资料--设施园艺-环境及调控技术课件.ppt
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- 资料 设施 园艺 环境 调控 技术 课件
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1、 设施内的环境因子,包括光、温、水、气、土壤及营养元素等,虽在很大程度上受外界环境的影响,但与露地栽培必竟存在着根本的差别,它可使在露地生产中无能为力的环境调控成为可能。因此,了解设施内的环境特点,并掌握其人工调控方法,对促进设施园艺作物的优质高产高效栽培,具有重要的意义。本章主要内容本章主要内容v 光环境光环境v 温度环境温度环境v 湿度环境湿度环境v 二氧化碳二氧化碳v 土壤环境土壤环境光环境光环境光环境对温室作物的生长发育产生光环境对温室作物的生长发育产生光效应光效应、热热效应效应和和形态效应形态效应,直接影响其直接影响其光合作用光合作用,光周光周期反应期反应和和器官形态器官形态的建成,
2、在设施园艺作物的的建成,在设施园艺作物的生产中,尤其是对喜光园艺作物的优质高产栽生产中,尤其是对喜光园艺作物的优质高产栽培中,具有决定性的影响。培中,具有决定性的影响。一、设施内的光环境特征一、设施内的光环境特征 总辐射量低,光照强度弱总辐射量低,光照强度弱温室内的光合有效辐射能量、光量、太阳辐射量受透明覆盖材料的种类、老温室内的光合有效辐射能量、光量、太阳辐射量受透明覆盖材料的种类、老化程度、洁净度的影响,仅为室外的化程度、洁净度的影响,仅为室外的5080%,这种现象在冬季往往成为喜光,这种现象在冬季往往成为喜光果菜类作物等生产的主要限制因子。果菜类作物等生产的主要限制因子。辐射波长组成与室
3、外有很大差异辐射波长组成与室外有很大差异 当太阳短波辐射进入设施内并被作物和土壤等吸收后,又以长波的形式向外当太阳短波辐射进入设施内并被作物和土壤等吸收后,又以长波的形式向外辐射时,多被覆盖的玻璃或薄膜所阻隔,很少透过覆盖物外去,从而使整个辐射时,多被覆盖的玻璃或薄膜所阻隔,很少透过覆盖物外去,从而使整个设施内的红外光长波辐射增多,这也是设施具有保温作用的重要原因设施内的红外光长波辐射增多,这也是设施具有保温作用的重要原因。光照分布在时间和空间上极不均匀光照分布在时间和空间上极不均匀温室内的太阳辐射量,特别是直射光日总量,在温室的不同部位、不同方位温室内的太阳辐射量,特别是直射光日总量,在温室
4、的不同部位、不同方位不同时间和季节,分布都极不均匀,尤其是高纬度地区冬季设施内光照强度不同时间和季节,分布都极不均匀,尤其是高纬度地区冬季设施内光照强度弱,光照时间短,严重影响温室作物的生长发育。弱,光照时间短,严重影响温室作物的生长发育。二、影响设施光环境的主要因素二、影响设施光环境的主要因素 散射光的透光率散射光的透光率(Ts)太阳光通过大气层时,因气体分子、尘埃、水滴等而发生散射太阳光通过大气层时,因气体分子、尘埃、水滴等而发生散射并吸收后到达地表的光线称为散射光。并吸收后到达地表的光线称为散射光。直射光的透光率直射光的透光率(Td)依纬度、季节、时间、温室建造方位、单栋或连栋、屋面角和
5、依纬度、季节、时间、温室建造方位、单栋或连栋、屋面角和覆盖材料的种类等而异。覆盖材料的种类等而异。构架率构架率:简易管棚简易管棚 Venlo型玻璃温室型玻璃温室 普通钢架玻璃温室普通钢架玻璃温室 屋面直射光入射角的影响屋面直射光入射角的影响 覆盖材料的光学特性覆盖材料的光学特性 温室的结构方位的影响温室的结构方位的影响 图图1 1 覆盖材料为覆盖材料为3 3mmmm玻璃的太阳入射角与透光率和反射率玻璃的太阳入射角与透光率和反射率东西栋东西栋南北栋南北栋直射光日总量透过率直射光日总量透过率(%)图图 3 冬至四连栋温室直射光日总量平均透过率床面分布冬至四连栋温室直射光日总量平均透过率床面分布 (
6、日本大阪、藏田,(日本大阪、藏田,1986)北南东西纬 度(北 纬)地 点 温 室 最 佳 屋 面 倾 角(东 西 栋)东 西 栋 与 南 北 栋 透 光 率 之 差(%)31 12 上 海 35 5.48 36 01 兰 州 30 6.79 39 57 北 京 26 34 7.40 45 45 哈 尔 滨 20 9.71 50 12 漠 河 16 11.1 表表2 不同方位连栋温室透光率差值比较不同方位连栋温室透光率差值比较(中国蔬菜栽培学,(中国蔬菜栽培学,1987)随着纬度的增加随着纬度的增加,东西栋与南北栋温室的透光率差值增大东西栋与南北栋温室的透光率差值增大 图图4 各种温室太阳直射
7、光环境综合评价各种温室太阳直射光环境综合评价 (日本农业气象学会,(日本农业气象学会,19771977)A 南北单栋南北单栋 A 东西单栋东西单栋 B 南北南北2连栋连栋 B 东西东西2连栋连栋 C 南北南北15连栋连栋 C 东西东西5连栋连栋 D 南北南北5连栋连栋 D 东西东西15连栋连栋光光分分布布平平均均透透光光率率光光分分布布平平均均透透光光率率 优优 O 良良 差差 X 劣劣 图图6 6 冬至北纬冬至北纬3535度地区温室屋面角与透光率度地区温室屋面角与透光率屋顶倾斜角屋顶倾斜角直射光、东西栋直射光、东西栋直射光、南北栋直射光、南北栋单栋单栋透光率透光率(%)(%)连栋连栋东西单栋
8、温室随屋面角的增大而增大透光率。东西单栋温室随屋面角的增大而增大透光率。东西连栋温室,则随着屋面角增大到约东西连栋温室,则随着屋面角增大到约3030度时透光度时透光率达最高值,再继续增大则透光率又迅速下降,这是率达最高值,再继续增大则透光率又迅速下降,这是由于屋脊升高后,直射光透过温室时要经过的南屋面由于屋脊升高后,直射光透过温室时要经过的南屋面数增多了数增多了。南北栋温室的透光率与屋面角的大小关系不很大。南北栋温室的透光率与屋面角的大小关系不很大。单栋温室的透光率均高于连栋温室。单栋温室的透光率均高于连栋温室。三、光环境的调控三、光环境的调控 1.光量(光强)的调控光量(光强)的调控 图图7
9、 各种遮光资材的覆盖方式(遮光资材覆盖位置)各种遮光资材的覆盖方式(遮光资材覆盖位置)(日本设施园艺协会,日本设施园艺协会,1991)凉爽纱、PE网凉爽纱、PVA纤维网、PE网、软质膜棚架式外覆盖软质膜凉爽纱、PE网、不织布、软质膜不织布、PVA纤维网大棚普通覆盖内覆盖直接覆盖凉爽纱、PE网、芦帘蔬蔬 菜菜盆盆 花花观叶植物观叶植物茶茶日长处理日长处理图图8 不同作物必要遮光率的范围(不同作物必要遮光率的范围(%)(日本设施园艺协会,(日本设施园艺协会,1986)人工补光的光源人工补光的光源:红光、远红光多,可见光所占比例少。红光、远红光多,可见光所占比例少。价格便宜,但发光效率低(价格便宜,
10、但发光效率低(10-26 光通量(光通量(Lm)/消耗消耗电功率电功率(w),光色较差,目前只能作为一种辅助光源。光色较差,目前只能作为一种辅助光源。使用寿命大约使用寿命大约1000小时。小时。光谱主要集中在可见光区光谱主要集中在可见光区 蓝紫光 黄绿光 红橙光 16.1%39.3%44.6%第二代电光源。价格便宜,发光效率高(约为白炽灯的4倍)。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。高压气体放电灯(汞灯)汞灯):主要是蓝绿光,紫外辐射高,发光:主要是蓝绿光,紫外辐射高,发光效率高(达效率高(达50-60 Lm/w),),光色差。低压灯主要用作紫光
11、色差。低压灯主要用作紫外光源,高压灯用于照明及人工补光。外光源,高压灯用于照明及人工补光。:分为长弧氙灯和短弧氙灯,两种氙灯辐射能量分:分为长弧氙灯和短弧氙灯,两种氙灯辐射能量分布与日光较接近,故称布与日光较接近,故称“小太阳小太阳”。强度高,发光效率。强度高,发光效率高(高(27-37 Lm/w)体积小,寿命长。体积小,寿命长。:连续光谱,紫外光、蓝紫光和远红外光:连续光谱,紫外光、蓝紫光和远红外光低于自然光,远红外低于自然光低于自然光,远红外低于自然光25%。绿、红、黄光比。绿、红、黄光比自然光高。自然光高。2.光照长度的调控光照长度的调控 短日照处理短日照处理 采用遮光率采用遮光率100
12、%遮光幕覆盖,例如菊花遮光处理,可遮光幕覆盖,例如菊花遮光处理,可促进提早开花。促进提早开花。长日照处理长日照处理 通常补光处理,如菊花电照处理可延长秋菊开花期至冬通常补光处理,如菊花电照处理可延长秋菊开花期至冬季三大节日期间开花、实现反季节栽培,增加淡季菊花季三大节日期间开花、实现反季节栽培,增加淡季菊花供应,提高效益。而草莓电照栽培,可阻止休眠或打破供应,提高效益。而草莓电照栽培,可阻止休眠或打破休眠,提早上市。休眠,提早上市。补光强度、方法,依作物种类而异。补光强度、方法,依作物种类而异。3.光质的调控光质的调控 最近以聚丙烯树脂为原料的薄膜中混入能遮断最近以聚丙烯树脂为原料的薄膜中混入
13、能遮断红光和远红红光和远红光的色素光的色素制成的转光膜,可调节室内制成的转光膜,可调节室内600700 nm的红光的红光(R)和和700800nm的远红光(的远红光(FR)的光量子比的光量子比(R/FR),),控制茎节的伸长。控制茎节的伸长。覆盖材料光波透过率中另一重要波长域是覆盖材料光波透过率中另一重要波长域是紫外线紫外线,紫茄子,紫茄子温室栽培若无紫外线就着色不好,月季花的着色与紫外线温室栽培若无紫外线就着色不好,月季花的着色与紫外线也有关系,同时如果温室草莓、甜瓜栽培,放蜂传粉的话,也有关系,同时如果温室草莓、甜瓜栽培,放蜂传粉的话,用除去紫外线的薄膜覆盖会影响蜜蜂传粉,但能抑制蚜虫用除
14、去紫外线的薄膜覆盖会影响蜜蜂传粉,但能抑制蚜虫的发生,并促进茎叶的伸长。的发生,并促进茎叶的伸长。温度环境温度环境 设施作物对温度的基本要求设施作物对温度的基本要求 设施的温度环境特点与热平衡设施的温度环境特点与热平衡 设施内温度环境调控设施内温度环境调控1.园艺作物对温度的基本要求温度是园艺作物设施栽培的首要环境条件,因温度是园艺作物设施栽培的首要环境条件,因为任何作物的生长发育和维持生命活动都要求为任何作物的生长发育和维持生命活动都要求一定的温度范围,即所谓一定的温度范围,即所谓最适最适、最高最高、最低最低界界限的限的“温度三基点温度三基点”。当温度超过生长发育的。当温度超过生长发育的最高
15、、最低界限,则生育停止。如再超过维持最高、最低界限,则生育停止。如再超过维持生命的最高最低界限,就会死亡。生命的最高最低界限,就会死亡。表表5 几种果菜类蔬菜生育的适宜气温、地温及界限温度(几种果菜类蔬菜生育的适宜气温、地温及界限温度()(高桥等,(高桥等,1977)昼 气 温 夜 气 温 地 温 蔬 菜 种 类 最 高 界 限 最 适 温 最 适 温 最 低 界 限 最 高 界 限 最 适 温 最 低 界 限 番 茄 35 2520 138 5 25 1815 13 茄 子 35 2823 1813 10 25 2018 13 青 椒 35 3025 2015 12 25 2018 13 黄
16、 瓜 35 2823 1510 8 25 2018 13 西 瓜 35 2823 1813 10 25 2018 13 温 室 甜 瓜 35 3025 2318 15 25 2018 13 普 通 甜 瓜 35 2520 1510 8 25 1815 13 南 瓜 35 2520 1510 8 25 1815 13 草草 莓莓 30 2318 1510 3 25 1815 13 表表6 6 几种叶、根、花菜类蔬菜的生育适温及界限温度几种叶、根、花菜类蔬菜的生育适温及界限温度 气温()蔬菜种类 最高气温 最适温 最低界限 菠菜 25 2015 8 萝卜 25 2015 8 大白菜 23 1813
17、 5 芹菜 23 1813 5 茼蒿 25 2015 8 莴苣 25 2015 8 甘蓝甘蓝 20 177 2 花椰菜花椰菜 22 2010 2 韭菜韭菜 30 2412 2 温室韭黄温室韭黄 30 2717 10 2.设施的温度环境特点与热平衡设施的温度环境特点与热平衡 设施温度变化特征设施温度变化特征 气温的季节变化气温的季节变化 气温的日变化气温的日变化 设施内设施内“逆温逆温”现象现象 室内气温的分布存在不均匀室内气温的分布存在不均匀 图图 9 无加温温室内温度的日变化(高仓)无加温温室内温度的日变化(高仓)i室内气温室内气温 o室外气温室外气温气温气温时间时间oioi设施内气温分布不
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