设施环境的特点及调控（PPT117页)

第二章设施的环境特性及其调控技术学习目标：了解设施内的光照、温度、土壤、气体等环境因子的特点；掌握设施内各种环境因子的人工调控措施。学习目标：能进行设施小气候观测；能进行设施环境调控．第二章设施的环境特性及其调控技术2、湖北农业远程教育网日光温室的水、气温、光条件及控制（第一、二集）本章相关视频：1、日光温室新特蔬菜高效栽培（光照、温度的调控）单元一光照知识回顾：已学过设施——地膜覆盖＼风障＼阳畦＼温床＼塑料棚中，它们的光照特点如何？一、设施内光照条件的特点二、设施内光照条件的调控措施（一）影响设施光照条件的主要因素（二）设施内光照条件的调控措施单元一光照地膜覆盖光照特点：无色透明地膜透光性好，增加了近地面的光照；有色地膜遮光能力强，限制了杂草的发生；风障：接近风障处光照强度较高；阳畦：玻璃覆盖层增加透光率和反射率，畦内光照强度较高，且接近北框光照强度大；塑料棚：东西走向小拱棚利于采光；南方双斜面拱棚多用南北走向，因其棚内光照均匀；大棚内光照在垂直方向上由高往低逐渐减弱，在水平方向上，两侧光照较强（上午东侧强西侧弱，下午相反），中部光照较弱。一、设施内光照条件的特点1、光照强度2、光照分布3、光照时数4、光质一、设施内光照条件的特点1、光照强度：弱（与透光率的影响有关，仅为温室外的50％一80％，大棚40—60％）一、设施内光照条件的特点2、光照分布：在时间和空间上极不均匀南北方向：南强北弱东西方向：中部强东西部弱垂直方向：由上向下逐渐减弱空间中午强早晚弱时间一、设施内光照条件的特点3、光照时数：设施类型的不同有异大棚和连栋温室：与露地基本相同。单坡面日光温室：短于室外其他均存在光照时数不足的问题设施类型一年内露地日照时间变化情况一、设施内光照条件的特点4、光质：不同覆盖材料的透光率不同。紫外线、红外线的透光率：聚乙烯膜聚氯乙烯玻璃可见光的透光率：聚氯乙烯膜≈玻璃聚乙烯膜聚氯乙烯膜初期透光性好，但衰减速度较快二、设施内光照条件的调控措施（一）影响设施光照条件的主要因素（二）设施内光照条件的调控措施（一）影响设施光照条件的主要因素（一）影响设施光照条件的主要因素1.透光率：设施内光照强度与外界自然光强度的百分比。2.覆盖材料：与类型、老化程度有关系3.设施结构：屋面角类型(构架率)方位（塑料棚多南北走向，小拱棚多东西走向＼温室三种方位：正南＼南偏东5-10°＼南偏西5-10°）间距：8-10m，走道3m（二）设施内光照条件的调控措施温室内栽培对光照条件的要求：一是光照充足；二是光照分布均匀。措施：1、增加室内的自然光照；2、在冬季弱光期或光照时数较少的地区进行人工补光。3、在夏季强光地区或进行软化栽培时遮光。1、增加室内的自然光照采用合理的设施方位和采光屋面角度；选择合理的设施结构及骨架材料；选择透光率高、无滴、防尘、需老化膜；充分利用反射光；加强对棚膜、草帘的管理；调整作物布局，合理密植（矮在南或中，高在北或两侧，采用套作）；吊蔓栽培。充分利用反射光：内墙合理涂白或安装镀铝反光膜2、人工补光人工补光的目的日长补光以抑制或促进花芽分化，调节作物开花时期，即以满足作物光周期的需要为目的。栽培补光促进作物光合作用，促进作物生长，补充自然光照的不足为目的。2、人工补光补光对用电光源的要求：光照强度在2000~3000lux以上。有一定的光谱组成，最好具有太阳光的连续光谱。光照强度具有一定的可调性。2、人工补光人工补光的光源介绍白炽灯价格便易，但光效低，光色较差，目前只能作为一种辅助光源。使用寿命大约1000小时。荧光灯第二代电光源。价格便宜，发光效率高。可以改变荧光粉的成分，以获得所需的光谱。寿命长达3000小时左右。主要缺点是功率小。金属卤化物灯光效高，光色好，功率大，是目前高强度人工补光的主要光源。缺点是寿命短。植物生效灯可发出连续光谱，紫外光、蓝紫光和近红外光低于自然光，而绿、红、黄光比自然光强。3、遮光遮光的目的减弱设施内的光照强度降低设施内的温度3、遮光遮光时期：一天高温期遮光：中午前后育苗期遮光：育苗初期、缓苗期；栽培全期：如韭菜、蒜黄等作物。2.遮光遮光的方法：①覆盖遮阳物：如覆盖苇帘、竹帘、遮阳网、编织布等。（内遮光和外遮光）2.遮光内遮光缺点：操作较难，易损坏。优点；降温效果好。2.遮光外遮光外遮光的遮量降温效果好，但易受风害；内遮光不易受风吹，但易吸热再放出，抑制升温的效果不如外覆盖的。遮光目的是降温：遮光率愈大，抑制升温效果也越大，在内遮光方式下，银灰色较黑色网抑制升温的效果好。2.遮光分全部涂白、部分涂白和斑状涂白2.遮光②玻璃面涂白或塑料膜抹泥浆法涂白原料一般为石灰水，在国外也有用温室涂白专用的涂白剂。2.遮光③流水法搜索并思考、回答：蝴蝶兰对光的要求如何？在什么情况下需遮光？温室生产时如何遮光？原生态：高温高湿、荫凉通风的环境弱光：叶片徒长，叶软株弱，不开花或花色不艳强光：叶片灼伤，发育衰退，易致炭疽病开花期大苗期中苗期幼苗、小苗期20000~35000lx12000~20000lx10000~15000lx8000～10000lx4-6月份种植4~5个月6~7个月4~5个月5~6个月夏：70~80%遮光秋（春）：50~60%遮光冬：40~50%遮光遮阳网规格：50%、60%、70%、75%本单元小结:回顾设施的光照特点:地膜覆盖\风障\阳畦\温床\塑料棚光照特点(4点)调控措施影响因素(2点)措施增光遮光覆盖材料及设施结构增自然光\人工增光目的时期方法强度弱\光照时数少\分布不均匀\光质变化本单元练习题一：填空题1、影响设施光照条件的主要因素有、覆盖材料和。2、温室内栽培对光照条件的要求有二个方面，分别是：一是；二是。3、人工补光依据目的不同有日长补光和补光。4、遮光的目的主要是减弱和降低。透光率设施结构光照充足光照分布均匀栽培设施内的光照强度设施内的温度本单元练习题二：选择关于光照的特点，下列说法错误的是（）A设施内的因为具有多方向的光反射，因而光照较室外高，所以设施具有增温的功能；B设施内光照分布一般都不均匀；C设施内一般存在着光照时数不足的缺点；D设施的覆盖材料不同，透光率不同。A本单元练习题三：判断题1、选择优质的无滴膜进行覆盖且扣膜时技术过关，能有效地对设施内光照实施调控。（）2、在大棚内采用白炽灯进行人工补光处理，有利用作物的生长，为了缩短生长周期可较长时间使用。（）3、由于设施内的光照一般常较低，所以只需为设施增加光照强度即可满足生产的要求。（）4、流水法既可有效地在夏天对设施进行遮光又能吸热，有效地降温。()×√×√本单元练习题四：简答题1、简单分析园艺设施内光照的四个特点。2、简述遮光的三种方法。单元二温度温度是影响作物生长发育的环境条件之一。在园艺设施生产中很多情况下，温度条件是生产成功与否的最关键因素。充分认识和了解园艺设施内的温度条件和调节技术，对于搞好设施园艺生产无疑是十分必要的。单元二温度一、园艺设施内温度条件的特点（一）设施内温度的形成（二）设施内热量支出途径（三）设施内温度的变化特征二、设施内温度条件的调控措施（一）保温（二）增温（三）降温一、园艺设施内温度条件的特点（一）设施内温度的形成（回顾：塑料大棚的增温原理）在不加温情况下，设施内热量的来源主要是太阳辐射。温室效应：P78设施利用自身的封闭空气交流和透明覆盖材料阻止设施内长波辐射的特性，使内部的温度高于外界的现象，称为设施的“温室效应”园艺设施热收支平衡热量来源＝太阳总辐射＋人工加热量热量支出＝贯流放热＋潜热消耗＋换气放热＋地中传热热量平衡方程进入保护地的热量＝热量支出＋蓄热QQoutQ=0QinQoutQinQin＞Qout室内蓄热升温Qin＝Qout热量收支平衡恒温Qin＜Qout室内失热降温QQoutQin㈡园艺设施热支出途径1、贯流放热2、缝隙放热3、地中传热1、贯流放热透过覆盖材料和结构材料(墙体和后屋面等)等的放热过程，称为园艺设施表面的贯流放热。它是园艺设施放热的最主要途径，占总散热量的60～70%，高时可达90%左右。贯流放热的过程：对流辐射内表面外表面辐射对流热传导散热面积、材料导热率、内外温差风速、表面积贯流放热量表达式：Qt=Awht(tr–to)Aw设施表面积ht热贯流率(tr–to)内外温差影响贯流放热量的因素设施散热面积（设施表面积）室内外温差设施结构材料的导热率结构材料的含水量室外风速减小贯流放热的有效途径是：降低覆盖物及围护结构的导热系数。（P79表）2、换气放热（缝隙放热）设施内的热量通过放风口、覆盖物及维护结构的缝隙、门窗等，以对流的方式将热量传至室外，这种放热称为缝隙放热。由于园艺设施内外空气交换而导致的热量损失。在设施密闭的条件下，缝隙放热只有贯流放热的1/10。2、换气放热（缝隙放热）缝隙放热室外风速设施缝隙大小（漏风传热系数）室内外温差显热热量潜热热量影响缝隙放热的因素•显热失热Qv=R·V·F(tr-t0)Qv为整个设施单位时间的换气放热量R为每小时换气次数V为设施容积F为空气比热=1.30kJ/(m3·℃)(tr-t0)为室内外温差•潜热消耗水蒸汽蒸发而吸收的热量为潜热，经通风换气排出水汽而散失的水的汽化热，叫潜热消耗。3、地中传热热量在土壤中横向和纵向传导的方式称为地中传热。影响因素：土质、成分、湿度(土壤湿度大失热快)等白天的热平衡夜间不加温的热平衡三种热支出方式总结P80贯流放热（占75-80%）地中传热（占13-15%)缝隙放热（占5-6%）（三）设施内温度的变化特征气温日变化大，晴天昼夜温差明显低于外界。气温季节性变化明显。冬天天数明显缩短，夏天天数明显增长，保温性能好的日光温室几乎不存在冬季。气温内存在“逆温”。气温分布严重不均。上高下低，中部高四周低，单屋面温室夜间北高南低。土温较气温稳定。中部高于四周，30cm以下土温变化很小。二、设施内温度的调控措施（一）保温（二）增温（三）降温㈠保温(P83中的归类)1、减少贯流放热2、减少缝隙放热(6)3、减少地中传热(3)（1）保持墙体的厚度和墙体的干燥（2）加厚屋顶、保持屋顶干燥（4）保证草苫厚度、覆盖质量及覆盖时间（5）采用多层覆盖（7）设施四周设置风障设施密封、及时补膜、通风口处理、作业间设置等。设置防守防寒沟。1、减少贯流放热最有效的办法是多层覆盖。室外覆盖草苫、纸被或保温被二层固定覆盖（双层充气膜）室内活动保温幕（活动天幕）室内扣小拱棚加强防风措施使用保温性能好的材料作墙体和后坡的材料，并尽量加厚。2.减少换气放热尽可能减少园艺设施缝隙；及时修补破损的棚膜；在门外建造缓冲间，并随手关严房门。3.减少地中传热设置防寒沟减少温室南底角土壤热量散失。㈡增温1、增加设施的透光量2、提高地温设施的结构、材料选择、科学管理等方面。高温烤地高畦或高垄覆膜栽培科学浇水地面喷洒增温剂增施有机肥㈡增温3、采用复合墙体、屋顶4、增大保温比5、人工加温概念：P84公式：β=S/W（最大值为1）β越小，保温能力越弱，白天吸热多，容易升温，夜晚散热快，所以日温差大。β=0.5~0.6(单栋温室),β=0.7~0.8（连栋温室）哪种设施的保温比等于1？（方式有：炉火加温、火盆加温、热风加温、明火加温）㈡加温1.增加设施的透光量。炉火加温暖气加温火盆加温热风加温㈢降温1、通风换气降温2、遮光降温法3、屋面流水降温法4、蒸发冷却降温法湿垫排风法细雾降温法屋顶喷雾法温度变化不宜太剧烈；开顺序：顶——前屋面——后山墙，关相反㈢降温措施1.通风换气自然通风强制通风2.遮光降温法：减少进入园艺设施内的热量。外遮阳网内遮阳网4.蒸发冷却降温法（增大潜热消耗）湿垫排风法：大量灌水之后通风排湿4.蒸发冷却降温法（增大潜热消耗）细雾降温法喷雾要求细雾雾滴大小在50pm以下，对蒸发冷却才有效。