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极星的温室位于北京密云,主要栽培的作物包括小番茄和水培生菜。在项目设计之初,斯文森就积极地参与到了幕布选型的环节。了解到北京地区的气候特点,结合温室设备以及作物的种植需求,极星最终确定在番茄种植区域使用阻光型的Obscura 9950 FR W以及高透光型的Luxous 1547 D FR,而在水培生菜区选择了散射型的Harmony 5747 FR以及高透光型的Luxous 1547 D FR。
较理想的幕布解决方案往往是优先解决最为突出的气候需求,同时兼顾发挥其它功能。对于极星的番茄种植而言,冬季低温寡照的气候最具挑战性,为了维持温室的目标温度,温室天然气消耗量很大,这时如何最大化幕布的节能效果,对于降低温室运营成本至关重要。此外,在种植周期后期,由于日光辐射过强,幕布也需要兼顾部分遮阳功能。考虑到最终的节能效果,温室安装的两层幕布均为闭孔型,可以在夜间同时闭合使用,而Luxous幕布在冬季白天的节能作用也不容小觑。春秋季节,Luxous幕布可以适当遮阳防护以及保湿。对于生菜的周年生产,散射型的Harmony幕布在夏季生产环境调控中表现出巨大潜力。
延长幕布使用时间,最大化节能
极星温室的番茄种植区安装了两层节能幕布,一层阻光型的Obscura主要是考虑到配合补光灯在夜间使用,而另一层Luxous幕布因其高透光的特性,即使在白天用于节能也不会损失过多的光照。而在夜间,两层幕布同时使用,节能率高达65%左右,这一点我们已经通过温室环控系统的数据计算得到证实。利用冬季夜间温室加温管道的辐射热和对流热我们可以得到温室的热量供给从而计算出温室的k值(导热系数),通过比较使用和未使用幕布时的k值,我们最终得到相应的节能率。
适当遮阳降低植物温度,减少胁迫
北京的春季,外界光照有时已经超过800W/m2,在这样的光照条件下,温室温度接近30度,和番茄植株茂密的叶片蒸腾降温效果不同,生菜叶片受到日光辐射的影响较大,因此,我们需要使用低遮阳率的Luxous幕布进行适当的遮阳防护。我们观察到,每当幕布闭合使用时,生菜的叶片温度会迅速降低并且维持在空气温度以下。
正确规范的安装是发挥幕布功效的前提
幕布安装过程中的细节很有可能会影响幕布后期使用的特性和功效。为了保持幕布的清洁,我们需要防止幕布在地面拖拽,在扬尘的情况下将幕布收拢等。对于高透光型的幕布,如果在安装时未注意以上细节,我们很有可能在使用期间损失宝贵的光照,降低了幕布的‘价值’。另外,对于节能幕布来说,安装时的密封性尤为重要,如果幕布产生破损或者接缝处存在缝隙,节能效果也会大打折扣。由于斯文森在安装前就提出了相应的安装建议,极星温室的幕布安装效果令人满意,这对于在使用过程中发挥幕布的功效奠定了基础。
使用保温幕节能的同时提高作物‘活力’
我们知道,由于存在温差,温室以及温室中的物体都存在向外辐射热量的现象。在夜间失去了日光能量输入的情况下,由于向外长波辐射损失,温室内的作物温度会降低,顶部的温度相对于下部更低,这种现象在晴朗的天气下更加明显。我们通常说,在夜间要维持作物的‘活力’,指的是让其维持一定的蒸腾作用,使根部的营养可以输送到植株的上部。我们时常观察到作物缺钙症状和夜间植株温度低的相关性。蒸腾作用的发生首先需要能量,在没有其它能量输入(补光,加温,空气流动)的情况下,有必要降低向外长波辐射能量的损失,这样才能保证作物的‘活力’。此外,保持作物的温度还有助于降低因结露而造成的真菌病害风险。降低作物向外长波辐射损失最有效的方式之一就是使用幕布。这些改善对于作物的影响是潜移默化的。因此我们认为,除了保温节能,提高幕布的使用率可以有效改善气候环境,对作物产生积极的影响。
番茄种植区,即使在炎热的7月份,使用Luxous幕布并结合室内喷雾,番茄植株温度基本可以保持低于室内空气温度的状态,这一方面得益于良好的水分平衡管理,另一方面也证实Luxous幕布在夏季温室气候调控中的作用。