光照調(diào)節(jié)空間下的蔬菜栽培論文

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1優(yōu)化設(shè)施結(jié)構(gòu)，提高采光數(shù)量

目前的設(shè)施種類主要是溫室、大棚和連棟棚三種。其中，溫室的采光量主要由方位、采光面和屋面角決定，合理配制能最大限度增加采光量。

1.1方位北緯32°～43°地區(qū)，是我國溫室建造的適宜區(qū)域。在適宜區(qū)內(nèi)應(yīng)選擇背風(fēng)向陽，周圍150m內(nèi)無樹木、高大建筑物和污染性工廠的地方。正確選擇方位，不但可以充分利用自然光源，而且又能防止被動(dòng)遮陰、塵污造成的光源危機(jī)。

1.2采光面指溫室向光的面積。溫室內(nèi)的光線是通過前屋面進(jìn)入室內(nèi)的，室內(nèi)采光量多少，與溫室的采光面大小呈正比。因此，適當(dāng)增加跨度、高度和長度，就可增加采光面，提高室內(nèi)的采光量。如駐馬店市驛城區(qū)相林鄉(xiāng)鄧瓦房村80座改良式日光溫室，跨度10m，長度60m，脊高3.5m（半地式），采光面積600m2，較標(biāo)準(zhǔn)溫室采光面積擴(kuò)大44%。升級(jí)后的溫室，光照充足，升溫迅速，保溫性好。

1.3屋面角度據(jù)孫志強(qiáng)研究，屋面角a=90°-h（太陽高度角），當(dāng)太陽直射光與溫室前屋面呈90°角時(shí)，陽光入射率最大，即“○”值效應(yīng)。但由于受直射光“日變”和“季變”的制約，人為無法改變，因此，a就成為調(diào)節(jié)采光量的唯一途徑。根據(jù)這一原理，鄭州地區(qū)a正常值為18°（50°～30°51′）時(shí)就可較好的完成采光。但是，光線日變幅大，為了有效地采集到上午10時(shí)至下午15時(shí)的陽光，必須將a的正常值調(diào)高6°～8°（25°），才能保證一天中陽光的最大入射量。

1.4構(gòu)件構(gòu)件是建造棚室不可缺少的材料。入射光利用率的高低，受拱桿、拉簧和立柱等構(gòu)件的影響。以復(fù)合材質(zhì)拱桿為例，遮光面積占總面積的25％～30%，對(duì)透射光的浪費(fèi)很大。解決途徑有兩種，一是將構(gòu)件的粗度變細(xì)、數(shù)量減少；二是通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)改變結(jié)構(gòu)。如2002年，駐馬店市驛城區(qū)五里河村的新型大棚，采用鋼絲懸索無支柱鋼架裝置設(shè)計(jì)，跨度12m，長度80～120m，凈面積960～1400m2，鋼管代替了復(fù)合拱桿，懸絲取代了立柱承重，遮光面僅占10%，既節(jié)約了材料、降低了成本，又提高了入射光的利用率。

2正確選用農(nóng)膜，改善光照質(zhì)量

農(nóng)膜是陽光的第一受體，膜的質(zhì)量直接影響室內(nèi)的光強(qiáng)和光質(zhì)。所以，必須選用高質(zhì)量的農(nóng)膜，目前，市場上熱銷的有PE、PVC和EVA三類20多個(gè)品種的農(nóng)膜。其中：大九牌EVA高透光率高保溫長壽無滴膜的透光率較PVC膜高20%以上，可首選；紅、黃、藍(lán)、綠、白、紫等彩色膜具有對(duì)不同光波選擇吸收的功能，能滿足分品種對(duì)不同光質(zhì)的需求。舒英杰的研究表明，600～700mm波段的紅波光部分和400～500mm的藍(lán)光波段對(duì)黃瓜光合作用效果最好，應(yīng)選紅色或藍(lán)色膜；番茄吸收400～500mm的藍(lán)光波段光合效率最佳，選用藍(lán)色膜；PMMA板能透過紫外線且能阻擋波長3000mm以上的遠(yuǎn)紅外線，在增強(qiáng)光照的同時(shí)，增溫保溫性最佳，優(yōu)于PC板材，適合連棟棚和冬春季溫室選用。

3安裝補(bǔ)光設(shè)備，優(yōu)化光照光質(zhì)

設(shè)施蔬菜栽培中，由于季節(jié)性原因，冬春季節(jié)光照弱、強(qiáng)度低、時(shí)間短、光質(zhì)差，且易遭遇陰雨、雪霾、大霧等災(zāi)害性天氣而造成光源短缺現(xiàn)象，尤其在非正常年份更為突出。在設(shè)施內(nèi)安裝燈光設(shè)備，在光照不足時(shí)開啟光源，既能滿足植物對(duì)光照的需求，又能改善光照質(zhì)量。據(jù)蒲高斌的研究，紅、黃、藍(lán)、綠、白光燈具的不同光質(zhì)波段分別是：600～700mm、500～700mm、380～700mm、380～510mm和360～800mm。目前，適合設(shè)施蔬菜栽培常用的燈具主要有納燈、鹵光化金屬燈、熒光燈和白熾燈。其中上海復(fù)旦大學(xué)光電物理所開發(fā)的紅、黃、藍(lán)、綠、白色鈉燈，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。人工光源較自然光源更具有可調(diào)控性、靈活性和實(shí)效性。

4調(diào)控光照，防止“午休”

自然條件下植物有光合“午休“現(xiàn)象。宋世威認(rèn)為，蔬菜單個(gè)葉片光合速率的日變化，受外界環(huán)境條件的影響，正常情況下呈雙峰曲線，有明顯的“午休”現(xiàn)象。李家文認(rèn)為，“午休”現(xiàn)象主要原因是光照強(qiáng)、溫度高所致，“午休”常發(fā)生在夏季的12～15時(shí)，此時(shí)植物的光合作用停滯，光反應(yīng)遲鈍，這種被動(dòng)拒光現(xiàn)象對(duì)光照資源造成浪費(fèi)。生產(chǎn)實(shí)踐中通過光、溫調(diào)控可防止“午休”現(xiàn)象，一是運(yùn)用65%銀色遮陽網(wǎng)覆蓋，可使透射光減少50%左右，溫度降低4℃以上；二是春季4月上旬在棚室外拱桿旁種植絲瓜或苦瓜等蔓生蔬菜，夏季在坡面上形成遮陽層，其遮陽率可達(dá)40%，溫度降低3℃～4℃。

5選用耐弱光品種，提高光能利用率

秋冬和冬春溫室栽培蔬菜，應(yīng)選用耐低溫、弱光品種。天津科潤公司黃瓜所選育的津優(yōu)30，在冬春季栽培中，室內(nèi)溫度6℃可正常生長發(fā)育，短時(shí)3℃不會(huì)造成植株死亡，在連續(xù)陰雨10d，平均光強(qiáng)不足8000lx時(shí)仍能正常收獲果實(shí)，在春節(jié)前后也能獲得較高產(chǎn)量。我國的氣候特點(diǎn)是：四季分明，秋冬季弱光，低溫時(shí)間長，光強(qiáng)在40000lx，低溫耐力在12℃以上的品種不能適應(yīng)設(shè)施栽培。因此，應(yīng)根據(jù)種植作物種類，正確選用對(duì)路品種，充分利用弱光資源。

6調(diào)整姿態(tài)布局，擴(kuò)大受光面積

6.1布局植物是光照的第二受體，在室內(nèi)布局上，根據(jù)不同作物的光照習(xí)性、株高、株形等，把喜光的蔬菜安排在強(qiáng)光區(qū)，耐陰的安排在弱光區(qū)；溫室畦向以南北向?yàn)楹茫笈飽|西向最佳；矮稈蔬菜安排在棚室的邊角部位，高稈的種在中、后部；在采用立體或間套種栽培方式時(shí)，將葉片上沖、疏葉、高稈、喜光蔬菜作主栽品種，適當(dāng)密植，而葉片平展、分枝、矮稈、耐陰品種為輔助品種，宜稀植。通過合理分布，提高光能利用率。

6.2姿態(tài)

6.2.1去除下部老葉不同部位、葉齡的葉片Pn存在差異，中部葉＞下部葉＞上部葉。下部葉片葉齡較長，生理功能逐漸衰退，Pn降低，生化過程中產(chǎn)生的抑制物質(zhì)較多，對(duì)花芽分化不利；宋世威認(rèn)為，單葉高光合壽命期約為4周，35日齡后迅速下降，故瓜類蔬菜應(yīng)去除下部35日齡的葉片為好。

6.2.2調(diào)整近果節(jié)位葉片的角度根據(jù)就近運(yùn)輸原理，著生果實(shí)部位的葉片，85%的光合產(chǎn)物運(yùn)送果實(shí)，是其他葉片的4～6倍。原因是，葉腋有無果實(shí)，是影響植株光合的內(nèi)在因素，葉腋有果實(shí)時(shí)，葉片的Pn遠(yuǎn)大于無果實(shí)葉片，果實(shí)的存在刺激了葉片的光合作用，這種生化現(xiàn)象符合植物“庫、源、流”相互作用的機(jī)理。因此，生產(chǎn)中要保護(hù)近果節(jié)葉片不受損傷、損害；在果實(shí)坐穩(wěn)后將該葉片人工置于陽光下呈水平狀態(tài)，使其充分受光，并除去附近的老葉和病殘葉。

6.2.3改垂直吊蔓為傾斜吊蔓植物的光合強(qiáng)度與植株的受光面積成正比，在栽培中發(fā)現(xiàn)，平植＜垂蔓＜斜蔓，傾斜吊蔓受光面積和光強(qiáng)最大。但在生產(chǎn)中吊蔓栽培較普遍，應(yīng)改垂吊為斜吊。方法是：蔓生蔬菜在定植30～50d，主莖6～10片葉，蔓長50cm以上時(shí)，將植株莖蔓以45°角傾斜固定在吊繩上，傾斜度與棚室坡面平行，透射光與植株（葉）的傾斜度呈垂直分布，符合“○”效應(yīng)。

7維護(hù)農(nóng)膜，強(qiáng)化透光

7.1清潔膜面因受自身理化性質(zhì)的作用，除易沾染塵土、油漬外，風(fēng)塵、沙塵暴、霧霾、塵霧性工廠和工程施工等，均可在膜面形成污物反射層，將太陽直射光反射回空間，使室內(nèi)光照不足。清潔方法：對(duì)風(fēng)塵、霧霾等污染，在受害后及時(shí)清擦和沖洗；對(duì)因施工或工業(yè)塵埃污染，要定期清洗,一般每隔7～10d清洗一次；對(duì)油漬污物可用毛刷蘸汽油或松香水清除。

7.2無滴劑處理農(nóng)膜的無滴性受生產(chǎn)工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的限制，有效期僅6個(gè)月，農(nóng)膜的壽命長達(dá)24個(gè)月。延長無滴期的方法是在膜內(nèi)層噴無滴劑，可選用大九牌防水滴劑，每0.5kg對(duì)水80kg，噴灑200～500m2，可使農(nóng)膜無滴而壽命延長6個(gè)月。普通膜用此法處理，也可達(dá)到無滴效果，節(jié)省成本，提高透光率。

8選用新型材料，改善光照環(huán)境

植物在強(qiáng)光、弱光和散射光環(huán)境條件下，光合作用均可進(jìn)行，但Pn存在差異。通過運(yùn)用保溫被、遮陽網(wǎng)、反光幕和泡沫板等新型材料，創(chuàng)造反射光源，改善局部的弱光或暗光環(huán)境。

8.1保溫被選銀底色遠(yuǎn)紅外保溫被覆蓋溫室，可調(diào)控室內(nèi)光照環(huán)境。一是當(dāng)遭遇長期強(qiáng)降溫天氣，銀色底面可反射室內(nèi)補(bǔ)光設(shè)備的光線，使環(huán)境光線增強(qiáng)，分布更均勻；二是采取早揭晚蓋的方法，實(shí)現(xiàn)一日內(nèi)光照時(shí)間的最長化。具體標(biāo)準(zhǔn)是：早晨揭被后室溫不變，1h后室溫回升1℃以上；傍晚蓋被后室溫速升3℃～5℃，1h后室溫處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

8.2反光幕、泡沫板、銀色地膜在溫室的后、左、右“三墻”上懸掛反光幕或安裝5～10cm厚的白色泡沫板，定植前后覆蓋銀色地膜，均可反射太陽直射光線，為室內(nèi)中、后部和作物的中下部位，提供投射光源。改善弱光或暗光狀況。

9討論

通過對(duì)設(shè)施蔬菜栽培中光照調(diào)節(jié)技術(shù)方法的研究，提出并制定了八項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)、實(shí)用、有效。但在生產(chǎn)實(shí)際中，多種因素不可能同時(shí)發(fā)生，可拆裝并用，靈活掌握；研究數(shù)據(jù)采集來源于黃淮地區(qū)，因此，適用于華北平原南部至淮北平原地區(qū)；植物的光合作用研究，作為前沿學(xué)科在其機(jī)理研究上空白很多，但在眾多制約因素中，初步查明與光強(qiáng)、光質(zhì)、光照時(shí)間、CO2濃度、水分、礦質(zhì)營養(yǎng)等影響較大。但對(duì)后3種因素探討較少，為今后留下了研究空間和方向。

作者：王芳趙衛(wèi)琴王子君劉賀梅郭蘭胡婷婷髙彥單位：河南省駐馬店市種子管理站