北方園藝（）： ·設施園藝·第一作者簡介：何娜（），女，碩士研究生，研究方向為蔬菜栽培生理與生態(tài)。：責任作者：高艷明（），女，碩士，教授，現(xiàn)主要從事蔬菜栽培生理生態(tài)等研究工作。： 基金項目：國家公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項重大資助項目（）。收稿日期：不同日光溫室后墻結構對冬季環(huán)境保溫性能的影響何娜，王穎，魏鑫，高 艷 明，王 翰 霖，王娟（寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 銀川市農業(yè)技術推廣服務中心，寧夏 銀川）摘要：后墻結構對于溫室保溫性能起著至關重要的作用，該試驗通過對比種不同新型溫室后墻結構對后墻熱通量、溫室內空氣溫度、濕度、土壤處溫度、光照強度及濃度的影響，得出在冬季綜合環(huán)境性能最優(yōu)的溫室后墻結構，為當?shù)販厥医ㄔ焯峁嵺`基礎。結果表明：號溫室后墻結構具有較強的吸放熱能力，累積蓄放熱分別為 、 ·；空氣溫度大小呈號號號溫室的趨勢，號溫室月均值為，較號溫室高；空氣濕度號溫室較高，均值達，較號溫室高，與號溫室差異不大；土壤溫度個溫室差異不大；濃度呈號號號溫室的趨勢，號溫室濃度月均值為 ·，較號溫室高，較號溫室高。號溫室光照強度月均值為 ，較號溫室提高，較號溫室提高。綜合分析可知，號溫室后墻結構可保障冬季溫室內較高的空氣溫度、土壤溫度及較適宜的空氣濕度，同時，還具有較大的光照強度和適宜的濃度。因此，冬季號溫室較其余個溫室更具生產優(yōu)勢。關鍵詞：后墻結構；冬季保溫；環(huán)境測試中圖分類號： 文獻標識碼： 文章編號：（）在北方冬季，日光溫室栽培是農業(yè)越冬生產的主要方式。日光溫室具有運行成本較低、耗能較少等諸多優(yōu)點，且其相對密閉的結構和白天可充分吸收太陽輻射的溫室后墻，也為冬季溫室內保障適宜的溫度及濕度奠定了基礎。近年來，日光溫室發(fā)展迅速，溫室結構多樣，如何根據(jù)農業(yè)地域性差異，改善溫室結構、提高溫室性能，設計并建造滿足要求的配套栽培技術裝置，成為當前的研究熱點。高艷明等、魏鑫等對寧夏中衛(wèi)、賀蘭地區(qū)的溫室結構進行了創(chuàng)新，得到蓄熱能力強的溫室結構。白義奎等提出了北方日光溫室設計的理論方法。溫室后墻是日光溫室的重要組成部分，是溫室保溫蓄熱的主要載體，開展溫室后墻的研究對構建高效、節(jié)能的日光溫室尤為重要。陳端生等對不同類型日光溫室的研究表明，溫室后墻應分為蓄熱層、保溫層和隔熱層，其中蓄熱層在內側，由吸熱、蓄熱較好材料組成，保溫層在外側，由導熱、放熱較差材料組成，隔熱層在中間?？簶淙A等的研究結果表明，傳統(tǒng)單質土墻的厚度為時才能獲得較為理想的保溫效果。李小芳等通過研究得出了墻體內隔熱材料的理想厚度，為。該試驗通過對種新型溫室后墻結構所導致的溫室內環(huán)境性能差異進行分析，得到較優(yōu)的溫室后墻結構，以期為當?shù)厝展鉁厥医ㄔ焯峁┮欢ǖ膶嵺`基礎。 材料與方法 試驗材料試驗選取位于銀川市農技推廣中心的個不同后墻結構的溫室，個溫室均采用全框架熱鍍鋅鋼骨架結構，該結構可減少對后墻承重力的要求。個溫室除后墻結構不同外，其余參數(shù)均相同。前屋面采用薄膜覆蓋，后屋面結構為聚苯乙烯彩鋼夾板竹膠板后屋面拱架。號溫室后墻采用內置蓄熱管道技術：在墻體內距地面、的蓄熱層中埋設直徑的管道，管壁上按照間距打排孔，之后用透氣性好的無紡布纏繞管道層，通過風熱在后墻內部循環(huán)，增強保溫性；號溫室后墻中間預留空心道，并在中間用厚混凝土腰將空心道分為上下部分，上下部分空心道通過軸流風機循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)后墻內部和溫室熱空氣進行對流交換，增強墻體蓄熱性能；號溫室后墻結構與號溫室大體相同，但在風口處未設置風機，墻體通過預留進、出氣口，實現(xiàn)自動循環(huán)，增強后墻蓄熱能力。詳細結構見圖。 試驗方法試驗于年月日至年月日在銀川市農技推廣中心完成。通過智慧農業(yè)云平臺測定環(huán)境因子等指標（該云平臺的技術支持由浙江托普云農科技股份有限公司提供），每記錄一次數(shù)據(jù)，對溫室內距地面處空氣溫度、濕度、光照強度、濃度及土壤處溫度等數(shù)據(jù)進行分析，評價個溫室保溫性、透光率等方面的綜合性能。選取晴天（年月日）和典型陰天（年月日）的數(shù)據(jù)，分析溫室內環(huán)境指標日變化指標。同時，在各溫室中央距地面后墻處放置熱通量儀（由邯鄲市益盟電子有限公司生產，量程在±·范圍內），測定溫室后墻熱通量值，評判溫室后墻的蓄放熱能力。 數(shù)據(jù)分析采用軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理與作圖。 結果與分析 不同溫室熱通量對比分析熱通量能夠反映溫室后墻結構的吸放熱能力，評價后墻結構對于溫室保溫效果的差異。由表可以看出，號溫室后墻結構具有較強的吸放熱能力，累計蓄熱量較號溫室多 ·，較號溫室多 ·；累計放熱量號溫室較號溫室提高 ·，較號溫室提高 ·。可見后墻熱通量值大小順序為號號號溫室。表不同溫室吸放熱總量對比 ·溫室編號月 月 月 月上旬 合計蓄熱通量總量 放熱通量總量蓄熱通量總量 放熱通量總量蓄熱通量總量 放熱通量總量蓄熱通量總量 放熱通量總量蓄熱總量 放熱總量 號 號 號 由圖可知，對比個溫室后墻熱通量值日變化：、：由于太陽輻射減少直至消失，溫室內溫度降低使得溫室后墻均表現(xiàn)為放熱。：隨著太陽輻射增強，溫室內溫度上升，后墻均表現(xiàn)為吸熱。白天號溫室后墻累積蓄熱量·，較號溫室多蓄熱·，較號溫室多蓄熱·；夜間號溫室累積放熱量·，較號溫室提高，較號溫室提高倍。可見無論是夜間放熱還是白天吸熱，號溫室后墻熱通量值均高于號和號溫室。 不同溫室空氣溫度對比分析空氣溫度的高低直接影響著植株的生長，在冬季適宜的溫室內環(huán)境極其重要，溫度提高北方園藝月（上）圖溫室結構剖面圖（單位：） （：） 第期北方園藝圖不同溫室熱通量日變化（年月日） （）對植株就會產生較大的影響。由圖可知，從典型晴天變化看，號溫室較號溫室空氣溫度均值提高，具有明顯優(yōu)勢，與號溫室相差不大，空氣溫度均值提高。由圖可以看出，典型陰天下、號溫室溫度較高，均值分別為、，較號溫室分別提高、。由圖可知，個溫室空氣溫度月均值變化差異不大，但總體呈號號號的趨勢，號溫室月均值為，較號溫室高，較號溫室高。由圖可以看出，不同溫室空氣溫度最大值、最小值的月變化趨勢與月均值一致，號溫室與號溫室相差不大，但二者與號溫室溫差均達到以上。最低溫均值號溫室為，號溫室，、號溫室分別較號溫室提高最低溫、。可見在冬季、號溫室的后墻結構較號更能保障較高的空氣溫度。圖 典型晴天不同溫室空氣溫度對比（年月日） （）圖 典型陰天不同溫室空氣溫度對比（年月日） （）圖不同溫室空氣溫度月變化 圖不同溫室空氣溫度最大值月變化 不同溫室空氣濕度對比分析溫室內濕度較高會影響植株生長并易引發(fā)病北方園藝月（上）圖不同溫室空氣溫度最小值月變化 害?？諝鉂穸却笮￠g接反映空氣溫度，溫室內空氣濕度越大，空氣溫度越小。由圖可知，典型晴天、陰天不同溫室空氣濕度變化曲線均呈單谷型，在正午降至最小值。由于號溫室空氣溫度最低，因此號溫室空氣濕度相較于其它個溫室最高，號溫室空氣濕度相對較小，號溫室最小。典型晴天下，號溫室空氣濕度為，較號溫室高個百分點，與號溫室差異不大。典型陰天下，號溫室空氣濕度為，較號溫室高個百分點，與號溫室差異不大。由圖可知，不同溫室空氣濕度最大值以號溫室最小，為，與其它個溫室差異較大，間接反映號溫室內溫度較高；號溫室內濕度最大達，較號溫室高個百分點，與號溫室差異不大。由圖可知，濕度月均值變化與圖趨勢一致，號溫室較高，均值達，較號溫室高個百分點，與號溫室差異不大。由此可見，號溫室內濕度明顯高于、號溫室，號溫室空氣濕度較低，更利于植株生長。 不同溫室土壤溫度對比分析土壤溫度是植株生長中最為重要的環(huán)境指標之一，一般隨著溫室內空氣溫度升高而升高，隨著太陽輻射降低而降低，呈現(xiàn)有規(guī)律的晝夜變化。由圖可知，從典型晴天看，號溫室內土壤溫度最低，均值為，、號溫室土壤溫度相差不大，分別較號溫室提高土壤溫度、。由圖可知，典型陰天下，個溫圖 典型晴天不同溫室空氣濕度對比（年月日） （）圖 典型陰天不同溫室空氣濕度對比（年月日） （）圖不同溫室空氣濕度最大值月變化 室土壤溫度差異不大，且均呈平滑下降曲線。相比較而言，號溫室土壤溫度相對較高，為，較號溫室高，較號溫室高。 第期北方園藝圖不同溫室空氣濕度月均值變化 由圖可知，土壤溫度最小值月變化號溫室較優(yōu)，平均最低土溫為，較號溫室高，較號溫室高。由圖可知，月均值變化中號溫室土壤溫度同樣略高于、號溫室。號溫室月平均土壤溫度為，較號溫室高，較號溫室高。綜合對比土壤溫度日、月均值變化看，、號溫室土壤溫度較高，更利于植株安全越冬生產。圖典型晴天不同溫室土壤溫度對比（年月日） （） 不同溫室光照強度對比分析由于前屋面覆蓋塑料薄膜，溫室內部光照強度明顯低于室外，植物的果實品質與光照強度息息相關，因此光照強度也是評價溫室內環(huán)境優(yōu)劣的環(huán)境指標之一。溫室內光照強度隨著室外光照強度變化而變化。由圖可知，從典型晴天看號溫室光照強度日均值為 ，較號圖典型陰天不同溫室土壤溫度對比（年月日） （）圖不同溫室土壤溫度最小值月變化 圖不同溫室土壤溫度月均值變化 溫室提高，較號溫室提高。由圖可知，典型陰天下，個溫室內光照強度變北方園藝月（上）化趨勢一致，其中號溫室光照強度最大，值為 ，較號溫室提高，較號溫室提高。由圖可以看出，光照強度最大值月變化中，仍以號溫室光照強度最大，均值達 ，較號溫室提高，較號溫室提高。由圖可知，月均值變化中個溫室光照強度變化趨勢仍然一致，依次為號號號溫室。號溫室光照強度月均值為 ，較號溫室提高，較號溫室提高。綜合整個測試期間個溫室光照強度變化看，號溫室具有明顯優(yōu)勢。圖典型晴天不同溫室光照強度對比（年月日） （）圖典型陰天不同溫室光照強度對比（年月日） （） 不同溫室濃度對比分析作為植物光合作用原料之一，對植株的生理生長起著至關重要的作用。溫室內部環(huán)境相圖不同溫室光照強度最大值月變化 圖不同溫室光照強度月均值變化 對較為密閉，含量較低會導致植株生長不良、坐果率低、抗性差；含量較高會導致植株葉片卷曲、溫室內溫度高易誘發(fā)病蟲害等，因此濃度調控成為目前溫室種植的新手段。植株夜間由于呼吸作用，溫室內濃度較大且呈小幅波動變化，隨著太陽升起，植株開始光合作用使溫室內濃度降低，正午光合作用最強使得濃度降至谷底。由圖可知，無論典型晴天還是陰天，個溫室內濃度均呈單谷型變化，陰天波動幅度小于晴天。典型晴天下，號溫室濃度最大，均值達到 ·，較號溫室高·，較號溫室高·，說明號溫室的呼吸速率和光合速率均小于號、號溫室。典型陰天下，號溫室濃度明顯高于號、號溫室，號溫室濃度日均值達 ·，較號溫室 第期北方園藝圖典型晴天不同溫室濃度對比（年月日） （）圖典型陰天不同溫室濃度對比（年月日） （）高·，較號溫室高·。由圖可知，濃度月均值順序依次為號號號溫室，號溫室濃度月均值達到 ·，較號溫室高，較號溫室高。由于濃度含量不宜高不宜低，因此單考慮濃度，號溫室較優(yōu)，號溫室次之。 結論對種溫室后墻結構熱通量進行分析發(fā)現(xiàn)，號溫室后墻結構具有較強的吸放熱能力，測試期間累計蓄熱量較號溫室多 ·，較號溫室多 ·。累計放熱量較圖不同溫室濃度月均值變化 號溫室提高 ·，較號溫室提高 ·?？諝鉁囟仍戮底兓?，個溫室溫度大小呈號號號的趨勢，空氣濕度月均值變化呈號號號的趨勢。整個測試季土壤溫度月均值變化中，號溫室略高于號、號溫室，號溫室月平均土壤溫度為，較號溫室高，較號溫室高。光照強度月均值變化中，號溫室號溫室號溫室。濃度呈現(xiàn)號溫室號溫室號溫室的趨勢，號溫室濃度月均值達到 ·，較號溫室高，較號溫室高。綜合以上對個溫室環(huán)境指標測試結果分析，號溫室后墻結構可保障在冬季溫室內較高的空氣溫度和土壤溫度較適宜的空氣濕度，同時，還具有較大的光照強度和適宜的濃度。因此，號溫室后墻結構所表現(xiàn)的環(huán)境性能，在冬季較其余個溫室更具生產優(yōu)勢。參考文獻劉志杰，鄭文剛，胡清華，等中國日光溫室結構優(yōu)化研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢中國農學通報，（）：吳正景，張菊平，王少先日光溫室保溫節(jié)能技術應用與研究進展北方園藝，（）：高艷明，魏鑫，利繼東，等寧夏沙漠非耕地內置保溫被日光溫室環(huán)境測試評價北方園藝，（）：高艷明，汪洋，黃利，等寧夏非耕地沙漠新建日光溫室性能分析北方園藝，（）：魏鑫，王繼濤，金鑫，等寧夏后墻主動蓄熱第三代日光溫室環(huán)境性能測試研究廣東農業(yè)科學，（）：北方園藝月（上）白義奎，周東升，曹剛，等北方寒區(qū)節(jié)能日光溫室建筑設計理論與方法研究新疆農業(yè)科學，（）：李建設，白青，張亞紅日光溫室墻體與地面吸放熱量測定分析農業(yè)工報，（）：劉淑梅，薛慶禹，李春，等天津地區(qū)不同墻體處理對日光溫室保溫性能影響初探中國農學通報，（）：陳端生，鄭海山，劉步洲日光溫室氣象環(huán)境綜合研究：墻體、覆蓋物熱效應研究初報農業(yè)工程學報，（）： 亢樹華，房思強，戴雅東，等節(jié)能型日光溫室墻體材料及結構的研究中國蔬菜，（）：李小芳，陳青云墻體材料及其組合對日光溫室墻體保溫性能的影響中國生態(tài)農業(yè)學報，（）：魏鑫，李建設，高艷明大跨度雙膜雙拱塑料大棚夏季降溫能力測試研究北方園藝，（）：高艷明，汪洋，李建設寧夏地區(qū)耐力板日光溫室建造與性能初探北方園藝，（）：陳新明，劉立庫不同灌溉方式下番茄根系層土壤溫度分布特征水資源與水工程學報，（）：彭杏敏，陳之群，陳青云，等內置秸稈反應堆和菌劑對日光溫室土壤溫度及越冬番茄生長的影響中國蔬菜，（）：朱舟，童向亞，鄭書河基于作物光照需求的溫室光調控系統(tǒng)農機化研究，（）： ， ， ， ， ， （ ， ， ， ）： ， ， ， ， ， ， ·， · ， ， ， ， ， ， ·， ， ， ， ， ， ， ： ； ； 第期北方園藝