设施农业-光照及其调控措施

学习情境一光照环境及其调控措施知识要点:学会设施光照环境的特点及其调控措施:学会设施富度环境的特点及其调控措施:学会设施湿度环境的特点及其调控措施:学会设施气体环境的特点及其调控措施:学会设施气体环境的特点及其调控措施:了解常见的灾害性天气•技能要点：能对设施的各个环境特点进行检测：会根据测出的环境特点进行合理地调控。能在灾告性天气来临之前做好预防工作。园艺设施是在人工控制下的半封闭状态的小环境，其环境条件主要包括光照、退度、水分.土壤、气体、肥料等。园艺作物生长发育的好坏，产品产量和质量的高低，关键在于环境条件对作物生长发育的适宜程度。日光谡室在建遗前要考虑结构的优化设计以创遗良好的环境条件，建成以后主要日常管理就是对环境条件进行调节控制，才能保证为园艺作物生长发育创造最佳环境条件，以达到早熟.丰产.优质.高效的目的。但温室的环境条件调控十分复杂，一方面各环境条件之问相互彩响、制约，不能忽视其中任何一方面：另一方面，又要考虑作物种类、生育阶段、栽培方式等方面的因素。因此只有对环境条件进行综合调控，才能获得理想效果。光照条件对日光温室的园艺作物生产起主导作用。一方面光照是日光温室的唯一热源，光照条件好，透入^室的多，温度就高，对作物的光合作用也越有利。另一方面，光照是蔬菜作物光合作用的能源，光照条件的好坏直接彩响到作物光合作用的强弱，从而明显彩响到产呈的高低。一、园艺作物对光环境的要求（一）园艺作物对光照强度的要求光照强度主要彩响园艺作物的光合作用强度，在一定国（光饱和点以下）光照越强、光合速率越高，产量也越高。温室蔬菜的产量与光照有密切关系，如番茄每平方米褛受lOOmJ的产量为2-0「2・65kg/ni2,降低光照6.4%和23.4%.其产量分别损失7.5%和19.5%,黄瓜也有类似的情况。光照强弱除对植物生长有彩响外，对花色亦有彩响，这对花卉设施栽培尤为重要。如紫红色的花旻由于花肯素的存在而形成的，而花青素必须在强光下才能产生，散射光下不易产生。因此，开花的观赏植物一般要求较强的光照。园艺作物包括蔬菜.花卉（含观叶植物.观赏树木等）和果树3大种类，对光照强度的要求大致可分为阳性植物（又称喜光植物）、阴性植物和中性植物。（二）园艺作物对光照时数的要求光照时数的长短彩响蔬菜的生长发育，也就是通常所说的光周期现象。光周期是指1天中受光时问长短，受季节、天气、地理纬度等的彩咱。蔬菜对光周期的反应可分为3类：长光性蔬菜、、短光性蔬菜和中光性蔬菜。光照时问的长短对花卉开花有彩响，唐莒蒲是典型的长日照花卉，要求日照时数达13'11小时以上才能花芽分化；而一品红与菊花则相反，是典型的短日照花卉，光照时数v10、11小时才能花芽分化。设施栽培可以利用此待性，通过调控光照时数达到调节开花期的目的。一些以块茎、鳞茎等贮蔽器官进行休眠的花卉如水仙.仙客来.郁金香、小雀兰等，其已藏器官的形成受光周期的诱导与调节。果树因生长周期长，对光照时数要求主要是年枳累量，如杏要求年光照时数2500'3000小时，樱桃2600箜800小时，葡萄2700小时以上，否则不能正常开花结实，说明光照时数对园艺作物花芽分化■即生殖生长（发育）彩响较大。设施栽培光照时数不足往往成为限制因子，因为在高寒地区尽管光照强度能满足要求，但1天光照时问太短，不能满足要求，一些果菜类或观花的花卉若不进行补光就难以栽培成功。（三）光质及光分布对园艺作物的形响一年四季中，光的组成由于气候的改变而有明显的变化。如紫外光的成分以夏季的中最多，秋季次之，春季较少，冬季则最少。夏李中紫外光的成分是冬季的20倍，而蓝紫光比冬季仅多4倍。因此，这种光质的变化可以彩响到同一种植物不同生产季节的产量及品质。表4—1反映了光质对作物产生的生理效应。光质还会彩响蔬菜的品质，紫外光与维生素C的合成有关，玻璃温室栽培的番茄、黄瓜等其果实维生素C的含量往往没有露地栽培的高，就是因为玻璃阻隔紫外光的透过率，塑料薄腱温室的紫外光透过率就比较高。光质对设施栽培的园艺作物的果实着色柯风味品质有彩响，如大棚富室生产出的茄子为淡紫鱼，而生产出的葡萄、桃、油桃等都比露地栽培的风味差，这与光质有密切关系。由于园艺设施光分布不如露地均匀，使得作物生长发育不能整齐一致。同一种类品种、同一生育阶段的园艺作物长得不整齐，既彩响产量.成熟期也不一致。表4-1各种光造成分对植笠的彩响光青楂物生理效应>1000被植物吸收后转变为热能，影咆有机体的偏度和^腾悟况，可促进干物质的税累，但不参加光合作用1000*720对植物伸长起作用，其中TOO'SOOn.辐射称为远红光，对光周期及种子形成有重要作用>并控制开花及果实的颜色720A610《红、橙光）被叶绿素强烈吸收，光合作用杲强，某种情况下表现为强的光周期作用610八510（主要为绿光）叶绿素吸收不多，光合效率也较低510八400〈主要为蓝、紫光）叶绿素吸收最多，表现为强的光合作用与成形作用400八320起成形和着色作用<320对大多数植物有害，可能导数植物气孔关闭，影响光合作用，促进病菌感染弱光区的产品品质差，且商品合格率降低，种种不利彩响最终导致经济效益降低，因比设施栽培必须通过各种措施，尽量减轻光分布不均匀的负面效应。二、园艺设施光照环境的特点温室的光照条件包括光照强度、光照时数和光质等三个方面，这三个方面既相互联系又相互制约。（一）光照强度光照强度低园艺设施的光照强度只有自然光强的70%、8曲，如采光设计不科学，透入的光量会更少，而薄腱用过一段时问后透光率降低，室的光照强度将进一步^弱。光照强度的时问变化设施光照强度变化与自然光照是同步进行的。自然光皱季节■地理纬度和天气条件而变化，设施的光照强度的变化随自然光强的变化而变化，季节变化和日变化都与自然光照强度的变化具有同步性。睛天设施光照强度的日变化与自然界变化规律是基本一致的。午前随太阳高度角的增加而增强；中午光照度最高；午后随太阳高度角的减少而降低，其曲线是对称的。但温室的光照度变化较室外平缓。如图4—1oa4-i日光逞室光量强度的日吏化示意图1锻室内光照强度2外界光照强度3-光照强度的空问变化（1）垂直方向越靠近薄膜光照强度越强，向下递减，递减速度比室外大，第薄腱处相对光强为80%，距地面0.5'1.0m为60%,距地面20cm处只有55%。（2）水平方向塑料大棚：南北廷长的大棚，上午东侧光照度高，西侧低，下午相反，从全天来看，两侧差异不大。东西延长的大棚，平均光照度比南北延长的棚高，升谡快，但南部光照度明显离于北部，南北最大可相差20%，光照水平分布不均匀。日光温室：南北方向上，从后屋水平投彩以南是光照强度最高部位，在0.5m以下的空问里，各点的相对光强都在60%左右，在南北方向上差异很小。后屋面下的光强，由南向北递有疝后坡越长递减越明显，每向北1叫光强递减1万lx。在东两方向上，由于山t亶的遮荫作用，上午揭苫后东山墙侧出现三角形阴彩，由大到小，正午时直射前屋面，阴彩消失。午后西山亶出现阴影，并不断扩大，直至盖苫。东丙山培侧大约各有2m左右富光条件较差。温室越长彩响越小。（二）光照时数园艺设施的光照时数主要受纬度.李节、天气情况及防寒保温等管理技术的彩响。大棚为全透明设施，无草苫等外保温设备，见光时问与超地相同，没有调节光照时问长短的功能。而日光温室由于冬舂季覆盖草苫保温防寒，人为地缩短了日照时数。（三）光质（光谱组成）在到达地面的太阳辐射中，又可分为紫外线区（波长小于380nm）、可见光区（波长围380'760nm>和红外区（波长大于760nm）。紫外线具有很强的杀菌能力，对菌核病灰事病等多种病害的病原菌有很强的杀伤能力：对果实的着色粗抑制植物徒长有明显作用。可见光中的红橙光和蓝紫光促进光合能力最强，绿光则较弱。红外线具有热效应，被作物吸收后转变为热能，主要作于维持作物的体温。露地栽培太直接照在作物上，光的成分一致，不存在光质差异。而设施栽培中白于透明覆盖材料的光学特性，使进入设施的光质发生变化。由表4一2可以看出，玻璃对于300run的紫外线完全不能透过，聚乙烯薄膜大部分能够透过，聚氯乙烯莎朗莫的透过率则介于玻璃与聚乙烯膜之问；对于可见光，这3种覆盖材料的初始透光率都很好，不过，玻璃最好，聚乙烯膜透过率最低；至于红外线，4500nm的太阳短波辐射，4种覆盖材料都能大量透过；而5000nin和9000nm的长波辐射，玻璃的透过率最低，远少于3种薄膜。三、园艺设施光照条件的调控措施园艺设施对光照条件的要求：一是光照充足；二是光照分布均匀。从我国目前的国情出发，主要还依靠增强或%录弱设施的自然光照。必要时适当进行补光，而发达国家人工补光巳成为重要手段。（一）增光补光措施合理规划布局选择四周无遮荫的场地建遗温室大棚，并计算好棚室前后左右问距，避免相互遮光。进行合理的采光设计确定合理的方位、前屋面采光角.后屋面仰角等与采光有关的设计参数。表4-2几种塑料薄酸与透光率In）的比较项目波长(HB)聚氢乙烯膜（□.1■■厚）酩酸乙烯酸（D.1・■和聚乙烯膜（0.1•-Q<3■■厚：）紫外区2600765503002080600320258163463507S84&&80可见光4508682718455087857T886508S868091红外区100093908891150094919190200093919090500072858520900040708403减少建材遮光太投射到骨架等不透明物体上，会在其相反方向上形成阴彩。不停地移动，庚彩也随着移动和变化。如拱杆.立柱、横梁等，竹木结构日光温室遮荫面枳约占15%、20%。无柱钢架日光舄室建材强度高，截面小，是最理想的骨架材料，但投资大。竹木结构温室可利用加强桁架，取消前屋面立柱是发展方向。4.加强管理(动画4-1-3-1(1)清洗.更换薄簇照射到前屋面上，被薄膜吸收掉一部分，反射禅一部分，特别是在薄膜变松、起皱时，反光量增大，透过率降低。另外，薄膜在使用过程中，还会因静电渗出物等原因吸附灰尘，附在外表面，对光线起到阻档.吸收利反射的作用，平均光损失达4%以上。使用过程中长时问受(待别是紫外线)照射逐浙老化，透光率随之下降。另外，如果薄膜表面布满水珠，透光率更会严重下降。因此，生产中应选用聚乙烯、聚氯乙埔长寿无滴膜，或乙埔一砖酸乙烯多功能复合膜。厦膜时展平拉紧，压膜线压牢，防止出现褶皱。保持薄膜清洁，每年更换新簇。另外，薄膜的颜色能够改变光谱组成，蓝鱼膜透过蓝光较多，对光合作用有利。紫光膜在番茄、茄子生产上应用效果较好。早揭晚盖革苫塑料大棚或日光温室舂秋两季，不需盖草苫，温室的见光时问和噱地是一致的。冬季需盖草苫保温，早晨太阳升起后揭开，晚上太阳未落就要放下，人为地延长了黑夜，缩短了光照时问，有时是灾害性天气，连续几天揭不开草苫。在室温度不受彩响的情况下，早揭晚盖草苫，延长光照时问。遇阴天只要室温度不下降，就应揭开苹苫，争取见散射光。利用反射光后墙涂白或挂反光幕，增加温室光照。利用地膜的反光作用，改菩植株下部光照。(4〉改进栽培技术如采用扩大行距，缩小株距的配置形式，改善行问的透光条件；及时整枝打杈，改插架为吊芟，减少遮荫。(5)人工补光可利用高压水银灯.日光灯、白炽灯、荧光灯、钠灯等进行补光。40W0光灯三根合在一起，可使吏灯45c