园艺设施规划与设计Appt课件

.,园艺设施规划与设计,年级2009级专业园艺授课时数60学时任课教师叶景学,.,第一章绪论,第一节园艺设施在国民经济中的意义和作用一、园艺设施的概念设施园艺（protectedcultivation,cultivationundercover）：在不适宜园艺作物生长发育的季节，利用保温、防寒或降温、防雨等设施、设备人为地创造适宜园艺作物生长发育的小气候环境，不受或少受自然季节的影响而进行的园艺作物生产。（亦称不时栽培、反季节栽培、错季栽培、保护地栽培）用于设施园艺生产的各种设施称为园艺设施。,.,二、园艺设施与人民生活的关系,满足消费需求蔬菜和水果是人们每天不可缺少的副食品；花卉主要是精神需求，也有环境效应。1、总量2、均衡供应,.,三、园艺设施在农业生产上的意义,自然条件下的气候（风、光、温度、湿度、土壤、生物、气体）设施小气候,.,四、园艺设施的发展简史,（一）原始时期风障、土温室（二）发展时期塑料大棚为主、温室、地膜覆盖等（三）现代化时期现代化大型温室、大棚我国设施类型三个时期都存在,.,五、园艺设施在园艺作物周年生产中的应用,育苗、越冬栽培、早熟栽培、延后栽培、炎夏栽培、促成栽培、软化栽培、假植栽培(贮藏)、无土栽培、为种株进行越冬贮藏或采种。,第二节园艺设施生产的现状与展望,主要的温室类型,.,主要的温室类型,.,.,一、园艺设施面积及内部装备,设施面积中国第一，日本第二。荷兰主要种花，日本和中国主要种菜。内部设施主要有：加温、多层幕、换气扇、自动灌水、二氧化碳气体施肥、无土栽培、自动控制。,.,二、国外园艺设施发展现状与趋势,（一）设施面积较大，发展程度不同（二）设施结构与建筑材料多样化（三）温室管理向电子化、机械化、专业化发展，基本实现自动化管理技术（四）温室的科研成果不断转化，推动差生产迅速发展（五）温室生产产业化体系已完整运行,.,三、国内园艺设施发展概况,（一）基本情况我国设施总面积居世界第一，但性能较差。温室内装备差自动化程度低配套设备差建筑材料差栽培技术不规范社会服务体系和市场发育不健全,.,（二）园艺设施发展趋势,1开发新型温室结构，制定设施标准体系2开发设施内环境控制技术与设备3新品种引进与配套栽培技术4提高机械化5产业化体系及经营管理模式的建立6提高产品质量7培养园艺设施管理的专门人才,.,设施园艺的主要内容涉及生物科学、环境科学和工程科学三个学科。,生物科学,环境科学,工程科学,设施园艺,学习方法：理论相结合实践,.,第二章园艺设施类型、结构、性能及其应用,从设施条件的规模、结构的复杂程度和技术水平可将设施分为四个层次：1简易覆盖设施2普通保护设施3现代温室4植物工厂第一节简易园艺设施第二节地膜覆盖第三节塑料薄膜拱棚第四节温室,.,传统园艺设施,现代设施园艺,.,第一节简易园艺设施,一、地面简易覆盖（一）砂田覆盖（二）秸秆及草、粪覆盖（三）瓦盆和泥盆覆盖（四）浮动覆盖二、近地面保护设施（一）风障畦（二）阳畦（三）温床,.,（一）砂田覆盖,砂田覆盖的方式可分为旱砂田和水砂田两种。旱砂田主要分布于高原和沟谷，以种植粮食作物为主；水砂田分布于水源充足的地方，以种植蔬菜和瓜果淡为主。,由于砂田铺放的投入量大而产出多，故有“苦死爷爷，富死儿子，穷死孙子”之说。,铺设方法：砂田是用大小不等的卵石和粗沙分层覆盖土壤表面而成。铺砂前进行土壤翻耕，并施足底肥、压实，铺砂后一般土壤不再翻耕，但有时在前茬作物采收后进行翻砂，以多积蓄雨水。注意事项：（）底田要平整（）施足基肥（）选用含土少、色深、松散的适宜沙子和表面圆滑、直径cm以下的卵石，沙、石比例：或：（）铺砂均匀，旱砂田或气候干旱地区厚度约cm，水砂田或气候阴凉、雨水多的地区约cm（）整地时应修好防洪沟,.,砂田覆盖,.,砂田的性能,（）保水性能显著（）增加土壤温度（）具有保肥作用,.,砂田的应用,低温干旱地区利用水砂田栽培喜温果菜类西北地区多栽培瓜类蔬菜,.,老砂田不及时更新就成了“戈壁滩”。,4、砂田老化原因有三：一是耕作不细致，将土带入砂层使砂层堵塞、板结造成老化；二是大风卷土入砂；三是水砂田灌溉时水中带入推移质和溶解质泥土。造成砂内含土量增多。,（二）秸秆及草、粪覆盖,秸秆覆盖（在畦面或垄上铺一层农作物秸秆cm。）（1）作用：保持土壤水分保持土壤温度稳定防止土壤板结和杂草丛生减少土传病虫害降低空气湿度，从而减轻病虫害（2）应用：南方应用于夏季，北方应用于浅播小粒种子播种时和越冬蔬菜防止冻害,.,草、粪覆盖,方法：初冬封冻前，在外界气温时，浇封冻水，水干后，覆盖cm，早春夜间外界气温时揭去。作用:防冻、保墒。可配合风障使用。,.,（三）瓦盆和泥盆覆盖,提早定植0天，提早收获10天左右。（四）浮动覆盖方法：这种覆盖是不用任何骨架材料，将覆盖材料直接覆盖在作物表面的一种栽培方法。覆盖材料种类：不织布、遮阳网等。作用：温度提高1-3，春秋应用耐寒和半耐寒蔬菜露地栽培可提早或延后20-30天。防霜效果好。,.,二、近地面保护设施,（一）风障畦结构：小风障1m左右，大风障1.5-2.5m。包括完全风障和简易风障。与季候风方向垂直，阻挡季候风，每排风障间的距离为风障高度的3.5-4.5倍。性能：防风、增温、减少冻土层的深度。应用：耐寒性蔬菜越冬栽培、与其它设施类型相结合、防风采种。,.,冬、春季以保持7075为好，夏季以90为好。,（二）阳畦1、阳畦的结构,（1）、普通阳畦抢阳畦槽子畦（2）改良阳畦,阳畦的结构,.,2、阳畦的性能,（1）温度季节变化（2）畦温受天气影响（3）畦内昼夜温、湿差较大（4）畦内存在局部温差,(三)电热温床,.,1、电热温床的结构,育苗用的平畦，将有绝缘的加热线埋在地中10处，,用育苗钵或营养土方育苗，则将加热线埋入12cm,电热线一般发热温度小于40,铺线拐弯处，用短竹棍隔开，不成死弯,.,2、电功率密度：单位面积苗床或栽培床需要铺设电热线的功率。（华北地区冬季阳畦育苗电加热功率密度为90120W/，温室育苗为7090W/，东北地区冬季温室育苗时100130W/。3、总功率：育苗床或栽培床需要电热加温的总功率。4、电热线的根数,电热线的安装示意图,电源线电热线,.,4、电热线使用注意事项电热线的电阻是额定的，使用时只能并联，不能串联。不能接长或剪短，否则改变了电阻及电流量，使温度不能升高或烧断。电热线不能交叉、重叠和结扎，成盘或成圈的线不得在空气中通电试验或使用，以免积热烧结、短路、断线。布线和收线时，不要硬拔、强拉，不能用锹、铲挖掘，不能形成死结，以免造成断线或破坏绝缘。在苗床进行管理及灌水时要切断电源。,第二节地膜覆盖一、地膜覆盖的方式1.平畦覆盖单畦或联畦覆盖，平畦覆盖便于灌水，初期增温效果较好，随着灌水后淤泥的增多到后期有降温的作用。2.高垄覆盖垄宽4560cm，高10cm左右，垄面上覆盖地膜，每垄栽培12行作物，增温效果比平畦高123.高畦覆盖分为窄畦与宽畦两种，窄畦宽度为0.81.0m，宽畦1.21.65m。畦沟一般为30以上，畦高1012cm。畦面过宽不便灌水。4.沟畦覆盖将幼苗定植于沟内，然后覆盖上地膜，幼苗在地膜下生长，待植株长高碰到地膜后，在顶端割成十字孔，到植株长出膜外时再把地膜划破，落地成为地膜。即所谓“先盖天后盖地”。可比地膜覆盖提早510天定植，早熟1周左右,同时便于向沟内直接追肥和灌水。,.,图3-1各种畦田的形式图解1.高畦2.低畦3.平畦4.垄,.,二、地膜覆盖的效应,（一）对环境条件的影响1对土壤环境的影响提高地温；提高土壤保水能力；提高土壤肥力；改善土壤的理化性状；防止地表盐分集聚,2对近地面小气候的影响增加光照降低了空气相对湿度,（二）对园艺作物生育的影响1促进种子发芽出土及加速营养生长2促进作物早熟3促进植株发育和提高产量4提高产品质量5增强作物抗逆性,（三）其它效应防除杂草节省劳动力节水抗旱,.,三、地膜覆盖的技术要求,1.整地质量地膜覆盖的整地，施肥作畦，灌水，盖膜要连续作业，或不失时机，以保持土壤水分，提高地温。也可以先定植蔬菜秧苗，而后盖膜。2.作畦的要求土壤要疏松，无坷垃，畦平膜紧，防止透气，漏风，并防止大风吹膜，作畦的高度与增温的效果有关。高畦增温效果强、好，但易发生干旱，一般畦的高度以1015厘米，定植穴(播种穴)距畦边10厘米为宜，畦的形式依栽培种类及栽培方式而定。无论做哪种畦都应该考虑灌水沟的宽度，以利灌水。,.,三、地膜覆盖的技术要求,3.施肥的特点作畦时要施足有机肥及矿质肥，有机肥全园施，矿质肥集中于畦底沟施，并注意加施磷、钾肥。否则氮素过多，易造成甜椒、茄子倒伏，番茄徒长，疯秧，要适当减少氮素的施用量。黄瓜的生育后期应注意追肥，以防止缺肥化瓜或发生尖嘴瓜。4.灌水条件在有的滴灌和多孔管喷灌的条件下畦面可以稍高并加宽。若采用沟灌，则畦面不宜过高，要有适合灌水的畦沟，同时地膜只铺畦面，不铺畦沟，以利灌水。灌水量虽然可以比露地减少13，但每次灌水量要足，不宜采取小水勤浇的方式，必要时需重复灌水。后期要经常检查土壤湿度，要及时灌水，防止干旱，造成减产。,三、地膜覆盖的技术要求,5.后期破膜正常情况下，地膜自覆盖后直到拉秧，但在后期高温或土壤干旱时，地膜会产生破坏作用，影响植株生育，黄瓜化瓜，其他果菜产量明显下降。在此情况下，应及时将地膜揭开，或划破，然后进行灌水，追肥，加强管理，以保后期产量。6.清除旧膜连年进行地膜覆盖，残存的旧膜，将会造成严重的污染，地膜覆盖后要及时地清除，防止污染，若能使用光解膜，则无此项措施。,.,四、地膜覆盖的应用,1露地栽培2设施栽培3园艺作物播种育苗,五、地膜种类,（一）普通地膜1高压低密度聚乙烯（LDPE）地膜每公顷120150，透光性好，地温高，容易与土壤粘着，适于北方地区。2低压高密度聚乙烯（HDPE）地膜每公顷6075，不易粘着土壤，不适于沙性土壤。透明性和耐性较差，其它与LDPE基本相同。3线型低密度聚乙烯（LLDPE）地膜强度高，透光性好。,.,五、地膜种类,（二）有色地膜1黑色地膜每公顷1051802绿色地膜3银灰色地膜,.,五、地膜种类,（三）特殊功能性地膜1耐老华长寿地膜（每公顷120150）2除草地膜3黑白双面地膜（每公顷150）白色朝上，黑色面朝下，增加光照，降低地温。4可控性降解地膜,.,一、塑料拱棚的结构、规格与类型（一）塑料拱棚的规格（1）小拱棚棚长1020米，棚宽13米，高0.81米，此种棚虽不便于作业，但方便于用草帘子等覆盖保温，可比大中拱棚提早和延后使用。（2）中拱棚棚长2030米，棚宽在6米以下，高度在2米以下。（3）大拱棚棚长3060米，棚宽在6米以上，高度在2米以上。,第三节、塑料薄膜拱棚,.,（二）.塑料拱棚的类型（1）按其覆盖形式可分为：单栋棚连栋棚（2）依照建棚所用的材料不同，拱棚可分为下列几种：竹木结构钢材结构镀锌薄壁钢管装配式拱棚,.,（三）.塑料拱棚的结构,塑料拱棚的基本结构,（1）立柱起支撑拱杆和棚面作用，纵横排列。利用悬梁吊柱(30高)一般可以使立柱减少2/3。,1门；2立柱；3拉杆(纵向拉粱)4悬梁吊柱；5棚膜；6拱杆；7压杆(或压膜线)；8地锚,.,（2）拱杆(拱架)“落地拱”和“柱支拱”单杆拱平面拱架（桁架）三角形拱架屋脊形拱架,塑料大棚拱架1.平面拱架2.三角形拱架,.,（3）拉杆(纵梁，是保证拱架纵向稳定，使各拱架连接成为整体的构件。)单杆桁架梁可做成平面形或三角形的桁架，结构形式与平面和三角拱架相同，用管材或钢筋焊接成。悬索梁在竹木大棚的骨架上，用钢丝绳，6的钢筋、尼龙绳或8钢丝做悬索梁，架设铁索桥一样，可以减少或去掉立柱，在悬索上设立假柱(小支柱)，俗称“悬梁吊柱”。,.,(4)压杆现在用8钢丝或尼龙绳(34mm)代替(5)棚布（膜）棚膜可用0.10.12mm厚的聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)薄膜以及0.08一0.1mm的醋酸乙烯(EVA)薄膜。薄膜幅宽不足时，可用电熨斗加热粘接。(6)门窗(7)天沟,.,钢架结构单栋大棚的结构,棚内无立住，跨度一般在10一12m，棚的脊高为2.53.0m，每隔1.01.2m设一拱形衍架，衍架上弦用1416钢筋、下弦用1214钢筋、其间用10或8钢筋作腹杆(拉花)连接。上弦与下弦之间的距离在员高点肋脊部为2530cm，两个拱脚处逐渐缩小为15cm左右，桁架底脚最好焊接一块带孔钢板，以便与基础上的预埋螺拴相互连接。拱架横向每隔2m用一根纵向拉杆相连，拉杆为12一14钢筋，拉杆与平面拱架下弦焊接，将拱架连为一体。在拉杆与衍架的连接处，应自上弦向下弦上的拉杆处焊一根小斜撑，以防衍架扭曲变形。,.,.,镀锌钢管装配式大棚,大棚多是采用热浸镀锌的薄壁钢管为骨架建造而成。造价较高，但由于它具有重量轻、强度好、耐锈蚀、易于安装拆卸等特点，同时其结构规范标准，可大批量工厂化生产，所以在经济条件允许的地区，可大面积推广应用。GP系列镀锌钢管装配式大棚该系列由中国农业工程研究设计院研制成功。使用寿命10一15年，抗风荷载3l一35kg/m2，抗雪荷载20一24kgm2。薄膜采用卡槽及蛇形钢丝弹簧固定，还可外加压膜线，作辅助固定薄膜之用；该棚两侧还附有手摇式卷膜器，取代人工扒缝放风。,.,二、塑料拱棚的性能,1、塑料拱棚增温的原理塑料拱棚增温的原理，一是透明覆盖物的保温作用，即白天薄膜能透过大量的入射辐射，因此提高了地温和气温，又能阻止地面放出的部分长波辐射，把能量保留在棚内加速提高棚温；二是大棚的密闭性，使棚内积蓄热量不易被风带走，所以棚内气温高于外温。衡量塑料拱棚的增温效果，应着重看其最低温度时的内外温差。提高塑料拱棚的保温性，要注意增加太阳入射辐射量和地热贮存，提高大棚的密闭性，减少间隙放热及表面放热。,.,2、增温效果,（1）棚大小一般塑料大棚晴天最低温度可比外温高36，阴天可高12。塑料小棚空间小，夜间最低气温比外温高13，阴天等于或低于外温，有草帘覆盖时可比外温高56。（2）覆盖材料种类与薄膜层数如聚氯乙烯薄膜保温性高于聚乙烯，双层棚比单层棚气温高46，三层棚比单层棚最低气温高68。但多层覆盖影响透光，应采用活动天幕，并保持严密。多层覆盖留有一定的空间，一般两层薄膜间相隔20厘米，以减弱冷热气流的传导、辐射，对流现象，减低地面辐射。因此双层棚的保温效果较好。,.,3、大棚温度变化规律,（1）大棚温度的日变化昼夜温差大，其差值是晴天大于阴天，小棚大于中、大棚。一日间最低气温出现在日出前。日出后气温回升，在不通风的情况下，710时升温最快，平均每小时上升58，最高气温出现在13时左右，最高温度可达40以上，1415时以后棚温开始下降，平均每小时下降5。,（2）大棚温度的季节变化,.,3.大棚温度变化规律,（3）大棚的逆温现象逆温现象是指一般出现在在阴天后、有微风、晴朗的夜间。在有风的晴朗的夜间，温室大棚表面辐射散热很强，有时棚室内气温反比外界气温还低，这种现象称为逆温室现象。原因是：白天被加热了的地表面和作物体，在夜间通过覆盖物向外辐射放热，而晴朗无云有微风的夜晚放热更剧烈。另外，在微风作用下，室外空气可以从大气逆辐射补充热量，而温室大棚由于覆盖物的阻挡，室内空气却得不到这部分补充热量，造成室温比外温还低。一般发生于310月，多发生于早春34月或晚秋910月。,.,（4）大棚内温度的分布,气温表现南高北低，上午东侧高于西侧，下午西侧高于东侧，一天内温度分布较均匀。夜间由于微弱乱流热输送，棚温差异小，比较均匀。地温表现四周低，中部均匀，北部低于南部。,三、塑料拱棚的应用1.小拱棚有覆盖时可作春季芹菜移植或播种床，露地栽培黄瓜播种床和露地栽培番茄、茄子、辣椒移植床，又可用于大棚内提早定植时短期保温覆盖，还可作露地韭菜、番茄、辣椒和西葫芦早熟覆盖栽培。生产实践证明，春季覆盖露地栽培果菜类蔬菜，可比无覆盖的早熟710天。应用外保温技术越冬小拱棚可比塑料大、中棚提早或延后7-15天使用。2.中棚中棚既可用于育苗，又能用作生产或育苗生产兼用，如4月中旬作茄果类蔬菜移苗床，4月末定植一茬辣椒、茄子、番茄，或春提早种植黄瓜、番茄，秋延后栽培黄瓜。3.大棚育苗，花卉及果树栽培，大棚可作黄瓜、番茄、辣椒、豆角、芹菜和韭菜等春提早栽培，还可做黄瓜、芹菜、油菜和波菜等的延后栽培。,.,第四节、温室一、温室类型,1原始型（土洞子、暖洞子、暖窖、纸窗温室）2土温室型（二折式玻璃温室、鞍山一面坡日光温室）3改良型（北京改良式、鞍山、哈尔滨、天津三折式）4发展型（塑料薄膜节能日光温室）5现代型（大型连栋温室）,.,一、温室的类型(一)按温室透明屋面形式划分,（二）按骨架建材划分,竹木结构温室、钢筋混凝土结构温室、钢架（钢管、角钢）结构温室、铝合金结构温室,.,（三）按透明覆盖材料划分玻璃、塑料薄膜、塑料板、硬质塑料温室,.,二、单屋面温室（一）单屋面温室结构屋架，墙(山墙和后墙)，地基，加温设备与覆盖物(薄膜与草帘)等，屋架又分前屋面和后屋面，前屋面包括棱木、立柱、前檩、脊檩、后屋面则有檩和柁等。,.,（二）单屋面温室的性能,1光照（1）强度（2）时数（3）分布（4）光质,2温度（1）气温的季节变化（2）气温的日变化（3）气温的分布（4）地温的变化,3空气湿度（1）空气湿度大（2）空气相对湿度的日变化（3）局部湿差大（4）作物易于沾湿,4气体变化状况二氧化碳有害气体风速,5土壤环境（1）养分转化和有机质分解加快（2）肥料的利用率高（3）土壤盐分浓度大（4）土壤湿度稳定（5）土壤中病原菌集聚（6）土壤营养失衡,.,（三)单屋面温室应用,1育苗2蔬菜周年栽培3花卉栽培4果树栽培,三、双屋面温室,.,四、现代化温室（连接屋面温室）,屋脊形连接屋面温室,拱圆形连接屋面温室,.,现代化温室生产系统,框架结构1基础、2骨架、3排水槽,覆盖材料平板玻璃塑料板材塑料薄膜,自然通风系统侧窗通风顶窗通风,帘幕系统冬季保温67夏季降温7,计算机环境测量和控制系统温度、湿度、CO2、光照,二氧化碳气肥系统,温室内常用作业机具土壤和基质消毒机喷雾机械,加热系统热水管加温热风加温,现代化温室生产系统灌溉和施肥系统,现代化温室生产系统灌溉系统,.,现代化温室的应用,主要用于高附加值的园艺作物生产上。设施园艺王国荷兰，60%用于花卉生产，40%用于蔬菜生产，蔬菜生产以黄瓜、番茄和青椒为主。荷兰基本上实现了环境自动化，作物栽培无土化，生产工艺程序化和标准化，生产管理机械化、集约化。黄瓜产量可达800t/hm2，番茄可达600t/hm2，蔬菜产量可为一般温室的1020倍。日本主要用于蔬菜栽培,五、温室和大棚的覆盖材料,（一）透明覆盖材料1塑料薄膜（0.03-0.1mm厚）（