何芬1,2，鲍顺淑1,2，李思博1,2，尹义蕾1,2，周长吉1,2，梁永江3
（1农业部规划设计研究院，北京100125；2农业部农业设施结构工程重点实验室，北京100125；3贵州省烟草公司遵义市公司，贵州遵义563000）
摘要：为合理调控烤烟漂浮育苗塑料大棚内环境因子和配置立体育苗人工补光方案，以烤烟幼苗不同生长时期的环境条件需求为基础，对贵州遵义地区典型配置塑料连栋大棚室内外温湿光环境及立体育苗架上不同层间的光环境进行实地测试。结果表明，棚内晴天最高温度可达25℃，阴天为15.3℃，相对湿度40%~90%，光照强度50~5000 μmol/(m2· s)；立体育苗架第1~4 层光照强度5~90 μmol/(m2· s)，第5~6层40~350 μmol/(m2· s)。塑料连栋温室内温湿环境适宜，光照充足，适宜烤烟幼苗的生长。但当采用6层立体育苗架育苗时，育苗架的第5、6 层自然光照环境足够满足烤烟幼苗的光照需求，第1~4 层中间区域均达不到烤烟幼苗生长的光照环境需求，需要进行人工补光。该试验研究为提出更为合理的环境调控措施和人工补光配置方案提供理论依据。
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关键词 ：烤烟；塑料连栋大棚；漂浮育苗；温度；光环境
中图分类号：S625 文献标志码：A 论文编号：cjas14120017
基金项目：中国烟草总公司贵州省公司科技专项“烤烟立体育苗设施研发与补光调控研究”(201308)。
第一作者简介：何芬，女，1980 年出生，江西宜春人，高级工程师，博士，研究方向设施作物栽培及设施环境研究。通信地址：100125 北京朝阳区麦子店街41号农业部规划设计研究院，Tel：010-65910066-1695，E-mail：hefen_2005@163.com。
通讯作者：梁永江，男，1977 年出生，农艺师，主要从事烟叶生产技术研究和管理。通信地址：563000 贵州省烟草公司遵义市公司，E-mail：zylyj@vip.163.com。
收稿日期：2014-12-09，修回日期：2015-02-12。
0 引言
环境因子直接影响设施烟草育苗生长发育，特别是光环境直接影响烟草种子发芽[1]、烟苗的光合速率[2-4]及成苗质量[5-7]。烤烟立体漂浮育苗具备土地利用率高、出苗整齐一致、单位面积用工量少、育苗时间短、栽后烟株长势长相好等优点[8-11]，特别是近年随着烟草[12-15]及其他作物立体育苗装置[16-20]的研究开发和使用，立体育苗和与之相配套的人工补光技术发展更为迅速[21-25]。但目前多采用经验方法对烟草幼苗进行补光，造成幼苗补光过多或补光不足，为了使得补光配置方案更为科学，需要全面掌握大棚内及立体育苗架上各自然环境因子的变化。针对此，基于烟草育苗的环境需求，对贵州遵义地区烤烟漂浮立体育苗连栋塑料大棚进行整体的环境测试和评价，旨在为提出更为合理的环境调控措施和人工补光配置方案提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与处理
试验于2014 年3 月11—15 日在贵州省遵义市(27°42′N，106°55′E)烤烟育苗塑料连栋大棚内进行。大棚屋脊为东西向，长度48 m，宽度32 m，单跨8 m，共4 跨；肩高3 m，脊高4.5 m，大棚覆盖PEP膜，可电动卷膜进行自然通风，内层安装防虫网，室外安装遮阳网。育苗架宽700 mm，层数为6 层，底层距地面300 mm，层高为400 mm，架子总高2.3 m。大棚育苗时采用荧光灯进行人工补光。
1.2 测定项目与方法
测试时，塑料连栋大棚内没有进行烟草育苗，因研究主要针对大棚整体环境及立体育苗架上的自然光环境，所以棚内有无进行育苗生产并不影响研究结果。采用温湿光记录仪（型号DJL-18，中国）自动记录连栋塑料大棚内外环境参数，包括室内外温度、相对湿度、光照强度，测点距地面1.5 m，布置如图1 所示。
采用光纤光谱仪（型号AvaSpec-2048，荷兰）测试连栋塑料大棚内6 层立体育苗架上的自然光照环境，测点布置在离南侧的第1、3、5 排育苗架，每层育苗架上设置1~8 个光照强度测点，测点间距为100 mm，布置如图2 所示。所有测试数据的采样时间间隔为2 h。
1.3 统计分析
对测试的大棚内多点温湿度原始数据采用Excel软件进行差异分析，计算出测试平均值作为数据结果使用。
2 结果与分析
2.1 典型天气条件下大棚内外温湿光环境
测试时间为烤烟育苗阶段，分析2 种典型天气条件下大棚内温湿、光环境：①晴天（2014 年3 月11 日）；②阴天（2014 年3 月15 日）。通过对室内温湿环境的多个测试值取平均，得到育苗大棚在典型天气条件下8:00—16:00的温湿环境变化，如图3~4。
图3 为棚内外温度的变化情况，棚内外温度的变化基本一致。棚内白天最低温度出现在早晨8:00，为11~12℃，之后一直升高，均在一天中的14:00 达到最高温度。晴天8:00—16:00 间，室内温度为12~25℃，阴天室内温度为11~16℃，阴天较晴天最高温度低9℃。
图4 为棚内外相对湿度的变化情况。棚内白天相对湿度处于40%~90%，阴天相对湿度较晴天高5%。晴天早晨8:00 时相对湿度最高，达到80%，之后随着太阳辐射的增大，室内相对湿度逐渐下降到39%，之后随着辐射的减弱，相对湿度逐渐在14:00之后继续上升。
图5 为大棚内外光照环境日变化。从图中可看出，棚内最大光照强度出现在14:00，晴天约为5000 μmol/(m2· s)，阴天约为2200 μmol/(m2· s)，而早晨8:00 和下午16:00 只有50~180 μmol/(m2· s)。阴天的光照强度较晴天低280 μmol/(m2· s)。
2.2 育苗架上光环境测试分析
测试时选取了3 个不同排的烟草育苗架进行测量，但育苗架每层的光照在一天之内的变化规律是一样的。直接选取第1 排育苗架作为研究对象分析其层间光照在一天内的变化规律。
图6 为育苗架各层平均光照的日变化，第1~5 层的光照日变化规律均与大棚内外光照日变化一致，第6 层的光照即为棚内光照变化。从图中可看出，育苗架上的光照因为架子自身的遮挡，光照较棚内的光照小很多，一天中第6层平均光照值为1331.2 μmol/(m2· s)，第1 层为104.6 μmol/(m2· s)，第6 层至第1 层的平均光照在任何时刻都依次减弱。
测试时选取8:00—18:00 中的6 个时刻进行测试，但在每个时刻育苗架每层的光照变化是一致的。直接选取8:00 光照最弱的时刻作为研究对象分析其层间光照变化。从图7 中可看出，在同一时刻，每层上各测点的光照变化基本一致。第5 层至第1 层的光照强度逐渐减弱；且光照在测点1 至测点5 逐渐减弱，而在测点5 至测点8 之间又逐渐增强。
3 结论
（1）烤烟漂浮育苗大棚棚内晴天最高温度可达25℃，阴天为15.3℃，相对湿度40%~90%，光照强度50~5000 μmol/(m2· s)；塑料连栋温室内温湿环境适宜，光照充足，适宜烤烟幼苗的生长。
（2）立体育苗架上每层的自然光环境均不一样，第1~4 层光照强度5~90 μmol/(m2 · s)，第5~6 层40~350 μmol/(m2· s)。当采用6 层立体育苗架育苗时，育苗架的第5、6 层自然光照环境足够满足烤烟幼苗的光照需求，第1~4 层中间区域均达不到烤烟幼苗生长的光照环境要求，需要进行人工补光。
4 讨论
典型天气条件下，塑料连栋大棚内温度环境均没有超过幼苗生长最高温度极限。因测试时间为3 月初，处于烤烟育苗的初期，棚外温度较低，导致棚内温度上升速度慢，无法长期达到烟草幼苗生长的最适温度18~25℃。大棚内相对湿度处于相对湿度环境的正常范围，但在育苗后期，因棚内温度升高，棚内相对湿度还将因为营养液的蒸发而升高，要适当采用通风的手段降低相对湿度。棚内光照充足，适宜烤烟幼苗的生长。
烤烟立体育苗架上光照因育苗架的遮挡，较棚内的光照小很多，一天中，各层的平均光照从第6 层至第1 层依次减弱，第6 层平均光照较第1 层平均光照高出1000 μmol/(m2· s)。在测试天的8:00，立体育苗架上第1、2 层各测点光照强度范围为5~50 μmol/(m2· s)，第3层8~60 μmol/(m2· s)，第4 层20~90 μmol/(m2· s)，第5 层40~120 μmol/(m2· s)，第6 层260~350 μmol/(m2· s)。根据烤烟育苗光照环境需求，可看出育苗架的第5、6 层自然光照环境足够满足烤烟幼苗的光照需求；第1~4层均有一定区域达不到烤烟幼苗生长的光照环境需求。需对第1~4 层的中间区域进行人工补光，补光强度不一。
采用6 层立体育苗架进行育苗生产，需要进行人工补光。但因研究中光照环境测试设备有限，无法长期监测同一时间段内多个测点的自然光环境。补光灯配置方案有待通过其他光环境模拟软件如DIAlux 对立体育苗大棚内的自然光照环境进行模拟分析后再进行下一步定量研究，或者采用多通道数采连接多传感器对育苗架上的自然光照环境进行监测。
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