浅谈冬暖式日光温室方位角
| 摘要 | 从冬暖式日光温室方位角对温室内微生态环境影响的角度，阐述了方位角对日光温室性能、蔬菜产量和病害发生的影响，给出了冬暖式日光温室适宜方位角的选择范围，根据当地的地理、气候条件等实际情况，建造有利于蔬菜生长而不利于病害发生的冬暖式日光温室。
冬暖式日光温室保温性好、节约能源、性价比合理，是反季节蔬菜生产的设施保障。在日光温室建设中，方位角的选择直接影响冬暖式日光温室的光照时间、升温速度、保温效果，进而影响蔬菜病害的发生程度。冬暖式日光温室的方位角有南偏东（向阳）、正南和南偏西（向阴）3 种情况。由于冬季或早春季节太阳高度角较低，日出东南，日落西南，方位角南偏东的温室，早晨日出后升温速度较快，有利于蔬菜光合作用而不利于病害的发生；方位角南偏西的温室，夜间保温效果较好，有利于防治蔬菜低温障碍。建设方位角南偏东的冬暖式日光温室，能够营造有利于蔬菜生长而不利于病害发生的微生态环境，是实现“优质、高产、高效”农业生产的基础，是发展现代生态农业的基本要求。方位角南偏东的冬暖式日光温室，早晨日出揭苫后的第一缕阳光射进温室内，接受太阳光线较早，提温速度较快，缩短了温室温度升到 23℃（光和作用的最低温度）的时间，蔬菜提前进行光合作用，有利于形成较多的光合产物。据山东省莘县农业农村局生态农业办公室试验，地处北35°48'~36°25'、东经 115°20'~115°43' 的莘县，在冬季的晴天（2017 年 1 月 16 日在山东Ⅳ型温室内实测），南偏东 5° 较南偏西 5° 的冬暖式日光温室温度升至 23℃的时间提前 26 min；南偏东 10° 较南偏西 5° 的冬暖式日光温室温度升至23℃的时间提前 33 min。方位角南偏东的温室可以延长有效的光合作用时间，有利于提高蔬菜产量。根据植物病理学和病害流行学知识，在病原菌存在和感病品种面积较大的情况下，以真菌或细菌为病原、以气流为传播途径的多数常发性温室蔬菜病害的发生条件：同时满足温度为15~25℃，空气相对湿度为 85% 以上，维持时间2 h 以上这 3 个条件。
◆适宜病害发生的时间段
在晴天的情况下，一天中，冬暖式日光温室内的温度和湿度发生变化的情况如下：①上午无论是温度还是湿度都适宜病害的发生。日出后到10:00 左右，温度由 15℃升至 25℃时，湿度可达85% 以上，恰与病害适宜发生的温度和湿度一致。②中午（10:00~15:00）温度和湿度都不适宜病害发生。当温室温度升到 25℃时，就开始进行渐进式的加大风口通风，相对湿度在 80% 以下，中午通过风口调节温度维持在 25~30℃。③下午（15:00到日落前）温室内温度（由 25℃降至 20℃）适宜病害发生，湿度不适宜病害的发生。由于中午进行了通风，显然空气相对湿度在 80% 以下，甚至更低。④上半夜（日落后至 24:00）与下午相同，温度（由 20℃降至 15℃）适宜病害的发生，湿度不适宜病害的发生。湿度较下午虽有所增高，但仍不能达到 85%。⑤下半夜（24:00 至日出前）湿度（湿度大于 85%，甚至高达 90% 以上）较高适宜病害发生，温度（由 15℃降至 10℃）较低不适宜病害的发生。通过对冬暖式日光温室内全天 24 h 温湿度变化情况的分析，日出后到 10:00 左右温度升到25℃前，是 1 天中最适宜病害发生的时间，其他时间段都不能同时满足温度 15~25℃、湿度 85%以上的条件。上午由 15℃升温至 25℃的过程是不可逾越的温度段，只要通过缩短适宜病虫害发生的温度（15~25 ℃）和湿度（85% 以上）条件的维持时间，就可有效控制蔬菜病害的发生。深冬季节的晴天（2017 年 1 月 16 日在山东Ⅳ型温室内实测），方位角南偏东 8°~10° 的高标准冬暖式日光温室，8:00~10:00 温度迅速达到 25℃以上约需 103 min，适宜发病温度的维持时间可控在 2 h 之内（表 1）。通过提高升温速度，缩短了温室内 15~25℃的维持时间，可有效降低病害的发生机率。因此，方位角南偏东 10°以上的冬暖式日光温室，从温室内温度 15~25℃和 85% 以上湿度的维持时间上控制了病害的发生，这是方位角南偏东的温室控制病害发生的关键所在。
表 1 方位角南偏东 10°的温室室温达到不同温度节点的时间（2017 年 1 月 16 日）
目前在北纬 30°~40° 的低海拔地区建设的冬暖式日光温室，由于建设标准都较高，保温设施齐全，能确保夜间最低温度在 10℃以上，甚至达到 13℃，不会因夜间温度低于 10℃而发生低温冷害和冻害。对高标准冬暖式日光温室来说，夜间保温已不是主要问题，早晨升温才是主要问题。在确保蔬菜不发生低温障碍的情况下，一是为了延长有效的光合作用时间，形成较多的光合产物，提高蔬菜产量；二是为了蔬菜病害的生态防治，促进绿色无公害蔬菜生产。因此，在北纬 30°~40° 的低海拔地区，宜选择方位角南偏东8°~10° 建设冬暖式日光温室。方位角南偏西 5° 的冬暖式日光温室（山东Ⅲ型），因早晨见光时间较晚且温室内温度较低，在揭苫时间推迟 25 min 的情况下，与南偏东 10° 的温室比较，延迟了日落时的阳光照射时间 17 min（表 2），有利于夜间温室内蓄热，但由于温室保温效果不如高标准日光温室（山东Ⅳ、Ⅴ型），凌晨的温度仍较低。在北纬 40° 以北或夜间温度不能保证 10℃以上的严寒地区建设日光温室时，为了确保夜间的保温效果，防治蔬菜发生低温障碍，适宜选择方位角南偏西建设冬暖式日光温室，以有利于延长午后的光照蓄热时间和夜间保温。否则，遇到低温寒流天气，蔬菜容易发生冷害和冻害。方位角南偏西的角度要根据当地的地理条件、海拔高度、气候条件等因素确定，一般为南偏西 0°~5° 为宜。方位角南偏西的冬暖式日光温室由于早晨日出后接受阳光时间较晚，升温速度较慢，不利于蔬菜病害生态控治，要注意做好病害的预防工作。表 2 方位角南偏西 5°的温室达到不同温度节点的时间（2017 年 1 月 15 日）
方位角正南的冬暖式日光温室，既不能很好的发挥早晨升温作用，也不能保证夜晚的保温效果，早晨升温和夜间保温的效果介于方位角南偏东温室或南偏西温室二者之间。由于受到地形地貌及地上障碍物的影响，不得不建设方位角正南的冬暖式日光温室时，既要加强病害的预防措施，也要注意做好保温防寒工作。
方位角是决定冬暖式日光温室性能的最基本关键参数，对光照时间、升温速度、保温效果和病害发生影响较大。对能确保夜间最低温度在10℃以上的高标准冬暖式日光温室来说，夜间保温已不是主要矛盾，应以早晨升温为主，方位角宜选择南偏东 8°~10° 为宜；否则，方位角宜选择南偏西 0°~5°。冬暖式日光温室方位角的选取是否符合本地的气候特点和实际情况，是决定温室建成后各种性能的关键环节，也是影响蔬菜质量、产量和效益的关键因素。
