设施环境特性与调控
3-1光照环境特点与调控技术
3 . 塑料小棚与改良阳畦，光照时数较 前两者更少。
我国主要区域光照资源情况表
地区 西北地区 青藏高原 内蒙地区 西南地区 东北地区 华北地区
年总辐射量 130~150 200 130~170 120~150 100~130 110~120 2 (kcal/cm ) 年日照时数 2600~300 2800~300 3300 3000~3300 1800~2000 2000 0 0 （h） 日照百分率 60~70 75~80 70~75 60 60~70 40~50 （%） 一月平均气 5~-10 -20 以下 -6~-20 12~14 -6~-30 0~-12 温（℃） 七月平均气 20℃以下 20℃ 20~24℃ 20~24℃ 20℃以上 26~28℃ 温（℃） 日照丰富 日照充足 日照丰富冬 冬暖夏凉 冬季寒冷 冬冷夏热 特征 冬寒夏热 冬冷夏凉 寒夏干燥 湿度大 风雪压大 风雪压小
720-610nm
610-510nm 510-400nm 400-320nm
光合作用最强，具有强的光周期作用
光合效率低 强的光合作用与成形作用 成形与着色
2.设施内光质的分布与光照相似
蓝光
红光
红光 蓝光 UVA光 远红光
对照
UVB
三 设施光环境的调控
1.
（一）概念
绿色植物吸收的波长与人眼所感觉的波 长范围并不一 致，故用辐射能通量密度能更 客观地反映“光”对植物的作用 辐射能通量密度：单位面积单位时间内接受 的光照强度的多少
建筑的方位、结构形状、宽度、高度和长度 （1） 建筑方位 北纬45-35•以东西延长温室为好 单屋面温室 坐北朝南采光充分 中高纬度地区以南北延长的设施为 好 冬季生产为主的以东西延长走向的为好 双屋面 春秋或常年栽培以南北延长的为好
园艺设施的环境特征及其调节控制(1)
全光面连栋温室，以何种建筑方位为优？ 全光面连栋温室，以何种建筑方位为优？
从透光率角度， 从透光率角度，东西栋优于南北栋 从光分布，南北栋优于东西栋。在冬、 从光分布，南北栋优于东西栋。在冬、春、夏三个季节均表 现明显。东西延长的温室， 现明显。东西延长的温室，冬至和春分时由于天沟及向南屋 面造成的阴影弱光带十分明显， 面造成的阴影弱光带十分明显，直射光日总量差值冬至可达 30%，春分达 ，春分达10%
设施内骨架建材遮光面积与下列因子有关: 设施内骨架建材遮光面积与下列因子有关 ※ 阳光入射角 入射角增大，遮光面积除宽度外， 入射角增大，遮光面积除宽度外，需加 厚度阴影
※与纬度有关 纬度越高，太阳高度越低，建材遮光面积越大。 纬度越高，太阳高度越低，建材遮光面积越大。东 西延长比南北延长有优越性（遮光少） 西延长比南北延长有优越性（遮光少）
结论:连栋温室以南北延长为最佳设计
（2）屋面坡度（屋面倾斜角）—主要影响直射光透过率 ）屋面坡度（屋面倾斜角） 主要影响直射光透过率 劳伦斯研究单栋温室屋面倾斜角与室内光强关系,结果如下 劳伦斯研究单栋温室屋面倾斜角与室内光强关系 结果如下: 结果如下
结论
在一定范围内,屋面倾斜角越大,温室透光率越高
太阳光由直射光和散射光组成， 太阳光由直射光和散射光组成，故设施内透光率又分为对直射 光透过率(τ 和对散射光透光率 和对散射光透光率（ ） 光透过率 z)和对散射光透光率（τs） τ=τzM+(1-M)τs M—自然光中直射光所占百分率 自然光中直射光所占百分率
（1）散射光的透光率 ） 通常情况下， 取决于透明覆盖材料种类 保护设施的结构、 取决于透明覆盖材料种类,保护设施的结构 通常情况下，τs取决于透明覆盖材料种类 保护设施的结构、 形式及覆盖物的污染状况 对固定形式的设施， 由下列因子决定 对固定形式的设施，τs由下列因子决定 : τs =τso（1-r1）（ 2）（ 3） ）（1-r ）（1-r （ τso—干洁透明覆盖材料对散射光的透光率 干洁透明覆盖材料对散射光的透光率 r1—设施内构架，设备等不透明材料的遮光损失率。大型温 设施内构架，设备等不透明材料的遮光损失率。 设施内构架 室<5%，小型温室 ，小型温室<10% r2—覆盖材料因老化的透光损失 覆盖材料因老化的透光损失 r3—水滴和尘染的透光损失，一般水滴透光损失 水滴和尘染的透光损失， 水滴和尘染的透光损失 一般水滴透光损失20%30%，尘染可达15%-20% ，尘染可达
设施湿度环境特点及调控管理
设施（日光温室）湿度特点及调控管理水是万物之源，没有水就没有生命，地球上最早的生命就是在海洋中孕育的。
设施条件下生产的蔬菜产品大都是柔嫩多汁，含水量达到90%以上。
蔬菜产品的形成过程离不开水，蔬菜作物进行光合作用累积光合产物的过程的离不开水，根系吸收矿质营养也必须在土壤水分充足的环境下才能进行。
一、设施（日光温室）湿度的特性（一）相对湿度较高气流比较稳定，与外界交流量小，因此相对湿度较高。
温室内的土壤水分来自人工的灌溉，由于温室密封性好，水气不易外散，生产中又为了保温通风量又小，水气在温室内积累，形成了一种比较稳定的高湿环境，空气相对湿度比室外大得多，且随外界条件的变化改变不明显。
（二）设施内相对湿度变化与温度变化呈负相关随着温度的升高，相对湿度下降，所以，晴天白天随着温度的升高相对湿度降低，室温越高相对湿度越低。
最低值出现在13～14时；夜间和阴雪天气随着室内温度的降低而升高。
最高值出现在凌晨。
加温或通风换气后，相对湿度下降。
灌水后相对湿度升高。
温室内的土壤湿度取决于灌水量、灌水次数及作物的耗水量。
由于温室灌水多，又受棚膜封闭和室内高湿条件的抑制，温室内土壤湿度高于露地。
棚膜内面凝结的水滴不断向地面滴落，造成浅层土壤湿度偏高，而且由于滴水位置固定，局部地区特别潮湿甚至泥泞。
当空气、土壤的湿度过高时，还会出现“作物沾湿”。
高湿的环境，易引起蔬菜作物病害的发生和蔓延。
所以设施蔬菜栽培，调控湿度环境问题也是成功的关键。
设施内对湿度的调控除了考虑设施内湿度环境特征外，还要同时考虑蔬菜作物生长发育适宜的湿度。
蔬菜作物种类不同，对湿度的要求不同。
比如，芹菜等叶菜类适宜的湿度为85～90%，马铃薯为70～80%，茄果类、豆类是55～65%，而西瓜、甜瓜、南瓜、葱蒜等适宜的湿度为45～55%。
同一种蔬菜作物，不同的生长发育时期湿度要求也有差异。
不同种蔬菜作物对湿度需求二、设施（日光温室）湿度的调控措施设施内湿度的调控措施，主要是围绕除湿与加湿两方面展开的。
设施园艺学_第四章_园艺设施的环境特征及其调节控制6-1
3、光质对园艺作物影响
各种光谱成分对植物的影响 光谱/纳 米（nm） ＞1000 1000～ 720 植物生理效应 被植物吸收后转变为热能，影响有机体的温度和蒸腾情况， 可促进干物质的积累，但不参加光合作用。 对植物伸长起作用，其中700～800nm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。 （红、橙光）被叶绿色强烈吸收，光合作用最强，某种情况 下表现为强的光周期作用。 （主要为绿光）叶绿素吸收不多，光合效率也较低。 （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。 起成形和着色作用。 对大多数植物有害，可能导致植物气孔关闭，影响光合作用， 促进病菌感染。
设施栽培环境调控研究的问题
2. 应研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环境工 程技术所创造的环境状况特点，阐明形成各种环境特 征的机理。 摸清各个环境因子的分布规律，对设施内不同作物或 同一作物不同生育阶段有何影响，为确立环境调控的 理论和基本方法、改进保护设施、建立标准环境等提 供科学依据。
2、园艺作物对光照强度的需求
不同的园艺作物种类对光照的需求程度不一。 阳性植物：蔬菜中的西瓜，甜瓜，番茄，茄子；花卉中的 多数一二年生花卉、宿根花卉、球根花卉、木本花卉及仙 人掌类植物等；果树设施栽培较多的葡萄、桃、樱桃等也 都是喜光作物。光饱和点在6万-7万Lx。 阴性植物：花卉的兰科植物、观叶类植物，凤梨科、姜科 植物、天南星科及秋海棠科植物等；多数绿叶蔬菜和葱蒜 类蔬菜。光饱和点在2.5-4万Lx。 中性植物：蔬菜中的黄瓜，甜椒，甘蓝类，白菜、萝卜等； 花卉中的萱草、耧斗菜、麦冬草、玉竹等；果树中的李、 草莓等。光饱和点在4-6万Lx之间。
● 保证一天中上午10:00—下午14:00进光量最
设施内的环境因素及调节措施
农业生产技术的改进，主要沿着两个方向在进行：一是创造出适合环境条件的作物品种及其栽培技术；二是创造出使作物本身特性得以充分发挥的环境。
而设施农业，就是实现后一目标的有效途径。
设施栽培是在一定的空间范围内进行的，因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响，比露地栽培要大得多。
管理的重点，是根据作物遗传特性和生物特性对环境的要求，通过人为地调节控制，尽可能使作物与环境间协调、统一、平衡，人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件，从而实现蔬菜、水果、花卉等作物设施栽培的优质、高产、高效。
制定作物设施栽培的环境调节调控标准和栽培技术规范，必须研究以下几个问题：1.掌握作物的遗传特性和生物学特性，及其对各个环境因子的要求。
作物种类繁多，同一种类又有许多品种，每一个品种在生长发育过程中又有不同的生育阶段（发芽、出苗、营养生长、开花、结果等），上述种种对周围环境的要求均不相同，生产者必须了解。
光照、温度、湿度、气体、土壤是作物生长发育必不可少的5个环境因子，每个环境因子对各种作物生育都有直接地影响，作物与环境因子之间存在着定性和定量的关系，这是从事设施农业生产所必须掌握的。
2.研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点，阐明形成各种环境特征的机理。
摸清各个环境因子的分布规律，对设施内不同作物或同一作物不同生育阶段有何影响，为确立环境调控的理论和基本方法、改进保护设施、建立标准环境等提供科学依据。
3.通过环境调控与栽培管理技术措施，使园艺作物与设施的小气候环境达到最和谐、最完美的统一。
在摸清农业设施内的环境特征及掌握各种园艺作物生育对环境要求的基础上，生产者就有了生产管理的依据，才可能有主动权。
环境调控及栽培管理技术的关键，就是千方百计使各个环境因子尽量满足某种作物的某一生育阶段，对光、温、湿、气、土的要求。
作物与环境越和谐统一，其生长发育也越加健壮，必然高产、优质、高效。
一、温室光照环境及其调节控制植物的生命活动，都与光照密不可分，因为其赖以生存的物质基础，是通过光合作用制造出来的。
7设施园艺-环境及调控技术
人工补光的光源
白炽灯：
红光、远红光多，可见光所占比例少。
价格便宜，但发光效率低（10-26 光通量（Lm）/消耗 电功率 （w）, 光色较差，目前只能作为一种辅助光源。
使用寿命大约1000小时。
荧光灯
光谱主要集中在可见光区 蓝紫光 黄绿光 红橙光 16.1% 39.3 % 44.6%
高压气体放电灯
•水银灯（汞灯）：主要是蓝绿光，紫外辐射高，发光
效率高（达50-60 Lm/w），光色差。低压灯主要用作紫 外光源，高压灯用于照明及人工补光。
•氙灯：分为长弧氙灯和短弧氙灯，两种氙灯辐射能量分
布与日光较接近，故称“小太阳”。强度高，发光效率 高（27-37 Lm/w）体积小，寿命长。
建造设施园艺应选择 粉尘、烟尘等污染较 轻的地方。 应经常打扫和清洗设
施园艺的透光覆盖面，
增加透光率。 阴雪天过后应及时揭 开保温覆盖物。
要注意作物的合理密植，注意垄向。
设施园艺的人工补光
⒈人工补光的目的
日长补光以抑制或促进花芽分化，调
节作物开花时期，即以满足作物光周期的 需要为目的。
栽培补光促进作物光合作用，促进作
设施环境特性及调控技术
设施内的环境因子，包括光、温、水、气、
土壤及营养元素等，虽在很大程度上受外界环
境的影响，但与露地栽培必竟存在着根本的差
别，它可使在露地生产中无能为力的环境调控
成为可能。因此，了解设施内的环境特点，并 掌握其人工调控方法，对促进设施园艺作物的 优质高产高效栽培，具有重要的意义。
3. 设置防寒沟
• 减少温室南底角
土壤热量散失。
4. 减少土壤蒸发和作物蒸腾
• 全面地膜覆盖、膜下 暗灌、滴灌
设施园艺学-甘肃农业大学第三章 设施的环境特性及其调控技术.
1．遮光
外覆盖的遮量降温效果好，但易受 风害；内覆盖不易受风吹，但易吸 热再放出，抑制升温的效果不如外 覆盖的。
遮光目的是降温或抑制升温，遮光 率愈大，抑制升温效果也越大，在 内覆盖方式下，银灰色较黑色网抑 制升温的效果好。
屋面角和覆盖材料的种类等而异。
(1)构架率
温室由透明覆盖材料和不透 明的构架材料组成。温室全 表面积内，直射光照射到结 构骨架(或框架)材料的面积 与全表面积之比。
构架率愈大，说明构架的遮光面积愈大，直射 光透光率愈小，简易管棚(大棚)的构架率约为4 ％，普通钢架玻璃温室约为20％，Venlo型玻璃 温室约为12％。
上升幅度大，即日温差大。 节能型日光温室，冬季日温差高达15～30C，不加温或
基本不加温下能生产出黄瓜等喜温果菜。
3．设施内“逆温”现象
在无多重覆盖的塑料拱棚或玻璃温室中，日落后的降 温速度往往比露地快，如再遇冷空气入侵，特别是有 较大北风后的第一个晴朗微风夜晚，温室大棚夜晚通 过覆盖物向外辐射放热更剧烈。室内因覆盖物阻挡得 不到热量补充，常常出现室内气温反而低于室外气温 1—2℃的逆温现象。
从我国温室分布的中高纬度地区看，冬季以东西单栋温 室的透过率最高，其次是东西连栋温室，南北向温室光 透过率在冬季不及东西向，但到夏季，这种关系发生了 逆转。南北向优于东西向。
(4)温室的结构方位的影响 因此从光透过率的角度
看，东西向优于南北向， 但从室内光分布状况来 看，南北向较东西向均 匀。 我国北方日光温室的实 际建造方位，在黄淮地
二氧化碳施肥技术效果十分显著，平均增产20％～30 ％，并能促进开花，增加果数和果重，提高品质。
园艺设施的环境特征及其调节控制(3)
土壤湿度调控注意的几个问题 ※ 浇水时期 水口的管理 浇水时期---水口的管理 ※ 浇水量 量化指标研究的必要性 浇水量---量化指标研究的必要性 ※ 浇水方式 ※ 中耕
第四节、 第四节、气体环境调节及其控制
设施内气体环境的 两个突出特点
CO2亏缺
有害气体:如 有害气体 如NH3 、C2H4、 CO、HF、O3等 、 、
腐熟鸡粪N、 、 利用率 腐熟鸡粪 、P、K利用率 腐熟猪粪N、 、 利用率 腐熟猪粪 、P、K利用率
土壤有效养分校正系数法： 土壤有效养分校正系数法：
在土壤养分平衡法基础上提出的。通过大量 在土壤养分平衡法基础上提出的。 实验获取土壤有效养分矫正系数，碱解N 0.6、 实验获取土壤有效养分矫正系数， 有效P 0.5、有效K１.0
１、计算机在设施园艺综合环境管理中的应用现状 始于２０世纪６０年代 始于２０世纪６０年代 ２０世纪６０ １９７８年日本东京大学学者首先将计 １９７８年日本东京大学学者首先将计 算机用于温室综合环境控制 ８０年代中后期，设施园艺发达的荷兰、日本、 ８０年代中后期，设施园艺发达的荷兰、日本、 年代中后期 以色列， 以色列，计算机已广泛应用于环境综合控制 我国始于２０世纪８０年代， 我国始于２０世纪８０年代，“九.五”期间迅速发展 ２０世纪８０年代 五
一、CO2浓度及调节 1、设施内CO2浓度特点：夜间富集、白天 、设施内 浓度特点：夜间富集、 亏缺， 亏缺，且分布不均匀
2 、 CO2施用浓度 1000-1500ppm
3 、 CO2施用时间
在一定光强和温度下,冬 在一定光强和温度下 冬 季上午9时 季上午 时 合适的作物发育阶段。如黄 合适的作物发育阶段。 瓜在采收初期施用效果好， 瓜在采收初期施用效果好， 过早易引起植株徒长
第三章 园艺设施的环境特征及其调节控制
第三章园艺设施的环境特征及其调节控制园艺作物设施栽培是在一定的空间范围内进行的，因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响，比露地栽培要大得多。
管理的重点，是根据园艺作物遗传特性和生物学特性对环境的要求，通过人为地调节控制，尽可能使作物与环境间协调、统一、平衡，人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件，从而实现蔬菜、花卉、水果设施栽培的优质、高产、高效。
制定园艺作物设施栽培的环境调控标准和栽培技术规范，必须研究以下几个问题：(1)掌握园艺作物的遗传特性和生物学特性，及其对各个环境因子的要求。
园艺作物种类繁多，同一种类又有许多品种，每一个品种在生长发育过程中又有不同的生育阶段(发芽、出苗、营养生长、开花、结果等)，上述种种对周围环境的要求均不相同，栽培者必须了解。
光照、温度、湿度、气体、土壤是园艺作物生长发育必不可少的5个环境因子，每个环境因子对各种园艺作物生育都有直接地影响，园艺作物与环境因子之间存在着定性和定量的关系，这是从事设施园艺生产所必须掌握的。
(2)应研究各种园艺设施的建筑结构、设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点，阐明形成各种环境特征的机理。
摸清各个环境因子的分布规律，对设施内不同作物或同一作物不同生育阶段有何影响，为确立环境调控的理论和基本方法、改进保护设施、建立标准环境等提供科学依据。
(3)通过环境调控与栽培管理技术措施，使园艺作物与设施的小气候环境达到最和谐、最完美的统一。
在摸清园艺设施内的环境特征及掌握各种园艺作物生育对环境要求的基础上，生产者就有了生产管理的依据，才可能有主动权。
环境调控及栽培管理技术的关键，就是千方百计使各个环境因子尽量满足某种作物的某一生育阶段，对光、温、湿、气、土的要求。
作物与环境越和谐统一，其生长发育也越加健壮，必然高产、优质、高效。
农业生产技术的改进，主要沿着两个方向在进行：一是创造出适合环境条件的作物品种及其栽培技术；二是创造出使作物本身特性得以充分发挥的环境。
设施园艺：第四章 园艺设施的环境特征及其调节控制
设施栽培环境调控研究的问题
1. 掌握作物的遗传特性和生物学特性，及其对各 个环境因子的要求。
2. 应研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环 境工程技术所创造的环境状况特点，阐明形成各 种环境特征的机理。
第四章 园艺设施的环境特征及其调节控制
Environment Characteristics and Adjust Control of Horticultural Facilities
园艺设施环境调控
要达到园艺作物的高产高效设施栽培，必须摸清园艺作物 对环境条件的要求，要对园艺设施的结构特征进行优化， 根据作物需求对环境进行调控。
对光照长短没有严格 的要求
一品红、菊花、丝瓜、豇 豆、扁豆、茼蒿、苋菜、 蕹菜。
茄果类、菜豆、黄瓜。
调节光周期的方法
从日落到日出连续照明的彻夜照明法 日落后连续照明4-8h 在夜间连续照明2-5h的黑暗中断法 在夜间4-5h内交替进行开灯和关灯的间歇照
明法，一般1h内开灯数分钟至20min 黎明前光照
一 设施光照环境特点
光照度 光照时数 光 质
光质的改变与 薄膜的成分、颜 色等有关系；玻 璃、硬质塑料板 材的特性，也影 响光质的成分。
在膜里添加光
紫外
质转化剂，可以
线减
使进入设施内的
少
光转变为以蓝紫
光为主的光。
二、光照对作物生长发育的影响
光照强度
光照时数
光质
紫外光 290-390nm
可见光 390-760nm
设施温度环境提点与调控
设施（日光温室）温度特点及调控管理一、设施内温度特点1.温室效应人们越来越关注生态环境问题，地球的“温室效应”，它是由环境污染引起的地球表面变热，温度升高的现象。
其实这个过程，与设施栽培这个密闭环境中，温度变化类似，所以科学家用温室效应来形象的比喻全球的“温室效应”。
设施栽培条件下的温室效应，是指在没有人工加温的情况下，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环境气温的一种能力。
温室效应是由两个原因引起的，一是塑料薄膜等透明覆盖物能让短波辐射透进设施内，又能阻止设施内长波辐射透出设施而散失于大气中。
二是设施为半封闭空间，设施内外空气交换微弱，从而使蓄积热量不易失散。
2.气温的变化特点（1）季节变化：在高纬度的北方地区，设施内的气温，受外界气温的影响，存在着明显的四季变化。
温室内外温差最大值出现在12月至1月；冬季晴天温室内气温日变化显著，晴天室内平均气温增加较多，阴天尤其是连阴天增加较少；（2）日变化：日平均气温受具体天气条件的影响。
在早春晚秋及冬季的日光温室中，晴天最低气温出现在早晨揭草苫后半小时左右。
此后温度则开始上升，每小时平均升温5-6℃，到13-14时，温度达到最高值。
以后温度开始下降，14-16时，平均每小时降温4-5℃，盖草苫后下降缓慢，从16时到翌日8时前，大约降温5-7℃。
阴天室内昼夜温差很小，只有3-5℃。
（3）气温的分布特点是气温的分布不均匀。
日光温室白天，上部温度高于下部温度，中部温度高于四周，夜间北侧的温度高于南侧。
在寒冷季节，无外面保温覆盖时，靠近透明覆盖物内表层的温度较低。
设施面积赿小，低温区域所占的比例赿大，温度分布赿不均匀。
除了气温，地温的管理也是蔬菜设施栽培能否成功的关键因子，地温对蔬菜的影响也是多方面的，在栽培中，稳定地温同等重要。
3.地温的变化特点设施内地温也存在明显的日变化和季节变化。
（1）日变化：与气温相比，地温比较稳定，且地温的变化滞后于气温。
(整理)4 作物的生理生态与设施环境及其调控技术.
幻灯片1第二单元：总论---设施园艺的基本理论与技术第四章作物的生理生态、设施环境及其调控技术幻灯片2主要内容一、作物生理生态二、设施调控技术●光环境性及其调控●二氧化碳环境及其调控●温度环境及其调控●湿度环境及其调控●土壤环境及其调控●根际环境及其调控●综合调控●概述●光合与呼吸生理●蒸腾作用●生长发育生理●群体生理生态幻灯片3一、作物生理生态（一）概述1. 设施内环境特点●遮风挡雨，可以调节土壤水分●调节气温或地温●调节光照环境●创造特定的通气环境●提高二氧化碳浓度●提高设施内湿度幻灯片4(二）光合与呼吸生理●几个重要概念●光合作用：绿叶利用光能将CO2和H2O转变成碳水化合物并释放出氧气的过程。
●●CO2 + H20——→（CH2O） + O2呼吸作用：植物吸收O2将体内的碳水化合物分解成二氧化碳和水，同时释放能量的过程.（有氧呼吸）光照叶绿素C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O +能量无氧呼吸C6H12O6→ 2C2H5OH + 2CO2 + 能量C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH + 能量幻灯片5●光强●定义：在单位时间内照射到单位面积上的光●能量或光量子摩尔数单位：w/m2，或mol/m2/s幻灯片6●光补偿点：光合速率与呼吸速率相同时的光强●光饱和点：CO2交换速率变化稳定时的光强●二氧化碳补偿点：在一定条件下，作物对CO2的●同化吸收量与呼吸释放量相等，表观●光合速率为0，此时的CO2浓度即为二●氧化碳补偿点●二氧化碳饱和点：在一定条件下， CO2浓度升●高，光合作用增强，当CO2浓度升高●到一定程度，光合速率不再增加时的CO2浓度即为二氧化碳饱和点幻灯片7（三）生长发育生理●1、概念●生长：细胞数量增加、体积增大（量变）●发育：细胞功能分化（质变）●生长发育过程：●一年生植物●二年生植物多年生植物幻灯片82、生长生理生长规律：“S”形曲线运输：碳水化合物的转移(水分、温度影响）生长（营养与生殖）：鲜重高度直径色泽幻灯片9●3、发育生理●光周期型（光周期现象）●低温春化长日类型●春化作用：指一段时间的低温对植物由营养生长转为生殖生长的诱导作用。
设施环境的特点及调控
2、人工补光 有调节花期的日长补光和栽培补光。 日长补光主要为调节花期（如草莓，一般只要求几十lx 的光照强度。 栽培补光要求2000~3000lx以上。 有两类补光灯，一类是发生完全的连续光谱的灯光如白 炽灯何弧光灯，红橙光占59.4%，紫光少，利于增温， 易徒长。另一类是发生间断直线光谱的如光灯和高压气 体发光灯，蓝紫光占16.1%，红橙光占44.6%，升温差， 但不易徒长。亮灯一起用好。
第二节 温度
一、设施内温度条件的特点 （一）设施内温度的形成 覆盖材料封闭气流和阻止长波辐射，形成“温室效 应”。 （二）设施内热量支出途径 1、贯流放热 通过覆盖物及墙体、屋面等放热 2、缝隙放热 通过通风口、门窗等对流放热。 3、地中传热 通过纵向和横向向四周传热
（三）设施内温度的变化特征 1、气温的日变化规律 与太阳辐射同步。最高温13~14时，最低 温在日出前或覆盖物揭起前。 设施越大，温度变化越缓慢，日较差越小。 2、气温的季节变化 与外界一致。冬季设施内月平均温约15℃， 应根据温度条件栽植作物。
二、设施内温度的调控
（一）保温 保持墙体的厚度和干燥 加厚屋顶，保持屋顶干燥 设置防寒沟 保证草毡的厚度、覆盖质量和覆盖时间 多层覆盖 减少缝隙放热 设施四周设置风障 多风地区
（二）增温
1、增加白天透光量 2、提高地温 高温烤地 上午28 ℃时放风，中午保持32 ℃,下 午28 ℃时关闭风口。 高垄栽培 科学浇水 晴天午前浇小水、温水，膜下浇水，浇 水后闷棚，等气温回升后再通风。 地面喷增温剂 可提高地温2~4℃ 增施有机肥
3、设施结构对透光率的影响 屋面角 当入射角在0~40°内，透光率变化不大，大 于60 °时透光率急剧减小。 设施类型 单栋竹木棚为61.4%，单栋钢管71.6%， 单栋塑料71.7%，连栋钢结构55.2%。 双层覆 盖为单层覆盖的50%。 设施方位 单屋面温室，坐北朝南透光好 单栋大棚，东西延长比南北延长高 5~20%。南北延长温室透光均匀。 相邻温室或塑料棚的间距 以冬季不遮光为度
设施园艺学—设施的环境特性及其调控技术
第三章设施的环境特性及其调控技术（4学时）第一节光环境特点及其调控光环境对温室作物的生长发育产生光效应、热效应和形态效应，直接影响其光合作用、光周期反应和器官形态的建成，在设施园艺作物的生产中，尤其是对喜光园艺作物的优质高产栽培中，具有决定性的影响。
一、设施的太阳辐射温室内的光照来源，除少数地区和温室进行补光育苗或栽培时利用人工光源外，主要依靠自然光源，即太阳光能。
对绿色植物的吸收而言，用光量子通量密度来反映光能对植物的生理作用，同时温室作物生产中光环境功能的表达，也不仅依赖占太阳总辐射能量50%的可见光部分，还包括分别占太阳总辐射能量43%和7%的红外线辐射和紫外线辐射。
二、设施内的光环境特征首先是总辐射量低，光照强度弱。
温室内的光合有效辐射能量、光量和太阳辐射量受透明覆盖材料的种类、老化程度、洁净度的影响，仅为室外的50%－80%，这种现象在冬季往往成为喜光果菜类作物生产的主要限制因子。
其次是辐射波长组成与室外有很大差异。
由于透光覆盖材料对光辐射不同波长的透过率不同，一般紫外光的透过率低。
但当太阳短波辐射进入设施内并被作物和土壤等吸收后，又以长波的形式向外辐射时，多被覆盖的玻璃或薄膜所阻隔，很少透过覆盖物，从而使整个设施内的红外光长波辐射增多，这也是设施具有保温作用的重要原因。
第三是光照分布在时间和空间上极不均匀。
温室内的太阳辐射量，特别是直射光日总量，在温室的不同部位、不同方位、不同时间和季节，分布都极不均匀，尤其是高纬度地区冬季设施内光照强度弱，光照时间短，严重影响温室作物的生长发育。
三、影响设施光环境的主要因素1．散射光的透光率太阳光通过大气层时，因气体分子、尘埃、水滴等发生散射并吸收后到达地表的光线称为散射光。
散射光是太阳辐射的重要组成部分，在温室设计和管理上要考虑充分利用散射光的问题。
2．直射光的透光率依纬度、季节、时间、温室建造方位、单栋或连栋别、屋面角和覆盖材料的种类等而异。
(1)构架率温室由透明覆盖材料和不透明的构架材料组成。
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园艺植物对温度的要求
设施栽培环境调控研究的问题
设施环境特性与调控
3. 通过环境调控与栽培管理技术措施， 使园艺作物与设施的小气候环境达到最 和谐、最完美的统一。
环境因子
温度设施环境特性与调控 光照 水分 气体 土壤 综合环境控制
园艺设施温度特点
园艺设施内热量的来源 设施环境特性与调控 主要是太阳辐射 ， 对于加温温室，其热量还有部分来自于加 温设施。
设施环境特性与调控
设施环境特性与调控
设施的加温主要用于冬季园艺植物的生产。加温有 热风采暖、热水采暖、电热采暖、辐射采暖等多种 方式，其加温效果、设设施环备境特性费与调控用、运行费用具有很大 差异。
➢ 热水采暖的效果最稳定，但一次性投资大，适用于 大型温室的供暖；
➢ 热风采暖的一次性投资大约只有热水采暖的1/5， 但运行费用较高，适用于各种类型的塑料棚；
季节变化特点
设施环境特性与调控
武汉地区塑料薄膜大棚月平均气温的变化
设施温度变化影响因素
主要受覆盖材料和设施保环境特温性与调比控 的影响。 覆盖材料的种类不同，保温的效果也不同。
如聚乙烯透过太阳辐射能的能力优于聚氯 乙烯，但聚乙烯对红外线的透过能力也比 聚氯乙烯强，因此采用聚乙烯作为覆盖材 料的设施，白天升温比较快，但夜晚降温 也较快，昼夜温差比较大。
温室效应是园艺设施温度变化的重要特点。 温室效应指在没有人工加温的条件下，园 艺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。
温室效应原理
白天太阳光透过塑料薄 设施环境特性与调控 膜或玻璃等透明覆 盖材料入射到设施内的地表面上，使地表 面获得辐射能使土壤温度增加，夜晚由于 覆盖材料能阻止部分长波辐射，使辐射能 留在设施内，使设施内的气温高于外界温 度，当设施内的气温低于地温时，地面也 释放能量提高设施内的气温。
设施环境控制
设施环境特性与调控
设施园艺环境调控
要达到园艺作物的高产高效 设施环境特性与调控 设施栽培，必须摸清 园艺作物对环境条件的要求，要对园艺设施的结 构特征进行优化，根据作物需求对环境进行调控。
农业生产技术的改进主要沿两个方向进行：一是 创造适合环境条件的作物新品种和栽培技术，二 是创造出使作物本身特性充分发挥的环境。设施 园艺的环境条件调节就是实现后一目标的重要途 径。
设施栽培环境调控研究的问题
2. 应研究各种农业设施 设施环境特性与调控 的建筑结构、设备 以及环境工程技术所创造的环境状况特点， 阐明形成各种环境特征的机理。摸清各个 环境因子的分布规律，对设施内不同作物 或同一作物不同生育阶段有何影响，为确 立环境调控的理论和基本方法、改进保护 设施、建立标准环境等提供科学依据。
温度对作物生育的影响：温 设施环境特性与调控 度的三基点，最低， 最适和最高温度。
耐寒性作物：菠菜，大葱；葡萄、李；三色堇、 金鱼草等。
半耐寒性作物：白菜类、甘等花卉。
花芽分化：对于果树设施栽培具有重要意义。
园艺作物花芽分化与温度
许多越冬性植物和多年 设施环境特性与调控 生木本植物，冬季 低温是必需的，满足必需的低温才能完成 花芽分化和开花。这在果树设施栽培中很 重要，在以提早成熟为目的时，如何打破 休眠，是果树设施栽培的首要问题，这就 需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。 （下表）
表 几种果树解除休眠的低温需求量（℃）
设施栽培环境调控研究的问题
1. 掌握作物的遗传特设施环性境特性和与调生控 物学特性，及其对各 个环境因子的要求。作物种类繁多，同一种类又 有许多品种，每一个品种在生长发育过程中又有 不同的生育阶段（发芽、出苗、营养生长、开花、 结果等），上述种种对周围环境的要求均不相同， 生产者必须了解。光照、温度、湿度、气体、土 壤是作物生长发育必不可少的5个环境因子，每个 环境因子对各种作物生育都有直接地影响，作物 与环境因子之间存在着定性和定量的关系，这是 从事设施农业生产所必须掌握的。
设施环境特性与调控
设施的保温措施可以通过增大设施的保温比和选 择合适的覆盖材料和覆盖方式进行。
通过适当降低园艺设施的高度，缩小维护结构的 表面积，可以缩小设施的散热面积，有利于提高 设施的温度。
对于覆盖材料的选择，则主要考虑覆盖材料白天 对太阳辐射能的透过性和夜晚对长波辐射的阻隔 性。
在覆盖方式的选择上，采用多层覆盖的保温效果 明显优于采用单层覆盖。
设施环境特性与调控
日光温室热平衡示意图
设施温度变化特点
昼夜变化：其昼夜温度 设施环境特性与调控 变化一般比露地环 境下的温度变化剧烈，保持适宜的昼夜温 差对于园艺植物的生长是有利的，但过于 剧烈的昼夜温差，特别是白天设施内的高 温则可能对植物生长带来不利影响，如可 能会产生叶片和果实灼伤，必须采取适当 的措施加以控制。
保温比是设施内的土壤面 设施环境特性与调控 积（S）与覆盖及 维护结构表面积（W）之比，即为S/W。
保温比越小，覆盖及维护结构表面积越大， 散热面积越大，夜间降温越快，保温性越 差，一般单栋温室的保温比为0.5～0.6，连 栋温室为0.7～0.8。
设施内地温的变化
设施环境特性与调控
设施内的地温也存在明显的昼夜变化，但与气 温相比，地温比较稳定，且地温的变化滞后于 气温。
树种 桃 甜樱桃 葡萄
设施环境特性与调控
低温需求量*
树种
750～1150
欧洲李
1100～1300
杏
1800～2000
草莓
低温需求量 800～1000 700～1000 40～1000
＊ *果树解除休眠需要7.2℃以下一定低温的积累。
园艺设施温度调节控制
园艺设施内的温度调节控制包括保温、加温和降
温三个方面。