日光温室的小气候效应

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日光温室的小气候效应

2016-11-10 作者: xuzhiping 浏览: 3151 次

摘要: 日光温室(以下简称温室)作为其中的一种保护设施,已经得到了广泛的应用。 1.影响温室小气候的因子 温室的净辐射和热量平衡是温室小气候形成的物理基础。而影响温室内的辐射状况的主要因素是室外的太阳辐射以及温室的透光率。温室的透光率取决于温室的结构(包括型式、构架材...

日光温室(以下简称温室)作为其中的一种保护设施,已经得到了广泛的应用。

1.影响温室小气候的因子

温室的净辐射和热量平衡是温室小气候形成的物理基础。而影响温室内的辐射状况的主要因素是室外的太阳辐射以及温室的透光率。温室的透光率取决于温室的结构(包括型式、构架材料、方位及屋顶角度等)、覆盖材料的种类、厚度及干洁程度。目前我国北方各地推广的日光温室(以下简称温室)多是由一面坡式温室改进而成。这种温室以太阳能为热源,依靠透明覆盖物、加厚或中空的墙体、防寒沟及草苫等形成一封闭空间,进行御寒保温,是一种节能型温室,是寒冷地区冬、春蔬菜生产的主要方式。

温室的屋顶角度对玻璃吸收率的影响很小,但对反射率的影响很大,反射辐射的大小取决于太阳光的入射角。当入射角从零度开始变大时,反射率缓慢增大,人射角在0°~40°范围时,反射率约为7%~8%;当入射角增至40°以上时,玻璃的反射率迅速增大,在温室的设计中,要注意屋顶倾角的选择,只要在温室的使用期间,太阳光线的入射角在冬至日前后小于45°就可以将反射率控制在10%以下,室内光照不会明显减弱。

温室的建造方位也影响透光率,如在冬、春季,东西延长温室的透光率比南北延长的温室透光率平均提高10%。而且,由于各种因素影响,使温室内的光照强度分布很不均匀。东西延长的温室,其南侧为强光区,北侧为弱光区;在东西方向上,由于两侧山墙的影响,在上、下午分别有一阴影区;在垂直方向上,温室南侧光照度自上向下递减。据测定,当温室顶部光照为外界自然光照度的80%时,0.5~1m高度处减为60%,距地20cm减为55%,北侧弱光区光照度则上、下层弱,中间强。

尘染和水滴也能显著降低玻璃和塑料薄膜的透光率,水滴对5~7的长波辐射有强烈的吸收,但对地面辐射中具有最大能量的10波长附近的长波辐射有很好的透过率,因此水滴的存在阻挡了太阳辐射的进入,又很少阻挡长波辐射的逸出,保热性很差。消除水滴和清除尘染对提高温室的透光率有重要作用。

2.温室小气候的特征

(1)温室中的温度温室内的温度随外界气温的变化有着明显的日变化。不加温的密闭温室,白天室内外温差随太阳辐照度的增大而增大,室内最高气温一般比室外高,最大可增高20°C;夜间室内最低气温一般比室外高1〜4°C。晴天时内外温差比阴天时大。

要提高温室的保热能力,必须提髙温室的净辐射。玻璃和塑料薄膜对短波辐射有着较高的透射率,而对长波辐射的透射率却较小,这是温室能保温的原因之一。温室能够保温的主要原因则是“密闭效应”。密闭温室,虽然室内的净辐射比室外小,但净辐射几乎全部用来增加土温,使室内土温较室外高:少量用于土壤水分蒸发,以潜热方式保留在温室中,并在凝结的过程中重新释放出来。室内地面输送给空气的热量因不能通过乱流交换向外发散,引起室内气温显著上升。可见“密闭效应”增温的原理在于改变了室内地面热量平衡状况。

(2)温室中的湿度温室中的水汽主要来自土壤的蒸发和植物蒸腾。室内的空气湿度取决于室内的蒸散量的换气率。温室内的绝对湿度与土温有密切关系,土温升高,蒸发加大,空气绝对湿度上升。通常温室内土温较高,水分又较充足,闭密温室内的绝对湿度比室外高。室内的相对湿度有明显的日变化,夜间往往高达100%。持续高湿抑制植株蒸腾并使水汽凝结导致病害发生。通风换气可以降低室内空气湿度。当室内过分干燥时可采用喷雾、灌溉等措施来提高空气湿度。

(3)温室中的C02温室内的C02主要来源于土壤有机质分解、作物的有氧呼吸和光合作用的消耗中。对大田作物生长,C02不构成限制因素。但在温室中C02的交换受到限制,C02的补充就十分重要。温室内C02浓度有明显的日变化,日落后C02浓度逐渐升高,整个夜间是C02的积累过程。清晨时室内C02浓度达到高峰,约为500~1000fxL/L,比裸地高1~2倍。日出后随着作物的光合作用增强,C02浓度迅速降低,这时应及时采取通风措施,补充室内C02以满足植株的需要。在有条件的地方可以采取C02施肥。

3.温室小气候的调节

(1)温室内光照的调节温室内对光照一是要求光照充足,二是要求光照分布均匀。所以,在建造温室时要从温室的方位、屋面角、框架的遮阴情况、覆盖材料等方面,择优选取。高纬度地区的冬季或冬季多阴天地区,温室需要补光加以调节,如使用“生物效应灯”配以白炽灯,效果很好。夏季光照过强,可用遮阴的方法进行调节,如屋顶表面涂白或改用窗纱遮光帘等,可遮光20%~40%,室内温度下降2~4°C。为使温室内的光照度分布均匀,可以在中柱或后墙悬挂反光幕,能将投射于北墙光照反射到温室的北部和中部,改善温室的光照条件。

(2)温室内温、湿度的调节为了提高温室内温度,可以用加温设备进行加温,但在目前我国能源需求紧张的条件下,还不能大面积推广。一般仍采用充分利用阳光和一些农业措施,达到提高温度的目的。可在温室内侧设防寒裙,温室四周设置防寒沟,沟中保温物以树叶最好据观测:5cm土温可提高2~4°C;还可以在室外加盖草帘或室内加设小拱棚,据观测,加盖草帘可提高气温3~5°C。在寒潮入侵时,要临时人工加温。温室内春、秋季节,湿度过高,要及时通风降温除湿,暖湿空气多集中于温室上部,一般开上风口除湿效果好。

总之,要充分利用一些农业技术措施,发挥温室的小气候资源优势,调节温室内的光照、温湿度状况,克服不利的小气候条件,搞好生产,增加经济效益和社会效益。

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