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日光温室主要依靠日光的自然温热和夜间的自身的保温性能来维持室内温度,是我国特有的一种比较高级的保护地栽培方式。日光温室种植克服了传统的露地栽培方式受大环境自然条件的局限性,更充分地利用了宝贵的太阳能资源,使得秋延后、早春提前以至于越冬种植成为现实,由于日光温室的结构不断优化和种植技术的不断提高,室内小气候条件得到改善,种植区域不断北延,所种植的蔬菜品种也从耐寒型扩大为喜暖型,真正做到了“反季节”种植,大大丰富了城乡人民的“菜篮子”,因其具有节省能源、不污染环境、省工省力、经济效益高等特点,我国近二十年发展特别迅速。目前日光温室已成为反季节蔬菜生产的主力设施。 本文研究如何充分利用宝贵的太阳能资源和保持室内温度,为日光温室室内的植物正常生长发育提供适宜的小气候环境。通过试验研究温室内气象要素的变化特点以及与室外气象要素的相关性,对提高温室的管理针对性以及室内小气候的调控有一定意义。立足于太阳辐射、天体地球、光学、气象学等领域,对不同纬度地区、不同使用季节的日光温室增光保温性能进行了研究,得出一些有意义的结论,为新建日光温室以及日光温室的日常管理和作业提供参考依据。 通过试验研究徐州地区日光温室室内的小气候特征,对室内气象要素进行相关性分析,在研究塑料薄膜透光特性和直射光日变化的基础上,建立日光温室前屋面直射光透光模型;确定不同使用期、任一(纬度)地点、某一时刻、任何角度的日光温室前屋面上太阳直射光的入射角和透射率。确立日光温室前屋面角设计的原则,通过对日光温室最早揭苫时间的研究,分析了我国日光温室主要使用区(+30~+50),主要使用期(10月1日~4月1日)日光温室的前屋面角度的适宜性,给出了不同纬度带,不同使用期日光温室前屋面角度决策意见。基于日光温室变温管理理论和实践,详细分析了方位角东偏和西偏对日光温室的最早揭苫时间和太阳正照时间的影响,在此基础上,提出了不同纬度、种植模式日光温室西偏角度,以期达到通过合理的日光温室方位角设计来调控室内光温环境节奏。最后从反光幕、后坡仰角、操作间、防寒沟深度几个方面,重点对日光温室辅助设施的增光保温效应进行了研究。 得出如下结论: 1)日光温室具有很好的增温性能,总体来讲,冬季增温比春秋季好,晴天比阴天好。春季晴天要适当通风降温,使室内气温维持在蔬菜生长所需适宜温度范围内,以防高温热害。寒冷季节和连续阴雨天后,要防止夜间温室内降温而导致冻害发生,在寒冷季节和连续阴天时温室仍要短时揭苫,日光温室内秋、冬、春各季揭苫期间和盖苫期间的室内和室外气温均存在显著的相关关系,室内浅层地温与气温也存在显著的相关关系,通过所得到的相关方程,根据天气预报,可以预测室内气温和地温,为日光温室的温度管理提供参考。 2)我国日光温室使用区(+30~+50)主要纬带,主要使用期(10月1日~4月1日)日光温室的前屋面角度区划设计决策。秋延迟种植模式:各纬度适宜的前屋面角不小于纬度减15°,较适宜的前屋面角基本上等于纬度减20°~25°,不适宜的前屋面角度小于纬度减30°;越冬种植模式:北纬30°~40°适宜的前屋面角不小于纬度减5°,各纬带较适宜的前屋面角度基本上等于纬度减10°~15°,不适宜的前屋面角度小于纬度减20°;春提早种植模式:各纬度适宜的前屋面角度不小于纬度减20°,较适宜的前屋面角度基本上等于纬度减25°~30°,不适宜的只有在北纬50以北使用前屋面角为15°的日光温室。 3)不同纬度、种植模式日光温室西偏方位角:秋延迟种植模式西偏7°~9°,越冬种植模式西偏6°~8°,春提早种植模式西偏8°~10°。合理的西偏(6°~10°)对日光温室增光保温有利,达到增加光照,与午后的高温配比,更有利于室内植物的光合作用,但日光温室方位角不宜太大,过分偏西,在严寒季节可能造成上午室内温度容易下降,午前日光温室升温不足,太阳直射温室时间晚,午前直射光损失大,室内升温慢。 4)全国各主要纬带、主要使用期反光幕合理的悬挂角度:秋延后种植模式角度在103°~110°之间,越冬种植模式角度在108°~115°之间,春提早种植模式角度在98°~106°之间;日光温室后坡仰角的大小,秋延迟种植模式在36°~61°之间,越冬种植模式在25°~50°之间,春提早种植模式次之在32°~57°之间,低纬度地区可适当降低;操作间应建在背盛行风面的那侧山墙外;防寒沟的深度应该在水平梯度消失的层次以下。