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日光温室作物的水分管理

来源:宁夏三农呼叫中心 发布时间:2021-05-28 

  姜黛珠      研究员    宁夏农业技术推广总站

  2009-7-8
  温室的水分完全受控于人的管理,供水量的多少取决于环境因素。主要是作物种类、生育期、覆盖度、叶面积系数等。日光温室的水分包括土壤水分和空气湿度。土壤水分和空气湿度对栽培作物的生长发育影响很大,同时与露地栽培相比又有许多不同,因此,认识和了解日光温室内的水分环境,并掌握其调控技术,对于温室生产非常重要。
  一、温室栽培作物对环境湿度的基本要求
  作物进行光合作用要求有适宜的空气湿度和土壤湿度。一般多数蔬菜作物光合作用的适宜的空气湿度为60-85%(番茄为45-55%)。当空气湿度低于40%或大于90%时,光合作用就会受到障碍,从而是生长发育受到影响。蔬菜作物光合作用对土壤相对含水量的要求,一般为田间最大持水量的70-95%(番茄苗期为60%,结果期为80%),过干或过湿对光合作用都不利,番茄空气湿度过大时,不仅影响正常授粉,而且还会引起灰霉病等多种病害的发生和蔓延。水分严重不足时易引起萎焉和叶片焦枯等现象。水分长期不足时,植株表现为叶子小、机械组织形成较多、果实膨大速度慢、品质不良、产量降低。开花期水分不足则引起落花落果。水分过多时,因土壤缺氧而造成根系窒息、变色而腐烂,地上部则因此而变得茎叶发黄,严重时整株死亡。番茄苗期防止徒长,
  要适当控制灌水,以达到田间最大持水量的60%为宜。结果期以达到田间最大持水量的80%左右为宜,并要保持相对稳定,忽干忽湿会发生裂果和脐腐病等。空气湿度与土壤水分与温室病虫害的发生有着密切的关系。大多数蔬菜病害的发生均与空气湿度有关,一般适宜的空气相对湿度是80%以上。但有些蔬菜病虫害易在干燥的条件下发生、如病毒病、红蜘蛛、蚜虫等。而蝼蛄则在土壤潮湿的条件下易发生。番茄当空气相对湿度>80%时,易发生叶霉病、灰霉病、早疫病、晚疫病等;空气干燥、土壤干旱时易发生病毒病、脐腐病、蚜虫、空洞果等;土壤潮湿时易发生枯萎病、沤根、猝倒病等。
  二、日光温室内的空气湿度
  1、 空气湿度的一般变化规律
  空气湿度是反映空气中水汽含量的多少。表示空气湿度的物理量很多,经常接触的是相对湿度和绝对湿度。
  绝对湿度是表示单位体积中所含水汽的质量,多用克/立方米做单位。
  相对湿度是空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比,生产上应用较多。
  日光温室内的空气湿度具有以下特点:
  (1)日光温室内空气的绝对湿度和相对湿度一般均大于露地。由于温室空间小,气流比较稳定,温度较高,蒸发量大,环境密闭,不易和外界空气对流等原因,温室内会经常出现露地栽培下很少出现的高湿条件。在露地,除雨天或日出前的暂短时间外,空气相对湿度极少超过90%。而在温室里,特别是在冬季很少通风的情况下,即使在晴天也经常出现90%左右的相对湿度,而且每天常保持在8~9个小时以上。夜间、阴天,特别是在温度低的时候,空气的相对湿度经常处于饱和或接近饱和状态。这种高湿的条件,几乎所有的蔬菜(食用菌除外)都是不适宜的,不仅易使作物的茎叶生长过旺造成徒长,影响作物开花结实,而且还容易导致某些病害的发生和蔓延。
  在密闭的条件下,影响湿度变化的原因有两个方面:一是取决于地面蒸发和叶面蒸腾量的大小;二是取决于温度的高低。蒸发和蒸腾量大时,空气的绝对湿度和相对湿度就要高。在温室中,如果空气中含有水汽质量相同,温度升高,相对湿度就变小。虽然温度升高时,地面的蒸发和叶面蒸腾也在不断地增强,空气中的水蒸气不断地得到补充,但是空气中水汽的增加远远不及由于温度升高而引起的饱和水汽压的增加来得快,因此,空气的相对湿度仍然在降低之中。
  (2)温室的湿度变化也存在着季节和日变化。温室空气相对湿度的变化,往往是低温季节大于高温季节,夜间大于白天。在中午前后,温室气温高,空气相对湿度较小。夜间气温迅速下降,空气相对湿度也迅速增大。阴天空气湿度大于晴天,浇水之后湿度最大,以后逐渐下降,灌水前最低。放风后湿度也要下降。在春天,浇水之后湿度最大,以后逐渐下降,灌水前最低。放风后湿度也要下降。在春季,白天相对湿度一般在60%~80%,夜间在90%以上。其变化规律是:揭苫时最大,以后随温度升高,相对湿度下降,到13~14时下降到最低值;以后随温度下降开始升高,盖苫后相对湿度很快上升到90%以上,直到次日揭苫。
  (3)温室内空气湿度的变化依温室面积、空间大小变化而变化。日光温室设施高大,容积大,使得空气相对湿度较大且变化较小,但局部湿度差异较大,反之,空气湿度不仅易达到饱和而且其日变化也剧烈。
  三、日光温室内的土壤湿度
  1、日光温室土壤湿度特点
  (1).因为温室内土壤湿度主要靠人工来调控,生产期间基本不受外界降雨的影响,因此,土壤湿度相对稳定。
  (2).因日光温室是一个半封闭的系统,其内部的空气湿度较大,因而土壤水分蒸发和作物蒸腾量均较少,其结果是使土壤湿度经常保持较高的水平。
  (3).温室内的土壤不受降雨的影响,因此,除灌水时土壤水分向下运动外,通常土壤水分多是向上运动的,这样也容易把土壤中的积盐带到表层,使表层盐类集聚,产生次生盐渍化。
  2、土壤水分的有效性
  植物的根部从土壤中吸水的必要条件是,根细胞的水势一定要低于周围土壤水势(水势是指在一定的条件下对水分移动具有做功本领的自由能)。当土壤含水量逐渐减少时,土壤溶液与根部的水势差也减少,植物根部吸收的水分也随之减少。当土壤含水量减少到开始影响植物水分代谢、使蒸腾作用与光合作用降低时的土壤含水量,称为阻滞生长的临界含水量;当土壤含水量减少到植物叶片开始萎焉时的水分含量,称为暂时萎焉点;而当土壤水分严重亏缺,植物呈现明显的萎焉且不能恢复其生理功能时,称为永久萎焉点或凋萎系数。因此,土壤水分的有效性可作如下划分:
  (1)无效水。小于永久萎焉点的土壤水分含量。水势小于一2兆帕。
  (2)难效水。从永久萎焉点到阻滞生长的临界点间的土壤水分含量。其水势一般在一1.5兆帕~一2.0兆帕之间。
  (3)有效水。从临界点到田间持水量的50%。水势在一1.5~一0.5兆帕之间。
  (4)易效水。田间持水量的50%~100%。水势在一0.5~0.002兆帕之间。
  (5)多余水。大于田间最大持水量的水。水势大于一0.002兆帕。
  3、温室土壤水分的一般变化规律
  温室土壤水分的来源有两个方面,一是休闲期自然降水在土壤中的贮存;二是扣膜后人工灌溉,一般是以此为主。温室中土壤水分消耗主要有两个途径,一是作物蒸腾;二是地面蒸发。地面蒸发和作物蒸腾到空气中的水分,虽然可以通过温室的缝隙、通风换气、植株生长、产品形成以及温室干燥部分的吸收消耗掉一部分,但在冬季密闭、较少通风的温室里,水汽与冷的棚膜接触时,会在内表凝结成水雾,聚成水滴。这部分水雾或继续变成水汽散发到温室空间,或凝结成水滴落到地表,在温室内形成一个小的水分循环。棚膜上滴落的水滴,由于受棚的斜度、压线等的影响,滴落的部位一般比较固定,这就造成土壤水分的不均匀性,此种情况在冬季表现尤为突出。经常滴落水的地方会因湿度大而造成沤根、植株衰弱、发病、植株徒长等。总体上看,温室内土壤水分消耗远比露地为少,因而多数时间土壤湿度大于露地。
  由于土壤毛细管的作用,即使在土壤下部水分不足时,土壤表面也经常保持湿润状态,这很容易给人们造成不缺水的错觉,直到从作物的形态上表现出缺水症状时,才发现缺水。此时浇水虽能补救,但很可能已经给作物的生育造成了不良影响。
  温室土壤湿度变化也有季节和日变化规律:冬季温度低,消耗水分就少,浇水后土壤湿度变大,且持续时间长。秋末、春末夏初气温高,光照好,作物生长旺盛,地面蒸发和作物蒸腾量大,加上放风量大且时间长,水分散失多。一天之中白天水分消耗大于夜间,晴天大于阴天。
  四、日光温室湿度的调节
  1、空气湿度的调节
  对大多数栽培作物来说,高温高湿、低温高湿都是造成病害发生、蔓延的重要原因。调节好温室湿度是温室管理的重要组成部分。当然,湿度也不是越低越好,必须在首先满足作物生长发育的前提下来进行调节。目前除湿的办法很多,可分成主动除湿和被动除湿两类。主动除湿是防患于未然,是在湿度没有达到更大以前,先通过采取农业措施或应用技术将湿度控制在适宜的湿度范围。被动除湿是在栽培过程中,湿度已超过适宜范围后,通过人为(人工动力)的措施而使湿度保持在适宜范围的一种方法。两种除湿方法的除湿措施如下:
  主动除湿法:减少地表蒸发
  (1)减少灌水
  减少灌水可抑制土壤表面蒸发和作物蒸腾,从而提高室温和空气饱和差。
  (2)采取地膜覆盖
  地膜覆盖的作用是减少地表水分蒸发。
  (3)采用吸湿性好的保温幕
  在棚内设天幕,选用透湿或吸湿性好的保温幕材料,如无纺布就能够防止膜内表面结露,且可防止露水滴落到植株上,从而降低空气湿度和作物沾湿。
  (4)增大透光量
  增大透光量可提高室温,室温升高增大空气湿度饱和差,从而降低相对湿度。
  (5)自然吸湿
  利用稻草、麦秸等吸湿性强的材料自然吸附水汽或雾,达到降湿目的。
  (6)加大覆盖材料的界面活性
  此方法可促进覆盖材料表面结露,从而抑制雾汽的发生。
  被动除湿法:
  (1) 通风换气除湿
  对温室采取自然通风换气,靠室内空气的流动将湿空气带走。此法简便快捷,但受外界气温的限制,在低温季节较难采用。
  (2) 提高温度降湿
  当温室内温度较低时,可以通过提高温度来降低室内相对湿度。此种方法既可满足栽培作物对温度的要求,又能显著地降低空气相对湿度。例如每立方米空气含有水汽8·3克,气温8℃时,湿度是100%;12℃时是77.6%;16℃时是61%。采用升温方法降湿效果比较显著。
  (3) 强制吸湿
  采用吸湿性的物质,如氯化钙活性白土、活性矾土、氧化硅胶等进行强制吸湿,从而起到降湿作用。此法成本较高。
  (4) 中耕除湿
  通过中耕切断土壤毛细管,避免土壤毛细管水升到表层,从而减少土壤水分蒸发,起到降湿作用。
  2、温室中土壤湿度的调节
  温室内土壤湿度是比较重要而且严格的环境因子之一。其主要调节措施是灌水,而灌水又存在着如何确定灌水期、灌水量以及灌水方法等问题。
  (1)灌水适期的确定
  确定作物灌水适期有很多方法。首先须知作物对土壤水分要求的适宜范围,通过仪器直接或间接测定士壤含水量,再与该作物这一生育阶段要求的适宜土壤含水量进行比较,就可以做出是否需要浇水的判断。生产中浇水适期的判断还多凭经验来进行,靠人的观察和感觉来确定灌水期。主要是观察清晨叶缘吐露多少,中午叶片的伸展状况,再就是看耕层土壤能否攥成团。
  (2)确定灌水量
  灌水量与作物种类、气象条件、土壤条件、作物生育状况、通风、补温、地膜覆盖等因素有关。因此,灌水量确定也比较复杂,须具体情况具体分析。在寒冷季节,须避免因频繁灌水而降低地温;而后期可能为了降温而加大浇水力度。
  (3)灌水的方法与设备
  A、沟灌。此种方法是将水通过水渠或水管灌入垄沟中,目前,冬春寒冷季节温室的果菜生产中,为避免空气湿度过大,通常以膜下沟灌为宜。沟灌简单,成本低,是目前温室生产中常用的方法。但沟灌耗水量大且易使土壤板结,故在缺水或土壤粘重地区不宜采用。
  B、膜下软管滴灌。膜下软管滴灌省水、节能、省力,不易使土壤板结,便于实现灌溉自动化。目前正在积极推广应用,效果较好。其缺点是要求水质较高,水孔有时出现堵塞,长期采用此法时,也容易使土壤表层发生盐分积累。
  C、滴灌法。这种方法是在多孔硬质塑料管上再安装细小硬质塑料管,放到作物根际,用0.02~0.05兆帕的低压向多孔硬质管供水,并使水通过细小硬质塑料管滴入作物根际土壤中。这种方法可防止土壤板结和空气湿度过大,进而防止病害发生。但滴灌的成本较高,同时也存在着与软管滴灌相同的缺点。
  D、渗灌。将多孔硬质塑料管埋在地中10厘米处,直接向作物根系供水。渗灌可使土壤经常保持适宜的湿度,防止土壤板结,减少病害发生,但比较费工。
  (4)灌水应注意的问题及灌后管理。温室浇水除与露地灌水在水质等方面的要求相同外,还应特别注意以下几个问题。
  A、灌水时间。灌水时间关系到地温和空气湿度。冬季温室灌水一般要选择晴天或阴天刚过晴天刚来之时,且浇水后最好能有几个连续的晴天。冬天和早春浇水要选在早晨,其原因是水温与地温差距小,地温容易恢复,同时还有充裕的时间放风排湿。阴雨天或晚上浇水,或浇后遭遇连阴天,不仅地温不易恢复,而且因不能及时得到放风排湿,湿度降不下来,有些病害乘机要大发生。在冬春茬生育后期,由于可以白天黑夜大通风,为了降低地温,强调傍晚灌水,可以降低夜间温度。无论哪种情况,都不宜在晴天温度最高的时间浇水,因为此时植株蒸腾和生命活动旺盛,灌水后地温骤降,根会受到伤害或影响,而使吸收能力下降,植株地上部分的生命活动受到障碍。
  B、灌水时的水温。冬季灌水后地温一般下降2~3℃。如果灌水后遇连阴天,地温要下降5~8℃甚至更低,这是温室生产上的大忌。冬春茬作物定植时宜用20~30℃甚至40~50℃的温水。平时浇水则要求水温与当时室内地温基本一致,最好不低于2~3℃。为此,水源宜选用深机井,冬季输水渠道尽量短些,以防水温下降。冬季凡是用河渠水给温室浇水的地方,应提前把水引到温室里的水池中,预热以后再浇灌。春天浇水,水道长则有利于提高水温。
  C、灌水量不宜过大。栽培畦地面有积水对大多数作物有害,特别是不耐涝的作物,同时还会导致低温沤根。因而水量要比露地小,且宜采取沟灌的形式,少浇勤浇。
  D、灌水后的管理。灌水当天,为了尽快恢复地温,一般要封闭温室,迅速提高气温,以气温促地温,地温缓解后应及时放风排湿。在苗期浇水后,采取中耕松土的方法增温保墒。