設(shè)施園藝環(huán)境及調(diào)控技術(shù)

1、會計學(xué)1設(shè)施園藝環(huán)境及調(diào)控技術(shù)設(shè)施園藝環(huán)境及調(diào)控技術(shù)本章主要內(nèi)容v 光環(huán)境v 溫度環(huán)境v 濕度環(huán)境v 二氧化碳v 土壤環(huán)境光環(huán)境光環(huán)境對溫室作物的生長發(fā)育產(chǎn)生光效應(yīng)、熱效應(yīng)和形態(tài)效應(yīng)，直接影響其光合作用，光周期反應(yīng)和器官形態(tài)的建成，在設(shè)施園藝作物的生產(chǎn)中，尤其是對喜光園藝作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培中，具有決定性的影響。一、設(shè)施內(nèi)的光環(huán)境特征 總輻射量低，光照強(qiáng)度弱溫室內(nèi)的光合有效輻射能量、光量、太陽輻射量受透明覆蓋材料的種類、老化程度、潔凈度的影響，僅為室外的5080%，這種現(xiàn)象在冬季往往成為喜光果菜類作物等生產(chǎn)的主要限制因子。 輻射波長組成與室外有很大差異 當(dāng)太陽短波輻射進(jìn)入設(shè)施內(nèi)并被作物和土壤等吸

2、收后，又以長波的形式向外輻射時，多被覆蓋的玻璃或薄膜所阻隔，很少透過覆蓋物外去，從而使整個設(shè)施內(nèi)的紅外光長波輻射增多，這也是設(shè)施具有保溫作用的重要原因。 光照分布在時間和空間上極不均勻溫室內(nèi)的太陽輻射量，特別是直射光日總量，在溫室的不同部位、不同方位不同時間和季節(jié)，分布都極不均勻，尤其是高緯度地區(qū)冬季設(shè)施內(nèi)光照強(qiáng)度弱，光照時間短，嚴(yán)重影響溫室作物的生長發(fā)育。二、影響設(shè)施光環(huán)境的主要因素 散射光的透光率（Ts） 太陽光通過大氣層時，因氣體分子、塵埃、水滴等而發(fā)生散射并吸收后到達(dá)地表的光線稱為散射光。 直射光的透光率 （Td ）依緯度、季節(jié)、時間、溫室建造方位、單棟或連棟、屋面角和覆蓋材料的種類等

3、而異。 構(gòu)架率: 簡易管棚 Venlo型玻璃溫室 普通鋼架玻璃溫室 屋面直射光入射角的影響 覆蓋材料的光學(xué)特性 溫室的結(jié)構(gòu)方位的影響 圖1 覆蓋材料為3mm玻璃的太陽入射角與透光率和反射率東西棟南北棟直射光日總量透過率(%)圖 3 冬至四連棟溫室直射光日總量平均透過率床面分布 （日本大阪、藏田，1986）北南東西緯 度 （ 北 緯 ） 地 點 溫 室 最 佳 屋 面 傾 角 （ 東 西 棟 ） 東 西 棟 與 南 北 棟 透 光 率 之 差 （ %） 31 12 上 海 35 5.48 36 01 蘭 州 30 6.79 39 57 北 京 26 34 7.40 45 45 哈 爾 濱 20

4、9.71 50 12 漠 河 16 11.1 表2 不同方位連棟溫室透光率差值比較（中國蔬菜栽培學(xué)，1987） 隨著緯度的增加,東西棟與南北棟溫室的透光率差值增大 圖4 各種溫室太陽直射光環(huán)境綜合評價 （日本農(nóng)業(yè)氣象學(xué)會，1977） A 南北單棟 A 東西單棟 B 南北2連棟 B 東西2連棟 C 南北15連棟 C 東西5連棟 D 南北5連棟 D 東西15連棟光分布平均透光率光分布平均透光率 優(yōu) O 良 差 X 劣 圖6 冬至北緯35度地區(qū)溫室屋面角與透光率屋頂傾斜角直射光、東西棟直射光、南北棟單棟透光率(%)連棟東西單棟溫室隨屋面角的增大而增大透光率。東西連棟溫室，則隨著屋面角增大到約30度時

5、透光率達(dá)最高值，再繼續(xù)增大則透光率又迅速下降，這是由于屋脊升高后，直射光透過溫室時要經(jīng)過的南屋面數(shù)增多了。南北棟溫室的透光率與屋面角的大小關(guān)系不很大。單棟溫室的透光率均高于連棟溫室。 三、光環(huán)境的調(diào)控 1.光量（光強(qiáng)）的調(diào)控 圖7 各種遮光資材的覆蓋方式（遮光資材覆蓋位置）（日本設(shè)施園藝協(xié)會，1991）涼爽紗、PE網(wǎng)涼爽紗、PVA纖維網(wǎng)、PE網(wǎng)、軟質(zhì)膜棚架式外覆蓋軟質(zhì)膜涼爽紗、PE網(wǎng)、不織布、軟質(zhì)膜不織布、PVA纖維網(wǎng)大棚普通覆蓋內(nèi)覆蓋直接覆蓋涼爽紗、PE網(wǎng)、蘆簾蔬 菜盆 花觀葉植物茶日長處理圖8 不同作物必要遮光率的范圍（%） （日本設(shè)施園藝協(xié)會，1986）2.光照長度的調(diào)控 短日照處理 采

6、用遮光率100%遮光幕覆蓋，例如菊花遮光處理，可促進(jìn)提早開花。 長日照處理 通常補(bǔ)光處理，如菊花電照處理可延長秋菊開花期至冬季三大節(jié)日期間開花、實現(xiàn)反季節(jié)栽培，增加淡季菊花供應(yīng)，提高效益。而草莓電照栽培，可阻止休眠或打破休眠，提早上市。 補(bǔ)光強(qiáng)度、方法，依作物種類而異。 3.光質(zhì)的調(diào)控 最近以聚丙烯樹脂為原料的薄膜中混入能遮斷紅光和遠(yuǎn)紅光的色素制成的轉(zhuǎn)光膜，可調(diào)節(jié)室內(nèi)600700 nm的紅光（R）和700800nm的遠(yuǎn)紅光（FR）的光量子比（R/FR），控制莖節(jié)的伸長。覆蓋材料光波透過率中另一重要波長域是紫外線，紫茄子溫室栽培若無紫外線就著色不好，月季花的著色與紫外線也有關(guān)系，同時如果溫室草莓

7、、甜瓜栽培，放蜂傳粉的話，用除去紫外線的薄膜覆蓋會影響蜜蜂傳粉，但能抑制蚜蟲的發(fā)生，并促進(jìn)莖葉的伸長。 溫度環(huán)境 設(shè)施作物對溫度的基本要求 設(shè)施的溫度環(huán)境特點與熱平衡 設(shè)施內(nèi)溫度環(huán)境調(diào)控1.園藝作物對溫度的基本要求溫度是園藝作物設(shè)施栽培的首要環(huán)境條件，因為任何作物的生長發(fā)育和維持生命活動都要求一定的溫度范圍，即所謂最適、最高、最低界限的“溫度三基點”。當(dāng)溫度超過生長發(fā)育的最高、最低界限，則生育停止。如再超過維持生命的最高最低界限，就會死亡。 表5 幾種果菜類蔬菜生育的適宜氣溫、地溫及界限溫度（）（高橋等，1977）晝 氣 溫 夜 氣 溫 地 溫 蔬 菜 種 類 最 高 界 限 最 適 溫 最

8、適 溫 最 低 界 限 最 高 界 限 最 適 溫 最 低 界 限 番 茄 35 2520 138 5 25 1815 13 茄 子 35 2823 1813 10 25 2018 13 青 椒 35 3025 2015 12 25 2018 13 黃 瓜 35 2823 1510 8 25 2018 13 西 瓜 35 2823 1813 10 25 2018 13 溫 室 甜 瓜 35 3025 2318 15 25 2018 13 普 通 甜 瓜 35 2520 1510 8 25 1815 13 南 瓜 35 2520 1510 8 25 1815 13 草草 莓莓 30 2318 1

9、510 3 25 1815 13 表6 幾種葉、根、花菜類蔬菜的生育適溫及界限溫度 氣溫（） 蔬菜種類 最高氣溫 最適溫 最低界限 菠菜 25 2015 8 蘿卜 25 2015 8 大白菜 23 1813 5 芹菜 23 1813 5 茼蒿 25 2015 8 萵苣 25 2015 8 甘藍(lán) 20 177 2 花椰菜 22 2010 2 韭菜 30 2412 2 溫室韭黃 30 2717 10 2. 設(shè)施的溫度環(huán)境特點與熱平衡 設(shè)施溫度變化特征 氣溫的季節(jié)變化 氣溫的日變化 設(shè)施內(nèi)“逆溫”現(xiàn)象 室內(nèi)氣溫的分布存在不均勻 圖 9 無加溫溫室內(nèi)溫度的日變化（高倉） i室內(nèi)氣溫 o室外氣溫氣溫時間

10、oioi設(shè)施內(nèi)氣溫分布不均勻，無論垂直方向和水平方向均存在溫差。在保溫條件下，垂直溫差可達(dá)4-6，水平溫差較小。 溫室的熱平衡原理 溫室是一個半封閉系統(tǒng)，它不斷地與外界進(jìn)行能量與物質(zhì)交換，根據(jù)能量守恒原理，蓄積于溫室內(nèi)的熱量Q=進(jìn)入溫室內(nèi)的熱量（Qi）-散失的熱量（Qo）。當(dāng)QiQo時，溫室蓄熱升溫；當(dāng)Qi80 炭疽病、疫病、細(xì)菌性病害等 95 早疫病 60 枯萎病 土壤潮濕 枯萎病、黑星病、灰霉病、細(xì)菌性角斑病等 90 番 茄 病毒性花葉病、病毒性蕨葉病 干燥（旱） 霜霉病 85 褐紋病 80 白粉病 2585 枯萎病、黃萎病 土壤潮濕 病毒性花葉病 干燥（旱） 茄 子 紅蜘蛛 干燥（旱）

11、黃 瓜 瓜蚜 干燥（旱） 疫病、炭疽病 95 細(xì)菌性瘡痂病 95 綿疫病、軟腐病等 95 辣 椒 病毒病 干燥（旱） 疫病 95 炭疽病、灰霉病等 90 韭 菜 灰霉病 90 番 茄 晚疫病 85 芹菜 斑點病、斑枯病 高溫 4. 設(shè)施濕度環(huán)境的調(diào)控技術(shù) 加濕 濕簾加濕噴霧加濕 減少灌水 地膜覆蓋 增大通風(fēng)量和透光量 采用透濕性和吸濕性良好的保溫幕材料 強(qiáng)制通風(fēng)換氣 加溫除濕 強(qiáng)制空氣流動 除濕機(jī)或除濕型熱交換 通風(fēng)裝置 二氧化碳環(huán)境 設(shè)施內(nèi)的二氧化碳環(huán)境 二氧化碳濃度與作物光合作用 二氧化碳施肥技術(shù)大氣中CO2濃度約為330350l/L，由于受氣候、生物等因素影響而具有：季節(jié)變化：一年之中，

12、 11月2月較高，46月較低。日變化： 一天中，日出之前最高，1014時最低。設(shè)施類型空間面積大小通風(fēng)狀況栽培的作物種類生育階段栽培床條件設(shè)施土壤條件圖16 日光溫室CO2濃度日變化測 定 日 期 月 .日 沖 施 雞 糞 8:00 10:00 12:00 未 沖 施 雞 糞 8:00 10:00 12:00 12.23 1750 1120 345 692 264 185 12.25 1702 1201 286 652 248 226 12.29 1209 586 238 626 313 215 表11 沖施雞糞對日光溫室CO2濃度的影響（何啟偉等，2000） 單位：l.L-1 圖18 溫室內(nèi)

13、礫培番茄CO2濃度垂直分布日變化 （矢吹等，1965）株高（cm）二氧化碳濃度與作物光合作用圖19 不同光強(qiáng)下黃瓜光合強(qiáng)度與CO2濃度的關(guān)系（伊東，1980）濃度率速合光凈補(bǔ)償點飽和點提高空氣中CO2濃度，作物光合速率上升的原因: CO2是光合反應(yīng)的底物，大氣CO2濃度升高的同時，葉肉細(xì)胞間隙CO2濃度升高，從而提高CO2與O2的比值，導(dǎo)致二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPcase）活性增加，加氧酶(RuBPoase)活性降低，光呼吸受到抑制，并加速碳同化過程 。 隨著CO2濃度的升高，光補(bǔ)償點下降，光合量子產(chǎn)額增加，對弱光的利用能力增強(qiáng)，可補(bǔ)償弱光下的光合損失。 CO2濃度 (l.L-1) 光合速

14、率 (molCO2.m-2.s-1) RuBPcase 活性 (molCO2.mg-1.h-1) RuBPoase 活性 (molO2.mg-1.h-1) 200 350 500 700 1000 6.5 12.8 19.6 27.1 29.0 3.10 6.15 10.70 11.90 12.08 3.03 3.05 3.10 2.27 1.51 表12 CO2濃度對黃瓜葉片光合速率、Rubisco活性的影響（于國華等，1997） CO2濃度 (lL-1) 光合作用方程式 (X200molm-2s-1) 表觀量子產(chǎn)額 (molCO2mol-1量子) 光補(bǔ)償點 (mol m-2 s-1) 10

15、00 800 340 200 Y=-1.2775+0.0705X(r=0.9956) Y=-1.2764+0.0622X(r=0.9958) Y=-2.1094+0.0345X(r=0.9918) Y=-2.2950+0.0143X(r=0.9886) 0.0705 0.0622 0.0345 0.0143 18.11 20.51 61.12 160.50 注：X-光通量密度(molm-2s-1)； Y-光合速率(molCO2m-2s-1) 表13 CO2濃度對番茄表觀量子產(chǎn)額及光補(bǔ)償點的影響（侯玉棟等，1996） 二氧化碳施肥技術(shù) CO2施肥濃度 通常，8001500l.L-1作為多數(shù)作物的

16、推薦施肥濃度，具體依作物種類、生育時期、光照及溫度等條件而定。 CO2施肥時間 從理論上講，CO2施肥應(yīng)在作物一生中光合作用最旺盛的時期和一日中光照條件最好的時間進(jìn)行。 CO2施肥過程中的環(huán)境調(diào)節(jié) 光照 溫度 肥水 CO2肥源 液態(tài)CO2 燃料燃燒 CO2 顆粒氣肥 化學(xué)反應(yīng) 液態(tài)CO2燃燒法-燃燒白煤油釋放CO2化學(xué)法CO2發(fā)生器NH4HCO3H2SO4其他提高設(shè)施 CO2濃度的方法 通風(fēng)換氣 增加土壤有機(jī)質(zhì) 生物生態(tài)法 作物與食用菌間套作；設(shè)施種養(yǎng)一體化(二) 施肥量大,養(yǎng)分殘留量高,土壤鹽類濃度過高, 易產(chǎn)生次生鹽漬化和養(yǎng)分失衡氮過量,磷富集,鉀缺乏(三) 土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和有機(jī)質(zhì)分解速度加

17、快園藝設(shè)施內(nèi)的土壤溫度一般全年都高于露地，再加上土壤濕度較高，所以土壤中的微生物活動全年均較旺盛，這就加快了土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和有機(jī)質(zhì)分解速度。(四) 土壤酸化嚴(yán)重主要原因是由于氮肥施用量過多,殘留量大。危害：直接傷害， 抑制磷，鈣和鎂的吸收，可溶性錳和鋁增加，容易產(chǎn)生毒害。（六） 連作障礙同一作物或近緣作物連作后，即使在正常管理情況下，也會出現(xiàn)產(chǎn)量降低，品質(zhì)變劣，生育狀況變差的現(xiàn)象。（五）土壤中病原菌集聚由于園藝設(shè)施作物連作栽培十分普遍，又由于園藝設(shè)施一年四季利用，因此，就導(dǎo)致了土壤中病原菌的大量集聚，造成土傳病害的大量發(fā)生。2.園藝設(shè)施內(nèi)的土壤管理要點養(yǎng)分失衡次生鹽漬化物理性狀變差土壤理化性狀惡

18、化土傳病蟲害加重土壤中微生物變化土壤生物學(xué)環(huán)境惡化自毒作用連作障礙影響植物生長發(fā)育降低產(chǎn)品器官的產(chǎn)量和品質(zhì)設(shè)施連作障礙的成因及表現(xiàn)蔬菜種類蔬菜種類NP2O5K2O比例比例N: P2O5 : K2O番茄番茄150-22575-90225-3951：0.5：1.5辣椒辣椒120601501：0.5：1.3茄子茄子2401206001：0.5：2.5黃瓜黃瓜4501807201：0.4：1.6西瓜西瓜2701353601：0.5：1.32. 配方施肥采用抗病力強(qiáng)的野生種做砧木，與栽培品種進(jìn)行嫁接，增強(qiáng)栽培品種的抗性。黃瓜抗病砧木的篩選 試驗證明，托魯巴姆抗黃萎病和根結(jié)線蟲病的能力較強(qiáng)，是嫁接茄子適宜

19、砧木材料。（1）藥劑消毒翻松土壤覆蓋密封通入蒸汽旋耕疏松土壤噴水土壤潮濕覆蓋地膜暴曬1520天 適用于大面積機(jī)械化露地作業(yè)密閉棚室土表灑碎稻草(1000kg/畝,3cm)和生石灰(70kg/畝)旋耕作畦覆蓋地膜畦溝灌水暴曬15-20天 適用于小面積日光溫室或塑料大棚5.無土栽培二、影響設(shè)施光環(huán)境的主要因素 散射光的透光率（Ts） 太陽光通過大氣層時，因氣體分子、塵埃、水滴等而發(fā)生散射并吸收后到達(dá)地表的光線稱為散射光。 直射光的透光率 （Td ）依緯度、季節(jié)、時間、溫室建造方位、單棟或連棟、屋面角和覆蓋材料的種類等而異。 構(gòu)架率: 簡易管棚 Venlo型玻璃溫室 普通鋼架玻璃溫室 屋面直射光入射角的影響 覆蓋材料的