研究生学位论文开题报告审批表3

研究生学位论文开题报告审批表

论文题目: 日光温室内环境时空分布的不均匀性及对茄果类蔬菜生长的影响

学科、专业: 蔬菜学

研究方向：设施园艺

研究生姓名:

指导教师：

2012年9月20日

（本表一式二份,本人、学院各一份）

一、课题来源的项目名称及项目来源

名称：日光温室内环境时空分布的不均匀性及对茄果类蔬菜生长的影响

来源：自选

二、课题的立项依据

（一）研究意义：

温室环境应该满足的条件是可控性、适宜性和分布的均匀性。而日光温室区别于大型的连栋温室，它的结构是由单屋面、三墙和后屋面组成，这种结构必然使日光温室环境空间分布上具有一定的局限性，使得日光温室内部环境具有热交换量小、光照强度不均匀，保温性能不均衡的特点。而且日光温室环境调控手段有限，最终导致日光温室内部环境的分布在时间和空间上的不均匀性，进而影响植株冠层气象因子的不均匀。日光温室内部环境的不均匀性始终是一个较为突出的问题，但是目前有关日光温室小气候环境的报道重点在于日光温室的环境特点及调控技术分析、小气候因子的空间变化规律、日光温室环境参数的测定及不同季节日光温室环境变化规律、外部环境气象条件对日光温室气象条件的影响等。还有一些报道旨在对日光温室内部各个气象因子之间的相关关系研究，如室内气温与土温和墙温之间的相关关系[5]。对于日光温室内小气候因子（如温度、相对湿度、日照辐射）在时间和空间的分布不均匀性对茄果类蔬菜冠层气候造成的影响的相关报道却相对较少。本文在通过对环境不均匀性的研究并探索温室内部气候因子的不均匀性对作物冠层气候因子的影响。揭示植株冠层气候的不均匀性对茄果类蔬菜生长的影响。这不仅能够为日光温室的环境调控提供参考而且有助于安排合理的种植模式实现日光温室多维空间的合理利用。

（二）研究领域国内外的研究现状及分析：

1 日光温室结构的发展历程

日光温室结构型式的发展, 大致上经历了以下几个时期。30年代日光温室主要是一坡一立式玻璃温室。立窗高0.6m,采光屋面坡度18-20°, 投影长4m , 中脊高2m。, 后墙高1.8m, 后屋面投影长2m , 夜间采光屋面外侧覆盖草苫。这种温室保温好, 但采光不佳。50年代中期, 对上述温室做了三项改进。采光层面由原来的一坡一立式改成一面坡式; 取消立窗, 增大采光屋面的坡度至30°,因而提高了透光性能; 后墙由1.8m降至0.7-0.8m, 使后屋面仰角增至26°以上, 以至冬至正午时

阳光也能照到后屋面内侧, 增加后墙蓄热量, 提高夜间温度;增强外围防寒措施, 墙外围结构, 采光屋面外侧夜间加盖纸被, 挖防寒沟等,以提高保温能力。经改造后的温室定名为“鞍山式日光温室”，白天增温能力达到30℃以上,缺点是空间小, 使用不便, 昼夜温差大, 夜间气温低。60年代中期, 塑料薄膜在农业上广泛应用, 代替玻璃充当采光屋面覆盖材料, 于是日光温室由一面坡式改成拱圆形式, 坡度

为多种倾角, 最南部底脚附近50°左右, 中部30°以上, 后部中脊附近10°左右。同时后墙提高到2.2-2.6m, 跨度6-7m, 增大了空间。该温室采光好, 增温快, 但后屋面仍过长, 春季阴影面积大, 室内多柱不便操作[567]。80年代中期以来, 对温室的建筑结构又作了全面改进, 主要是通过对日光温室采光设计的理论分析, 确定了

不同纬度地区优化的采光屋面角度和优化的采光屋面形状, 提出了相应高(中脊高)跨( 跨度)比, 在此基础上确定温室高度, 跨度, 采光屋面形状等建筑参数，成为现代节能型日光温室的建筑设计依据[7]。

2 日光温室内环境的不均匀性

日光温室作为作物的生长环境, 应当尽量满足作物的生长需求。然而日光温室发展至今依然“三墙和墙后屋面”的形式，必然会带来其环境的不均匀。日光温室的北、东、西三面墙以及后屋面均不透光，在这些地方附近或在其下面, 因为部分散射光或直射光被遮蔽, 所以形成南强北弱,东西弱、中间强的光照水平分布特征。山墙遮荫, 边际效应也会导致日光温室内部地温和气温分布的不均匀。进入夜间，靠近前屋面区域的热量散失速度必然超过受后墙区域，加之后墙墙体的放热效应必然会导致室内南北向、东西向分布气温和低温分布的不均匀。近年来许多针对日温室环境的研究证实了这种不均匀性。

3 日光温室小气候环境的研究进展

日光温室作为作物的生长环境, 应当尽量满足作物的生长需求。在光、温、水、气等众多气象因子中, 光照和温度是对作物生长影响最大的两个重要因素,湿度对作物病虫害的诱发情况也有着重要的影响。国内对日光温室小气候环境的研究主要集中在对光、温、水三个气象要素的观测，分析日光温室的小气候变化规律。

3.1 光环境

太阳辐射是植物生长发育与产量形成的基础, 温室内总辐射照度是室外太阳

辐射经过薄膜削弱后到达的太阳直接辐射和散射辐射之和, 是温室内获取能量的

唯一来源。宋艳华，齐尚等[8]在秋季日光温室内小气候特征研究中指出，由于单屋面日光温室的北、东、西3面有不透光的墙, 后屋面也不透光, 在这些地方附近或

在其下面, 因为部分散射光或直射光被遮蔽, 所以形成南强北弱,东西弱、中间强的光照水平分布特征。垂直方向上层光照强, 中层光强次之, 下层光照弱。朱北京, 徐文修[9]等在温室不同种植模式番茄冠层气候特征及对产量的影响研究以及郜庆炉, 梁云娟[10]日光温室内光照特点及其变化规律研究研究结果能够进一步证明这

一点。

张仁祖，徐为[11]等在徐州地区日光温室小气候研究中得出温室内的辐照度和室外的太阳辐射变化具有同步性。12月辐照度最低, 早春3月的辐照度时间跨度长, 峰值也大。日变化为，上午随着太阳高度角升高, 辐照度迅速升高, 正午12: 00辐照度最强, 随着时间的推移迅速减小, 上、下午基本对称。马成芝, 孙立德等[12]

辽西日光温室大棚内小气候的变化规律所获得的日光温室光照度的日变化规律为

能够进一步证明这一点。掀帘后此后光照强度随外界光照强度的加强而逐渐增强, 至12: 00 达到全天的最高值。12: 00 以后, 光照强度逐渐减弱。很多研究表明，光照强度受天气状况的影响明显: 晴天比阴天要高[11,12,13]。

3.2 气温

温室环境与露天环境相比, 能提供给农作物更加适宜的温度,但是在不同季节、一天不同时刻室内各个空间室温都不尽相同。郜庆炉, 薛香[14]日光温室内温度特点及其变化规律研究得出，不同季节日光温室内的气温有较大差异, 春季最高, 秋季次之, 冬季最低。日光温室内气温在水平方向上分布不均且与天气及时间有关。在东西方向上, 受山墙和太阳角度的影响, 晴天上午西部气温略高于东部, 下午东部气温略高于西部。马成芝, 孙立德[12]辽西日光温室大棚内小气候的变化规律中获得的气温空间分布也能进一步证明，南北向、东西向和垂直方向的分布也有明显差别, 并受天气状况和日光温室大小的影响。一般大棚东西方向越长, 棚内气温越高且平稳。日光温室南北向气温分布: 南部( 大棚前部) 气温较低, 中部较高, 北部最高。

3.3 地温

地温对蔬菜的生长发育、产品质量、产量形成以及根系的发育与伸长都有影响。适宜的地温能促进根系对养分、水分的吸收以及花芽分化和土壤微生物的繁殖。地温的适宜范围比气温的宽[14]。

许多研究表明：日光温室地温一般中间高于四周，东部高于西部，南部高于北部，但靠近棚膜的地脚处温室较低。郜庆炉, 薛香等[14]日光温室内温度特点及其变化规律研究结果表明：日光温室内南北方向上的地温梯度明显, 距北墙4.3m 处地