7设施园艺-环境及调控技术.ppt

温棚小气候环境特性及调控技术,高级农艺师 冯国志设施内的环境因子，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。（PE、PVC、EVA、PO等膜的比较） 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,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。 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,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、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 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