第三章-园艺设施的环境条件及其调控

第三章园艺设施的环境条件及其调控概述第一节光照条件及其调控第二节温度条件及其调节第三节湿度条件及其调控第四节气体条件及其调控第五节土壤环境及其调控第一节光照条件及其调控一、园艺设施的光照环境特点

（一）光照强度（二）光照时数园艺设施的光照时数是指受光时间的长短。植物完成光周期需要一定的光照时数，光照时数和光照强度构成光量，即太阳辐射能的大小。（三）光质即光谱成分，园艺设施内的光质组成与露地不同，主要与透明覆盖材料的性质有关。以塑料薄膜为覆盖材料，透过的光质与薄膜的成分、颜色等有直接关系。玻璃温室与硬质塑料板的特性，也影响设施内的光质。（四）光的分布二、园艺设施光照的调节与控制（一）影响设施光照环境的因素1.地理纬度和季节①日照时间的长短②光照强度③光质成份2.天气状况3.屋面角度对光照的影响

吸收率+反射率+透射率=1表3-1光线与透明覆盖物所成角度与反射率、透射率关系1、法线。2、光线入射角。3、设施屋面角。4、太阳高度角。5、光线与透明覆盖物所成角度。4.园艺设施的透光率设施内的太阳辐射能或光照强度（Ι）与室外的太阳辐射能或自然光强（Ι0

）之比T=Ι/Ι0=TzM+(1-M)Tz(M为自然光中直射光占的百分数）⑴散射光的透光率（Ts）

Ts=Tso（1-r1）（1-

r2）（1-r3）Tso为清洁覆盖材料对散射光的透光率。⑵直射光的透光率（Tz）Tz=Tα（1-r1）（1-

r2）（1-r3）其中：r1为设施骨架、设备等不透光材料的损失率；r2为覆盖材料因老化的透光损失；r3是水滴和灰尘的透光损失.Tα为清洁覆盖材料，在入射角为α时的透光率。5.覆盖材料的透光特性吸收率+反射率+透射率=16.污染和老化对透明覆盖材料透光性的影响方位屋面角度结构形状骨架遮荫

7.园艺设施的结构对透光率的影响（二）光照的调节与控制1.改进园艺设施结构,提高透光率⑴选择适宜的建筑场地及建筑方位⑵设计合理的屋面角度⑶合理的透明屋面形状⑷合理的骨架材料⑸选用透光率高且透光保证率高的透明覆盖材料改进管理措施

⑴保持透明屋面清洁⑵充分利用反射光（聚酯反光膜或反光板）⑶合理密植⑷加强植株管理⑸地膜覆盖反光膜⑹在保温的前提下,尽可能早揭晚盖内外覆盖⑺采用有色薄膜(8)耐弱光品种的选用3.人工补光⑴目的⑵人工补光对光源的要求⑶人工补光的光源人工补光①白炽灯和卤钨灯：光谱不全，属热辐射光源，即在产生光的同时产生热效应。防止高温烧苗：A移动光源B用水滤器

②日光灯：可克服白炽灯产生辐射热的缺点，苗期连续补光30天，每天4~8小时，番茄、黄瓜可早熟15~20天。③生物汞灯④钠灯④水银荧光灯：可把紫外光变为可见光，光照强度高，有利于长日照植物进行光合作用。⑤荧光灯：光的颜色取决于玻璃罩所涂的荧光粉的颜色，这种灯特别适于增加日照长度4.园艺设施的遮光

一是减弱光照强度;二是降低温度.遮光20%~40%能使室内温度下降2~4℃.⑴缩短光照时间⑵减弱光照强度①覆盖各种遮荫物,如遮阳网、不织布竹帘等;②玻璃面涂白，可遮光50~55%，降低温度3.5~5℃;③屋面流水,可遮光25%;④温室内种植藤本植物;⑤室外种植落叶树种.第二节温度条件及其调节一、园艺设施的温度环境对作物生育的影响（一）温度三基点根据作物对温度的要求，把作物分为5类:耐寒性很强,能在室外越冬的蔬菜.多是多年生蔬菜,金针菜、芦笋、韭菜等，能耐-20℃~30℃低温。耐寒性蔬菜。葱、蒜、菠菜、油菜、香菜等，能耐-1℃~-2℃长期低温.3.半耐寒性蔬菜.萝卜、胡萝卜、蚕豆、芹菜、莴苣、菜花等，能耐短时期-1℃~-2℃低温。4.喜温性蔬菜。茄子、辣椒、苦瓜、黄瓜、菜豆等，不耐轻霜，0℃就会冻死。5.耐热性蔬菜。西瓜、甜瓜、冬瓜、丝瓜、豇豆等，在25℃~30℃果实发育最快，10℃以下停止生长。二、园艺设施的温度状况及其特点（一）园艺设施内的热特性1.温室效应

在没有人工加温的条件下,设施内获得或积累太阳辐射能,从而使设施内的气温高于外界气温的一种能力.⑴温室效应形成原因⑵影响温室效应的因素:①太阳辐射能的强弱;②保温比的大小;③覆盖材料;④设施方位.2.日温差

影响日温差的因素:⑴保温比;⑵覆盖材料3.温度逆转现象:棚室内于下午2~4时气温开始下降,日落后降温迅速,比露地降温快,经常会出现棚室内气温反而低于棚室外的现象.4.土壤的热岛效应:日光温室中,从地表0cm到地下50cm,均有很大的增温效应,但浅层地温增温最大,这种效应叫热岛效应.(二)园艺设施的热收支状况1.热量平衡方程

qt+qg=qf+qi+qc+qv+qs其中：qt太阳总辐射能量；qg人工加热量；qf地面、覆盖物、作物表面有效辐射失热；qi土壤蒸发、作物蒸腾、覆盖物表面蒸发以潜热形式失热；qc对流传导失热（与空气之间）；qv通风降温失热；qs土壤传导.园艺设施内热量收支模式图白天日光温室热平衡示意图夜间日光温室热平衡示意图

2．园艺设施的热支出

⑴

贯流放热透过覆盖材料或维护结构的热量.Qt=Awht(tr-to)Qt为贯流放热量,Aw为设施表面积，tr、to为内外气温。热贯流传热模式图⑵

通风换气放热：自然通风或强制通风,建筑材料的裂缝、覆盖物破损、门、窗缝隙等使设施内热量的损失。Qv=RVF(tr-to)

Qv为整个设施单位时间的换气失热量；R为每小时换气次数；F为空气比热，F=1.30KJ/m3℃⑶

土壤传导失热：土壤上下层和土壤横向传热.Qs=-λaT/aZ

aT/aZ

表示某一时刻土壤温度的垂直变化.T为土壤温度,z为土壤深度,a为微分符号,λ为土壤的传导率.（三）园艺设施内的温度分布分布不均匀，其原因：1.太阳的入射辐射量2.设施内气流的运动3.加温技术的影响4.通风设备的种类和安装位置5.园艺设施的种类6.内外日温差三、园艺设施的温度调节与控制(一)保温1.保温原理2.保温措施⑴减少贯流放热和通风换气量①多层覆盖②外覆盖设备⑵增大保温比①降低棚室高度

⑶增大地表热流量①增大透光率（覆盖材料、方位、屋面角等）②减少土壤蒸发和作物蒸腾③防寒沟④建筑材料及其颜色㈡加温（火炉、热风炉、暖气、热水、日光能）㈢降温1.减少进入设施的太阳辐射热.减少透光率---遮阳网、不织布覆盖2.增大潜热消耗减少地热贮存灌水,增大蒸发3.增大通风换气量通风降温(四)提高地温的方法1.架床式离地床栽培2.炕洞式栽培床(跨度6m的温室8排炕洞,30cm和80cm的2个烟囱设在两个山墙处)3.埋设酿热物4.电热加温5.水暖加温6.温室外挖防寒沟7.地面覆盖(地膜、草、稻麦秸覆盖）8.勤松土,控制浇水(五)变温管理1.变温管理的依据随着昼夜光照时间的变化，作物的生理活动中心将不断地转移。依据作物生理活动中心将1d分成若干时段，并设计出各时段适宜的管理温度，以促进同化产物的制造、运转和合理分配，同时降低呼吸消耗，这样的温度管理方法，叫变温管理

黄瓜变温管理模式种类白天气温(℃)2.棚室果菜温度管理指标最高适宜

夜间气温(℃)适宜最低10cm土温(℃)最高适宜最低番茄3520~258~1352515~1813茄子3523~2813~18102518~2013辣椒3525~3015~20122518~2013黄瓜3523~2810~1582518~2013西瓜3523~2813~18102518~2013甜瓜3525~3018~23152518~2013

3.棚室果菜四段变温管理指标

种类

变温管理6~12时12~17时

17~21时

晴天阴天

21~6时

常温管理

白天夜间黄瓜30201614白刺122814黑刺10番茄272412105258甜瓜着果前30262422163017着果后2810第三节湿度条件及其调控一、蔬菜作物对水分的要求1．消耗水量最多，要求生长在水中的蔬菜。这一类蔬菜离开水就不能生长，因此又叫水生蔬菜。如藕，菱角，慈菇等，在棚室中栽培这类蔬菜，必须砌水池子，底下垫土，装水后才能栽培，这是由于这类蔬菜根系特别不发达，叶子又很大，离开水就会干死。2．消耗水量大，要求土壤经常潮湿，同时空气湿度也比较高的蔬菜。这类蔬菜有黄瓜、甘蓝、白菜、芹菜、莴苣、菠菜、香菜、油菜、水萝卜以及一些生长快的绿叶菜类。棚室里栽培这类蔬菜，必须以常灌水，同时空气湿度也要高些。3．对土壤水分消耗量大，但要求空气湿度较小的蔬菜。这类蔬菜有番茄、茄子、辣椒、豆角、西葫芦、荀瓜等。棚室里栽培这类蔬菜，从开花坐果后，必须经常灌水，但放风量要大，使空气湿度低些。4．消耗水量小，但要求土壤湿润，空气湿度小的蔬菜，这类蔬菜根系短，要求土壤经常保持湿润，但这类蔬菜叶子呈带状或筒状，适宜空气湿度小些。这类蔬菜有韭菜、葱蒜洋葱等，棚室栽培这类蔬菜必须常浇水，但放风量要大，以保持较干燥的空气条件。5．耐旱性蔬菜，根系发达，叶子裂刻深，上面有茸毛，对土壤水分要求小，空气湿度也不能高。如西瓜，甜瓜。棚室栽培这类蔬菜，如果浇水太多，空气湿度又高，则品质差，含糖低。

二、空气湿度的调控㈠设施内湿空气的状况参数与变化规律1.湿空气的有关参数⑴绝对湿度:直接表示空气中水汽含量的物理量.即每立方米空气中水汽质量的克数.⑵水汽压:空气中所产生的分压强.⑶相对湿度:空气中实际具有的水汽压与同温度下饱和水汽压的百分比.⑷露点温度:空气中水汽含量和空气压强不变时,当气温降低到使空气达到饱和时的温度.⑸比湿:单位质量湿空气中所含的水汽质量.㈡空气湿度的调节与控制1.除湿方法⑴地膜覆盖⑵地面铺草⑶地下灌水⑷中耕⑸覆土⑹吸湿材料（7）通风（8）加温（9）控制灌水（滴灌和地下灌水）（10）热泵除湿（11）增加日射量2.加湿方法⑴喷雾⑵湿帘⑶灌水⑷控制通风三、土壤湿度的调节与控制㈠设施内土壤湿度状况1.湿度大2.不均匀3.湿度的时间变化㈡湿度的调控设施内水分收支：Ir+G+C=ET;Ir灌水量；G地下水补给量；C凝结水量；ET土壤水分蒸发与作物蒸腾。灌水指标：接近某发育期根系受阻的水分指标的时间作为灌水时期，根据水分变化和作物生长状况确定灌水量的确定：小型蒸发器的蒸发量-水分消耗量，将此次灌水到下次灌水时的水分消耗作为灌水量灌水技术：第四节气体条件及其调控一、设施内二氧化碳气体条件与调节

㈠设施内二氧化碳气体状况及其影响因素1.土壤性质2.铺设酿热物3.天气状况4.日变化㈡二氧化碳气体调节与二氧化碳施肥

1.通风2.二氧化碳钢瓶3.二氧化碳发生器（燃烧白煤油或天然气）4.有机肥5.燃烧木炭(每立方米空间5克).6.二氧化碳发生剂（化学反应法）CaCO3+2HCI CaCI2+CO2 +H2O2NH4HCO3+H2SO4_（NH4）2SO4+2CO2+2H2O.7.干冰8.温室内种植食用菌9.气体肥料㈢二氧化碳气体施肥应注意的问题1.施肥时间2.施肥浓度3.防早衰二、有毒气体及其防除㈠有毒气体的来源1.棚膜选择不当产生的有毒气体⑴邻苯二甲酸二异丁脂秧苗的心叶及叶尖嫩的地方，颜色变淡，逐渐变黄，变白，两周左右全株叶子变白而枯死；当温度白天35~40℃，夜间15℃以上，9天左右全株就枯死。非常敏感的蔬菜作物有油菜，菜花，白菜，水萝卜，芥蓝菜，西葫芦，茄子，辣椒，番茄，茼蒿，莴苣，黄瓜，甘蓝

⑵乙烯气体0.1ppm时，对乙烯气体敏感的蔬菜如黄瓜、番茄、豌豆等就出现中毒症状，叶子下垂、弯曲1ppm以上时，叶脉之间由绿变黄，逐渐变白，最后全部叶片变白而枯死.⑶氯气

1ppm叶子褪绿，变黄，变白，严重时枯死，对氯气敏感的蔬菜有白菜、油菜、菜花、水萝卜、芥蓝等十字花科蔬菜。

2．施肥不发产生的有毒气体

⑴氨气

5ppm时，可使蔬菜作物受到不同程度的危害。最易受氨气危害的蔬菜有黄瓜、辣椒、小白菜、油菜等。40ppm时，经一天一夜，所有蔬菜都会受害，直至枯死。氨气从叶子的气孔吸进去后，受害叶先像开水烫了似的，颜色变淡，叶子镶黄边，接着变黄白色或变褐色，直至全株死亡。主要症状

轻者使叶片形成大块枯斑,影响正常的光合作用,产量下降;重者全株叶片在很短的时间内完全干枯.氨气从叶片的气孔进入,在黄瓜体内发生碱性为害,破坏叶绿体.受害症状较多,一般受害部位初期呈现水浸状,干枯时呈暗绿色、黄白色或淡绿色，严重时可以造成全株枯死。施氮肥直接引起的氨害表现为植株由下往上叶片呈水浸状褪绿，受害程度逐渐加重，茎呈褐色，植株生长缓慢。叶缘开始发病发病迅速时叶尖来不及变褐，呈干枯的暗绿色发病缓慢时发病部位呈暗绿色，由叶尖向内逐渐扩展空气干燥时呈现暗绿色枯斑点状发病，病斑为黄白状人粪尿产生的氨危害防治方法科学施肥改良土壤检查氨气浓度.在早晨用pH试纸蘸取棚膜水滴,然后与比色卡比较,读出pH值,当pH大于8.2时,可认为发生氨气为害,应立即通风,排除氨气.⑵亚硝酸气

莴苣（生菜）、番茄、茄子和芹菜等，当棚、室内亚硝酸气含量达到5~10ppm时，即开始受害。亚硝酸气体先从叶子的气孔中侵入，开始时气孔周围细胞受害，接着破坏叶子里面的叶绿素，而使叶子上出现白斑，浓度再高时叶脉变白色，致使全株枯死。亚硝酸气体危害亚硝酸气体危害病部放大发生原因土壤中亚硝酸气体挥发施入硝酸钾等化肥过多土壤酸化.pH低于5时,亚硝酸转化硝酸的过程受阻,亚硝酸会积累并释放到空气中.如果棚内水滴表现为微酸性,就预示将发生亚硝酸气体危害.防治方法科学施肥改良土壤.施用未腐熟的稻草和秸杆或施用适量的石灰调节酸碱度,同时可起到补钙的作用.合理灌水六、黄瓜二氧化硫危害1.主要症状SO2遇水或空气湿度大时转化为亚硫酸,直接破坏蔬菜的叶绿体.同时也可进入气孔危害.受害叶片叶缘和叶脉间白化,继续下去会扩展至叶脉,并逐渐干枯.⑶二氧化硫气体0.2ppm时，经过3~4天，有些蔬菜就开始出现中毒症状，当浓度达到1ppm时，以过4～5个小时后，敏感的蔬菜就会出现中毒症状，10~20ppm时，且大棚、温室内湿度又大，如阴雨、雾天或通风不良时，大部分蔬菜都会受害，甚至死亡。最容易受害的蔬菜有豆角、豌豆、蚕豆、甘蓝、白菜、萝卜、南瓜、西瓜、莴苣、芹菜、菠菜、胡萝卜等。

发病原因主要源于室内加温泄露的煤烟、生鸡粪和饼肥分解时释放的SO2，以及燃放烟剂时产生的SO2，或大气的污染等3.防治方法预防.避免在炼油厂和热电厂附近建园艺设施,尽可能不在棚室内用火炉加温.科学施肥发现后通风二氧化硫对制造养分的叶子（生理功能叶)首先受害，而对老叶和新叶受害轻。受害症状是先在叶子气孔多的地方出现斑点，接着褪色。二氧化硫浓度低时，只是在叶子背面出现斑点；浓度高时，整个叶子都像开水烫过似的，逐渐褪绿，斑的颜色各种蔬菜有所不同。出现白色斑点的有白菜、萝卜、葱、菠菜、番茄、辣椒、豌豆等；出现褐色斑点有茄子、胡萝卜、南瓜、地瓜等；还有个别的蔬菜出现黑色斑点，如蚕豆、西瓜。

（二）有毒气体的防除

1．选用安全可靠的农用塑料薄膜和塑料制品2．棚室内施充分腐熟的有机肥

3．棚室内尽量不用或少用硝酸铵化肥

4．棚室内用煤火加温，炉子、烟道要抹严，不倒烟、不漏烟.5.棚室内不应堆放化肥、农药、植物激素、化学除草剂等，以免在高温时挥发出有毒气体；

不能在炉子、烟道或暧气管道上放置农药、化肥等物质，以免熔化时放出有毒气体；也不要在棚室配置农药，除草剂、激素等，应在作业室或单独房间里配制。

6.园艺设施远离有污染的地方,如工厂、矿山及化工厂附近，避免受排放的工业废气的污染。7.发现植株生长异常，一时辨别不清原因时，应首先打开通风口和门窗，加大通风，找有关技术人员诊断，以便采取有效措施，千万不要滥施农药或化肥，以防加大危害.8.采用指示植物.检测SO2用苜蓿,HF用唐菖蒲,O3用烟草、矮牵牛，氯气用水稻。（四）土壤气体环境及调控1.土壤气体环境：影响发芽和养分吸收2.土壤气体的调节：有机肥

三、园艺设施内空气的流动设施内的空气流动状不仅影响气温分布，而且影响光合强度、蒸腾等生理过程，该风速在0.5m/s~1.0m/s。随风速的增加，导致光合强度降低。如能增加空气湿度，光合强度还能随风速的增加而增加一些。风速、湿度对黄瓜光合强度的影响第五节土壤环境及其调控一、设施土壤环境特点及对作物生育的影响（一）设施内土壤水分与盐分运移方向与露地不同

1.自然降水受到阻隔,土壤受自然降水自上而下的淋溶作用几乎没有,使土壤中积累的盐分不能被淋洗到地下水中。2.设施内温度高,作物生长旺盛,土壤水分自下而上的蒸发和作物蒸腾作用比露地强,根据"盐随水走"的规律,也加速了土壤表层积聚了较多的盐分。

(二)土壤养分的不平衡

棚室土壤有机质含量是露地菜田的1～3倍，速效p是露地菜田的5～10倍，碱解N为露地菜田的2～3倍，但速效K有降低的趋势。由于设施内主要是以果菜为主，对K的需求量很大，在生产中应注意K肥和微量元素的施用。连作?连作障碍?

（三）土壤盐类积聚-----次生盐渍化

温室、大棚耕层土壤（0～25cm