聚苯保温板墙体日光温室性能的研究_狄政敏.pdf

<p>北方园艺（）： ·设 施 园艺 ·第 一 作者简介 ：狄政敏 （），女 ，本科 ，推 广研究员 ，研究方向为设施结构优化研究与蔬菜技术推广 。：基 金 项目 ：河北省现代农业产业技术体系资助项目 。收稿日期 ：聚苯保温板墙体日光温室性能的研究狄 政 敏，张 建 峰，郄 东 翔，闫 相 如，靳 昌 霖（河北省农业技术推广总站，河北 石家庄；河北省植保植检站，河北 石家庄）摘要 ：聚苯保温 板墙体日光温室是一种后墙为聚苯 保温板棉毡的日光温室 ，近年来在河北省有一些发展 。该研究以聚苯保温板墙体日光温室为试材 ，以土墙日光温室为对照 ，采用试验分析法 ，进行越冬番茄栽培 ，研究温室的气温变化和增温保温性能 ，以期在河北省设施蔬菜生产上得以推广应用 。结果表明 ：聚苯保温板墙体日光温室与土墙日光温室相比 ，月日平均气温低，日最 高气温高，日最 低气温低，平均 日最低气温。聚苯 保温板墙体日光温室蓄热保温性能略低于土墙日光温室 ，但是具有建造成本低 、土地利用率高 、白天升温快 、无需下挖等特点 ，能够满足茄果类蔬菜越冬生产的需要 ，在冀中南地区有较大的推广应用价值 。关键词 ：聚苯保温板墙体日光温室 ；土墙日光温室 ；气温变化 ；增温保温性能中图分类号 ： 文献 标识码 ： 文章编号 ：（）中国 是设施园艺大国 ，目前我国设施园艺面积已达万，居世 界第一位，设施 蔬菜面积占我国设施园艺总面积的以上 ，设 施蔬菜生产总量已超亿。为保障城市居民的果菜供 给 ，发展高产高效的设施农业势在必行 。日光温室作为我国独有的设施类型，具有 结构简单 、就地取材 、造价低 、保温性能好等优点 ，适合在日照资源丰富的我国北方地区使用 ，是我国重要的农业设施之一。近年 来以 “寿光五代 ”为代表的下沉式机打土墙日光温室在河北省普及应用 ，但由于不同地区管理水平等因素的差异 ，在推广应用中也暴露出一些不容忽视的问题 ：一是由于取土筑墙造成栽培面下沉过深 ，破坏土壤耕层及温室南部遮阴 ；二是由于墙体过厚造成土地利用率较低 ，一般不足；三是 墙体抗灾性能差 ，遇雨容易坍塌受损。目前 ，许 多学者在日光温室优化方面做出了相关研究 。李小芳等分析 了不同墙体材料及其组合对日光温室墙体保温性能的影响 ，提出了合理的墙体组成 ；胡彬等的研 究结果表明下沉 、大跨度 、厚土墙日光温室在放热时间段平均热流量 、夜间温室内最低温度等方面均优于砖加苯板的复合墙温室 。邹志荣等、杨建 军等、李建 设等对西北地区几种典型的土墙日 光温室阴晴天的热环境进行了系统测试 ；曹晏飞等系统 测试了下沉和不下沉土墙温室内在连续阴雨雪天的温度 、湿度变化 。以上试验测试对于理解温室墙体材料及结构对室内温度环境的影响有很大帮助 。开展温室后墙的研究对构建高效 、节能的日光温室尤为重要 。而聚苯保温板墙体日光温室 （以下简称为保温板日光温室 ）作为一种后墙为聚苯保 温板棉毡的日光温室 ，近年来在河北省有了一定发展 。因此 ，课题组深入研究保温板日光温室的生产性能 ，探索越冬果菜生产设施新类型 ，在年气 温较低的月进行了保温板日光温室越冬番茄栽培试验 ，对温室的气温变化和增温保温性能进行了监测和分析 。为解决寿光式机打厚土墙日光温室所存在的三大问题提供新的方向 ，为河北省冀中南温室越冬果菜生产提供新的设施类型 ，以促进河北省设施蔬菜的发展 。 材料 与方法 试验 材料 植物 材料供试番茄品种 “普罗旺斯 ”为市售 。 温室 结构保温板日光温室 ：跨度，东西 长，脊高，后墙 为聚苯 保温板棉毡 ，卷帘机起放保温被 。土墙日光温室 ：跨度，东西长，脊高，下挖，后墙 底座，为机打土墙 。图 聚苯保温板墙体日光温室 图 土 墙 日光温室 试验 方法试验于年月在石家庄市栾城区岗头 村进行 。以保温板日光温室为处理 ，以相邻的土墙日光温室为对照 ，个温室由同一农户对肥水及田间进行管理 ，利用气温自动记录仪对个温室及室外多点气温进行采集 。在每个温室内均匀设置个气温监测点 ，温室外各设置个监测点 ，共设置个监测点 。温室内气温监测点 ：点位于温室中央 ，点和点分别距点，点距温室前 （南 ）端，点距 温室后墙；各点 高度为距地面，室外 测试点与室内在同一高度位置 （图）。 项目 测定采用杭州产型气 温记录仪 ：仪器主要包括个气温传感探头 ，气温测量范围 ：，准确 度±，分辨 率。数据 采集时间间隔为，取点平 均值 。 温室 平均气温日平均温度 ：取一天中：、：、：、：时刻 空气温度的平均值 。 日最高气温和日 最低气温选取一天中温度最大值为日最高气温 ，一天中温度最低值为日最低气温 。 典型 天气利用河北省气象局的统计资料 ，筛选出典型的晴天和雾霾天 。同时选取了月日 （典型晴天 ）、月日 （典型雾霾天 ）的气温测试数据 。 温室保温能力和 升温能力石家庄市栾城区岗头村：盖上 草苫 ，温室内温度逐渐降低 ，翌日：达到 最低温度 ；：掀草 苫 ，温室内温度开始上升 ，：温度北方园艺月 （上 ）图 温室内气温监测点 达到 最高 ，并且月中下旬温度最低 。以年月日 （晴天 ）和年月日（雾霾 天 ）：与翌 日：温度 差表示降温差 ，降温差越小 ，表示温室的保温能力越强 ；：与：温度 差表示升温差，升温 差越大 ，表示温室的升温能力越强 ，性能越好 。 数据 分析采用软件对试验数据进行分析 。图 月 平 均气温 结 果 与分析 不同日光温室日 平均气温的比较从图可以看出 ，保温板日光温室 、土墙日光温室的日平均气温与外界平均气温变化趋势基本一致 ，各时期个温室的平均气温比外界高以上 ，保 温板日光温室各时期平均气温较低于土墙日光温室 ：月二者温差最大为，最小 为，月二 者温差最大为，最小为。在月期 间共有保温 板日光温室平均气温高于土墙日光温室 ，最高为、最低 为。在室 外平均气温低于图 月 平 均气温 时 ，保温 板日光温室平均气温为，土墙日 光温室为。 不同日光温室日最 高气温的比较由图可以看出 ，保温板日光温室 、土墙日光温室日最高气温与外界日最高气温变化趋势基本一致 ，保温板日光温室各时期的日最高气温均高于土墙日光温室 ，即、月提高幅度为、。图 月 日 最高气温 第 期北方园艺图 月 日 最高气温 不同日光温室日 最低气温的比较由图可以看出 ，保温板日光温室 、土墙日光温室日最低气温与外界日最低气温变化趋势基本一致 ，保温板日光温室各时期日最低气温均低于土 墙 日 光 温 室 ，即月 二 者 温 差 最 大 为，最小 为；即月二 者温差最大为，最小 为，个别 时间保温板日光温室日最低气温高于土墙日光温室 。 典型天气不同日 光温室日气温变化比较日光温室性能与进入室内的太阳辐射息息相关 ，光照条件的改变会伴随着室内气温条件的改变 。从表可以看出 ，在典型晴天日 （月日 、月日 ）保温 板日光温室日最高气温比土墙日光温室高，平均 高；图 月 日 最低气温 图 月 日 最低气温 从表可 以看出 ，在典型雾霾天日 （月日 、月日 ）保温 板日光温室日最高气温比土墙日光温室高，平均 高。表 月典型晴天日最高气温 日 期 （月日 ）温 室 类型 日 期 （月日 ）温 室 类型 保温板日光温 室 土墙日光温室 保温板日光温室 土墙日光温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;表 月典型雾霾天日最高气温 日 期 （月日 ）温 室 类型 日期 （月日 ）温 室 类型 保温板日光温 室 土墙日光温室 保温板日光温室 土墙日光温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;北方园艺月 （上 ）图表明 ，在 典型晴天 ，个温室内气温变化曲线与外界气温变化趋势基本一致 ，即早晚气温低 ，午间气温达到最高 。：前和：后保温 板日光温室内气温均略低于土墙日光温室 ，但随着太阳高度的升高 ，接受的太阳辐射增多 ，保温板日光温室内气温高于土墙日光温室 ，在：达到 顶峰 ，温差最大为；图表明 ，在 典型雾霾天 ，个温室内气温变化曲线与外界气温变化趋势基本一致 ，即早晚气温低 ，午间气温达到最高 。保温板日光温室的平均气温比土墙日光温室的平均气温高，：保温 板日光温室内气温均高于土墙日光温室 ，：二者温 差达到。图 典型晴天日光温室气温日变化 图 典型雾霾天日光温室气温日变化 典型 天气不同温室保温能力与升温能力比较由表表明 ，晴天盖苫后 （：至翌 日：），保温 板日光温室室内气温平均下降，达到；土墙日光温室室内气温平均下降，达到。雾霾 天盖苫后 （：至翌日：），保温 板日光温室室内气温平均下降，达到；土墙 日光温室室内气温平均下降，达到。由表表明 ，晴 天揭苫后 （：），保温 板日光温室室内气温平均升高，达到；土墙日 光 温 室 室 内 气 温 平 均 升 高 ，达 到。雾霾 天揭苫后 （：），保温板 日光温室室内气温平均升高，达到；土 墙 日 光 温 室 室 内 气 温 平 均 升 高，达到。 第 期北方园艺表 晴天盖苫后温度变化 日 期（月日 ）温 室 类型 时刻 ： &nbsp;： &nbsp;： &nbsp;： &nbsp;： &nbsp;：室外 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;室外 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;土 墙 温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;室外 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;室 外 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;表 雾霾天盖苫后温度变化 日 期（月日 ）温 室 类型 时 刻 ： &nbsp;： &nbsp;： &nbsp;： &nbsp;： &nbsp;：室外 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;室外 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;土 墙 温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;室 外 &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;室外 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;表 晴天揭苫后温度变化 日 期（月日 ）温 室 类型 时刻 ： &nbsp;： &nbsp;： &nbsp;：室外 &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp;室外 &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp;室 外 &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp;土 墙 温室 &nbsp; &nbsp;室外 &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp;北方园艺月 （上 ）表 雾霾天揭苫后温度变化 日 期（月日 ）温 室 类型 时刻 ： &nbsp;： &nbsp;： &nbsp;：室外 &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp;室 外 &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp;室外 &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp;室外 &nbsp; &nbsp; 保温 板温室 &nbsp; &nbsp; &nbsp;土墙 温室 &nbsp; &nbsp; 结 论该研究分析 了保温板日光温室和对照土墙日光温室在月冬季生产的日平均气温 、日最高气温 、日最低气温 、典型天气条件下气温变化等数据 ，初步得出以下结论 。）保 温 板 日 光 温 室月 平 均 气 温 为，略 低 于 土 墙 日 光 温 室 ，低，说明 保温板墙体日光温室蓄热保温性能略低于土墙日光温室 。）保温板日光温室月平均日最高气温为，明显 高于土墙日光温室 ，高，说明 保温板日光温室较土墙温室升温快 ，主要是由于土墙温室内部分热量被土墙吸收造成 。）保温板日光温室月平均日最低气温为，略低 于土墙日光温室 ，低，说明 土墙的蓄热保温性能好于聚苯保温板墙体 ，土墙白天蓄积的热量可在夜晚进行释放 ，所以保温板日光温室日最低气温略低于土墙温室 。）保温板日光温室在晴天条件下 ，温室内气温上升快 ，日最高气温比土墙日光温室高平均高；而阴 天条件下平均高。表明 保温板日光温室在晴天条件下升温快的优势更强 。）通过对比保温板日光温室和土墙日光温室在种天气盖苫后温度变化 ，虽然：保温 板日光温室室内温度低于土墙日光温室的，但是保温板日光温室 的降温幅度低于土墙日光温室 ，表明保温板日光温室的散热能力低于土墙日光温室 ；通过对比个温室揭苫后的温度变化 ，晴天时保温板日光温室气温平均上升幅度为，阴天 时保温板日光温室气温平均上升幅度为，均高 于土墙日光温室 ，但是在阴天时保温板日光温室最高温度在：，表明保温板日光温室内气温变化 受太阳辐射影响更大 ，晴天时温度上升更快 。综上所述 ，一是保温板日光温室的日平均气温 、平均日最低气温略低于土墙日光温室 （低左右 ），但日最高气温较土墙日光温室提高；二是月 保温板日光温室平均日最低气温，能够 满足茄果类蔬菜越冬生产的需要 ；三是保温板日光温室蓄热保温性能略低于土墙日光温室 ，但是具有建造成本低 、土地利用率高 、白天升温快 、无需下挖等特点 ，栽培越冬番茄试验获得成功 ，在冀中南地区有较大的推广应用价值 。四是该试验研究分析了年月保 温板日光温室在正常生产条件下的气温性能 ，今后还需进行持续监测和研究 ，并进一步开展建造成本 、产量及效益等方面的研究 。参考文献周 长 吉 ，杨振声 准确统一 “日光温室 ”定义的商榷 农业工程学报 ，（）：李 天 来 我国日光温室产业发展现状与前景 沈阳农业大学学报 ，（）：郜庆 炉 ，梁云娟 ，段爱旺 日光温室内光照特点及其变化规律研究 农业工程学报 ，（）： 第 期北方园艺丁 小 明 下沉式机打土墙结构的日光温室性能与适应性分析 中国农业科学院 、山东省寿光市人民政府 设施 园艺创新与进展 第二 届中国 ·寿光国际设施园艺高层学术论坛论文集 中国农业科学院 ，山东省寿光市人民政府 ，李小 芳 ，陈青云 墙体材料及其组合对日光温室墙体保温性能的影响 中国生态农业学报 ，（）：胡彬 ，马 成伟 ，王双瑜 ，等 华北地区几种日光温室墙体热流量测定与分析 第二 届中国 ·寿光国际设施园艺高层学术论坛论文集 ，：邹志 荣 ，张勇 山地日光温室性能分析 第二 届中国 ·寿光国际设施园艺高层学术论坛论文集 ，：杨建 军 ，邹志荣 ，张智 ，等 西北地区日光温室土墙厚度及其保温性的优化 农业工程学报 ，（）：李建 设 ，白青 ，张亚红 日光温室墙体与地面吸热放热量测定分析 农业工程学报 ，（）：曹 晏 飞 ，张建宇 ，赵淑梅 ，等山东寿光日光温室冬季热环境测试 第二 届中国 ·寿光国际设施园艺高层学术论坛论文集 ，：曹 之 富 ，李红岭 ，张丽红京郊六种日光温室性能分析园艺设施 ，（）： ， ， ， ， （ ， ； ， ）： ， ， ， ， ， ， ， ， ， （）， （）， （） ， ： ； ； ； 北方园艺月 （上 ）</p>