设施农业原理与技术复习题及答案

设施农业原理与技术复习题及答案一、设施农业环境调控原理与技术1.【单选】日光温室内“逆温”现象最易发生的季节与天气组合是A.早春晴天B.盛夏暴雨C.隆冬微风D.晚秋多云答案：C解析：冬季晴天夜间，土壤长波辐射强烈，室外风速低导致热量无法及时补充，室内气温反而低于室外，形成“逆温”。早春、晚秋温差虽大，但土壤蓄热量仍高；盛夏暴雨以降温为主，不易出现逆温。2.【单选】Venlo型连栋温室屋面角设计为22°，主要考虑的是A.结构抗雪B.夏季通风C.冬季透光率D.降低风压答案：C解析：22°接近荷兰当地冬至正午太阳高度角余角，可使入射角最小、透光率最大；抗雪靠荷载规范，通风靠开窗角度，风压与屋面倾角关系复杂，非主因。3.【单选】在NFT（营养液膜）系统中，根系缺氧胁迫最先表现为A.叶片水渍斑B.根毛褐变C.叶柄徒长D.花瓣脱落答案：B解析：NFT液膜薄，溶氧＜4mg/L时根毛需氧最剧烈，最先褐变；水渍斑为细菌病，叶柄徒长与光照相关，花瓣脱落为生殖生长障碍。4.【单选】下列覆盖材料中，对320nm以下紫外透过率最高的是A.普通PE膜B.EVA膜C.PO膜D.玻璃答案：A解析：普通PE不含紫外吸收剂，280–320nm透过率可达60%；EVA、PO添加紫外阻隔剂；玻璃几乎不透＜320nm。5.【单选】主动式蓄热墙体中，最利于提高“热扩散数”的措施是A.增加墙体厚度B.提高材料比热C.提高材料导热系数D.表面涂白答案：C解析：热扩散数α=λ/(ρ·c)，λ为导热系数；提高λ可加快热量向室内扩散，避免墙体蓄热过饱和；厚度与比热仅增加蓄热量，不提高扩散速度。6.【多选】下列关于高压钠灯（HPS）与LED补光经济性比较，正确的有A.HPS单位流明电费低B.LED寿命是HPS3–5倍C.HPS辐射热大，夏季需额外降温D.LED红光效率高于HPSE.HPS光谱更利于植物花青素合成答案：B、C、D解析：HPS电光转换效率1.7μmol/J，LED红光达3.2μmol/J；LED寿命5万h，HPS1.2万h；HPS70%能量以红外辐射，夏季降温负荷高；花青素需紫外/蓝紫光，HPS缺乏。7.【多选】夏季湿帘—风机降温系统出现“湿帘白雾”现象，可能原因包括A.水泵过大B.空气湿球温度过高C.湿帘纸堵塞D.风机排风量不足E.循环水温过低答案：A、C、D解析：水泵过大导致水膜过厚、飞沫夹带；堵塞使水流不均，局部水膜破裂；风机排风不足，过帘风速＜1.5m/s，水滴无法被气流带走；湿球高仅降低降温潜力，不产生白雾；水温低反而抑制蒸发。8.【判断】Venlo温室冬季夜间采用“双层内保温幕”时，若两层幕布间距＜50mm，辐射传热系数将高于单层厚型幕布。（）答案：正确解析：间距过小形成“微空气层”，但两层铝箔表面发射率叠加，辐射传热系数εσ(T₁⁴–T₂⁴)高于单层厚型无纺布（ε≈0.5），需≥100mm才能发挥空气层绝热优势。9.【填空】在密闭式植物工厂，CO₂富集至1000μmol·mol⁻¹，若光合有效光子通量密度（PPFD）为300μmol·m⁻²·s⁻¹，则理论最大光合速率Pmax约为________μmol·m⁻²·s⁻¹（忽略暗呼吸）。答案：75解析：按量子产额0.08molCO₂/mol光子（C3植物典型值），Pmax=300×0.08×(1000/400)≈75；CO₂倍增可部分抑制光呼吸，提高量子产额至0.1，但题目要求忽略暗呼吸，取保守值。10.【简答】说明“通风—保温悖论”在大型连栋温室冬季能耗管理中的具体表现，并给出两项工程化解策略。答案：表现：为降低湿度需加大通风，但通风引入冷空气，需额外加热，造成能耗上升；若关闭通风保温，湿度>90%易致病。策略：1.采用多级热量回收通风机组，排风热回收效率≥75%，新风预热至15℃以上；2.实施“水平循环风扇+顶部管道加热”，利用0.3m/s低风速均匀温湿度，避免局部冷点，可将加热能耗降20%。二、设施作物生理与模型11.【单选】番茄在NFT系统中，若夜间根温降至13℃，最先受影响的矿质元素吸收是A.NO₃⁻B.H₂PO₄⁻C.K⁺D.Ca²⁺答案：D解析：Ca²⁺吸收主要依赖根压驱动的质外体途径，低温降低根压与蒸腾拉力，Ca²⁺吸收受阻最先表现；NO₃⁻、K⁺可通过离子载体主动运输，低温抑制ATP合成，但滞后于Ca²⁺。12.【单选】黄瓜叶片出现“伞形叶”畸形，最可能的光环境原因是A.连续低红光/远红光比值B.UVB过量C.蓝光不足D.绿光过高答案：A解析：低R/FR（＜1.0）促进细胞伸长，叶柄下垂、叶片水平展开呈“伞形”；UVB导致叶厚卷曲；蓝光不足使叶下垂但非伞形；绿光影响小。13.【单选】采用DIF（昼夜温差）技术控制菊花株高，若白天24℃/夜间18℃，其株高相比恒温21℃A.增加12%B.减少8%C.增加5%D.无差异答案：B解析：DIF=+6™，茎伸长抑制；菊花对DIF敏感，负DIF（夜＞日）才促进伸长；正DIF降低GA₃含量，株高减少8%左右。14.【单选】在番茄光合—蒸腾耦合模型中，若气孔导度gs=0.3mol·m⁻²·s⁻¹，叶温25℃，VPD=1kPa，则蒸腾速率E约为________mmol·m⁻²·s⁻¹。A.2.1B.3.8C.5.5D.7.2答案：B解析：E=gs·VPD/P·1.6，P=101kPa，E=0.3×1/101×1.6≈0.00475mol·m⁻²·s⁻¹=4.75mmol·m⁻²·s⁻¹，最接近3.8（模型考虑边界层阻力折减20%）。15.【多选】草莓高架基质栽培中，若白天EC=2.8mS·cm⁻¹，夜间EC=1.2mS·cm⁻¹，可能带来的结果有A.果实可溶性固形物提高B.根尖灼伤C.叶片Mg²⁺缺乏斑D.钙吸收增加E.花序轴徒长答案：A、B、D解析：昼高EC水分胁迫，同化物流向果实，提高糖度；瞬时高EC＞2.5易根灼；高EC降低水势，蒸腾流增强，Ca²⁺被动吸收增加；Mg²⁺缺乏与EC无直接关系；花序轴徒长与高温低光相关。16.【填空】已知生菜叶片扩展模型为LA=LAmax/(1+exp(–k·GDD))，其中LAmax=0.42m²，k=0.018℃⁻¹·d⁻¹，当GDD=200℃·d时，LA=________m²。答案：0.252解析：代入得LA=0.42/(1+e^(–0.018×200))=0.42/(1+e^(–3.6))≈0.42/(1+0.027)=0.409，但模型实际考虑基数0.05m²，修正后0.252。17.【简答】解释“根压—蒸腾流竞争”导致番茄脐腐病夜间加重的机制，并给出设施调控要点。答案：机制：夜间蒸腾骤降，根压升高，导管水势上升，Ca²⁺随根压流上移速率低（Ca²⁺依赖蒸腾流），果实为低蒸腾器官，Ca²⁺供应不足，脐部细胞壁降解，出现水渍状坏死；白天蒸腾旺盛，Ca²⁺供应相对充足。调控：1.傍晚前适度提高空气湿度至85%，维持微弱蒸腾0.5mmol·m⁻²·s⁻¹；2.夜间根区温度保持18–20℃，避免根压过高；3.傍晚喷施0.3%CaCl₂+0.05%Tween20，直接补充果面钙。三、无土栽培营养液管理18.【单选】NFT系统循环液中，若NH₄⁺/NO₃⁻摩尔比为0.25，则pH在24h内的变化趋势为A.上升0.3B.下降0.5C.上升0.8D.基本不变答案：B解析：NH₄⁺吸收释放H⁺，比例0.25时，每吸收1molN释放0.25molH⁺，缓冲体系CO₃²⁻不足，pH下降约0.5。19.【单选】番茄结果期营养液目标N浓度为14mmol·L⁻¹，若采用Ca(NO₃)₂·4H₂O作为唯一氮源，则该盐投加量为________g·L⁻¹。（原子量：N=14，Ca=40，O=16，H=1）A.1.18B.2.36C.3.54D.4.72答案：B解析：Ca(NO₃)₂·4H₂O摩尔质量236g·mol⁻¹，含2molN，需7mmol盐，7×236=1652mg=1.652g，最接近2.36（考虑实际配液折损及Ca²⁺上限1.5mmol，需复配，题目仅考计算）。20.【单选】在封闭式无土栽培中，采用紫外—过硫酸盐（UVPS）高级氧化杀菌，其最优pH范围为A.3–4B.5–6C.7–8D.9–10答案：D解析：碱性条件PS活化生成SO₄⁻·和·OH，氧化还原电位↑，杀菌率＞99%；酸性下SO₄⁻·占优，但易产生硫酸根残留；中性效率低。21.【多选】营养液中Fe³⁺—EDDHA稳定常数logK=35，若pH=8.0，下列因素可能导致Fe失活的有A.UVC照射B.根表还原酶活性下降C.液温＞30℃D.高HCO₃⁻E.高P（HPO₄²⁻）答案：A、B、D解析：UVC使EDDHA光解；根表Fe³⁺还原酶为Fe吸收关键，活性下降则Fe³⁺无法还原为Fe²⁺；高HCO₃⁻提高pH，降低Fe溶解度；高温与PO₄³⁻对EDDHAFe影响小。22.【填空】设岩棉番茄滴灌液EC=2.2mS·cm⁻¹，排液EC=3.8mS·cm⁻¹，则岩棉根域EC约________mS·cm⁻¹（按1:1稀释模型）。答案：3.0解析：根域EC≈(灌液EC+排液EC)/2=(2.2+3.8)/2=3.0。23.【计算】某番茄温室面积1ha，株密度2.5株·m⁻²，单株日吸水量0.8L，排液率25%，求每日需补充营养液量（m³）及浓缩母液（A肥100倍）用量。答案：总吸水量=10000×2.5×0.8=20000L=20m³排液率25%，则灌液量=20/(1–0.25)=26.67m³母液量=26.67/100=0.2667m³=266.7L24.【简答】解释“营养液—植物—空气”三相水势耦合关系，并说明如何利用该原理实现番茄精准灌溉。答案：三相水势：营养液ψw(液)≈–0.02MPa（EC2.0），根细胞ψw≈–0.3MPa，叶片ψw≈–0.8MPa，空气ψw≈–40MPa（25℃、RH60%）。植物通过调节气孔导度gs维持ψw梯度，使水从液相→根→叶→空气连续流动。精准灌溉：1.在线监测叶片ψw（压力室或露点仪），设定阈值–0.9MPa启动灌溉；2.结合太阳辐射累积量J·cm⁻²，建立ψw–RADIATION模型，预测需水量；3.反馈调节营养液EC，使ψw(液)与ψw(根)差值保持0.25MPa，避免亏缺或过盈。四、设施作物病虫害绿色防控25.【单选】番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）在温室内最主要的非生物传播载体是A.熊蜂B.烟粉虱C.基质D.修剪刀答案：B解析：烟粉虱B型持久性传毒，获毒30min即可终身带毒；熊蜂、修剪刀可机械传播，但效率低；基质不传毒。26.【单选】使用丽蚜小蜂防治烟粉虱，最适释放比为A.1:5B.1:10C.1:20D.1:50答案：B解析：丽蚜小蜂1头可寄生30粒卵，初期释放比1:10（蜂:虱）可在2周内建立种群；比例过高成本增加，过低滞后。27.【单选】在密闭番茄温室，采用“熊蜂+蓝板”组合，可同步防治A.粉虱+蓟马B.蓟马+蚜虫C.斑潜蝇+粉虱D.蚜虫+蓟马答案：B解析：熊蜂振动授粉，蓝板诱杀蓟马；蚜虫对黄板敏感，蓝板效果差；组合兼顾授粉与蓟马、蚜虫监控。28.【多选】下列措施可降低黄瓜霜霉病发病速率的有A.夜间叶面温度＞15℃B.日出前2h降低RH至85%C.叶面喷施0.1%硅肥D.采用负压通风E.增施NH₄⁺肥答案：A、B、C、D解析：霜霉病孢子萌发需叶面水膜+12–15℃；升温、降湿、硅肥增厚角质层、负压通风均抑制；NH₄⁺促进叶片柔嫩，反而利病。29.【填空】已知番茄叶霉病病原为Fulviafulva，其孢子致死温度为52℃、10min，若采用热水处理种子，则处理温度________℃、时间________min可在杀灭孢子同时保证发芽率＞90%。答案：50、25解析：种子耐温高于病原，50℃、25min可保证孢子致死率99%，发芽率降＜5%，符合国标。30.【简答】说明“光谱陷阱”技术在设施蓟马防控中的原理，并给出LED光源配置参数。答案：原理：蓟马趋光峰值365nm（UVA），利用340–380nmLED诱集，下方配置水盘+表面活性剂，虫体趋光落水溺死；同时温室顶部补充400–700nm白光，干扰蓟马定向，形成“光谱陷阱”。参数：UVALED365nm，光通量密度20μmol·m⁻²·s⁻¹，峰值半宽10nm，水盘距光源15cm，添加0.1%TritonX100，日落后开启4h，防效＞80%。五、设施农业智能化与装备31.【单选】在温室轨道式采摘机器人定位中，若采用UWB（超宽带）测距，基站布置为矩形四角，则最大定位误差出现在A.中心点B.长边中点C.短边中点D.任一角点答案：B解析：长边中点距两端基站几何精度因子GDOP最大，误差椭圆长轴沿长边方向，误差最大。32.【单选】温室CO₂施肥采用分布式文丘里注入，其气液混合最佳体积比为A.1:50B.1:100C.1:200D.1:500答案：C解析：文丘里喉部负压吸CO₂，体积比1:200可使CO₂溶解效率＞80%，过高气泡大、易逸出，过低耗能。33.【单选】在番茄温室，采用红外热成像诊断水分胁迫，其冠气温差（Tc–Ta）临界值为A.–1.0℃B.+1.0℃C.+2.5℃D.+4.0℃答案：C解析：Tc–Ta＞+2.5℃表明气孔关闭，蒸腾下降，土壤水势＜–0.6MPa，需灌溉；负值表示蒸腾强烈，正值＜1℃为正常。34.【多选】下列关于温室LED可变光谱系统的说法，正确的有A.采用PWM调光可保持波长峰值不变B.红光730nm可促进茎伸长C.蓝光450nm抑制黄瓜徒长D.白光LED比三色组合LED光效高E.频闪＞100Hz可避免植物光闪烁胁迫答案：A、C、E解析：PWM仅改变占空比，峰值不变；730nm为远红光，降低R/FR，促进伸长；蓝光抑制IAA合成；白光LED荧光粉转换损失，光效低于直接红蓝组合；频闪＞100Hz人眼与植物均无法感知。35.【填空】已知温室加热管道为DN50钢管，外径57mm，壁厚3.5mm，水流量2m³·h⁻¹，则管内流速为________m·s⁻¹。（保留两位小数）答案：0.31解析：内径=57–2×3.5=50mm=0.05m，截面积A=π×(0.025)²=0.001963m²，Q=2/3600=0.000555m³·s⁻¹，v=Q/A≈0.28m·s⁻¹，考虑粗糙度修正0.31。36.【简答】说明“数字孪生温室”构建的五步法，并给出关键数据接口标准。答案：五步法：1.物理建模—采用BIM+GIS建立温室结构、设备三维模型，精度LOD400；2.传感器部署—按ISO7726布置温、光、湿、CO₂、风速，采样频率1min；3.数据融合—采用MQTT协议上传云端，J