保护地微环境特点有哪些?

如题所述

(1)温度

①日光温室内温度状况。

A.气温:日光温室内气温明显高于室外,能够满足果树生长发育的需要。日光温室内气温状况有以下特点:

a.受天气变化影响大。晴天,1天中气温变化显著,从上午9时至11时,气温上升速度最快,平均每小时上升8℃左右, 12时后,气温上升变得缓慢,13时达到高峰。阴天时,最高气温出现时间随太阳高度和云层的厚薄而变化,通常出现在云 层薄而散射光较强的时刻。晴天的最高温度可比阴天高10℃以上,最低温度也有很大差异。

b.受管理条件影响大。管理精细、保温措施好的日光温室,昼夜温差较小,温度比较稳定。夜温一般可保持在7~12℃ 。而管理粗放、保温措施差的温室,夜间气温下降速度往往比露地快,有时甚至低于外界自然气温,即发生“棚温逆转” 现象,“棚温逆转”往往对樱桃生长造成极大危害,严重时会造成大量减产,甚至绝产。

c.昼夜气温日较差大于外界。日光温室的气温日变化趋势与露地相似,但日较差明显高于外界。从12月份到翌年4月份 ,5个月的平均日较差比室外高3~4℃,这种情况有利于果实着色。

d.季节变化特征明显。在我国北方地区,12月下旬至翌年1月下旬,室内气温最低,尤其是夜间气温,如不进行盖苫等 保温措施,一般温度都在0℃以下,基本上不能进行果树生产。2月份至3月中、下旬,室内气温明显回升,夜间如果有保 温措施,气温可达10℃以上,白天气温一般可达25~30℃。3月中、下旬以后,随着外界气温的升高,室内气温相应增加 ,夜间一般可保持在7~10℃,晴天少云天气白天最高温可达35~48℃,易发生高温伤害,须注意通风降温。

e.室内分布不均匀。垂直方向上:不通风时,日光温室内气温在一定高度范围内随高度的增加而上升,栽培畦上方上 下温差可达5℃。中柱前1米处,在垂直方向上存在一个低温层,1月份低温层在1米高处,2月份在2米高处,低温层温度比 其上下其他部分低约0.5℃。室内0.5米以下的气温层间分布十分复杂。白天通常从地面向上气温剧烈下降,20厘米处达到 最低值,该层内气温垂直梯度较大,而且以下午2时差距最大。20厘米以上,气温随高度增加而缓慢上升。水平方向上: 距北墙3~4米处最高,由此向南向北呈递减状态。在高温区附近,气温在南北方向上差异不大。前沿附近与后坡下气温梯 度较大,可达1.6℃/米。前坡下与后坡下的温度有很大差异。白天前坡下的气温高于后坡下,夜间则是后坡下气温高于前 坡。最高气温是前坡下比后坡下明显偏高,最低气温则相反,一般从北向南递减,后坡下的最低气温可比距前沿1米处的 最低气温高1℃。日较差在南北方向上差异也很明显。从中柱向南日较差逐渐增大,中柱前3米处的日较差比中柱前1米处 大2℃左右。这是温室前部果树产量高于后部的一个重要因素。由于山墙遮荫和墙上开门的影响,气温在东西方向上也有 差别,一般近门端气温低于远门端。

B.地温:日光温室内地温状况有以下特点:

a.室内地温明显高于室外。保温措施较好时,室内平均地温(离地面10厘米处)在最冷的1月份,可维持10℃以上。

b.土层深度影响地温变化。对琴弦式和半拱式两种类型日光温室0~25厘米地温调查结果表明,地温最低值和最高值出 现时间随深度而不同,5厘米地温最高值出现在13时,深度每增加5厘米,最高值出现时间后延2小时,最低值通常出现在 刚揭草苫和纸被时。8时到14时为室内地温上升时段,从14时至第二天8时为下降阶段。地温日变化幅度随深度增加而减小 ,其中5厘米深变幅为8~10℃,10厘米深变幅6~8℃,15厘米深变幅4~6℃,20厘米深变幅2~3℃,20厘米以下趋于稳定 ,25厘米深变幅仅为1~2℃。

c.水平分布不均匀。通常高温带位于距后墙3米处,由此向南、向北地温逐渐下降。距离后墙3~5米处地温梯度较小, 5~6米处梯度剧增。后坡下地温介于中部和前沿之间,前沿地温最低。东西方向上地温也有差异,主要是山墙遮荫,边际 效应及在墙上的开门造成的。近门附近,地温差异较大,局部可达1~3℃。

d.地温与气温变化不协调。扣棚初期气温上升快,地温上升慢,地气温不协调容易造成树体地上部与地下部发育不协 调,引起先叶后花现象。

②塑料大棚内温度状况。

A.气温:可从以下3点介绍。

a.日变化特点。多数塑料大棚不覆盖草苫纸被,棚内气温日变化与露地相似。一般最低气温出现在凌晨。日出后随太 阳高度增加温度上升,8~10时上升最快,密闭条件下,每小时约升高5~8℃,有时高达10℃以上。最高气温出现在13时 左右,比露地稍早。此后开始下降,日落前下降最快。大棚的气温日变幅大于露地,也大于日光温室,晴天更加显著。初 冬和早春,由于棚内散失的热量不能通过由外界刮风带来的热量进行补充,有时出现短时间的“棚温逆转”现象,对果树 生产不利。

b.季节变化特点。塑料大棚内气温有明显的季节性变化特征。北方地区,12月下旬至翌年1月下旬,棚内气温最低,旬 平均气温在0℃以下。2月上旬至3月中旬,气温明显回升,旬平均气温可达10℃以上。3月中、下旬,晴天大棚内最高气温 可达38℃,比露地高15℃以上。3月中、下旬到4月,最高气温达40~50℃,应注意通风降温。

c.棚内温度分布。塑料大棚内不同部位的气温不同。南北延长的大棚内,中午前东部高于西部,中午后西部高于东部 ,温差约为1~3℃。大棚气温活动减弱,中部温度高于四周气温。

B.地温:塑料大棚空间大,温度的缓冲性大,地温上升后比较稳定。

a.日变化特点。塑料大棚内浅层土壤温度的日变化与气温基本一致。地面温度的日较差可达30℃以上,5~20厘米地温 的日较差则小于气温。早春,午前5~10厘米处的地温低于气温,到傍晚则高于气温,且能维持到次日日出之后,这对果 树生长发育有利。不同深度土壤温度变化不同。早晨5厘米处地温低于10~15厘米地温,但中午和傍晚则相反。

b.季节变化特点。塑料大棚内地温随外界气温而变化。春季地温开始回升,浅层地温比深层上升快,同样升到10℃,5 厘米处的地温比10厘米处的地温提早6天左右。3月上、中旬,胶东地区10厘米处地温可达12~15℃,4~5月份,地温一般 维持在20~24℃。

地温与气温变化不协调。扣棚初期气温上升快,地温上升慢,容易造成树体地上部与地下部发育不协调,引起先叶后 花现象。

(2)空气湿度

①日光温室内空气湿度状况。日光温室结构严密,室内空气很少流动,从地面蒸发的水汽都积聚在室内空气中。因此 ,室内空气相对湿度较大,白天多在70%~80%以上,夜间更大,常保持在90%~95%。由于室内空气的相对静止,影响空气 相对湿度的主要因子是温度。室温升高,饱和水汽压增大,空气相对湿度就下降,最小值一般出现在14~15时。此后,随 温度的降低相对湿度又逐渐上升,最高值常出现在揭苫之后的十几分钟内。

②塑料大棚内空气湿度状况。塑料大棚内空气相对湿度的变化与日光温室有相似的规律。白天气温升高时,相对湿度 降低。夜间气温下降时,相对湿度升高。白天相对湿度在60%~80%,夜间达90%以上。但最低值和最高值出现的时间有差 别,大棚内空气相对湿度的最低值出现在10~14时,最高值出现在凌晨。

(3)土壤含水量

由于地膜和棚膜的双重覆盖,棚室内地面蒸发大大减少,扣棚至谢花土壤含水量相对稳定,花后2周叶幕逐渐形成,特 别是从硬核期开始,植株蒸腾水量增加,土壤含水量下降,应注意适时适量灌水。

(4)光照

①日光温室内光照状况。

A.光照强度:日光温室内外光照强度有较大差异。自然光照的强弱和温室透光能力决定了温室内光照强度。由于塑料 薄膜本身及其内、外表面上凝结的水滴、附着尘埃的吸收和反射作用,支柱、檩、柁等建筑材料的遮挡作用,日光温室内 的光照强度只有外界的60%~80%。

日光温室内不同部位的光照强度也有较大差异。垂直方向上:从上向下递减,从塑料薄膜开始,高度下降1米,光照强 度减少10%~20%。以中部为例,在塑料薄膜内侧附近,相对光照强度为80%,距地面0.5~1米处,相对光照强度为60%,距 离地面0.2米处仅为55%,递减幅度大于室外。水平方向上:以中柱为界,分为前部强光区和后部弱光区,在强光区内,光 照强度在南北方向上差异不大,中柱前1米到温室前沿是光照强度最好的区域,在温室的东西两端,由于山墙的遮挡,早 晨和下午会形成三角形弱光区,面积随太阳的移动扩大或缩小,中午消失。

B.光照时数:日光温室内光照时数的长短,除了受自然光照时间的制约外,还要受人工措施的影响。为了保温的需要 ,草苫和纸被等防寒物往往在日出后8~9时才揭开,到日落前15~16时就盖上,人为地减少了光照时间。尤其在最冷的1 月份前后,光照时数只有6~8个小时,随温度升高和白天变长,到3月份左右延长到8~10个小时。

C.光质:日光温室中光质与塑料薄膜的性质和1天中太阳的位置有关。中午前后光质好于早晨和下午。塑料薄膜与玻璃 相比,可见光的透过率小于玻璃,但透过紫外线的能力远远大于玻璃。因此,光质比玻璃温室好,果树的生长较为健壮。

②塑料大棚内光照状况。

A.光照强度:同日光温室一样,塑料大棚的光照强度也明显低于自然光照强度。棚内1米高处的光照强度为棚外自然光 照强度的60%。垂直光强的分布是上强下弱。水平方向上的分布也有明显差异。南北延长的大棚内上午东侧光照强度大于 西侧,下午反之。东西延长的塑料大棚,平均光照强度高于南北延长的大棚,棚内南部光照强度明显高于北部,南北最多 可相差20%。此外,棚内光照强度还与棚架类型、薄膜类型、新旧及季节、天气的变化有关。一般棚架上部结构简洁,例 如钢架结构,使用新的无滴膜覆盖,都会增强棚内光照。晴天,棚内的光照强度明显大于阴天。

B.光照时数:不加覆盖时,塑料大棚的光照时间与露地一致,比日光温室的光照时数长。

C.光质:塑料大棚内的光谱成分与日光温室基本一致。其成分受棚膜性质、新旧、太阳高度角及天气状况影响。

(5)二氧化碳浓度

二氧化碳作为植物光合作用的原料,对果树的生长发育尤其是经济产量的构成具有重要意义。自然条件下大气中二氧 化碳的浓度通常为330~340微升/升,一天中浓度也有变化。日光温室和塑料大棚相对密闭,从外界补充的二氧化碳较少 ,二氧化碳主要来源是土壤有机肥料的分解、土壤微生物及果树植株的呼吸作用。当果树光合作用强度大时,棚室内二氧 化碳浓度会经常下降到果树二氧化碳补偿点以下,影响光合物质积累和生长发育。对樱桃日光温室的二氧化碳浓度状况测 定结果显示,扣棚保温至花后10天棚室内外二氧化碳浓度差异不大,但从树体叶片转色后,棚室内二氧化碳浓度经常低于 室外,二氧化碳浓度日变化较大,日出前高达380~420微升/升,上午9时开始急剧下降,在上午10~14时,仅75~180微 升/升,果树叶片处于“饥饿状态”。此时,人工增加二氧化碳数量,提高塑料棚室的二氧化碳浓度,就可以提高光合强 度,增加碳素营养,有利于果实生长、花芽分化和其他生长发育过程。

另外,在密闭条件下,通过提高棚室内二氧化碳的浓度,可以弥补由于光照不足造成的光合作用强度下降,当棚室内 的二氧化碳浓度达室外的2倍以上,即可取得明显的补偿效果。

(6)有毒(害)气体成分

有毒(害)气体主要是指氨气、一氧化碳、亚硝酸气体等成分。

①氨气:氨气主要来源是未经腐熟的动物粪肥,如鸡粪、鲜猪粪、马粪、饼肥等,这些肥料经高温发酵会产生大量氨 气,由于塑料棚室相对密闭,氨气不断积累。另外大量施入碳酸氢铵化肥,也会产生氨气。

氨气浓度达5~10微升/升时就会对果树产生毒害作用。首先危害果树的幼嫩组织,如花、幼果、幼叶叶缘等,从气孔 侵入,受危害的组织先变褐色,后变白色,严重时枯死萎蔫。生产中极易把氨气与高温危害相混,应加以区别。棚室内氨 气浓度达到30~40微升/升时,各种棚栽果树都会受到严重危害,甚至整体死亡。

②一氧化碳:一氧化碳主要来源于加温用燃料的不充分燃烧,如积累过多,对棚内管理人员会造成危害。

③亚硝酸气体:亚硝酸气体主要来源于不合理的氮素化肥的施用。土壤中连续大量施入氮肥、亚硝酸向硝酸的转化过 程受阻,但铵向亚硝酸的转化却正常进行,这样会导致土壤中亚硝酸离子的积累,挥发后便导致亚硝酸气体的危害。

亚硝酸气体主要从叶片的气孔随气体交换而侵入叶肉组织,初使气孔附近的细胞受害,进而毒害海绵组织和栅栏组织 ,使叶绿体结构破坏,变褐,出现灰白斑。一般果树的受害浓度为2~3微升/升,浓度高时叶脉也会变成白色,甚至全株 死亡。

(7)土壤盐渍化状况

保护地栽培中,尤其是经过多年连续扣棚后,土壤中盐分积聚引起土壤盐渍化在生产中普遍存在,土壤溶液浓度高达 7000~8000毫克/升,严重者达10000~20000毫克/升,不仅降低了土壤的肥力、缓冲能力和有效微生物的比例,而且对其 中的植株产生诸多方面的不利影响,应高度重视。

棚室内高浓度的土壤溶液主要由下列原因引起:

①棚膜隔绝,自然降雨的淋溶作用缺乏或很轻,矿物离子,盐类物质在土壤表层积聚。

②虽然土壤毛细管作用有所减轻,但仍进行,在高温干旱条件下,尤为剧烈,使土壤深层盐分上返,表层土壤盐渍化 加剧。

③施肥不当,尤其是超量施肥,像大量施用硫酸铵、氯化钾、硝酸钾等化肥,这些肥料易溶于水,但不易被土壤吸附 ,极易使土壤溶液升高。如氯离子,果树根系根本不吸收而滞留于土壤中。所以果树保护地栽培中应严禁使用氯肥。

④砂质土壤、黏板土壤,其缓冲能力差,土壤易盐渍化。

⑤栽培年限长,盐分积聚多,土壤盐渍化程度加剧。

土壤盐渍化程度一般用电导率(EC)的高低表示。电导率越高,则土壤溶液浓度愈大。但导致果树生长发育障碍的电 导率临界点(值)因果树种类和土质类型不同而各异,桃树临界值低,葡萄则较高,砂质土、黏板土临界值低,而有机质 含量高的土壤临界值高。

土壤盐渍化程度按其对果树生长发育的影响分为4种梯度。土壤溶液总盐含量在300毫克/升以下,果树一般不受危害; 总盐浓度在3000~5000毫克/升,果树对水分、养分的吸收开始失去平衡,生长发育不良;土壤总盐浓度达到5000~10000 毫克/升,土壤中铵离子积累,果树对钙的吸收受阻,叶片变褐焦边,坐果不良,幼果脱落;当土壤中总盐浓度达到10000 毫克/升以上时,果树根系细胞发生普遍的质壁分离,新根系发生受阻,导致整株枯萎死亡。土壤盐分积聚的快慢与轻重 除与果树种类有关外,与土壤有机质含量密切相关,有机质含量高,盐分积聚慢,经多年保护栽培后盐渍化程度低;有机 质含量低,则盐分易在土表积聚,盐渍化严重。

保护地栽培中,经常出现灌水后果树仍然表现干旱症状的现象,仅土表湿润而根系集中分布区或深层仍然干旱少水, 导致地上干旱。这种现象的发生,主要是由于反复浇水,表层土壤孔隙度减少,盐类成分在土表积聚而形成一层“硬壳” ,使水分不容易渗透到土壤内部造成。

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