设施农业概论

1、第一章 绪 论【 本 章 要 点 】1.国内外设施农业进展 2.我国设施农业急需研究的课题 设施农业：是指具有相应设施，能在局部范围改善环境因素，为动植物生长发育提供良好的环境条件，从而进行高效生产的现代农业。设施农业是农业工程学科最具典型的分支学科领域，属于高投入高产出，资金、技术、劳动力密集型的产业，是当今世界最具活力的高新技术产业之一。设施农业包括两大类：1.设施栽培主要是园艺植物的设施栽培，主要设施有塑料棚、温室等。2.设施养殖主要是畜禽、水产品和特种动物的设施养殖，主要设施有集约化饲养畜禽舍 及配套设施设备等。 第一节 国内外设施农业进展一、设施农业的现状1.生产规模：全世界温室面积

2、超过60万公顷,其中：大型现代化的玻璃温室面积约5万多公顷大部分建在西欧国家。(1) 荷兰世界上温室生产最发达的国家。现有大型连栋玻璃温室面积1.2万公顷，约占世界玻璃温室的1/4，居世界第一位。 (2) 中国设施栽培面积居世界第一位，达200多万公顷，但人均占有设施栽培面积仅达到发达国家80年代水平。2. 设施类型国外大多数国家以温室为主我国以日光温室和塑料大棚为主；世界上温室应用最广泛的国家有荷兰、美国、以色列和法国等。表1 主要国家农业设施的主要类型国别设施类型覆盖材料能源栽培方式控制系统荷 兰大型连栋玻 璃天然气基质栽培智能化日 本小型单栋塑料膜石油基质培 水 培智能化美 国大型连栋玻

3、 璃 塑料膜石油基质培智能化以色列小型连栋塑料膜 聚碳酸酯板太阳能基质培智能化中 国日光温室、塑料棚塑料膜日光、煤土壤栽培为主机械化北京植物园展览温室：温室分为热带雨林室、沙漠植物室、兰花、凤梨及食虫植物室和四季花园等，展示热带、亚热带植物3100余种。展览温室建筑面积9800平方米，占地5.5公顷，是目前亚洲最大，世界单体温室面积最大的展览温室。3.品种结构：大多栽培园艺作物。主要种植品种为:蔬菜（以果菜类、叶菜类为主）、花卉、特种水果（1）荷兰：花卉占60%，蔬菜占40%；（2）日本：蔬菜占72%，花卉占15%，果树占13%；（3）以色列：花卉占40%，蔬菜和香料占60%；（4）中国：以生

4、产蔬菜为主，部分现代温室生产种苗和花卉。 二、发展趋势1.设施大型化温室面积呈扩大趋势。20世纪80年代末以来，各国新建温室多为大型现代温室。日本提出：发展单栋面积达5000m 2以上的大型温室。2. 品种多样化：除园艺作物外，能产生高附加值的香料作物、工业用原料植物、药用植物等也已成为温室栽培的主要品种。 3. 产品特色化 以花卉生产为例荷兰：在花卉种苗、球根花卉、鲜切花方面占有绝对优势，其切花出口量占世界切花出口总量的71%；美国：盆花、观叶植物生产方面领先世界。以色列、西班牙、意大利等国：温带切花方面实现专业化、规模化生产。4. 布局区域化 由于能源、土地和劳动力成本的不断提高，温室产业

5、逐步向气候条件优越、生产成本低的地区转移。 20世纪90年代前，世界花卉温室生产主要集中在欧美、日本等经济发达国家，而今逐步转移到南美洲的哥伦比亚、厄瓜多尔，非洲的肯尼亚、津巴布韦以及东南亚等国家和地区。三、我国设施农业主要研究课题1.经济实用性棚室结构。2.环境调控技术与设备。3.多功能覆盖材料（长寿、防雾滴、保温、高透光、抗农药）4.抗病、优质、高产专用型品种的选育5.连作障碍克服对策研究（尤其土壤次生盐渍化）6.节能技术（新能源应用：太阳能、地热等）7.无土栽培技术8.立体栽培技术9.病虫害综合防治技术（无公害）10.高新技术的应用（计算机技术、生物技术等）第二节 新技术开发与应用一、信

6、息技术的开发应用(一)农业自动控制1. 环境自动控制应用人工智能、神经网络等高新技术,将专家系统引入管理环节，实现小气候条件的计算机自动监测控制。环境控制技术是设施农业的核心技术。 环境自动控制类型：（1）单因子控制（主要是温度、其次是湿度）（2）多因素综合控制：一般以光照为始变条件，温度、湿度和CO2浓度为随变条件，使四个主要因素随时都处于最佳配合状态。 伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术，可以观察、遥控50 km以外温室内的温度、湿度等环境状况 。2. 生产作业和管理自动化 生产作业：包括育苗、定植、收获、包装等。其中在自动化作业方面，国外已开发出机器人移苗机、自动喷（滴）灌设备等。在

7、我国，中国农业大学率先研究蔬菜自动嫁接机器人技术。嫁接速度600棵/h，成功率95%以上，可大大促进蔬菜生产规模化、产业化。 （二）因特网应用1.情报查询（1）购销情报：了解国内外市场园艺产品的品种、规格、交易量、成交价格。（2）技术情报： 园艺植物的种类、品种数据库；研究课题概要；农业气象信息（如气象卫星云图、台风路线）（3）资料情报：设施农业统计数据；病虫害预测预报资料等。2. 远距离诊断：利用电视摄像机，拍摄植物的生长状态，通过因特网传送、诊断。日本M式水培研究所已开展此项服务。3. 网上直销 通过因特网进行农业生产资料、园艺产品交易者，可以进行登记，将来可实现交易电子化。二、生物技术的

8、开发应用(一) 脱毒快繁1.日本：香石竹、唐菖蒲、杜鹃花、菊花、草莓、葡萄、苹果等20多种。2.荷兰：各种花卉种苗5000万株/年。3.美国：建有10多个兰花工业中心年产值6000万美元。4.我国：马铃薯、苹果、香石竹、菊花等脱毒苗；香蕉、月季等快繁苗（其中香蕉苗年生产能力500-600万株）（二）转基因作物我国已批准商品化生产转基因蔬菜：耐贮藏番茄、抗病毒番茄、抗病毒甜椒。其中转基因番茄可延缓成熟变软，延长保藏期，其货架期长达152天。美国自1994年批准生产以来，市场销售额每年高达35亿美元。为加强农业转基因生物安全管理，国务院于2001年5月23日颁布了农业转基因生物安全管理条例。 农业

9、部：于2002年1月5日发布了3个配套规章：农业转基因生物安全评价管理办法【 2002年第8号令】农业转基因生物进口安全管理办法【2002年第9号令】农业转基因生物标识管理办法【2002年第10号令】自2002年3月20日起施行。 三、植物工厂：设施农业的最高水平（一）植物工厂（Plant factory）植物工厂：指在全封闭、智能化控制条件下，实现按设计工艺流程全天候生产或周年均衡生产作物的设施。植物工厂内从播种到采收的全过程实行高度自动化、流水化作业。其面积一般为9001500m2。目前主要生产：生菜、菠菜、莴苣、番茄等。叶菜秧苗移栽后2周即可收获，一年可收获20茬以上，年总产量是露地的数

10、十倍。从生产功能上划分： 种苗植物工厂；商品菜（果、花）植物工厂 从光能的利用方式上划分：人工光利用型；太阳光利用型；太阳光和人工光并用型 1957年世界上第一家植物工厂诞生在丹麦。 1964年，奥地利开始试验一种塔式植物工厂（高30米、面积5000平方米）。 该国鲁斯纳公司的塔式植物工厂已在北欧、俄罗斯、中东国家采用。 1971年，丹麦建成绿叶菜工厂 1974年，日本建成花卉蔬菜工厂。该厂由1栋2层的楼房（830平方米）和两栋栽培温室（每栋800平方米）构成，周年生产郁金香和番茄（5茬）。 目前日本已有植物工厂近40个，其中生产用植物工厂有17个。美国、英国、荷兰等国的蘑菇工厂，每个在1万m

11、2以上，年栽培6个周期以上，每个周期20d左右，蘑菇产量达到 27kg/ m2。奥地利的一家番茄工厂，工作人员仅30人，平均日产番茄 13.7吨，生产1公斤番茄耗电 910kw.h，成本只有露地的60。此外，英国达雷卡得设施农业工程公司，发明了工厂化栽培果树的方法。即将果树枝条插在树枝形的橡胶管上，吸收营养液开花结果。一年可收获3-5次。目前已建立苹果枝、梨枝、桃枝实验线。（二）航天植物（Space plant）航天植物生产亦已获得成功。美国宇航中心已采取最先进的无土栽培技术，生产人类在太空生活所必需的食物。目前满足1个人在太空生活所需的菜、薯等食物，只需6 m2即可。每m2面积可种植番茄10

12、0-120株。作物的生长期仅为5060d。美国还计划在2020年将“生物圈5号”（模拟地球环境的设施）发射到月球，将使人类在月球上种植植物成为可能。 太 空 番 茄：单果重12公斤，一粒種子40元一般的雜交種子，種植兩三代就退化；而太空種子種10代也不會退化。总之，设施农业是一项跨学科的综合技术系统工程，必须强化生物技术、信息技术、计算机技术等高新技术的研究与应用。设施农业已成为当今世界农业新技术革命的重点，并将成为21世纪最具活力的高新技术产业之一。第三节 设施栽培方式一、促成栽培（Forcing culture）在寒冷季节中，使园艺作物生长发育全过程都在保护设施内完成的一种栽培方式。促成栽

13、培必须在生产设施比较完善（特别是有加温设备）的设施内进行，如塑料棚、温室等。二、早熟栽培（Early maturing culture）促使蔬菜等提早成熟的栽培方式，又称半促成栽培。即园艺作物生长的前期（早春）在保护设施内生长，后期在露地生长。早熟栽培必须采用抗寒性强、低温条件下座果率高的品种，并根据园艺作物的生物特性及适宜苗龄，确定播种适期。三、越夏栽培（Over summer culture）在炎热多雨的夏季，采用遮荫降温、防雨等设施，使园艺作物正常生长发育的保护栽培方式。越夏栽培多用于秋菜的育苗以及8、9月份蔬菜供应淡季生产新鲜蔬菜。四、延后栽培（Prolonged culture）在秋

14、季延长园艺作物收获期的保护栽培方式。通常夏末秋初育苗，秋末降霜前进行覆盖保温，使产品在冬季供应市场。如秋延番茄、辣椒等。五、软化栽培（Blanching culture）将某一生长阶段的园艺作物栽植在黑暗（或弱光）和温暖潮湿的环境中，生长出具有独特风味产品的保护栽培方式。软化栽培的产品叶绿素含量低、组织柔嫩、具有较高的商品价值。适宜软化栽培的蔬菜主要有：葱蒜类（韭菜、大蒜、葱等）、豆类（豌豆、绿豆、大豆）、叶菜类（芹菜）等。六、无土栽培（Soilless culture）：不用天然土壤而采用营养液或（和）基质栽培作物的方法。无土栽培的优点是：1.栽培地点的选择受土壤、地形的局限小，空闲荒地、盐

15、碱地以及城市楼顶、阳台均可用来进行栽培；2. 防止土传病害及土壤盐类聚集造成的生理障碍；3. 有利于保护栽培向机械化、自动化方向发展；4. 省水、省肥；5. 产量高，产品清洁卫生、无污染。应用无土栽培时，需考虑其设备与技术条件。第二章 农业设施的设计与建造【本章要点】 农业设施的类型、结构 塑料大棚的规划与建造 新型、实用覆盖材料 第一节 农业设施的类型与结构一、农业设施的主要类型根据结构、规模和技术水平，农业设施可分为4个层次：1.简易覆盖设施：包括各种温床、冷床、小拱棚、遮阳覆盖等简易设施，主要用于育苗和矮秆作物的季节性生产。2.普通保护设施：通常是指塑料棚和日光温室。多为永久性或半永久性

16、设施，是我国现阶段主要农业设施。3.现代温室：通常指能够进行环境条件自动控制的大型单栋或连栋温室。4.植物工厂 （一）塑料棚：按棚高、跨度大小，分为大棚、中棚和小棚。A.塑料小棚（1）骨架材料：主要采用竹片（竿）、钢筋（直径68mm）等作为架材（2）规格：棚高80cm，宽130cm左右，插架间距80cm100cm，上覆塑料薄膜。（3）性能：由于覆盖空间小，栽培管理不方便，棚内小气候条件不易调节，小棚丰产潜力不大。（4）主要用途：用于耐寒绿叶蔬菜（如白菜、芹菜等）早熟栽培；喜温蔬菜（如番茄、辣椒等）反季节栽培的育苗；春播露地蔬菜的短期覆盖等。B.塑料中棚（1）骨架材料与塑料小棚相同。（2）规格：

17、棚高1.5m1.8m，宽4m6m，长30m40m。（3）主要用途：耐寒绿叶菜的春季早熟栽培； 喜温果菜类春早熟栽培和秋延迟栽培。 C.塑料大棚：又称塑料温室。（1）规格：棚高2.0m2.5m，宽6m15m，长30m50m，单栋面积180667m2。（2）用途：园艺植物育苗园艺植物反季节栽培（春早熟、秋延迟、 夏遮荫防雨栽培） 园艺植物（蔬菜）杂交制种等。（3）类型 根据棚顶形状：分为拱圆形、屋脊形两种。我国塑料大棚的基本形式是拱圆形。屋脊形大棚透光及排水良好，但建造施工比较复杂，屋脊及两肩部突出，容易损坏薄膜，生产上很少使用。江淮地区使用的大棚，基本上呈拱圆形，但顶部微微突起，既不磨损塑料薄膜

18、，又可防止棚顶积水。 根据栋数多少：分为单栋大棚和连栋大棚。 根据建筑材料：分为竹木结构大棚、菱镁结构大棚和装配式钢管结构大棚等。a.竹木大棚：骨架由竹木建成,采用直径4cm5cm竹竿。我省北部地区棚内设有立柱。南部地区棚型小，不设立柱。其优点是：取材方便，造价较低，建造容易；缺点是：寿命短，抗风雪荷载性能差，遮光率高，作业不方便等。b.装配式镀锌钢管大棚：拱杆、纵向拉杆、端头立柱均为薄壁钢管，并用专用卡具连接形成整体。所有杆件和卡具都采用热镀锌防锈处理。现已形成20多种标准、规范系列产品。其优点是：.建造方便，可撤卸迁移；.构件抗腐蚀，整体强度高，承受风雪荷载能力强；.使用寿命长，可达15a

19、以上；.棚内空间大，遮光少，作业方便。缺点是：造价较高。（二）日光温室我省日光温室主要类型有：1.琴弦式；2.拱圆式等。二、设施结构（一）塑料大棚1.小型竹木大棚：棚宽4m6m，高1.6m1.8m，长30m50m。2.装配式钢管大棚：以GP-C625型为例，宽度6m，长度30m，高度2.5m，肩高1.2m，拱间距0.65m，拱架管径25mm，管壁厚1.2mm。结构为单拱，三道纵梁，二道纵卡。可任意连栋，目前以2-4连栋较为常见。 注 GP-C625：n GP钢架管棚代号n C具有肩部的棚架特征代号n 6棚架跨度n 25棚架钢管外径（mm）（二）日光温室1.琴弦式日光温室2.拱圆式日光温室（1）

20、跨度 7m（2）高度 3m-3.1m（高跨比1：2.3-2.5）（3）长度 50m；（4）前屋面角度（前屋面与地平面夹角,采光角）（三）塑料温室以胖龙WGK-80型温室为例。拱圆形顶开窗温室，顶部及四周均为双层充气膜覆盖。骨架为轻型钢结构（热镀锌钢管制成）。跨度8m，开间4m，长度4m的倍数，100m；屋顶高4.67m/5.67m，雨槽高3m/4m，推拉门宽3.2m，高2.5m。第二节 塑料大棚的规划与建造一、场地的选择 1.地势平坦，避风向阳。场地的东、南、西三面应无高大建筑物或树木。丘陵地区要避免在山谷风口处或窝风低洼处建棚。在只能选择坡地时，宜选用南坡。2.土壤肥沃，排水良好：选用地下水

21、位低，富含有机质的肥沃土壤。切勿在地下水位高处建棚，否则早春地温回升慢。在稻田建棚，四周深开排水沟，降低地下水位。3.靠近水源，交通方便二、规划布局1.方位南北向，偏西，偏角在15°以内。一般南北向大棚透光量较东西向多5%-7%，且光照分布较均匀，棚内白天温度变化较平缓。2.棚间距离两棚之间保持1.5m距离；前后两排间距4m以上，以利通风、作业、开沟排水及避免相互遮荫。3.棚群布局大棚群应建在南北向主路的东西两侧，各侧大棚群体分成数个单元，单元间设有纵横道路，宽4-6m，保证双排货车能够通过。三、竹木大棚的建造1.定位放样：打定位桩，拉定位线，沿线把插拱杆的地基铲平夯实。2.插绑拱架

22、拱间距50cm-70cm。拱杆插入土中40cm以上。把同一拱架两侧的竹竿，按同一高度标准，弯成拱圆形，随即用聚丙烯包扎绳绑成拱架。3.建造山墙在南、北两端最后一根拱架下，根据大棚的宽度，垂直插入4-6根立柱，与拱架绑在一起，筑成山墙。在中部预留好门的位置，宽约0.8m，高约1.8m。4.绑纵向拉杆在拱架的中部和两侧，沿棚长方向，对称绑上3-5道纵向拉杆，使拱架不致前后滑动，并与地面垂直。5.覆盖薄膜：三块覆瓦状覆盖（顶膜1块，围裙膜2块，相互重叠20cm-30cm）。6. 扣压膜线7.注意事项（1）同一拱架的两根竹竿，粗度应尽量相同，否则作成拱架后两侧的高度不易一致。（2）拱间距不能太大。（3

23、）地基若太硬竹竿不易插入时，可先打孔（直径与竹竿粗细相同）。第三节 覆盖材料 一、塑料薄膜 .地膜材料：PVC（聚氯乙烯）规格：厚度0.0060.015mm，幅宽40200cm。种类：（1）无色透明地膜；（2）有色地膜（黑色膜、银灰色膜）；（3）耐老化长寿地膜；（4）除草膜；（5）特殊地膜（黑白双面膜、银色反光膜等）；（6）降解膜（生物降解膜、光降解膜）等。.棚膜材料：PVC、PE（聚乙烯）、EVA（乙烯醋酸乙烯共聚物）。规格：温室棚膜厚0.08mm0.12mm，大棚膜厚0.05mm0.08mm，小棚膜0.03mm0.05mm。幅宽1m6m。种类：（1）防老化膜；（2）双防膜（防雾滴、防老化）

24、；（3）多功能复合膜（无滴、长寿、保温等功能）；（4）调光膜（漫散射膜、光转换膜、叶菜专用膜）。此外，还有镜面反光膜（反光幕）等。二、遮阳网遮阳网又称凉爽纱，是用PVC为原料编织而成的一种高强度、耐老化的网状覆盖材料。1.规 格：遮光率：有35%50%、50%65%、65%80%、80%等4种规格；宽 度：有150cm、160cm、200cm、220cm不等。重 量：45±3g/m2（黑网）和49±3g/ m2（银灰网）。2.种 类（1）黑色遮阳网；（2）银灰色遮阳网。 目前应用最多的是35%65%的黑网和65%的银灰网。黑色网的遮光和降温效果比银灰色网好，适于炎夏及对光照

25、要求较低作物使用；银灰色网适用于初夏和早秋，同时具有避蚜作用。3.性 能（1）遮光降高温（夏季）；（2）防风防暴雨；（3）避虫防病害；（4）保温防霜冻（冬春季）等。4.使用方法（1）棚室覆盖：有顶盖、棚内平盖和一网一膜（即顶膜+遮阳网）覆盖等种方法，两侧各空出1m左右。（2）小棚覆盖：只盖顶部，两侧各空出2030cm。（3）浮面覆盖：直接覆盖在畦面或作物上。使用寿命34a。三、不织布 又叫无纺布，是以聚酯为原料，不经纺织工序，采用热压加工而成的一种纤维布状物。不织布重量轻，结实耐用，使用期34年。耐水透气，操作方便。1.性能不织布既能用于浮面覆盖，也可用作棚室保温幕。由于其孔隙大而多，可吸水，

26、能防止结露、降低湿度、减轻病害发生，具有遮荫调光、保温节能、防霜防冻和防虫避草等作用。2.规格目前农业上使用的不织布为长纤维不织布，通常用g/m2表示其规格。主要有20、30、40、50g/m2等，遮光率分别为27%、30%、35%、50%。四、防虫网防虫网是以聚乙烯为主要材料编织而成的网纱，具有强度大、抗热、耐水、耐腐蚀、耐老化等特点，是南方地区无（少）农药蔬菜栽培的有效措施。1.规格宽度有100、120、150cm；目数有20、24、30、40目，以20、24目最为常用。2.种类：（1）白色防虫网；（2）银灰色遮阳网3.性能：（1）防虫（如蚜虫、小菜蛾等）；（2）防暴雨；（3）顶部结合用黑

27、色遮阳网，有遮阳降温效果。4.使用方法：（1）大棚全封闭覆盖（2）立柱式隔离网状覆盖用高约2m的立柱，作成隔离网状，在其内种植小白菜等叶菜。5.注意事项：（1）覆盖前土壤要翻耕、晒垡，以杀死地下害虫。（2）选用适宜网目的防虫网，并注意空间高度，结合遮阳网覆盖，防止网内温度高于网外，造成热害死苗。第三章 设施环境的调控【本章要点】1.设施内环境变化的特点2.设施环境的调控技术第一节 光照条件及其调控一、设施内光照的特点1.光照不足：保护地光照强度仅为露地50%-80% ，不能满足园艺作物需要。弱光成为冬季影响园艺作物生产的主要因素。2.分布不均匀：设施内的光照强度，不论在水平方向还是垂直方向上都

28、有明显差异。在垂直分布上，由上向下逐渐减弱。如冬暖式大棚， 从棚顶到地面垂直递减率约每m下降10%。二、采光性能主要影响因素：建筑方位、采光面的角度、采光材料透光性能、结构材料遮荫情况等。1.设施方位：温室、温床建筑的方位以正东偏南（不超过10°范围）较宜。因为就植物光合作用合成的物质而言，上午占总合成量的70%左右。正东偏南有利于早见阳光，并可尽早提高设施内温度。2. 采光面角度该因素影响太阳投射角，进而影响太阳光的透射率与反射率。太阳投射角（）=采光面角度（）+ 太阳高度角（）当太阳射线与采光面垂直时，透射率最大（反射率为0）；但在冬季，太阳高度角很小，要使采光面与太阳射线垂直,

29、必然要增大采光面角度，这样温室修建要高大，造价高。故生产上一般采光面角度多在33° 35°范围内。3.采光材料透光性能不同的采光材料，对各种光波的透射率有很大差异。紫外线、红外线透过率：聚乙烯薄膜>聚氯乙烯薄膜>玻璃；可见光透过率：聚氯乙烯薄膜>玻璃>聚乙烯薄膜；玻璃对紫外线透射率低，玻璃温室内的作物往往病害多，产品维生素含量较低。4.结构材料的遮荫：设施骨架材料均可遮荫。一般竹木大棚遮光率在10% 以上；钢管遮光面积5%左右。三、光照调节技术设施栽培要求：光照充足,分布均匀。冬季阴天多、日照时数少的地区,设施内光照尤显不足，需要采用补光等措施加以调

30、节；相反，在夏季，或进行软化栽培时，则需要遮荫处理。（一）增加光照1.方位、结构合理在北纬32° 43°地区，温室屋面角度应达到25° 35°。骨架材料要减少遮光面积。2.选择多功能薄膜： （1）选用无滴、防尘、耐老化新膜；（2）薄膜拉紧、拉平；（3）保持透明覆盖材料表面清洁，可增加透过率约20%。3.充分利用反射光（1）在北侧张挂聚酯镀铝膜作反光幕能明显地增加光照强度。据 报 道，晴天反光幕前1m以内光强可提高40%以上。（2）在建材或墙上涂白，增加反射光。 4.调整作物布局：（1）合理密植，（2）高矮搭配，进行立体栽培（如西瓜、甜瓜吊蔓栽培）。 5.

31、人工补光（1）补光目的主要有两个： 抑制或促进花芽分化，调节花期（如草莓）。这种补光使用的光照强度小（1Olux左右）； 作为光合作用的光源使用的光照强度较大（约1000-3000lux）。这种补光的成本太高，目前国内外主要在育苗期使用。（2）人工光源要求：园艺作物光合作用吸收的光谱主要是0.40.5m的紫光区和0.60.7m的红光区，因而要求人工光源中富有红光和蓝紫光。同时，还要考虑：发光效率、光源价格、寿命、安装维护方便等。 光源种类：目前常用的光源有：白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压钠灯等。A.白炽灯和卤钨灯：白炽灯平均寿命1000h，卤钨灯是在灯泡中充入少量卤素，平均寿命2000 h。白炽

32、灯辐射能主要是红外线，可见光所占比例很小，且发光效率最低（17 lm/W，流明/ 瓦）。但由于价格低，目前仍有使用。B.荧光灯：光谱性能好，接近太阳光，发光效率较高（70 lm/W），寿命长。C.高压水银荧光灯：在高压水银灯玻璃外壳的内壁上涂荧光材料，使紫外辐射转变为可见光。其发光效率略低于荧光灯，为4060 lm/W，寿命5000h。D.高压钠灯：在灯泡内充高压钠蒸气，添加少量金属卤化物。发光效率106 lm/W，灯泡寿命2400h，是目前国内外设施园艺栽培中应用最广泛的人工光源。（二）遮光处理1.遮光目的：（1）降低光照；（2）降温。遮光20%30%，设施内温度会降低46。2.遮光方法：（

33、1）覆盖遮阳物：遮阳网、不织布、草帘等。（2）流水减光法：在透明屋面上不断流水，遮光25%， 降温4左右。（3）玻璃涂白法：石灰水喷雾涂白面积30%-50%，能减弱室内光照20%-30%。第二节 温度条件及其调控在设施环境中，温度对作物生育影响最显著。设施内的温度条件要求：经常保持适温和温度分布均匀。一、设施内温度变化特点1.温室效应透入温室的太阳辐射，大部分被截留在温室内，致使温度升高的现象。实际上，温室的升温作用：只有1/3靠“温室效应”，2/3靠覆盖材料的不透气性。2.温度空间分布：无论是水平方向还是垂直方向都不均匀。（1）垂直方向：上部气温比下部高。太阳辐射使地表温度升高，地表通过热传

34、导，对流加热空气。加热的空气聚集在温室的屋顶，在保温条件下，垂直方向的温差可达46 以上。室外风也会引起室内温度不均匀。当室外温度明显低于室内空气温度时，与墙面接触的冷空气形成下沉气流，温室中央形成上升气流，造成温度分布不均匀。（2）水平方向中间高边缘低。一般而言，保护设施越小，边缘低温带比例增大，温度分布越不均匀。二、气温调控技术（一）保温技术1.增加阳光透射率：使用透光率高的塑料薄膜，正确调节设施方位和采光面角度， 尽量减少建材遮荫等。 2.增加地热贮存设施内土壤贮存的热量，约有50%60%用于蒸发，进行地面覆盖减少蒸发量，可以增加保温性。为防止热量向设施外散失，可在设施周围挖防寒沟，填入

35、保温材料（如稻壳、麦秆等）。3.保温覆盖（1）外保温覆盖 覆盖材料有：A.草帘；B.纸被（4层旧水泥袋或4-6层新牛皮纸缝制）；C.保温被：由3-5层不同材料组成。由外向内依次为：防雨布、无纺布、棉毯、镀铝转光膜和防雨布。优 点：保温效果好、重量轻、防水、使用年限长，非常适合电动操作。（2）内保温覆盖 覆盖材料有：塑料薄膜、无纺布、遮阳网等。PEP利得膜（UV2794AD)使用寿命达三年以上。超大尺寸，最宽可达16M，长度可达1000M，任何尺寸均可不必剪接。（二）加温技术1.火炉加温是较为简便的临时加温方式，有明火加温和暗火加温两种。一般667m2放置36个火炉，可使棚温提高12.5。要避免

36、煤气中毒及烤伤作物。2.暖风加温由暖风机或燃油热风机加热空气。为使室内温度均一，暖风机上接有送风筒，以使热空气运送较远的距离。3.水暖加温：多用锅炉加温，60-80热水循环；最大优点是温度稳定，分布均匀。由于水暖加温系统管道一般离地面较近，土壤增温效果较为理想。4.电热加温 用电热线加热，是一种地下加温方式。3.3m2加热面积，果菜类需250w，温度可升高15。该法成本高，较燃油高出56倍，故多用于苗床加温。 5.太阳能存贮加温太阳能贮存系统由风机、管道和集风洞三部分组成。白天将棚内热空气所载热能，贮存于地下，提高地温；夜间气温低于土温时，贮存于土壤中的热能散发到空气中。该系统可使地温提高12

37、。（三）降温技术1.自然通风法2.人工换气法：使用换气扇进行人工换气。3.遮光降温法4.屋面流水降温法：流水可吸收太阳辐射8%，可使室温降低2-3。5.室内喷雾法：通风时由棚室旁侧底部向上高压喷雾，水雾在降落途中蒸发吸热，不会落到作物表面。6.湿帘降温法：湿帘降温系统组成：湿帘箱、贮水箱、水循环系统、风机、电动卷帘机构等。 第三节 气体条件及其调控 一、CO2气体条件（一）设施内CO2浓度动态 1.设施内CO2的来源（1）空气 （2）园艺作物等呼吸作用 （3）土壤有机质分解 2.设施内CO2浓度 早晨见光前最高，1-2h后就低于室外。设施内若不换气，每100m2面积内CO2重量约为150g。按

38、光合作用消耗量50mg/cm2/h计算，则CO2在20min内耗尽。（二）园艺作物对CO2的要求1.CO2饱和点 1000-1600mg/L。2.CO2补偿点 80-100mg/L。从生产角度来讲，设施内CO2浓度低于300mg/L时，就要人工补充。（三）CO2的调控补充CO2是提高设施栽培园艺作物产量、增进品质的有效途径。据试验，可使黄瓜增产35%，番茄增产20%左右。但是，棚室内CO2气体过多也有毒害作用，因此CO2施肥要适量。目前增加CO2的方法主要有：1.合理通风换气（1）优点：方法简单易行。（2）缺点：只能使CO2浓度最高达到大气水平； 在外界气温低于10时难以进行。在生产上只能作为

39、增加CO2的辅助措施。2.增施有机肥据测定，1kg有机物最终能释放1.5kg CO2。如果667m2施用秸秆堆肥3000kg，则可在1个月内使温室内CO2浓度达到600800mg/L。施入土中的有机质释放CO2：腐熟稻草最多；稻壳次之；腐叶土、砻糠灰等较差。（1）优点：可行性强，成本低。（2）缺点： 释放期短，仅1个月左右； 浓度不易控制；土壤中CO2浓度超过5mg/L 时，不利于园艺作物等植物的生长发育。3.人工施用CO2（1）直接法 直接施用纯CO2 （干冰、液态）。 液态CO2通过塑料软管输送。塑料管上按3m间距扎孔，近钢瓶一端孔要小一些。钢瓶出口压力保持在1.01.2kg/m2，每天释

40、放810min。CO2纯度应在99%以上。（2）燃烧法燃烧天然气、白煤油、石蜡等燃料。燃料燃烧必须在CO2发生器内进行。CO2发生器装在室内屋梁上，并配置通风装置，防止发生器周围气温过高。点火装置采用24h时间继电器自动点火，或光电控制（光照达一定强度时点火）。燃料含硫量不得高于0.05%。一般燃烧1L煤油（0.82kg），约可产生2.5kg（1.27m3）CO2。（3）化学法 （硫酸 + 碳酸氢铵） 2NH4HCO3 + H2SO4 （稀）（NH4）2SO4 + 2CO2 + 2H2O（4）固体颗粒状CO2肥料又称固气颗粒肥，由山东省农科院原子能所研制。固气颗粒肥为直径1cm的扁圆形颗粒。

41、施用方法施于土表下12cm处。在潮湿、适温条件下，可连续释放CO240d左右，供气浓度可达5001000mg/L。 施用量 2030g/m2。在作物定植后施用1次，基本可供一茬作物CO2的需要。注意事项：（1）施用浓度800-1500mg/L，其中：叶菜类600-1000mg/L；果菜类1000-1500mg/L。（2）施用时期 施用季节：秋、冬、春季使用。叶菜类整个生长期都可使用；果菜类一般在苗期和结果期使用。 施用时间：晴天见光后半小时进行，放风前半小时停止。一般需连续使用2030d。（3）注意温、光、水、肥配合 温度：白天高5左右；夜间低1-2（以免旺长）。室温低于15不宜施用。 光照：低于3000 lx时，一般不施用，防止CO2中毒。水肥：施用CO2后的园艺作物，应加大肥水供应，防止脱水、脱肥。二、有害气体及其调控 （一）有害气体的种类与危害1.氨气（1）来源： 施用碳酸氢铵、尿素不及时覆土； 有机肥发酵； 化工（肥）厂排放废气。（2）危害：可使叶片叶肉组织崩溃，叶绿体解体。危害浓度5g/升。（3）园艺作物敏感性：芥菜、甘蓝、花椰菜敏感；茄果类、黄瓜、芹菜中等抗性；芋抗性最强。2.二氧化氮（1）来源：大量使用碳酸氢铵、尿素等氮素化肥；光化学烟雾（约10%为二氧化氮）。（2）危害：进入叶片后，与水形成亚硝酸、硝酸