贵州烤烟漂浮育苗连栋塑料大棚环境评价分析.doc

贵州烤烟漂浮育苗连栋塑料大棚环境评价分析 何芬1,2，鲍顺淑1,2，李思博1,2，尹义蕾1,2，周长吉1,2，梁永江3 （1农业部规划设计研究院，北京100125；2农业部农业设施结构工程重点实验室，北京100125；3贵州省烟草公司遵义市公司，贵州遵义563000） 摘要：为合理调控烤烟漂浮育苗塑料大棚内环境因子和配置立体育苗人工补光方案，以烤烟幼苗不同生长时期的环境条件需求为基础，对贵州遵义地区典型配置塑料连栋大棚室内外温湿光环境及立体育苗架上不同层间的光环境进行实地测试。结果表明，棚内晴天最高温度可达25，阴天为15.3，相对湿度40%90%，光照强度505000mol/(m2s)；立体育苗架第14层光照强度590mol/(m2s)，第56层40350mol/(m2s)。塑料连栋温室内温湿环境适宜，光照充足，适宜烤烟幼苗的生长。但当采用6层立体育苗架育苗时，育苗架的第5、6层自然光照环境足够满足烤烟幼苗的光照需求，第14层中间区域均达不到烤烟幼苗生长的光照环境需求，需要进行人工补光。该试验研究为提出更为合理的环境调控措施和人工补光配置方案提供理论依据。 关键词：烤烟；塑料连栋大棚；漂浮育苗；温度；光环境 ：S625文献标志码：A论文编号：cjas141xx7 基金项目：中国烟草总公司贵州省公司科技专项“烤烟立体育苗设施研发与补光调控研究”(xx08)。 第一作者简介：何芬，女，1980年出生，江西宜春人，高级工程师，博士，研究方向设施作物栽培及设施环境研究。通信地址：100125北京朝阳区麦子店街41号农业部规划设计研究院，Tel1695，E-mail：hefen_xx163.。 通讯作者：梁永江，男，1977年出生，农艺师，主要从事烟叶生产技术研究和管理。通信地址：563000贵州省烟草公司遵义市公司，E-mail：zylyjvip.163.。 ：xx-12-09，修回日期：xx-02-12。 0引言 环境因子直接影响设施烟草育苗生长发育，特别是光环境直接影响烟草种子发芽1、烟苗的光合速率2-4及成苗质量5-7。烤烟立体漂浮育苗具备土地利用率高、出苗整齐一致、单位面积用工量少、育苗时间短、栽后烟株长势长相好等优点8-11，特别是近年随着烟草12-15及其他作物立体育苗装置16-20的研究开发和使用，立体育苗和与之相配套的人工补光技术发展更为迅速21-25。但目前多采用经验方法对烟草幼苗进行补光，造成幼苗补光过多或补光不足，为了使得补光配置方案更为科学，需要全面掌握大棚内及立体育苗架上各自然环境因子的变化。针对此，基于烟草育苗的环境需求，对贵州遵义地区烤烟漂浮立体育苗连栋塑料大棚进行整体的环境测试和评价，旨在为提出更为合理的环境调控措施和人工补光配置方案提供理论依据。 1材料与方法 1.1试验材料与处理 试验于xx年3月1115日在贵州省遵义市(2742N，10655E)烤烟育苗塑料连栋大棚内进行。大棚屋脊为东西向，长度48m，宽度32m，单跨8m，共4跨；肩高3m，脊高4.5m，大棚覆盖PEP膜，可电动卷膜进行自然通风，内层安装防虫网，室外安装遮阳网。育苗架宽700mm，层数为6层，底层距地面300mm，层高为400mm，架子总高2.3m。大棚育苗时采用荧光灯进行人工补光。 1.2测定项目与方法 测试时，塑料连栋大棚内没有进行烟草育苗，因研究主要针对大棚整体环境及立体育苗架上的自然光环境，所以棚内有无进行育苗生产并不影响研究结果。采用温湿光记录仪（型号DJL-18，中国）自动记录连栋塑料大棚内外环境参数，包括室内外温度、相对湿度、光照强度，测点距地面1.5m，布置如图1所示。 采用光纤光谱仪（型号AvaSpec-2048，荷兰）测试连栋塑料大棚内6层立体育苗架上的自然光照环境，测点布置在离南侧的第1、3、5排育苗架，每层育苗架上设置18个光照强度测点，测点间距为100mm，布置如图2所示。所有测试数据的采样时间间隔为2h。 1.3统计分析 对测试的大棚内多点温湿度原始数据采用Excel软件进行差异分析，计算出测试平均值作为数据结果使用。 2结果与分析 2.1典型天气条件下大棚内外温湿光环境 测试时间为烤烟育苗阶段，分析2种典型天气条件下大棚内温湿、光环境：晴天（xx年3月11日）；阴天（xx年3月15日）。通过对室内温湿环境的多个测试值取平均，得到育苗大棚在典型天气条件下8:0016:00的温湿环境变化，如图34。 图3为棚内外温度的变化情况，棚内外温度的变化基本一致。棚内白天最低温度出现在早晨8:00，为1112，之后一直升高，均在一天中的14:00达到最高温度。晴天8:0016:00间，室内温度为1225，阴天室内温度为1116，阴天较晴天最高温度低9。 图4为棚内外相对湿度的变化情况。棚内白天相对湿度处于40%90%，阴天相对湿度较晴天高5%。晴天早晨8:00时相对湿度最高，达到80%，之后随着太阳辐射的增大，室内相对湿度逐渐下降到39%，之后随着辐射的减弱，相对湿度逐渐在14:00之后继续上升。 图5为大棚内外光照环境日变化。从图中可看出，棚内最大光照强度出现在14:00，晴天约为5000mol/(m2s)，阴天约为2200mol/(m2s)，而早晨8:00和下午16:00只有50180mol/(m2s)。阴天的光照强度较晴天低280mol/(m2s)。 2.2育苗架上光环境测试分析 测试时选取了3个不同排的烟草育苗架进行测量，但育苗架每层的光照在一天之内的变化规律是一样的。直接选取第1排育苗架作为研究对象分析其层间光照在一天内的变化规律。 图6为育苗架各层平均光照的日变化，第15层的光照日变化规律均与大棚内外光照日变化一致，第6层的光照即为棚内光照变化。从图中可看出，育苗架上的光照因为架子自身的遮挡，光照较棚内的光照小很多，一天中第6层平均光照值为1331.2mol/(m2s)，第1层为104.6mol/(m2s)，第6层至第1层的平均光照在任何时刻都依次减弱。 测试时选取8:0018:00中的6个时刻进行测试，但在每个时刻育苗架每层的光照变化是一致的。直接选取8:00光照最弱的时刻作为研究对象分析其层间光照变化。从图7中可看出，在同一时刻，每层上各测点的光照变化基本一致。第5层至第1层的光照强度逐渐减弱；且光照在测点1至测点5逐渐减弱，而在测点5至测点8之间又逐渐增强。 3结论 （1）烤烟漂浮育苗大棚棚内晴天最高温度可达25，阴天为15.3，相对湿度40%90%，光照强度505000mol/(m2s)；塑料连栋温室内温湿环境适宜，光照充足，适宜烤烟幼苗的生长。 （2）立体育苗架上每层的自然光环境均不一样，第14层光照强度590mol/(m2s)，第56层40350mol/(m2s)。当采用6层立体育苗架育苗时，育苗架的第5、6层自然光照环境足够满足烤烟幼苗的光照需求，第14层中间区域均达不到烤烟幼苗生长的光照环境要求，需要进行人工补光。 4讨论 典型天气条件下，塑料连栋大棚内温度环境均没有超过幼苗生长最高温度极限。因测试时间为3月初，处于烤烟育苗的初期，棚外温度较低，导致棚内温度上升速度慢，无法长期达到烟草幼苗生长的最适温度1825。大棚内相对湿度处于相对湿度环境的正常范围，但在育苗后期，因棚内温度升高，棚内相对湿度还将因为营养液的蒸发而升高，要适当采用通风的手段降低相对湿度。棚内光照充足，适宜烤烟幼苗的生长。 烤烟立体育苗架上光照因育苗架的遮挡，较棚内的光照小很多，一天中，各层的平均光照从第6层至第1层依次减弱，第6层平均光照较第1层平均光照高出1000mol/(m2s)。在测试天的8:00，立体育苗架上第1、2层各测点光照强度范围为550mol/(m2s)，第3层860mol/(m2s)，第4层2090mol/(m2s)，第5层40120mol/(m2s)，第6层260350mol/(m2s)。根据烤烟育苗光照环境需求，可看出育苗架的第5、6层自然光照环境足够满足烤烟幼苗的光照需求；第14层均有一定区域达不到烤烟幼苗生长的光照环境需求。需对第14层的中间区域进行人工补光，补光强度不一。 采用6层立体育苗架进行育苗生产，需要进行人工补光。但因研究中光照环境测试设备有限，无法长期监测同一时间段内多个测点的自然光环境。补光灯配置方案有待通过其他光环境模拟软件如DIAlux对立体育苗大棚内的自然光照环境进行模拟分析后再进行下一步定量研究，或者采用多通道数采连接多传感器对育苗架上的自然光照环境进行监测。 参考文献 1宋碧清,郑昀晔,马文广,等.光照强度对光敏感型和光不敏感型烟草种子发芽的影响J.中国烟草科学,xx,34(5):72-77. 2郑明,周冀衡,黄勇.光照强度对烤烟烟苗生长和代谢产物含量的影响J.作物研究,xx,23(3):181-183. 3吴云平,朱信,王瑞.利用弱光延长光照时间对温室烟苗光合作用与生长的影响J.中国烟草学报,xx,17(5):59-63. 4柯学,李军营,李向阳,等.不同光质对烟草叶片生长及光合作用的影响J.植物生理学报,xx,47(5):512-520. 5赵文涛,周冀衡,邱尧,等.光照强度对烟苗叶绿素含量、硝酸还原酶活性及根系活力的影响J.湖南农业科学,xx,(5):31-33. 6杨兴有,刘国顺,伍仁军,等.不同生育期降低光强对烟草生长发育和品质的影响J.生态学杂志,xx,26(7):1014-1020. 7刘国顺,杨兴有,位辉琴,等.光照强度对烤烟漂浮育苗成苗素质的影响J.烟草科技,xx(8):51-54. 8金祥,田必文,陈风雷.烤烟集约化立体育苗与漂浮育苗对比研究J.河南农业科学,xx,43(5):62-65. 9时向东,孙军伟,谢晓波,等.烟草漂浮育苗基质研究进展J.中国烟草科学,xx,29(5):64-68. 10李卫华,齐绍武,胡宇,等.烟草漂浮育苗技术研究进展J.现代农业科技,xx(9):112-115. 11彭细桥,吴践志,陆中山,等.我国烟草漂浮育苗技术应用现状、研究进展及发展方向J.中国烟草学报,xx,16(3):90-94. 12陈涛,陈永德,郭利,等.日光温室大棚烟草立体育苗装置P.中国专利,201911094U,xx-08-03. 13周志成,李宏光,成军平,等.烟草漂浮育苗壮苗培育系统P.中国专利,202565902U,xx-12-05. 14王瑞,向必坤,孟贵星,等.一种烟草旋转立体育苗架P.中国专利,202873420U,xx-04-17. 15鲍顺淑,周长吉,尹义蕾,等.一种育苗架P.中国专利,ZLxx20260159.2,xx-09-10. 16罗棣楹.LED光盘立体多层薄膜式水耕栽培架P.中国专利,202722195U,xx-02-13. 17欧燕.一种芽苗菜的育苗床架P.中国专利,203105254U,xx-08-07. 18刘波,吴雄,繆军,等.一种蔬菜立体栽培装置P.中国专利,202197601U,xx-04-25. 19陈杰,司慧萍,林开颜,等.一种吊挂式多层栽培装置P.中国专利,103202190A,xx-07-17. 20季历程.旋转式立体栽培装置P.中国专利,102835299A,xx-12-26. 21杨春雷,杨久红,杨锦鹏.烟草补光育苗技术研究J.安徽农业科学,xx,37(27):13080-13081. 22胡永光,李萍萍,邓