微气候环境研究是温室地域适应性改良设计的理论基础，部分研究人员采用计算机模拟软件进行了光照、通风、温度等模拟［3－5］，研究结论具有参考意义;但在温室改良设计中的指导作用较弱。针对建成温室的现实试验研究在温室设计中指导性较强，然而目前我国开展相关研究较少，针对热带地区相关研究更是屈指可数:马万征等对栽有黄瓜的Venlo型玻璃温室夏季环境变化规律进行了研究［6］;杨小锋等采用白色防虫网、黑色防虫网、遮阳网进行覆盖处理，对设施微环境进行比较研究［7］。本文针对锯齿型温室微气候环境进行初步研究，以期为温室在热带地区的改良设计提供基础理论支撑。
1环境研究材料与方法试验
在海南省儋州市中国热带农业科学院国家橡胶树种植资源圃进行。基地位于北纬19°30＇、东经109°20＇，属热带季风气候，年平均气温23．3℃，降雨量1800～2000mm［8］。试验时间为2010年9月25日、2010年11月13日、2011年1月7日、2011年3月14日、2011年5月14日和2011年7月8日。
1．1供试温室
本试验研究对象为锯齿型温室，位于海南省儋州市中国热带农业科学院国家橡胶树种质资源圃。该温室跨度6m，共4跨;开间4m，共13个开间，面积1248．00m2。温室建于2008年，主体结构为镀锌钢材。温室覆盖材料为聚乙烯抗老化无滴膜。温室采用外遮阳系统，黑色遮阳网，遮光率为40%。温室四周侧开窗，顶部锯齿侧开窗，均安装卷膜和防虫网，温室内安装有微喷系统及环流风机，侧墙安装负压风机，如图1所示。
1．2试验方法
试验由早晨8:00开始，于整点测量气温、设施表皮温度、光照强度、相对湿度及CO2浓度，全天测量11次，至18:00结束。特殊情况有:2011年1月7日日长时间较短，试验至17:00结束;2011年7月8日8:00未能测量数据;2011年5月14日15:00开始下雨，部分室外数据未能测量。测量点布置:在水平方向上气温、相对湿度、CO2浓度采用5点法布局测量(见图2);设施表皮温度、光照强度采用9点法布局测量(见图3)。在垂直方向上气温、相对湿度、光照强度在每一个位点测量20、50、150cm3个高度的数值。室外测试点距离温室20m，四周空阔［9］。
1．3试验仪器
美国kestrel4000便携式气象检测仪;美国雷泰ST20红外测温仪;德国Testo545照度计;美国TelaireTEL7001型CO2检测仪。图25点法示意图Fig．25pointmethod图39点法示意图Fig．39pointmethod
2环境研究的结果与分析
2．1光环境
热带地区温室生产以自然光为主要光源，锯齿型温室的框架结构和覆盖材料影响室内的光照环境，与露地存在着显著的不同，其全年光照强度如表1所示。由表1可知，锯齿型温室的日平均光照强度值从大到小为2011年7月8日＞2010年9月25日＞2011年5月14日＞2010年11月13日＞2011年3月14日＞2011年1月7日。温室内最高日平均光照强度是2011年7月8日，为29731．46lux;最低日平均光照强度是2011年1月7日，为2394．59lux。在最低日平均光照度情况下，锯齿型温室仍然能够基本满足园艺作物对光照的生理需求。2010年9月25日，温室内光照强度在11:00时达66732．00lux，同时温室外达127436．67lux，是光照强度的最高值，这与供试温室地处北纬19°30'，与当时太阳的直射点位置较近相关。但2010年9月25日日平均光照强度小于2011年7月8日。锯齿型温室透光率随着月份的不同变化，年平均透光率为35．21%，在光照最弱的1月份透光率能够达到40．57%，锯齿型温室的透光性较好。在2010年9月25日、2010年11月13日、2011年1月7日11月和2011年3月14日，光照强度最低值分别为1455．33、274．17、445．07、308．67lux，均低于园艺作物的光照补偿点(见表1)。2011年1月7日9:00室内光照强度为1779．46lux，16:00室内光照强度为1254．13lux(见图4)，9:00以前，16:00以后的时间段内，温室内光照强度已经低于园艺作物光补偿点［10］，根据需要，可进行人工补光以提高产量。图42011年1月7日光照强度Fig．4ThelightintensityinJanuary7，2011在2010年9月25日、2010年11月13日、2011年7月8日温室内最强光照强度达到了66732．00、51895．00、48965．83lux，产生光照危害并且显著提高室内温度(见表1)。尤其是2011年7月8日(见图5)，在10:00－14:00长时间处于40000．00lux光照强度条件下，不利于园艺作物生产，应进行遮光处理。
2．2温度环境
园艺作物对温度的基本要求包括气温和地温，气温和地温分别对植株地上部分和地下部分生长发育及其相互关系产生影响。温室骨架和棚膜的温度则影响到温室的小气候环境和材料的老化速度。本文分别对锯齿型温室的气温、地表温度、骨架和棚膜温度进行研究论述。
2．2．1锯齿型温室气温环境由表2可知，在热带气候条件下，锯齿型温室内的日平均温度从大到小依次为2011年7月8日＞2010年9月25日＞2011年5月14日＞2010年11月13日＞2011年3月14日＞2011年1月7日。温室内最高日平均温度是2011年7月8日，为38．59℃;最低日平均温度是2011年1月7日，为17．43℃，温度值偏离园艺作物生长最适温度［10］在天气炎热的2011年7月8日，温室内外日平均温度的最高值相近，分别为38．59℃和38．56℃。在温室外温度最高值达到43．90℃时，温室内则为42．87℃，比温室外部降低了1．03℃。相同情况也出现在2011年5月14日，温室内部最高温度比温室外部降低2．22℃。说明在炎热天气，锯齿型温室可以降低极端高温。耐热蔬菜适宜最高温度为35℃［10］，室内温度高于植物生理需求。在天气温度较低的2011年1月7日，温室外的日平均气温为13．73℃，温室内可以达到17．43℃，比温室外部提升3．7℃;温室外日最低温度为11．10℃，已经不利于茄果类、瓜类等喜温园艺作物生产，温室内日最低温是14．33℃，仍然能够维持园艺作物的正常生理功能。
2．2．2地表温度地温可以直接影响根系的形成和生长，进而影响根系对水分养分的吸收以及根系代谢，最终影响作物生长发育。由表3可以看出，在热带地区，锯齿型温室内地表日平均温度最低为15．71℃，日最低温度为13．61℃，均出现在2011年1月7日。由此可知，在最低地表温度的天气里，仍然能够满足园艺作物生理需求。其他月份地表温度由低到高分别为2011年3月14日22．63℃，2010年11月13日27．04℃，2011年5月14日30．13℃，2010年9月25日33．32℃，2011年7月8日40．84℃。其中，2011年7月8日的地表温度最高，已经超过作物对低温的适合温度范围，日最高地表温度达到了46．37℃，对作物生长产生危害，需要采取适当措施降低地表温度。锯齿型温室室内地表温度均低于露地地表温度，温度相差3℃左右，在炎热的2011年7月8日温室内日平均地表温度比温室外低近6℃，日最高地表温度比室外低近10℃，对作物根系生长发育的环境条件具有改善作用。
2．2．3骨架、棚膜温度骨架和棚膜的温度影响温室材料的老化速度及棚膜有害气体的释放。本研究测试了锯齿型温室2011年1月7日和2011年7月8日骨架和棚膜的温度，如表4所示。在2011年1月7日骨架和棚膜的日平均温度分别为13．44℃和12．28℃，两者温度较为平和。2011年7月8日骨架和棚膜的日平均温度为38．91、36．97℃，骨架的温度比棚膜的温度高2．00℃，因薄膜受骨架高温的影响热致使伸缩不均等，缩短了薄膜的使用寿命。棚膜日最高温度甚至达到了45．00℃以上，导致有害气体释放。
2．3湿度
环境湿度影响作物的蒸腾速度，进而导致作物生长出现差异。由表5可看出，在全年时间段内，锯齿型温室内的日均空气湿度最高为83．83%，最低为50．21%，室外的日平均空气湿度最高为85．61%，最低为47．03%，温室内湿度比温室外湿度变化平稳，能够为作物生长提供更加良好的环境。此情况在炎热干燥的2011年7月8日和低温潮湿的2011年1月7日表现更加明显。在2011年7月8日锯齿型温室内湿度的平均值、最高值和最低值均高于温室外，温室外最低湿度达到33．93%的情况下，温室内湿度为39．63%，对植物生长较为有利。在2011年1月7日，低温高湿的气候条件下，露地湿度最高达95．57%，锯齿型温室内为91．65%，温室内的湿度低于露地湿度。
2．4CO2浓度
CO2是植物进行光合作用的主要原料之一，高浓度CO2有助于提高园艺作物产量和品质。由表6可以看出，在试验进行的全年时间段内，除2011年7月8日日平均CO2较露地低4．47mg/L外，锯齿型温室内的日平均CO2浓度均高于露地。除2011年5月14日外(当日下午下雨)CO2浓度的日平均值均在400mg/L以上，浓度较大，能够满足作物进行光合作用的生理要求。CO2浓度日最低值是2011年5月14日，为342．73mg/L;其次为2011年3月14日的364．80mg/L，均与露地接近或略高于露地CO2浓度，补充CO2的必要性不大。同时，锯齿型温室的密闭性较差，通气性良好，不具备补充CO2的客观条件。由此可知，锯齿型温室在热带地区使用，不需要进行CO2施肥。
3结论与讨论
3．1锯齿型温室光环境锯齿型温室内最高日平均光照强度是2011年7月8日，为29731．46lux;最低日平均光照强度是2011年1月7日，为2394．59lux。温室年平均透光率为35．21%，锯齿型温室的透光性较好。温室的最大光照强度出现在2010年9月25日11:00，为66732．00lux，同时温室外达127436．67lux，这与供试温室地处北纬19°30'，与当时太阳的直射点位置较近相关。同时，与温室的朝向相关:温室南北走向，锯齿立面朝东，曲面朝西。2011年1月7日9:00以前，16:00以后的时间段内，温室内光照强度已经低于园艺作物光补偿点，可进行适当补光。在2010年9月25日、2010年11月13日、2011年7月8日中午温室内最强光照强度达到了45000lux以上，超过了作物光照饱和点，可适当遮阳，降低光照强度。
3．2温度环境
3．2．1锯齿型温室气温在2011年7月8日和2011年5月14日，温室内部最高温度比温室外部降低1．03、2．22℃。这说明在炎热天气，锯齿型温室可以降低极端高温，减轻对作物的高温危害。在天气温度较低的2011年1月7日，温室内日平均温度比温室外部提升3．7℃，说明在冷凉天气时，锯齿型温室可以提高最低温度，有利于园艺作物生产。锯齿型温室内最高日平均温度为38．59℃，最低日平均温度为17．43℃，温度值略偏离园艺作物生长最适温度，需要采取遮阳等措施降低夏季高温，以及加强温室密闭性等措施提高冬季温度。
3．2．2地表温度在热带地区，锯齿型温室室内地表温度均低于露地地表温度，温度相差3℃左右。在炎热的2011年7月8日，温室内日平均地表温度比温室外低近6℃，日最高地表温度比室外低近10℃，显著改善了作物根系生长发育的环境条件。2011年7月8日的日锯齿型温室最高地表温度达到了46．37℃，需要采取适当措施降低地表温度。
3．2．3骨架、棚膜温度在炎热季节，骨架和薄膜的温度较高，两者温度相差2．00℃左右，日最高温度甚至达到了45．00℃以上，导致有害气体释放及薄膜热伸缩不均等，缩短了薄膜的使用寿命。
3．3湿度环境
2011年7月8日，温室外最低湿度33．93℃，锯齿型温室内湿度为39．63℃。2011年1月7日，露地湿度最高达95．57℃，锯齿型温室内为91．65℃。锯齿型温室有助于提高小气候环境的最低湿度，降低最高湿度，为作物提供一个相对稳定的湿度环境。
3．4锯齿型温室
CO2环境锯齿型温室内的日平均CO2浓度日平均值较高，在400mg/L以上，温室内的日平均CO2浓度高于露地，能够满足作物进行光合作用的生理要求;锯齿型温室的密闭性较差，通气性良好，因此不适宜进行性CO2施肥。
作者：赵禹坤 单位：海南大学园艺园林学院
