滨海地区蔬菜大棚小气候效应及趋利减灾栽培模式

王 雄，蒯 军，刘 华，王海元

（1.滨海县气象局，江苏滨海 224500；2.滨海县农业局，江苏滨海 224500）

蔬菜大棚属于典型的框架覆膜结构，保温性能非常好，蔬菜大棚的出现让人们可以在任何季节种植出想要的蔬菜，一般情况下，我国蔬菜大棚结构主要采用钢结构与竹结构，在其中覆盖保温塑料膜，形成密闭空间，外膜可以阻止内部CO2流失，保证棚内温度处于一个稳定的状态。滨海地区地处北纬33°48′～34°23′，东经119°37′～120°20′，属暖温带和亚热带过渡区，近年来大棚蔬菜种植面积不断扩大，到2015年末滨海县大棚蔬菜种植面积1.51万hm2，在滨海地区种植大棚蔬菜，可以有效促进农业经济的发展，这一地区的气候为大棚蔬菜的种植提供了良好的条件，可以发挥气候优势，借助塑料大棚效应，提升蔬菜产量，还可以推行集约化生产模式，实现农业的增产增收，成为促进本地区农业发展的一个重要途径。

1 滨海地区蔬菜大棚小气候效应

1.1 增温效应

蔬菜与温度条件之间的关系十分密切，如果温度较高，那么蔬菜的光合作用就会受到影响，出现叶片变黄、老化等问题，还会造成果实畸形与落果，甚至会改变遗传性状；如果温度偏低，则会减弱植物的光合作用，导致呼吸速率变慢，不利于植物营养物质转化。从一般情况来看，大棚温度与外界有显著差别。春秋季节蔬菜大棚可使棚内月平均气温提高3～8℃，一般的可提高5～6℃。从而，滨海地区2月份在塑料大棚内可获得3月份露地的温度条件，12月份在塑料大棚内可以获得11月份露地的温度条件，等于缩短了冬季，而延长了蔬菜生产和上市的时间。大棚内的空气温度总是高于外界，白昼更为明显。大棚温差与天气有着显著的关系，在阴天和晴天，温差是显著不同的，在晴天，温度可以提高3.5℃，阴雨天气则大约有1.0℃的差别，在部分情况下，温度可能比室外高20℃以上。如果是在自然通风情况下，室内温度大约会降低10℃作用，大棚温度，尤其是最低温度，与保热性能有密切联系，由于夜间没有辐射，没有能量来源，此时，大棚内的加热与保温设施会影响大棚温度。提高棚室内最低气温的措施有加盖草帘、临时加火、加设小弓棚和双层膜覆盖等。一般情况下，由于实行蔬菜大棚栽培，一般每月可增加活动积温150～180℃，延长了蔬菜种植期，实现蔬菜作物的高效生产。

1.2 高湿效应

蔬菜的种类不同，对空气湿度要求也存在差异，一般情况下，大棚相对湿度要高于陆地，可以达到70%～90%。如果大棚相对湿度不高，那么蔬菜会出现生长不良的情况；如果大棚中温度过高和湿度较大，那么病菌的活动能力就会增强。在蔬菜蒸腾与地面蒸发因素的影响下，大棚内部的湿度会偏高，白天与夜间的温差较大。考虑到这一因素，在具体的生产过程中，需要根据蔬菜生长要求进行调节，对于春季湿度较低的环境，可以采用喷水的方式提高空气湿度，还可以借助地膜覆盖法进行处理；对于冬季湿度偏高的情况，在中午进行通风。

1.3 弱光效应

蔬菜大棚中的光照强度与蔬菜的生产有着密切的关系，如果光照强度充足，那么叶片的光合作用也会相对较强，营养物质可以在短时间内积累，继而提高蔬菜的产量。影响大棚光照强度的因素是多种多样的，如大棚位置、大棚棚面角度、塑膜透光率、覆盖时间、人为活动及天气条件等。薄膜透光度主要由化学成分、室内水滴、厚度等因素组成，无色薄膜透明能力更高。

1.4 低CO2浓度效应

如果外界温度偏低，高密度栽培蔬菜的密封效应好，那么会影响空气的对流效果，无法及时补充CO2，数据显示，在上午9点后，大棚内CO2浓度只有80ppm，如果要实现植物的快速生长，CO2浓度应控制在800～1 500ppm，这两个数据的差别非常大。如果大棚内长期缺乏CO2，就会影响蔬菜的产量，导致蔬菜出现体质弱、易得病或品质差的情况。CO2是影响蔬菜产量的关键因子，如黄瓜和叶菜类等蔬菜被影响情况尤为明显。大棚中CO2浓度早、晚高，中午较低，生产中可根据具体情况在午前补充浓度。

2 大棚小气候条件方式分析

2.1 采用双层棚膜

双层棚膜就是在传统覆盖方式的基础上增加塑料薄膜，薄膜需要有良好的强度、抗紫外线能力、无滴能力等，一般最为常见的就是聚乙烯薄膜，内层膜厚度控制在0.1mm，该类型的薄膜轻薄、透光度好。在大棚的外层，则使用厚度较高的薄膜，可以说，整个大棚的抗风雨能力、强度与薄膜有着密切的联系。如果将两层薄膜重叠起来，可以提高大棚的散热效果，延缓温度的变化情况，保证保稳定性能，这对于大棚气温的影响是十分显著的。

图1 不同覆盖处的气温变化图

图1表明，双层膜覆盖大棚冬季晴天可比普通大棚提高温度3～6℃，普通大棚内气温高于外界气温10～20℃，而当外界气温为11℃时，双膜棚内气温可达到24～27℃。因此，冬季可采用双层膜覆盖以进一步增温。

2.2 草毡覆盖法

与塑料薄膜不同，草毡覆盖法的成本低廉，尤其适合应用在冬季与春季，在这两个季节，大棚中容易出现冻害问题，采用该种覆盖方式可以有效避免冻害问题的产生。研究显示，使用1.5m高草毡，可以将棚内温度提高1～2℃，如果增加草毡，则可以将温度提高到3～5℃。

2.3 揭膜通风法

揭膜通风也是一种理想的气温调节方式，会直接影响大棚内部CO2与温度的变化，这一般需要借助热压与风压来实现，室内温度、室外温度、风口高差、风口阻力、通风口面积等都会影响热压通风量。在一般情况下，大棚内的温度会高于室外温度，空气运动则表现出室外下降、室内上升的情况，对于设置了联合通风系统的大棚，空气会向外排出，有些大棚只设置了侧墙通风窗与屋面通风窗，那么空气交换都需要在一个通风口中进行。如果大棚面积较大，那么后者的通风效果会好于前者，如果设置的通风口较多，如果为微风，那么外部冷空气会直接进入到大棚内部，在热压因素的影响下，通风量会出现变化。

2.4 人工喷淋技术

人工喷淋技术充分利用了水蒸发潜热优势，吸收空气热量，降低大棚内的温度，如果采用地下水或者深井冷水作为水源，那么会取得更好的降温效果。喷淋与喷雾的概念是非常相似的，都是采用喷头进行喷水，但是喷雾喷头压力偏高，可以让水滴形成水雾。

图2 喷淋后的温度变化图

喷淋对气温的影响：使用喷淋降温系统能有效地降低大棚内的温度（如图2所示）。

图2表明设置微喷降温系统与不设置微喷降温系统相比情况：喷淋后，由于水的汽化潜热很大（约2 247k J/kg），吸收了大量热量，喷淋区内气温大幅降低（最多降低9.0℃）。在只有自然通风的情况下，1h内相对湿度气温变化不大；而在喷淋系统运行10m in后，便可将喷淋区的温度下降4.5℃，喷淋20min内温度下降迅速，喷淋30min后温度基本保持稳定。

喷淋对相对湿度的影响：喷淋降温系统运行后，由于喷头直接向外喷水，大量的水汽被带入棚室，使棚室内的相对湿度增大（如图3所示）。

图3 喷淋后的相对湿度变化图

由图3可见，棚室内喷淋时相对湿度比不喷淋的可高出34%。在只有自然通风情况下，1h内相对湿度变幅不大，而喷淋系统运行10min后，喷淋区的相对湿度便上升17%，喷淋20min内变化迅速，喷淋30min后基本稳定在75%～80%，适宜作物的生长。而没有喷淋的时候，大棚内的相对湿度在40%～45%，不利于作物生长。说明喷淋对于棚室具有明显的增湿作用。

2.5 冬至管理

2.5.1 棚室外挖防寒沟，种植畦内应用秸秆反应堆

在大棚外挖1个宽40cm、深50cm的防寒沟，内填烂草，上盖薄膜。用来阻隔室内热量向外传导或阻隔外部土壤低温向室内传导，以减少温室的热量损失，提高温室保温效果。秸秆生物反应堆可提高地温3～5℃，气温2～3℃。

2.5.2 保温莫忘通风

外界气温虽较低，但光照条件较好，因此揭开草苫子后，棚内温度上升较快。为让CO2早进棚，促进光合作用的进行，应在揭开草苫子后1h及时通风。即使遇到连阴天，揭开草苫子后，在不降温的前提下，也要通风换气。

2.5.3 适度控水

降温后，很多菜农怕浇水后出现伤根现象或浇水后棚内湿度大增导致发病，所以不敢贸然浇水。而处于结果期的蔬菜对肥水的需求量较多。建议，菜农应选择晴好天气及时给蔬菜补足水分，可选择膜下暗灌或小水勤浇等方式。否则，膨果期蔬菜供水不足，容易致使这茬花或果畸形几率大增。为降低棚内湿度，菜农可采取浇水当天或第二天提高棚温至35℃再放风的办法。

2.5.4 及时且适量冲肥

低温期，作物生长慢，需求营养少。化学肥料易导致伤根、黄叶等问题，因此冲肥以有机肥或生物菌肥为主，它们使用后不仅可以满足蔬菜对营养的需求，而且还可提高地温，促进生根，扩大根系吸收养分的范围，不容易出现肥害。但是，冲肥应适量，一般一次追施有机肥或生物菌肥20～40kg/667m2。

2.5.5 叶面施肥

在低温时期，根系活动性弱时，叶面施肥不失为补充植株营养的一个办法。当前常用的叶面肥有全营养型的，如绿芬威系列叶面肥、多元力等。当蔬菜叶面出现不同状况时可喷洒相应的叶面肥，落花重、瓜畸形、芹菜裂秆、西红柿绿背可以喷硼肥如速乐硼、硼砂等；如心叶变黄时可喷用含锌含铁的叶面肥等。

2.5.6 喷施植物生长调节剂

生长调节剂如助壮素、爱多收、芸薹素内酯等，可调节作物的生长状况，增强植株的抗病、抗逆能力。生长偏弱的植株可以喷洒芸薹素内酯1 500倍液或爱多收6 000倍液。生长偏旺的植株可以喷洒25%助壮素750～1 500倍液。

3 大棚蔬菜高效趋利减灾种植的机理与模式

3.1 高效趋利减灾栽培的机理

在滨海地区的冬季和春季，冷凉气候会影响蔬菜的正常生长，但是对于大棚蔬菜的影响并不大，要保证蔬菜可以在冬季正常生长，必须要实施高效栽培战略，利用大棚可以显著提高内部的气温与地温，保证蔬菜顺利发育，提高蔬菜产量。此外，采用棚室栽培法，还可以起到保墒效应，满足蔬菜在生长发育过程中需要的水分。如果采用合理的措施，可以避免水分蒸发，提高利用率，减少病虫害率，增产增收。

3.2 推行大棚蔬菜栽培技术

为了充分利用气候资源的优势，保证蔬菜的增产增收，应该根据区域环境特点，推行“无公害”、“春提早、秋延后”的栽培模式，一般建议采取几个措施：首先，坚持两推广模式；其次，实行轮作制，防止连作，以减轻病虫害发生；再次，行间套种，增加复种指数；最后，坚持密植与立体种植，及时解决病虫害问题，根据蔬菜病虫害特点来选择药物，保证蔬菜质量可以达标。

3.3 防灾减灾种植的养地措施

3.3.1 推行轮作换茬制度

采用该种制度可以充分发挥出大棚土壤的营养作用，为此，可以将需磷多的蔬果类、需氮较多的蔬菜类与需钾较多的茎菜类轮作，合理应用土壤中的各类营养成分。还可以将根浅的葱蒜、黄瓜、白菜与根深的茄子、瓜果进行轮作，利用好养分。如果连续多年都是种植同一种类型的蔬菜，反而会加剧病虫害的污染，如黄瓜白粉病、枯萎病等，对于后续的蔬菜种植是十分不利的，如果改种植其他类型的蔬果，可以改变病虫的生活环境，实现养地目的。

3.3.2 休闲期空出地来歇茬

每年的七至八月份，是滨海一年中温度最高的时候，有些菜农为了多收入那三五百元，一味地种植，结果常导致土壤过度疲劳，产出的蔬菜产量低，品质差。这岂不是捡了芝麻漏了西瓜，得不偿失。夏季高温期很难种出好菜，建议在蔬菜效益低的情况下拔园歇棚进行养地。

3.3.3 高温闷棚

要一年一闷棚，并做到干闷与湿闷相结合。闷棚可结合溴甲烷熏蒸进行，经过溴甲烷熏蒸后的土壤如同焕发了青春，大棚墙壁、立柱以及土壤中的病虫草害一扫而光，几乎成了新棚。但是在这种土地上种植的蔬菜容易旺长，建议少施或不施氮肥。

3.3.4 补充有益菌肥

众所周知，蔬菜重茬连作常使病原物逐步积累，土壤中也会因本科属作物遗留毒害物质，而使下茬蔬菜生长发育受阻，抗病能力下降，所以换茬种植对防土传病害，如烂根、死棵等多种病害是很重要的。如果换茬不成，则应在移栽前及早施用有益生物菌制剂。如激抗菌、龙珠生物菌肥等。以有益菌的繁衍防治好土传病害，起到改土养地的作用。减少化肥施用，增施腐熟好的有机肥和生物肥，变大水漫灌为浇小水等都是养地的好办法。

蔬菜大棚内较之露地具有明显的弱光、增温、高湿和低CO2等效应，蔬菜大棚内环境小气候调控的常用措施有双层膜覆盖、草毡覆盖、揭膜通风、人工喷淋等。滨海地区大棚蔬菜高效栽培的主要机理，是因塑料薄膜覆盖可提高温度，促进蔬菜生长发育，并使收获期延长、产量增加和水分利用率提高。同时也可提高蔬菜品质，进而还可利用反季节蔬菜的价格优势，实现高产、优质和高效。

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