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user: 3. 葡萄大棚对温度的调控效果及其影响因子 3.1. 葡萄大棚对温度的总体调控效果 本文利用河北唐山地区2019年葡萄开花坐果期前后共33天(3月29日至4月30日)曹妃甸唐海镇农研所试验基地气象观测站及小气候站所观测的逐小时棚外正点气温、1.5 m棚内气温、棚内日照指数、棚外2分钟平均风速的资料，以逐小时1.5 m大棚的内外温差即反映温室大棚对温度的调控效果，内外温差为正表示温室大棚对温度的调控作用为升温，内外温差为负表示温室大棚对温度的调控作用为降温。计算各时刻33天内外温差的总平均值，利用图表相关分析法，得到河北唐山地区2019年3月29日至4月30日一天中24个时刻大棚内外温差随时间变化的总体趋势图(图1)。由图可见：河北唐山大棚葡萄开花坐果期期间，总体上大棚的内外温差在每天的0:00~6:00保持稳定，温差平均保持在2.5℃~2.7℃，每日的7:00~10:00大棚的增温作用迅速增强，10:00~13:00大棚的增温作用为一天中最强，温差平均保持在9.9℃~11.3℃，13:00后大棚的增温作用持续减弱。 图1. 大棚内外温差随时间变化总体趋势(单位：℃) 通过列出2019年河北唐山大棚葡萄开花坐果期33天每日最大、最小棚内外温差以及其出现的时间，并统计或计算出3月29日~4月5日，4月6日~4月13日，4月14日~4月21日，4月22日~4月30日及整个开花坐果期最大、最小棚内外温差和不同时期内每日最大、最小棚内外温差的平均值(表1)，每日最大、最小棚内外温差出现的时间(图2)，利用图2和表1可以看出：2019年河北唐山大棚葡萄开花坐果期期间，白天大棚平均增温8.0℃，夜间大棚平均增温2.7℃，日均增温5.3℃，每日大棚增温作用最强的时段一般出现在8:00~17:00，其中10:00~13:00增温作用最强，每日最强增温作用平均为13.3℃。每日大棚增温作用最弱的时间一般出现在18:00~次日6:00，且最弱阶段多在23:00，每日最弱增温作用平均为0.4℃。 3.2. 葡萄大棚对棚内温度的影响因子 为进一步分析河北唐山葡萄大棚对温度的调控效果受哪些物理因素影响，综合考虑该试验地区可能影响温室大棚对温度的调控效果的气象因素，选取棚外正点气温、棚内日照指数、棚外2分钟平均风速的逐小时资料与棚内外温差的数据进行对比，对河北唐山地区葡萄温室大棚对温度的调控效果的影响因素进行分析。 3.2.1. 棚外气温对棚内温度的影响 考虑到白天日照对大棚内部气温的影响，白天和夜晚温室大棚内农作物的光合作用与呼吸作用不同等因素，分别选取不同气象要素各自全天(0:00~23:00)、白天(7:00~18:00)及夜晚(0:00~6:00， 19:00~23:00)的资料进行分析。 Table 1 Temperature difference between inside and outside the greenhouse during flowering and fruitin 日期 3月29日~ 4月5日 4月6日~ 4月13日 4月14日~ 4月21日 4月22日~ 4月30日 3月29日~ 4月30日 最大棚内外温差(℃) 23.4 16.4 20.3 20.9 23.4 最小棚内外温差(℃) −0.3 −3.3 −5.4 −1.6 −5.4 每日最大棚内外温差平均值(℃) 14.1 11.5 13.6 14.0 13.3 每日最小棚内外温差平均值(℃) 3.0 −0.7 −0.9 0.1 0.4 白天棚内外温差平均值(℃) 9.2 6.7 8.0 8.1 8.0 夜间棚内外温差平均值(℃) 6.3 1.4 1.0 2.0 2.7 内外温差平均值(℃) 7.8 4.1 4.5 5.1 5.3 表1. 开花坐果期大棚内外温差 图2. (a) 最大棚内外温差出现时刻天数；(b) 最小棚内外温差出现时刻天数 选取河北唐山大棚葡萄开花坐果期共33天每日全天逐小时大棚内外温差分别与和棚外正点气温、白天棚外正点气温、夜间棚外正点温度、白天棚外2分钟平均风速、夜间棚外2分钟平均风速以及日照的资料进行分析。 图3为4个不同时段(3月29日~4月5日，4月6日~4月13日，4月14日~4月21日，4月22日~4月30日)的双坐标轴折线图。通过双折线图可以发现：除极个别日期外，大棚内外温差和棚外气温的变化趋势大致相同，短期趋势的变化基本一致。以规律性来说，除极个别日期外，大棚内外温差和棚外气温数据每一天中的最高点出现的时间相差一般不超过2个小时。但是从整体的大趋势上来看，大棚内外温差和棚外气温两组数据的长期变化趋势的一致性并不明显。 由图4可见：在棚外气温升高的方向上，大棚的内外温差波动起伏较大，单从白天大棚内外温差随棚外气温的变化趋势图上无法看出明显的相关趋势。 为了衡量大棚内外温差与棚外气温相关性的密切程度，计算大棚内外温差与棚外气温数据的相关系数，计算结果为：−0.04，说明白天大棚的内外温差与棚外气温几乎没有相关性。 图3. 大棚内外温差与棚外气温随时间的变化趋势。(a) 3月29日~4月5日；(b) 4月6日~4月13日；(c) 4月14日~4月21日；(d) 4月22日~4月30日 图4. 白天大棚内外温差随棚外气温的变化趋势 图5为3月29日至4月30日33天夜间大棚内外温差随棚外气温的变化趋势。由图5可见：棚内外温差与棚外气温有着相反的变化趋势，当大棚外部气温升高时，大棚的内外温差会随之降低。 图5. 夜间大棚内外温差随棚外气温的变化趋势 计算出大棚内外温差与棚外气温数据的相关系数，计算结果为：−0.72，相关系数在0.6至0.8之间，说明夜间大棚的内外温差与棚外气温呈强相关，且两个变量呈负相关。 3.2.2. 棚外2分钟平均风速对棚内温度的影响 河北唐山大棚葡萄在开花坐果期期间温室大棚的通风口昼夜处于开启状态，棚内外温差会受到棚外风速的影响，还分析了棚外风速对温室大棚内外温差的影响情况。 图6为4个不同时段(3月29日~4月5日，4月6日~4月13日，4月14日~4月21日，4月22日~4月30日)的双坐标轴折线图。通过双折线图可以发现：除个别日期外，大棚的内外温差和棚外2分钟平均风速的变化趋势大致相同，短期趋势的变化基本一致。以规律性来说，大棚的内外温差和棚外2分 图6. 大棚内外温差与棚外2分钟平均风速随时间的变化趋势。(a) 3月29日~4月5日；(b) 4月6日~4月13日；(c) 4月14日~4月21日；(d) 4月22日~4月30日 钟平均风速数据每一天中的最高点出现的时间总体上相差不大。但从整体的大趋势上来看，大棚的内外温差与棚外2分钟平均风速两组数据的长期变化趋势的一致性并不明显，要分析两个变量的相关性，还需采用更直观的方法。 为了研究大棚内外温差和棚外2分钟平均风速两组数据变化趋势的具体相关性，选取每日白天(7:00~18:00)逐小时大棚内外温差和棚外2分钟平均风速的资料进行对比，为了更直观地分析这两组数据之间的关系，采用散点图。 图7为3月29日至4月30日33天白天大棚内外温差随棚外2分钟平均风速的变化趋势，横坐标为棚外2分钟平均风速，即自变量(x)，纵坐标为大棚的内外温差，即因变量(y)。由图7可见：在棚外2分钟平均风速增大的方向上，大棚的内外温差波动起伏较大，从整体上可以看出大棚内外温差与棚外2分钟平均风速的变化趋势相同，随其增大而缓慢增大，但是这种趋势并不明显。 图7. 白天大棚内外温差随棚外2分钟平均风速的变化趋势 为了衡量大棚内外温差与棚外2分钟平均风速相关性的密切程度，计算出大棚的内外温差与棚外2分钟平均风速数据的相关系数，计算结果为：0.11，相关系数小于0.2，说明白天大棚的内外温差与棚外2分钟平均风速呈极弱相关或无相关。 图8为3月29日至4月30日33天夜间大棚内外温差随棚外2分钟平均风速的变化趋势，横坐标为棚外2分钟平均风速，即自变量(x)，纵坐标为大棚的内外温差，即因变量(y)。由图8可见：P > 0.05，没有通过显著性检验，所以夜间大棚内外温差与棚外2分钟平均风速没有相关性。 图8. 夜间大棚内外温差随棚外2分钟平均风速的变化趋势 3.2.3. 棚内日照强度对棚内温度的影响 河北唐山大棚葡萄在开花坐果期期间昼夜覆盖棚膜，白天时大棚内外温差会受到太阳光照的影响，分析了日照对温室大棚内外温差的影响情况。 图9为3个不同时段(3月29日~4月3日，4月4日~4月9日，4月10日~4月16日)的双坐标轴折线图，其中一条折线用来绘制大棚内外温差的数据，另一条折线用来绘制棚内光照强度的数据。通过双折线图可以发现：大棚的内外温差和棚内日照强度的变化趋势大致相同，短期趋势的变化基本一致。以规律性来说，除极个别日期外，大棚的内外温差和棚内日照强度数据每一天中的最高点出现的时间相差一般不超过1个小时，基本重合。但是从整体的大趋势上来看，大棚的内外温差和棚内日照强度两组数据的长期变化趋势的一致性并不明显。 图10为3月29日至4月16日19天白天大棚内外温差随棚内日照强度的变化趋势，横坐标为棚内日照强度，即自变量(x)，纵坐标为大棚的内外温差，即因变量(y)。由图10可见：在棚内日照强度增大的方向上，大棚的内外温差波动起伏较大，但是可以看出大棚的内外温差在总体趋势上随棚内日照强度的增大而增大。 通过计算相关系数，可以衡量两个变量之间相关性的密切程度，大棚内外温差与棚内日照强度数据的相关系数为：0.56，说明大棚的内外温差与棚内日照强度呈中等程度相关，且两个变量呈正相关。 图9. 大棚内外温差与棚内日照强度随时间的变化趋势。(a) 3月29日~4月3日；(b) 4月4日~4月9日；(c) 4月10日~4月16日 图10. 白天大棚内外温差随棚内日照强度的变化趋势