想在连栋温室内种好水培蔬菜，温湿度变化特征你得了解清楚！
水培蔬菜连栋温室温湿度变化特征的研究
导读
通过实测方式开展蔬菜水培种植用连栋薄膜温室的温湿度变化特征的研究，结果表明，不同温室、温室内不同位置、不同高度的温度和相对湿度均各自呈现相同的变化趋势；温室内的温度在日光照射后相较室外得到显著上升，相对湿度下降；温湿度均呈显著负相关关系。水培种植方式对温室内局部小气候没有显著影响。
引言
水培是一种无土栽培方式，具有产量高、品质好、易于自动化控制等优点，在蔬菜种植实践中有一定的应用。为研究采用水培方式的薄膜连栋温室温湿度的日变化特征情况，以及水培种植模式对温室内局部温湿度的影响开展试验。
试验材料与方法
概述
试验实地观测上海绿立方农业发展有限公司崇明西沙基地温室设施温湿度情况。该基地共有4座9连栋12间的GSW8430型薄膜连栋温室（表1），作为生产、试验用途，另有1座3连栋12间的8430型薄膜连栋温室作为仓储和育苗区域。温室配备天窗、外遮阳、内保温，没有配备风机、湿帘。温室内采用水培种植苗床上放置种植盘的形式，主要种植作物有生菜、青菜等。
试验设计与布置
试验分2次开展，第1次以2017年11月3~22日为止的20天作为试验周期，期间，室外日平均最高温度16.64℃，最低温度11.23℃，平均13.48℃。选取3#连栋温室观测不同平面位置、不同高度、不同时段的温湿度（图1~2），以了解温室内温湿度变化的立体分布情况。温室肩高3m，因此选取2个高度进行观测，分别是离地2m高度（下简称为“温室上部”），以及离地1m高度（为作物种植高度，下简称为“温室下部”）。
第2次以2018年1月19日~3月5日为止的46天（其中有22天室外温度低于0℃）作为试验周期，期间，室外日平均最高温度10.05℃，最低温度2.23℃，平均5.36℃。选取4座9栋12间的连栋温室作为观测对象，观测不同温室及温室不同位置的温湿度变化情况。图1中温湿度记录仪均设置在离地1m高度（即作物种植高度）。其中，4#温室并非生产用途温室，因此只在温室中部设置了1个温湿度记录仪，另外，由于出现仪器损坏问题，1#温室南部的温湿度记录仪无数据。
2次试验均采用CEMDT-171温湿度记录仪，并于每30min记录一个数据点，并都同时在室外设置一个温湿度记录仪作为参照组。试验期间为减少外部影响，天窗保持关闭，外遮阳、内保温没有开启。
数据处理
研究中的数据处理和作图应用MicrosoftOfficeExcel软件；相关性分析应用统计软件SPSSv19.0。
温湿度情况温度
温度
◆温室内、外温度差异
由图3可见，第1次试验中，各时间点，室内不同高度以及总平均温度与室外温度相对比情况，温室的升温作用只在阳光照射的情况下有所体现，在太阳落山后，室内外温度几乎相同。温室的上部温度峰值到达的时间比下部早将近2h，降温也较下部早。温室下部在13:00~14:00出现第2个峰值，而上部已经处于降温的阶段。
◆同一温室内不同位置温度差异
由图4可见，同1座连栋温室从东西方向上看，温室上部的西侧温升较少，需待14:00~15:00后温升才能超过东边和中部；温室下部的中部温升较少，西侧温升较东边有1~2h的滞后性。从南北方向上看，温室上部日出后的温度几乎完全相同，但夜间南侧的温度下降较多；温室下部夜间温度几乎相同，日出后北侧温升高于其他位置。另外，温室内上下温度相近，局部来看，在西侧下部温升高于上部，中部和南侧上部温升高于下部，可见水培的种植方式以及植株的生长和遮挡对局部温度的影响并不大。
◆不同温室温度差异
由图5可见，第2次试验中，温室在冬天低温情况下能够起到一定的保温作用，这种保温作用在太阳升起后得到显著增强，中午期间平均能增温10℃以上；在太阳落山后，恒定增温2~3℃左右，各温室白天的温差、温度变化趋势差异较大，夜晚各类差异都较小。4座温室中，1#温室中午增温效果最明显，且午后降温速度较缓，这可能是由于1#温室位于西南边，日照较多，又处于2个温室的中间，保温效果较好。4#温室相对其他温室而言温升最少，可能是由于4#温室作为非生产区，仅在1跨布置了苗床，其余均为空地，且4#温室位于东北角，因此早上温升比其他温室快，但午后的温降也是最快的。
◆不同温室内不同位置温度差异
由图6可见，各温室内部而言，太阳升起后，特别是中午时段，南部的温升最高，中部和北部比南部低且温差极小；太阳落山后，温室各位置温度趋于一致。其中3#温室的北部在太阳落下后温度较其他位置高可能是由于3#温室北部位于2个棚的中间，且靠近包装作业区，机械的作业和人员的活动造成了温度的升高。图6d可见，各温室中部的温度变化与各温室的平均温度变化趋势基本相同，也呈现了1#温室中午温升最高，午后温降最缓，4#温室天亮后，温升最快，午后温降最快的趋势。
湿度
◆温室内、外湿度差异
由图7可知，温室内不同高度的湿度差异性不大。各时间点，室内不同高度以及总平均湿度与室外湿度相对比，在没有阳光照射的条件下，温室有明显的保湿效果，但在阳光作用下，蒸发蒸腾量大，温室内湿度下降明显。温室内不同高度的湿度基本完全相近。
◆同一温室内不同位置湿度差异
由图8可见，上午随着温度的上升，温室西边上部的湿度下降最少，东边下部的湿度下降最多；下午基本趋于一致；南边上部在整个白天时间段内，湿度下降都是最大的。局部来看，温室上下部湿度几乎完全相似，仅在10:00~15:00存在差异，除中间和南边外，其他位置均为下部湿度下降多于上部。
◆不同温室湿度差异
由图9可见，总体而言，夜间温室有保湿效果，白天温室内湿度比室外低，室内外湿度变化总趋势一致，但室内湿度的增减变化更为剧烈，受太阳照射影响更为显著。白天，4#温室湿度最快开始下降，1#温室湿度谷值最低。结合图5中4#温室在太阳升起后最快开始升温，1#温室保温效果最好的情况，可见温湿度之间存在一定的相关性。
◆不同温室内不同位置湿度差异
从图10可见，南部在中午时候相对湿度下降最多，中部和北部基本相同，结合图6b的温室南部温度上升最高，再次印证温湿度之间的相关性。由图10d可见，各温室中部的相对湿度变化与各温室平均相对湿度变化趋势基本相同，也呈现了4#温室最快出现相对湿度下降，1#温室相对湿度谷值最低。
温湿度之间的关系
采用软件SPSS19.0进行相关性分析，可得温室内、外，各时段温度、湿度总的平均值都有极显著的负相关性（表2~3），即湿度均随着温度的上升而显著下降。温度上升，会造成蒸腾蒸发量增加从而使得湿度降低，而湿度的增加也会有效降低温室内的温度。
讨论与总结
日光温室内外的气象因子总是相互关联和相互影响的，室外温度变化对室内的影响甚大，温室内外温度变化趋势一致，且不同位置的温室、以及同一个温室的不同位置、不同高度其温度日变化总体趋势一致，均为夜间温度低、变化小，日光照射后温度相较室外呈显著上升，中午时段达到峰值；温室内不同高度总体温度变化趋势相同，上部温度峰值出现时间较下部早，且下部在午后会出现第2个峰值；不同温室间，西边的温室温度峰值到达时间较晚且午后温降速度较缓；冬天夜晚，室外温度较低时，温室的保温效果较秋季明显。
不同位置的温室、以及同一个温室的不同位置、不同高度其相对湿度日变化总体趋势一致，均为夜间湿度高、变化小，日光照射后，相对湿度相较室外呈显著下降，中午时段达到最低值。
在种植盘下进行浅液流水耕的水培种植方式，由于受种植盘的遮挡，对局部小气候影响有限，对温湿度的影响不大。
温室内外的温湿度均呈显著负相关关系，温度升高，湿度下降。因此，如何对设施内的温、湿度进行适宜的调控，使温湿度达到蔬菜生长的适宜条件，是植物工厂研究的一个重要方面。
数据分析时取试验周期内的平均值进行对比分析，缺少对晴天、阴雨天等不同情况下的具体的比较分析，且缺少春夏季温室高温高湿环境下的温湿度变化研究，下一阶段将进行相关试验研究。
作者：顾小小，朱春燕（上海市农业机械研究所）
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