膜全封闭；3月5日－3月31日双大棚四膜覆盖正常揭膜通风管理。

1.3 数据分析

采用Excel 2007软件进行试验数据统计分析并制图。

2 结果与分析

2.1 全封闭条件下棚内气温与外界气温的相关回归分析

根据对2014年2月22日－3月4日共11 d中8个晴天、192对样本数据和3个阴天、72对样本数据的统计分析[3-5]，结果表明棚内气温与外界气温之间晴天的相关系数r晴＝0.925 3＞r0.01（190）＝0.254 0，比阴天的相关系数r阴＝0.482 3＞r0.01（70）＝0.254 0更大。说明在大棚全封闭的条件下，无论是晴天还是阴天，棚内气温与外界气温之间都呈极显著的正相关，且晴天比阴天棚内气温与外界气温的相关性更显著。再从全封闭条件下双大棚四膜覆盖棚内气温与外界气温的线性关系分析结果来看，无论晴天还是阴天，棚内气温与外界气温之间都呈极显著的线性相关关系，F晴＝1 130.854 1＞F0.01（1，190）＝6.63，F阴＝22.220 6＞F0.01（1，70）＝6.85，且晴天和阴天棚内气温与外界气温的关系方程分别为：

（1）、（2）式中Y为棚内温度估计值，X为外界温度，单位℃。

从方程式（1）和（2）以及图1、图2中可以看出：晴天外界气温每增加或减少1 ℃，棚内气温就会随之增减1.36 ℃，而阴天外界气温每增加或减少1 ℃，棚内气温仅增减0.65 ℃。说明外界气温每增加1 ℃，晴天要比阴天大棚内的气温增加0.71 ℃。当晴天外界气温达到16 ℃，棚内气温已上升至30 ℃；当外界气温达到20 ℃，棚内气温可达35.44 ℃。当冬春外界气温降至该区历史最低－9.2 ℃时（2009年1月24日），阴雨天大棚内最低温度仍然达到5.3 ℃。由此可见，江苏沿海地区双大棚四膜覆盖栽培蔬菜完全可以安全越冬。当然在冬春季节，只要晴天外界气温超过18 ℃就要适时开启大棚膜和围裙膜，以调节棚内温度，防止高温伤苗，影响正常生长，同时也有利于大棚内通风换气，改善光照条件。而阴雨天气则要关闭大棚膜，在遇到极端低温时，还要增加保温布覆盖以提高保温效果，确保棚内作物免受冻害，适温生长。

2.2 全封闭条件下棚内地温与外界地温的相关回归分析

根据对2月22日－3月4日11 d中8个晴天、192对样本数据和3个阴天、72对样本数据的统计分析，结果表明双大棚四膜覆盖棚内10 cm深地温与外界露地10 cm深地温之间晴天相关系数r晴＝0.535 1＞r0.01（190）＝0.254 0，阴天相关系数r阴＝0.182 4＜r0.01（70）＝0.254 0，说明晴天棚内外地温的相关性达极显著水平，而阴天棚内外地温之间的相关性不显著。且经线性回归分析，F晴＝76.222 4＞F0.1（1，190）＝6.63，表明棚内地温Y地和外界地温X地之间呈极显著直线回归关系，其方程式（3）为：Y地＝0.47X地+16.06。从方程（3）和图3可见，即使在江苏沿海地区冬春外界10 cm深地温下降至历史最低－7.9 ℃时（2009年1月24日），棚内10 cm深地温仍然可达12.77 ℃，这表明在双大棚四膜覆盖栽培条件下，棚内地温完全可以满足瓜果蔬菜生长的要求。图4为全封闭阴天棚内外地温情况。

图1 全封闭条件下晴天棚内外气温相关关系

图2 全封闭条件下阴天棚内外气温相关关系

2.3 正常揭膜通风条件下棚内气温与外界气温的相关回归分析

根据对2013年3月5－31日期间22个晴天、528对样本数据和5个阴天、120对样本数据的统计分析，结果表明棚内气温与外界气温之间晴天的相关系数r晴＝0.946 3＞r0.01（526）＝0.254 0高于阴天的相关系数r阴＝0.814 8＞r0.01（118）＝0.254 0，说明在正常揭膜通风条件下，无论是晴天还是阴天，棚内气温与外界气温之间的相关性都极显著，且晴天的相关性比阴天的相关性更高。再从正常揭膜通风条件下，双大棚四膜覆盖棚内气温与外界气温的线性关系分析结果看，不管是晴天，还是阴天，棚内气温与外界气温之间都呈极显著的线性相关关系。F晴＝4 510.602 7＞F0.01（1，526）＝6.63；F阴＝233.072 7＞F0.01（1，118）＝6.85，且晴天和阴天棚内气温与外界气温的关系方程分别为：

图3 全封闭条件下晴天棚内外地温相关关系

图4 全封闭条件下阴天棚内外地温相关关系

图5 正常揭棚条件下晴天棚内外气温相关关系

图6 正常揭棚条件下阴天棚内外气温相关关系

（4）、（5）式中X为棚外气温，Y为棚内气温估计值，单位℃。从方程式（4）和（5）以及图5、图6可以看出，双大棚四膜覆盖在正常揭膜通风的条件下，晴天外界气温每增加或减少1 ℃，棚内气温就会随之增减1.14 ℃，而阴天外界气温每增加或减少1 ℃，棚内气温随之增减1.05 ℃。说明在正常揭膜通风条件下，外界气温每增加1 ℃，晴天比阴天大棚内的气温增加近0.1 ℃。从方程（4）可以得出，当外界气温达23 ℃时，棚内气温仍然超过35 ℃，当外界气温下降至18 ℃时，棚内气温已下降至29.3 ℃。因此，在正常揭膜通风条件下，当上午外界气温上升至18 ℃以上时，要加大通风窗口，加快大棚内外空气交换速度，降低棚内温度，促进正常生长。当下午外界气温降至18 ℃时，要由内向外逐步关闭通风窗口，保持棚内温度，确保适温生长。

2.4 正常揭膜通风条件下棚内地温与外界地温的相关回归分析

根据对3月5日－3月31日期间22个晴天、528对样本数据和5个阴天、120对样本数据的统计分析，结果表明在正常揭膜通风条件下，晴天棚内10 cm深地温与外界10 cm深地温之间呈极显著的相关关系，其相关系数r晴＝0.701 1＞r0.01（526）＝0.254 0，而阴天大棚内外10 cm深地温之间无显著的相关关系，其相关系数r阴＝0.220 0＜r0.01（118）＝0.254 0。这可能与外界地温受阴雨天气等其他因素的影响较多有关。再从晴天正常揭膜通风条件下双大棚四膜覆盖棚内10 cm深地温与外界10 cm深地温的线性相关分析看：F＝508.39＞F0.01（1，526）＝6.63，达极显著水平，其关系方程式（6）Y地＝0.48X地+18.62，其中X为外界10 cm深地温，Y为棚内10 cm深地温估计值，单位℃。由方程式（6）和图7可以看出，晴天棚外地温每增加或减少1 ℃，棚内地温平均增加或减少0.48 ℃，且此期间外界10 cm地温最低为5 ℃时，棚内地温也保持在20 ℃以上，完全可以满足作物根系生长需要。图8为正常揭膜通风条件下阴天棚内外地温情况。

3 小结

3.1 双大棚四膜覆盖栽培不管是在前期全封闭还是在正常揭膜通风管理的条件下，晴天和阴天棚内气温与外界气温之间都存在着极显著的相关关系，且呈显著的直线回归关系。

3.2 在江苏沿海地区采用双大棚四膜覆盖栽培，只要加强调温管理，在出现极端低温的情况下，及时采取增加覆盖保温措施，大棚蔬菜可以安全越冬。

3.3 双大棚四膜覆盖无论是在前期全封闭，还是在正常揭膜通风的情况下，晴天上午外界气温超过18 ℃时，要逐步开启内外大棚通风窗口，揭除小棚膜，增加光照，调节温度。晴天下午外界气温低于18 ℃时，要逐步关闭小棚膜和内外大棚通风窗口，以保温防冻，促进生长。

3.4 双大棚四膜覆盖，阴雨天气要尽可能关闭大棚膜，保持棚内温度，防止冻害伤苗。

图7 正常揭棚条件下晴天棚内外地温相关关系

图8 正常揭棚条件下阴天内外地温相关关系