喀什地區(qū)日光溫室小氣候試驗(yàn)研究馬彩雯 ， 吳樂(lè)天 ， 王曉冬( 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所 ， 烏魯木齊 830091)摘 要 : 在新疆喀什地區(qū)選定標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的日光溫室 ， 采用智能環(huán)境監(jiān)測(cè)儀連續(xù)測(cè)量 ， 全天候?qū)厥业男夂颦h(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) ， 獲得冬至日前后的氣溫 、地溫 、濕度 、光照強(qiáng)度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 。根據(jù)其變化曲線分析得出 :冬至日溫室內(nèi)氣溫最低為 10 7 ， 最低地溫為 12 1 ， 平均透光率為 78 13% ， 白天平均濕度 73 6% ， 說(shuō)明喀什地區(qū)日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué) 、合理 ， 溫室性能滿足越冬生產(chǎn)要求 。關(guān)鍵詞 : 喀什 ; 日光溫室 ; 小氣候試驗(yàn)中圖分類號(hào) : S6255+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 : A 文章編號(hào) : 1003 188X( 2010) 09 0179 050 引言喀什地區(qū)位于我國(guó) 3528' 4016'之間 ， 屬中緯度地區(qū) ， 典型的溫帶大陸性干旱氣候 ， 常年降雨稀少 ，四季分明 ， 晝夜溫差很大 ; 平原地帶的海拔在 1 000 1 500m 之間 ， 年平均氣溫為 11 8， 10 以上有效積溫 4 702， 無(wú)霜期為 224 天 ， 全年日照時(shí)數(shù)為 2 652h，年降水量為 39 64mm， 地下水量富足 ， 總補(bǔ)給量為66 55 億 m3， 其優(yōu)厚的地理環(huán)境給喀什地區(qū)日光溫室的發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的便利條件 。2007 年初 ， 喀什地區(qū)開(kāi)展了大規(guī)模的日光溫室新建以及舊溫室的改造工程 ， 對(duì)示范區(qū)實(shí)行統(tǒng)一的規(guī)劃 ， 安排技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)項(xiàng)目示范區(qū)疏勒縣的 20座鋼結(jié)構(gòu)土墻日光溫室的建設(shè) ， 從溫室建造土地規(guī)劃 、放線開(kāi)始 ， 到墻體 、骨架 、后屋面的建設(shè) ， 全程跟蹤指導(dǎo) ， 對(duì)溫室頂部 、墻體及后屋面均有所改善 ， 提高溫室的采光性能 、保溫蓄熱性能及抗風(fēng) 、雪載荷能力 ， 提高日光溫室的綜合環(huán)境調(diào)控能力 。1 測(cè)試與方法喀什地區(qū)疏勒縣示范區(qū)內(nèi) ， 示范區(qū)內(nèi)約 200 余座日光溫室 ， 其結(jié)構(gòu)形式多種多樣 ， 有一坡一立短后坡竹木結(jié)構(gòu)日光溫室 ， 有中柱拱圓結(jié)構(gòu)日光溫室和新疆農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化研究所設(shè)計(jì)的節(jié)能日光溫室等 。11 測(cè)試時(shí)間測(cè)試時(shí)間為 2008 年 12 月 20 29 日 ， 冬至日測(cè)試收稿日期 : 2010 01 19基金項(xiàng)目 : 新疆維吾爾自治區(qū)科技攻關(guān)項(xiàng)目 ( 200831109)作者簡(jiǎn)介 : 馬彩雯 ( 1965 ) ， 女 ， 天津人 ， 副研究員 ，( E mail) xjmcw xaas ac cn。必須為 點(diǎn) ， 時(shí)間確定為 21 日和 22 日 。12 測(cè)試溫室測(cè)試地點(diǎn)為喀什地區(qū)疏勒縣疏勒鎮(zhèn)無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)基地 ， 溫室類型為土墻全鋼骨架結(jié)構(gòu)溫室 、不加溫生產(chǎn)茄果類作物 ， 是新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所設(shè)計(jì)的越冬型節(jié)能日光溫室 ， 如圖 1 所示 。圖 1 喀什地區(qū)越冬型節(jié)能日光溫室Fig1 Overwinter energy saving solar greenhouse of Kashi area溫室坐北朝南方位角為南偏西 5， 墻體為夯實(shí)土墻 ， 溫室內(nèi)無(wú)立柱支撐 ， 桁架間距為 1m， 拱架采用上弦為 40 25mm 的普通焊管 ， 下弦為 12 圓鋼 ， 后坡下弦由支座直線伸至前坡上弦底面 ， 前坡下弦在屋脊下方節(jié)點(diǎn)處與后坡下弦連接 ， 腹桿采用 8 圓鋼 。前屋面均布 3 道橫向拉筋 ， 確保桁架的整體穩(wěn)定性 。該溫室的基本參數(shù) :溫室方位角 /( ) : 南偏西 5溫室跨度 L/m: 75脊高 H/m: 33后墻高度 h/m: 28墻體厚度 b/m: 下寬 30， 上寬 18后屋面仰角 /( ) : 42前屋面角 /( ) : 283拱架間距 /m: 1溫室長(zhǎng)度 /m: 1309712010 年 9 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 9 期DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2010.09.04113 方法131 測(cè)試儀器測(cè)試儀器采用國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心研制的溫室環(huán)境參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄儀器 “溫室娃娃 ”， 它是專業(yè)的環(huán)境信息監(jiān)測(cè)工具 ， 精確度已經(jīng)通過(guò)國(guó)家檢測(cè)中心檢測(cè) ( 如表 1 所示 ) ?！皽厥彝尥?”由采集儀 、空氣溫度傳感器 、空氣濕度傳感器 、露點(diǎn)溫度傳感器 、土壤溫度傳感器和光照強(qiáng)度傳感器組成 ， 它可以通過(guò)網(wǎng)線或 USB 接口與計(jì)算機(jī)相連 ， 測(cè)試時(shí)間設(shè)定15min 自動(dòng)記錄一次 ( 可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié) ) ， 測(cè)量結(jié)果可以在中文液晶屏上直觀地顯示出來(lái) ， 并且可以通過(guò)語(yǔ)音方式科學(xué)的管理 。表 1 溫室娃娃傳感器性能指標(biāo)Tab1 The performance index of transducer of greenhouse baby測(cè)量參數(shù) 分辨率 測(cè)量精度 測(cè)量范圍 測(cè)量時(shí)間 /s空氣溫度 / 01 01 40 80 1空氣濕度 /%RH 01 2 0 100 4土壤溫度 / 01 02 40 80 1露點(diǎn)溫度 / 01 1 40 80 1光照強(qiáng)度 /% 1 5 0 200000Lux 1132 測(cè)試點(diǎn)布置在溫室內(nèi)選取具有代表性的 5 個(gè)測(cè)試點(diǎn) ， 如圖 2所示 。圖 2 溫室內(nèi)測(cè)點(diǎn)分布圖Fig 2 The distribation of survey point in greenhouse每個(gè)測(cè)試點(diǎn)測(cè)試時(shí)間為 2 天 ， 共測(cè)試 10 天 ， 并確定冬至日測(cè)試必須為 點(diǎn) ， 時(shí)間確定為 21 日 、22 日 。在各點(diǎn)上置溫 、濕度傳感器 、光照傳感器距地面 1 5m以上 ， 地溫傳感器插入作物栽培壟下 10cm 處 。2 結(jié)果與分析21 室內(nèi)外最值與平均值測(cè)試點(diǎn)少氣候參數(shù)如表 2 所示 。通過(guò)最值表可以看出 : 溫室日氣溫最低溫度為 10 1， 與室外最低溫 14 4 相比 ， 溫差達(dá)到 24 4; 而室內(nèi)最高溫37 6 同室外最高溫 11 相比 ， 溫差達(dá)到 26 6。因此 ， 其確保了溫室作物在一個(gè)相對(duì)均衡的環(huán)境中生長(zhǎng) ， 不會(huì)出現(xiàn)大幅的氣溫變動(dòng) 。表 2 測(cè)試點(diǎn)小氣候參數(shù)Tab2 The microclimate value of survey point測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)最小值 最大值 平均值號(hào)測(cè)點(diǎn)最小值 最大值 平均值號(hào)測(cè)點(diǎn)最小值 最大值 平均值氣溫 / 101 313 135 107 325 182 107 272 133濕度 /% 538 820 762 430 821 736 600 813 788露點(diǎn) / 45 216 93 78 276 132 76 187 969地溫 / 112 163 140 121 166 152 110 157 136光照 /kLux 595 668 656測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)最小值 最大值 平均值號(hào)測(cè)點(diǎn)最小值 最大值 平均值室外最小值 最大值 平均值氣溫 / 109 376 162 100 336 142 144 110 43濕度 /% 516 820 763 519 820 780 308 740 594露點(diǎn) / 76 221 118 67 223 103 19 12 90地溫 / 113 162 146 112 162 144 23 27 07光照 /kLux 688 655 828溫室內(nèi)地溫的最小值 11 與室外地溫的最低值2 3 相比 ， 地溫溫差達(dá)到 13 3; 而地溫最大值16 6， 與最小值的溫差為 4 6， 溫室內(nèi)地溫變化相對(duì)平穩(wěn) 。通過(guò)溫室內(nèi)外光照的對(duì)比可知 ， 平均透光率達(dá)到78 13% ， 顯示出溫室內(nèi)光照充足 ， 溫室的采光角遠(yuǎn)遠(yuǎn)0812010 年 9 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 9 期大于當(dāng)?shù)囟寥仗?yáng)高度角 ， 保障了溫室內(nèi)作物的光合作用 ， 有效地改善茄果類作物的果品品質(zhì) 。溫室內(nèi)的濕度平均在 73 6% ， 最高時(shí)濕度可達(dá)82 1% ， 溫室內(nèi)長(zhǎng)期處于封閉狀態(tài) ， 濕度過(guò)大易引發(fā)誘各種病害發(fā)生 ， 應(yīng)當(dāng)注意及時(shí)地放風(fēng)或加溫來(lái)降低濕度 。22 冬至日 ( 22 日 ) 溫室室內(nèi)外參數(shù)比較221 室內(nèi)外氣溫比較室內(nèi)外氣溫變化如圖 3 所示 。圖 3 室內(nèi)外氣溫變化Fig 3 Air temperature change inside and outside of greenhouse由室內(nèi)外氣溫變化曲線可以看出 : 溫室內(nèi)隨著外界氣候變化明顯 ， 每天有一個(gè)最高值和一個(gè)最低值 3， 室內(nèi)最低溫 10 7 出現(xiàn)在凌晨 6: 007: 00 左右 ， 此時(shí)出現(xiàn)室外最低溫為 9 4， 溫差 20 1; 室內(nèi)最高溫出現(xiàn)在 17: 00 左右為 32 5， 同時(shí)出現(xiàn)的室外最高溫為 9， 相比溫差為 23 5。約在 12: 00 左右溫室通風(fēng) ， 氣溫出現(xiàn)小變化 。由此可見(jiàn) ， 溫室內(nèi)最低氣溫 為 10 7 高于茄果類作物越冬生產(chǎn)溫室10， 滿足作物生長(zhǎng)需求 。222 室內(nèi)外濕度的比較白天中午前后 ， 溫室內(nèi)的氣溫逐漸升高再加上通風(fēng) ， 室內(nèi)空氣濕度較低 ， 保持在 60% 70%。夜間由于氣溫迅速下降 ， 空氣濕度迅速升高 ， 可達(dá)到飽和狀態(tài) 。由于溫室是處于一種封閉的環(huán)境 、水分和作物蒸騰都小 ， 所以溫室內(nèi)濕度大于露地 1。空氣濕度大 ，會(huì)減小作物蒸騰量 ， 作物不易缺水 ， 從而有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育 。但空氣濕度過(guò)大 ， 加上弱光的影響 ， 會(huì)引起作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺 ， 易發(fā)生徒長(zhǎng) ， 影響作物的開(kāi)花結(jié)果 ， 還易誘發(fā)各種病害 ， 利于作物生長(zhǎng)的濕度最佳范圍在 60% 80%。室內(nèi)外濕度變化如圖 4 所示 。223 室內(nèi)外光照度的比較室內(nèi)外光照變化如圖 5 所示 。早晨從 11: 00 之后掀簾后有光照 ， 15: 00 左右室外照度為 82 8klux 達(dá)到全天 最 高 值 ， 室 內(nèi) 為 66 8 klux， 透 光 率 達(dá) 到80 67% ， 全天的平均透光率為 78 13%。透光率與以下兩方面原因有關(guān) : 薄膜上附著一層水滴 ， 使透光率下降 20 % 30 % ; 沾染灰塵使室內(nèi)光照減弱 14% 28% 5。圖 4 室內(nèi)外濕度變化曲線Fig 4 The change curve of the temperature inside and outside of greenhouse溫室內(nèi)光照時(shí)間決定于每天縣蓋草苫等外覆蓋保溫物的時(shí)間 4， 試驗(yàn)點(diǎn)在 18: 00 之后就開(kāi)始蓋簾 ，平均日照時(shí)間為 7h 基本滿足作物的采光需求 。圖 5 室內(nèi)外光照變化Fig5 The illumination change inside and outside of greenhouse224 室內(nèi)地溫的比較室內(nèi)地溫變化如圖 6 所示 。室內(nèi)地溫變化較氣溫變化平緩 ， 冬至日室內(nèi)地溫最低值為 12 1， 室外地溫最低值為 2 3， 地溫差為 14 4， 地溫最高值達(dá)到 16 6， 可見(jiàn)地溫顯示溫室內(nèi)種植作物處于生長(zhǎng)狀態(tài) 。圖 6 室內(nèi)地溫變化Fig6 The ground temperature change inside of greenhous23 地溫溫度計(jì)測(cè)試溫室內(nèi)地溫變化測(cè)試溫室內(nèi)壟下 10， 20cm 處的地溫 。測(cè)試各點(diǎn)1812010 年 9 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 9 期在低溫段 ( 11: 00， 12: 00) 和高溫段 ( 17: 00， 18: 00) 的溫度 ， 測(cè)點(diǎn)布置如圖 7 所示 。圖 7 地溫測(cè)點(diǎn)分布圖Fig7 The distribution of the stations of ground temperature通過(guò) 10 天的測(cè)試 ， 得到 5 組數(shù)據(jù) ， 這里取其平均值 ， 如表 3 所示依據(jù)表 3 分析在開(kāi)啟棉被前后 ( 11: 00， 12: 00) 和鋪下棉被前后 ( 17: 00， 18: 00) 的地溫變化規(guī)律 。在壟下 10cm 處的地溫變化幅度略大于 20cm 處 。東西方向的變化規(guī)律是 : 全天地溫最高點(diǎn)達(dá)到1645出現(xiàn)在 17: 00， 為中間 7 號(hào)測(cè)試點(diǎn) 。全天地溫最低值為 11出現(xiàn)在 10: 00 左右分別為 1， 2， 3， 14， 15號(hào)測(cè)試點(diǎn) ， 明顯看出溫室中間的地溫高于四周 ; 東部地溫普遍高于西部 ， 壟下 10cm 深度地溫東西方向溫差為0 5 1 1 ， 壟下 20 處的地溫溫差為 0 15 035。溫室南北地溫變化規(guī)律是 : 南部高于北部 ， 但靠近棚膜角處的溫度也較低 ， 在壟下 10cm 處的地溫差為0 15 1 1 ， 在壟下 20cm 處的地溫差為 0 15 025。表 3 地溫測(cè)試表Tab3 The testing table of ground temperature 11: 0010cm 20cm12: 0010cm 20cm17: 0010cm 20cm18: 0010cm 20cm1 1100 1140 1200 1140 1560 1145 1520 11302 1100 1145 1210 1140 1580 1145 1525 11453 1100 1145 1215 1145 1610 1150 1550 11454 1110 1145 1235 1145 1625 1155 1550 11505 1120 1145 1235 1145 1610 1155 1555 11506 1170 1140 1245 1140 1615 1155 1560 11557 1210 1155 1265 1155 1645 1165 1595 11658 1190 1155 1245 1145 1625 1155 1565 11559 1165 1155 1245 1145 1615 1155 1555 115510 1130 1145 1235 1145 1615 1150 1555 115511 1135 1145 1225 1145 1610 1150 1530 115512 1130 1155 1220 1140 1580 1150 1525 114513 1130 1145 1215 1140 1570 1145 1530 114514 1100 1140 1225 1155 1575 1145 1555 115515 1100 1145 1245 1155 1610 1155 1575 116516 1210 1155 1265 1155 1645 1165 1595 116517 1135 1150 1255 1155 1630 1155 1575 116518 1100 1125 1210 1140 1570 1140 1555 11553 結(jié)論與建議1) 喀什地區(qū)冬至日溫室內(nèi)氣溫最低值為 10 7，最低地溫為 12 1， 可見(jiàn) ， 平均透光率為 78 13% ， 白天平均濕度 73 6%。溫室內(nèi)小氣候環(huán)境參數(shù)滿足蔬菜的越冬生產(chǎn)要求 ， 說(shuō)明喀什地區(qū)日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué) 、合理 。2) 根據(jù)溫室內(nèi)氣溫的日變化規(guī)律 : 溫室內(nèi)氣溫最低溫產(chǎn)生在凌晨 6: 00 7: 00， 應(yīng)注意及時(shí)補(bǔ)溫防止發(fā)生凍害現(xiàn)象 。根據(jù)溫室內(nèi)地溫的變化規(guī)律 : 溫室內(nèi)地溫出現(xiàn)中間高于四周 ， 東部高于西部 ， 南部高于北部 ，但靠近棚膜的地腳處溫室較低 。3) 新建標(biāo)準(zhǔn)化日光溫室種植番茄長(zhǎng)勢(shì)喜人 ， 結(jié)合高效載培技術(shù)的實(shí)施預(yù)計(jì)年產(chǎn)總值 22 5 萬(wàn) /hm2。因此 ， 建議喀什地區(qū)產(chǎn)業(yè)化推廣標(biāo)準(zhǔn)化溫室 ， 全面提高農(nóng)民收益 。參考文獻(xiàn) : 1 朱敏 ， 夏福華 ， 杜池坡 ， 等 基于自動(dòng)氣象觀測(cè)站的日光溫室小氣候特征分析 J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) ， 2008， 36( 31) : 13783 13 786， 13 8482812010 年 9 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 9 期 2 張瑞蘭 高效節(jié)能日光溫室小氣候因子分析 J 寧夏農(nóng)林科技 ， 2006( 1) : 50 51 3 王琪珍 ， 王承軍 ， 卜慶 萊蕪日光溫室小氣候變化特征分析 J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) ， 2009， 37( 15) : 7 094 7 095 4 陳端生 日光溫室小氣候環(huán)境及其調(diào)節(jié) J 溫室花卉園藝 ， 2005， 15( 8) : 47 52 5 吳瑞芬 ， 劉壽東 日光溫室小氣候監(jiān)測(cè)模式及調(diào)控技術(shù)研究 J 內(nèi)蒙古氣象 ， 2001( 4) : 29 32The Research of Microclimate Test Change in Solar Greenhouse in Kashi AreaMa Caiwen， Wu Letian， Wang Xiaodong( Institute of Agricultural Machinery， Xinjiang Academy of Agricultural Sicence， Urumqi 830091， China)Abstract: In the selection of Kashi prefecture， Xinjiang， standardized solar greenhouse， to use a smart environmentalmonitoring instrument continuous measurement， all weather greenhouse micro climate environmental parameters in real time monitoring， access to before and after the winter solstice the temperature， ground temperature， humidity， light in-tensity， in accordance with its curves， results showed that the lowest temperature is 10 7， the lowest ground tempera-ture is 12 1， the average light intensity is 78 13% ， the average humidity in day is 73 6% ， Kashi prefecture green-house structure design a scientific and rational Kashi region in line with the winter production requirementsKey words: Kashi; solar greenhouse; microclimate test( 上接第 178 頁(yè) ) 14 陶菊春 ， 吳建民 綜合加權(quán)評(píng)分法的綜合權(quán)重確定新得 J 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐 ， 2001( 8) : 43 48 15 尚書旗 ， 劉曙光 擺動(dòng)式花生收獲機(jī)整體載荷的試驗(yàn)與分析 J 農(nóng)機(jī)化研究 ， 2007( 11) : 169 170 16 魏效玲 ， 趙立新 ， 認(rèn)建華 多指標(biāo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)綜合加權(quán)評(píng)分值的確定 J 河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào) ， 2003， 20( 4) : 6872Abstract ID: 1003 188X( 2010) 09 0176 EAThe Crash Test and Analysis of PeanutYang Ranbing， Shang Shuqi( College of Mechanical and Electrical Engineering， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China)Abstract: Peanut crash test bed is designed for issuing the broken rate and the high loss rate in picking and shelling ofthe peanuts With the growth of peanut plant date ( harvest period) ， and with different speed had little wet peanut impacttest Mining under the same conditions， the impact test of peanut fruit obtained peanut crushing rate ( the minimum peri-od since the crushing rate of speed) and the speed of the best regression equation; according to pick fruit during thefollow impact test of peanut obtain the minimum critical fragmentation speed over time ( days) transformation regressionfunction Through this test， obtained with the shelled peanuts pick the best dates and best operating parameters， in orderto pick the machine and shelling machine provides the basis for the designKey words: peanut; crash test bed; picking device3812010 年 9 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 9 期