0、 引言
日光溫室是設施農業研究的主體。隨著現代化農業的大力發展，對于日光溫室的研究也越來越受到科研學者們的關注。日光溫室，顧名思義是依靠太陽光吸收輻射能來維持室內一定的溫度水平，以滿足蔬菜作物生長需求的一種設施。日光溫室中的光環境制約著溫室的生產潛能，因為光照是日光溫室獲取能量的主要來源，同時它也決定了溫室內的 CO2濃度、溫度、空氣濕度等條件，是影響溫室環境氣候的主導因子?？梢?，光環境是日光溫室研究的一個很重要的方面，如何獲得最大限度的光照量是日光溫室設計中首要解決的問題。通過以往的研究成果來看，國內外的科學工作者對溫室采光設計進行了很多研究，主要通過兩種方式來實現最大限度采光: 一是通過優化設計，根據不同緯度地區，確定日光溫室的最優采光面形狀、采光屋面角度、后屋面仰角、跨度和脊高等參數，設計不同形狀結構的日光溫室; 另一方面則是根據不同地區的氣候地理條件，確定溫室的朝向問題，通過設計不同的溫室方位角來獲得最大受光量。
1、 日光溫室方位角的現有理論
日光溫室的方位角指日光溫室東西方向的法線與正南方向\\(當地子午線\\) 的夾角，如圖 1 所示。其中，θ 角就是日光溫室的方位角。方位角反映了正南日光溫室采光面與太陽直視位置的關系，對室內光溫產生一定的影響。光是日光溫室內氣候環境中的主導因子，它決定了溫室內的 CO2濃度、溫度、空氣濕度等條件。通過合理的日光溫室方位角設計來達到調控室內光溫節奏是—個可行、有效的方法。
長期以來，由于溫室的種植受到氣候、主要栽培季節等方面差異的影響，使得許多的科學研究人員和農民對日光溫室方位角的正確朝向問題眾說紛紜，始終沒有取得一致的意見。歸納起來，為保證日光溫室的充分采光，一般溫室布局均為坐北朝南。在此基礎上，人們大體上總結出 3 種觀點: 南偏東。理由是溫室里的植物可以“搶陽”，因為上午的光質比下午好，上午作物的光合作用能力也比下午強。盡早“搶陽”更有利于光合物質的形成和積累，溫室升溫快，光照好，同時也能削弱西北風對透光面的降溫作用。
南偏西。理由是早晨氣溫較低，卷簾晚，空氣濕度大，有時出現霧等使光照減弱的天氣現象，溫室南偏西可有利于利用下午的光照。正南方向。理由是上述兩種意見的綜合。由于溫室的方位角設置問題尚缺乏科學依據和統一的標準，在實際的農業生產和實踐中，日光溫室的方位角雜亂，從偏東 30°多到偏西 40°多皆有分布。
有研究認為，在我國北方地區，日光溫室以偏東或偏西 5°為宜，且偏東或偏西相同角度時，溫室會獲得相同的光照。這種計算方法是建立在上午、下午光照時間相等\\(8: 30－15: 30\\) 的基礎上的。事實上，在我國北方地區冬季，上午尤其是凌晨時氣溫很低，一般情況下卷簾時間較晚，在日出后 1． 5 ～ 2． 5h; 而下午傍晚時刻氣溫相對較高，可以適當延后放簾，一般在日落前 0． 5 ～1h。本文通過對兩組植物的生長情況進行了測試，說明了光照對植物的生長的影響，間接驗證了溫室的正確朝向問題。
2、 光照對植物生長影響的現象
基于觀察了山西農業大學工學院外大路兩邊的大葉黃楊植物的生長情況，進行了實驗觀察和理論研究。
該大路寬 8m，長約為 100m，南北方向延長，路的方位角: 南偏東 10°1'。路的兩邊種的大葉黃楊綠化帶，在綠化帶中，嵌套種有金葉女貞，1 排國槐樹，樹的間隔為5m; 綠化帶再向外，兩側各種1 排松樹，其余為學校的試驗田。但是兩邊的大葉黃楊發的新芽的生長情況卻明顯不同，有很大差異，靠著路西邊的比路東邊的長的茂盛。
3、 實驗與結果分析
基于對上述現象的觀察，進行了以下的試驗。
3． 1 實驗
實驗地點: 山西農業大學工學院外的大路兩側。
實驗對象: 道路兩側的大葉黃楊綠化帶。實驗工具:卷尺，游標卡尺，細繩，電子天平。實驗時間: 2013 年4 月 14 －18 日。
在道路的兩側的大葉黃楊綠化帶中，隨機任意各取 10 株大葉黃楊新芽作為實驗對象，用細繩系在植株的主干上，并標上序號。每天下午 17: 00 準時記下新芽的葉片數，測出新芽的高度和新芽的直徑; 另外記下當地的天氣情況。
當路東邊的新芽的各個參數的平均值超過了所測得路西邊第一天測得的各個參數的平均值后，結束實驗。實驗中，一共連續測了 5 天，第 5 天測完之后，分別收集回這所測得 20 個植物新芽，分別放入 2 個紙盒內，用電子天平稱出其質量; 待這些新芽的樣本晾干之后，再次稱出其干物質的總質量。
3． 2 實驗結果的分析
將所測得的數據進行處理和分析，結果如圖 3 ～圖 5 所示。
圖 3 所示為道路東西兩側大葉黃楊綠化帶新芽葉片平均數。由圖 3 可以看出: 4 月 14 日路西邊比路東邊的新芽葉片平均數多了 0． 8 片，4 月 15 日多了 0． 9片，4 月 16 日多了 1． 4 片，4 月 17 日多了 1． 5 片，4 月18 日多了 1． 3 片。
圖 4 所示為道路東西兩側大葉黃楊綠化帶新芽高度平均數。由圖 4 可得出: 4 月 14 日路西邊比路東邊的新芽高度平均數高 1． 0mm，4 月 15 日高 1． 25mm，4月 16 日高 1． 43mm，4 月 17 日高 1． 28mm，4 月 18 日高 1． 33mm。
圖 5 所示為道路東西兩側大葉黃楊綠化帶新芽直徑平均數。由圖 5 可以得出: 4 月 14 日，路西邊比路東邊的新芽直徑平均數增加 0． 104mm，4 月 15 日增加0． 172mm，4 月 16 日增加 0． 180mm，4 月 17 日增加0． 196mm，4 月 18 日增加 0． 036mm。
路的西邊植物新芽的總的鮮重為 7． 13g，晾干之后的總干質量為 1． 74g。路東邊植物新芽的總鮮質量為 5． 69g，晾干之后的總干質量為 1． 23g。上述測試結果表明，在其他環境條件都相同的條件下，路西邊的植物生長情況明顯優于路東邊的植物。這就間接表明了在山西農業大學所處的地理環境條件下\\(我國北方緯度較高的地區\\) ，溫室方位角偏西有利于提高植物受光量和促進植物光合作用，從有利于植物的生長。
4、 結論
本文的實驗研究間接證明了，在山西省緯度較高地區，溫室方位角偏西有利于溫室作物生長。其原因是在我國北方高緯度地區，早晨霧氣大、氣溫低，在這樣的情況下，溫室方位角南偏西，可以推遲放簾時間，以便充分利用下午的陽光，從而提高植物光合作用。
同時，溫室方位角適當偏西，使得溫室的正午延后，這樣上午、下午的時間大體相近，并且使日光溫室接收太陽輻射量較大的時間向后移，使得光照充足與氣溫較高同時并存的時間得以增加，對作物生長有利。
值得注意的是，本文的實驗研究僅證明了在山西地區日光溫室偏西比偏東更有利于作物生長。在實際建造日光溫室時一定要結合當地地形條件確定溫室朝向。同時，溫室方位角的確定尚應考慮當地冬季主導風向，避免強風吹襲前屋面。無論方位角偏東或偏西，都不宜過大。過分偏西，在嚴寒季節可能造成午前日光溫室升溫不足，太陽直射溫室時間晚，作物受光量減少; 過分偏東，則導致午后直射光損失大，溫室夜間溫度過低，從而影響作物生長。
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