设施园艺 环境与调控技术课件.ppt

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1、温棚小气候环境特性及调控技术,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,光环境 温度环境 湿度环境 二氧化碳 土壤环境,光环境,光环境对温室作物的生长发育产生光效应、热效应和形态效应，直接影响其光合作用，光周期反应和器官形态的建成，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培中，具有决定性的影响。,一、设施内的光环境特征,总辐射量低，光照

2、强度弱 辐射波长组成与室外有很大差异 光照分布在时间和空间上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。,一是改善设施园艺的透光能力，增强设施园艺的自然光照强度。二是在光强的夏季栽培或进行软化栽培等特殊条件下进行遮光。三是在冬季弱光期或光照时数较少的地区进行人工补光。,光环境的调控,改善设施园艺的透光能力,采用透光率高、防尘性能好、抗老化、无水滴的覆盖材料。建造设施园艺时应尽量采用合理的屋面角度。减少建材的遮荫。,改进设施园艺的结构,建筑设施园艺时，要注意选择合理的方位。,充分利用反射光。如日光温室适当缩短后坡，并在后墙上涂白以及安装镀铝反光膜，地面覆盖

3、地膜等。,2.加强设施园艺的光照管理,建造设施园艺应选择粉尘、烟尘等污染较轻的地方。应经常打扫和清洗设施园艺的透光覆盖面，增加透光率。阴雪天过后应及时揭开保温覆盖物。,要注意作物的合理密植，注意垄向。,设施园艺的人工补光,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。,人工补光的光源,白炽灯：红光、远红光多，可见光所占比例少。价格便宜，但发光效率低（10-26 光通量（Lm）/消耗电功率（w）,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 光谱主要集中在可

4、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。,金属卤化物灯,光效高（60-80 Lm/w），光色好（主要集中在可见光区域），功率大（200-400 W），是目前高强度人工补光的主要光源。缺点是寿命短，成本较高。,高压气体放电灯,水银灯（汞灯）：主要是蓝绿光，紫外辐射高，发光效率高（达50-60 Lm/w），光色差。低压灯主要用作紫外光源，高压灯用于照明及人工补光。氙灯：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“小太

5、阳”。强度高，发光效率高（27-37 Lm/w）体积小，寿命长。,2光照长度的调控,短日照处理 采用遮光率100%遮光幕覆盖，例如菊花遮光处理，可促进提早开花。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，可阻止休眠或打破休眠，提早上市。补光强度、方法，依作物种类而异。,设施园艺的遮光,遮光的目的 减弱设施园艺内的光照强度 降低设施园艺内的温度,2.遮光的方法,覆盖各种遮荫物，如覆盖苇帘、竹帘、遮阳网、不织布等。,内遮阳,外遮阳,缺点：操作较难，易损坏。优点；降温效果好。,玻璃面涂白法 分全部涂白、部

6、分涂白和斑状涂白,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。,温度环境,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，即所谓最适、最高、最低界限的“温度三基点”。当温度超过生长发育的最高、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。,表5 几种果菜类蔬菜生育的适宜气温、地温及界限温度（）（高桥等，1977）,表6 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

7、,25,2015,8,萝卜,25,2015,8,大白菜,23,1813,5,芹菜,23,1813,5,茼蒿,25,2015,8,莴,苣,25,2015,8,甘蓝,20,177,2,花椰菜,22,2010,2,韭菜,30,2412,2,温室韭黄,30,2717,10,温室的热平衡原理,温室是一个半封闭系统，它不断地与外界进行能量与物质交换，根据能量守恒原理，蓄积于温室内的热量Q=进入温室内的热量（Qi）-散失的热量（Qo）。当QiQo时，温室蓄热升温；当QiQo时，室内失热而降温；当Qi=Qo时，室内热收支达到平衡，此时温度不发生变化。不过，平衡是相对、暂时和有条件的，不平衡是经常的绝对的。根据

8、热平衡原理，人们采取增温、保温、和降温措施来调控温室内的温度。,图 11 热贯流传热模式图,保护地热支出的各种途径之一 贯流放热,表7 各种材料的热贯流率（KJ/m2h）,贯流放热是园艺设施放热的最主要途径，占总散热量的70-80%。,保护地热支出的各种途径之二 通风换气放热,温室内自然通风或强制通风，建筑材料的裂缝，覆盖物的破损，门、窗缝隙等，都会导致室内的热量流失。,保护地热支出的各种途径之三 土壤传导失热,保 温,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,尽量减少园艺设施缝隙数量

9、。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.设置防寒沟,减少温室南底角土壤热量散失。,4.减少土壤蒸发和作物蒸腾,全面地膜覆盖、膜下暗灌、滴灌,加温,1.增加设施内进光量提高透明覆盖物的透光率,2.人工加温,明火加温,电热加温,热风加温,气暖加温,水暖加温,辐射加温,1.增加园艺设施进光量。,暖气加温,土壤加温,炉火加温,热风加温,降温措施,1.通风换气,自然通风,强制通风,2.遮光,减少进入园艺设施内的热量。,外遮阳网,内遮阳网,3.增大潜热消耗,大量灌水之后通风排湿。,风机水帘

10、,设施湿度调节技术,园艺设施内空气中的水汽从何而来？,温室除湿的最终目的：防止作物沾湿，抑制病害发生。,土壤蒸发,作物蒸腾,设施内空气湿度特点 空气湿度大 存在季节变化和日变化 湿度分布不均匀,1.设施内湿度环境特征,设施内空气湿度的影响因素,设施的密闭性 设施内温度,2.湿度对设施作物生长发育的影响,土壤水分 空气湿度,土壤水分,空气湿度,园艺植物对水分的要求,植物因素,根系的强弱与吸水能力的大小,叶片的组织和结构,园艺植物的分类,对水分的要求和吸收能力,耐旱植物：可忍受长期空气和土壤干燥而继续生活。根系强大，叶片小、革质化或较厚，气孔少并下陷。,湿生植物：生长期间要求大量的水分存在根、茎、

11、叶内有大量水分存在。,中生植物：既不耐旱，也不耐涝，要求经常保持土壤湿润,蔬菜作物对空气湿度的基本要求,3.设施内湿度环境与病虫害发生的关系,黄,瓜,瓜蚜,干燥（旱）,疫病、炭疽病,95,细菌性疮痂病,95,绵疫病、软腐病等,95,辣,椒,病毒病,干燥（旱）,疫病,95,炭疽病、灰霉病等,90,韭,菜,灰霉病,90,番,茄,晚疫病,85,芹菜,斑点病、斑枯病,高温,除湿措施,（1）被动除湿（2）主动除湿,减少灌水 地膜覆盖 增大通风量和透光量 采用透湿性和吸湿性良好的保温幕材料,强制通风换气 加温除湿 强制空气流动 除湿机或除湿型热交换 通风装置,被动除湿,不用人工动力（电力等），不靠水蒸气或

12、雾等的自然流动，使园艺设施内保持适宜湿度环境。,减少灌水,通过改良灌水方法提高水分的利用率,被动除湿,地膜覆盖 地膜覆盖也能抑制土壤表面水分蒸发，提高室温和空气湿度饱和差，从而降低空气相对湿度。,被动除湿,用人工动力，依靠水蒸气或雾等的自然流动，使园艺设施内保持适宜湿度环境。,主动除湿,通风换气,自然通风,强制通风,加温除湿,强制空气流动,可促进水蒸气扩散，防止作物沾湿。,除湿机或除湿型热交换通风装置,园艺设施的加湿措施,喷雾加湿,湿帘加湿,温室内屋顶安装喷雾系统,二氧化碳环境,设施内的二氧化碳环境 二氧化碳浓度与作物光合作用 二氧化碳施肥技术,大气中CO2浓度约为330350l/L，由于受气

13、候、生物等因素影响而具有：季节变化：一年之中，11月2月较高，46月较低。日变化：一天中，日出之前最高，1014时最低。,设施内二氧化碳环境,日光温室CO2浓度日变化,二氧化碳浓度与作物光合作用,二氧化碳施肥技术,CO2施肥浓度 通常，8001500l.L-1作为多数作物的推荐施肥浓度，具体依作物种类、生育时期、光照及温度等条件而定。CO2施肥时间 施肥时期：苗期和产品器官形成期施肥时间：日出0.5h或草苫卷起0.5h后，每次施肥时间不少于2h。一般不在下午施肥。2施肥过程中的环境调节 光照 温度 肥水,CO2肥源,液态CO2 燃料燃烧 CO2 颗粒气肥 化学反应,液态CO2,燃烧法-燃烧白煤

14、油释放CO2,化学法CO2发生器,其他提高设施 CO2浓度的方法,通风换气 增加土壤有机质 生物生态法 作物与食用菌间套作；设施种养一体化,园艺设施内的土壤特点,土壤微生物活动旺盛，有机质含量高且分解较快。土壤淋溶作用小，养分残留量高，易发生土壤次生盐渍化。大多数设施土壤养分供应不平衡，普遍表现为“氮过剩、磷富积、钾缺乏”。土壤连作栽培现象普遍，易发生土壤连作障碍。土壤酸化。适宜的环境条件有利于病原菌和害虫的繁殖，很难根治。,土壤次生盐渍化（土壤盐分浓度危害）,由于设施中土壤水分是向上运动的，加之栽培中施肥量较大，残存的养分离子大量聚集在表层土壤中，出现土壤盐分浓度过高，对园艺作物的生长发育造

15、成不良影响。,克服土壤盐分浓度危害,土壤盐类聚集的原因 园艺设施的半封闭条件减弱了土壤水分的淋洗作用。过量施肥增加了土壤盐分含量。地下水位高和灌溉水质量差。,一般地区土壤中阳离子主要为Ca2+和Na+，阴离子以NO3-为主。因此，园艺设施土壤的盐积化不仅与土壤和地下水的盐分组成有关，氮肥用量大是主要影响因素。,2.土壤盐分浓度危害的防止途径,避免在盐碱土地区发展园艺设施生产。平衡施肥，减少土壤中的盐分积累。覆盖地膜、秸秆，降低土壤水分蒸发量。灌水洗盐客土、轮作和无土栽培。,设施连作障碍的成因及表现,土壤连作障碍防止的具体措施,1.轮作2.配方施肥测土施肥3.嫁接4.土壤消毒5.无土栽培,1.轮

16、 作 采用不同科的作物进行一定年限的轮作。其作用在于：调节土壤肥力 改变土壤病原菌的寄主 改变微生物群落,几种蔬菜作物 N、P、K三要素施用量（kg/hm2）及比例,2.配方施肥,3.嫁 接,采用抗病力强的野生种做砧木，与栽培品种进行嫁接，增强栽培品种的抗性。,黑籽南瓜砧木对根结线虫侵染具有较好的耐受能力，同时其嫁接苗对枯萎病的抗性较好，因此是较理想的嫁接黄瓜砧木。,黄瓜抗病砧木的筛选,茄子嫁接砧木研究,试验证明，托鲁巴姆抗黄萎病和根结线虫病的能力较强，是嫁接茄子适宜砧木材料。,土壤消毒,福尔马林（40%甲醛溶液）溴甲烷（溴代甲烷、甲基溴）氯化苦（三氯硝基甲烷、硝基氯仿),（1）药剂消毒,药剂消毒主要用于床土消毒：,使用浓度：50100倍水溶液，每亩用药液量100 kg。程序：,翻松床土,喷洒药液,翻土,覆盖地膜,57天撤膜,翻土12次,播种,（2）蒸汽消毒,利用高温蒸汽杀死土壤中病菌和虫卵。优点：无污染、无残毒缺点：能耗较大，成本高程序：,（3）太阳能消毒,在设施高温休闲季节，密闭设施，利用强日照产生高温杀死设施内环境、土壤中病原菌和虫卵。优点：无污染，节能。缺点：有时温度不够高，消毒效果较差。,适用于大面积机械化露地作业,适用于小面积日光温室或塑料大棚,无土栽培的优点,产量高，品质优，效益大。节省肥、水用量。防止土壤连作病害及土壤盐分积累造成的生理障碍。,5.无土栽培,