中国农业气象 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (4): 521-529.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2026.04.004
柏雨润,闫世风,王发香,李灵芝,海云瑞,郭文忠
BAI Yu-run, YAN Shi-feng, WANG Fa-xiang, LI Ling-zhi, HAI Yun-rui, GUO Wen-zhong
摘要:
设施农业生产中作物根际温度波动可显著影响作物水分吸收、养分运输及光合作用等关键生理过程,现有环境调控技术多聚焦于空气温度优化,根际温度精准管理仍面临极端气候适应性不足与能源效率低下的双重挑战。为系统评估根际温度调控技术的研究进展与发展方向,本研究通过文献计量分析与技术特征比较,重点解析被动与主动调控技术的应用边界及增效路径,以期解决极端气候条件下根际温度失控风险与高能耗调控成本的矛盾。结果表明:被动调控技术(地膜覆盖、垄作栽培、相变材料等)通过物理屏障效应,可使作物根温波动幅度降低40%~60%,常规气候条件下具有显著节能优势,设施温室能耗降低60%~80%,但持续低温或高温环境作物根际存在控温失效的风险,其发生概率与气候极端性呈正相关关系。主动调控技术(热泵系统、主动蓄放热装置、营养液循环控温等)可实现±1℃的精准根际控温,使温室作物产量提升17%~55%,但存在系统能效系数(COP)偏低(1.5~1.9)、单位面积能耗成本过高(0.7~5.0kWh·m−2)的技术瓶颈。未来研究需深度融合物联网感知与多能互补技术,开发相变温度可调(15~25℃)的复合储能材料,构建气候预警−动态补偿−智能调控的全链条技术体系,以期实现设施作物根际温度管理从粗放缓冲向智慧调控的范式转变。