农业生物环境工程之--植物环境工程与设施园艺
设施园艺
设施园艺是指在不适宜园艺作物生长发育的寒冷或炎热季节，利用保温、增温或降温、防雨、防虫等设施、设备，人为地创造适宜园艺作物生长发育的小气候环境，不受或少受自然环境的影响而进行园艺作物的生产。
设施园艺的重要性：设施园艺和人民生活关系密切。
发展设施园艺是保证园艺产品周年均衡供应的需要。
发展设施园艺是保证园艺产品实现“名优特新”的重要途径。
解决了人口增长、城镇居民增加与土地资源减少之间的矛盾。
设施园艺是现代农业重要组成部分，是农业集约规模化经营的重要途径。
设施园艺是体现现代农业技术特点的高新技术集成。
应用：春季提早栽培、夏季遮阴栽培、秋季延后栽培、冬季保温栽培、育苗、无土栽培、软化栽培、育种。
我国设施园艺的现状：设施类型齐全，中小棚的比例下降，大型温室比例上升，环境调控能力不断增加。
北方以发展节能日光温室为主，南方发展富有特色的夏季设施栽培。
现代化温室面积增长迅速，2003年已达到900 hm2。
温室生产基本实现国产化，无土栽培取得了显著进展。
我国设施园艺发展趋势：1因地制宜优化设施结构，建立计算机环境自动控制系统2.开发设施作物可持续发展的栽培技术，生产无污染的绿色食品，使之成为环保型农业3.培育设施专用品种4.经营管理技术现代化5、朝着区域化、规模化、专业化和大生产方向发展。
发展前景：设施结构类型的优化、新品种的引进和栽培技术的提高、新型覆盖技术的发展、设施工程水平的提高、农业科技示范区的建立、设施园艺的经济效益的提高、与国外的差距。
设施园艺为一交叉学科，即生物学、环境科学与工程学的交叉。
设施园艺的特点：设施园艺是指应用不同设施、设备和采用各种措施对园艺植物进行保护而生产。
使用的设备种类、类型繁多，栽培措施各异，并在不同季节内栽培。
与露地栽培相比设施园艺具有以下特点：选用适宜的设施类型；充分发挥园艺设施的效应；人工创造小气候条件；要求较高的管理技术；设施园艺地域性强，应因地制宜，充分利用当地自然资源；有利实行生产专业化、规模化和产业化。
设施园艺
设施园艺绪论1、设施园艺：是指在露地不适于园艺作物生育的季节或地区，利用特定的保护设施与配套设备，人为地创造适于作物生育的环境空间，有计划地进行蔬菜、花卉、水果等园艺产品的安全、优质、稳产、高产生产的一种综合农业技术体系。
2、设施园艺业及其在农业中的地位：○1设施园艺业将成为新世纪我国农业中最具活力的新兴产业而持续发展；○2设施园艺业缓解了人们对新鲜蔬菜、水果和花卉需求的经常性与生产季节的矛盾，提高了人民的生活与健康水平；○3设施园艺业是一种高投入、高产出、高效集约型现代农业；○4设施园艺业为我国广袤的非可耕地国土资源利用和节水农业的发展开辟了一条新途径；○5设施园艺技术推动了现代农业相关产业与科技的发展。
第一章3、呼吸作用：生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳、水或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用。
C 6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+2870KJ4、呼吸商：呼吸释放的CO2与消耗的O2的比值。
5、光合作用：是指绿叶利用光能将CO2和水转变成碳水化合物并放出O2的过程。
6、CO2交换速率（表观光合速率）：单位面积的CO2通量密度CO2交换速率=真光合速率-呼吸速率=真光合速率-（暗呼吸速率+光呼吸速率）7、光合作用环境条件的影响：光强、CO2浓度、温度、空气湿度和土壤含水量。
第二章8、风障畦（必考）：冬、春季节在隔一定距离的蔬菜等栽培畦的北侧竖立起可挡风的屏障称为风障，带有风障的栽培畦称风障畦。
9、阳畦（必考）：阳畦又叫冷床，它是一种以太阳辐射作为热源的简易保护设施。
10、日光温室：是节能日光温室的简称，又称暖棚，一种在室内不加热的温室，即使在最寒冷的季节，也只依靠太阳光来维持室内一定的温度水平，以满足蔬菜作物生长的需要。
11、日光温室优点：吸收日光能量多；温效果好、储存能量多；覆膜简单、适应小面积经营。
12、五度：角度、高度、跨度、长度、厚度；四比：前后坡比、高跨比、保温比、遮阳比；三材：建筑材料、透光材料、保温材料。
设施园艺
三、我国设施园艺存在的问题
1、盲目引进，重硬轻软 盲目引进，
温室制造工厂较少，仅限于北京、 温室制造工厂较少，仅限于北京、上海等大城市 不能生产内部配套设备， 不能生产内部配套设备，出现到处引进局面 进口温室价格高、效益低、能耗大， 进口温室价格高、效益低、能耗大，且结构和种植技 术亟待改进 大多只引进硬件，很少考虑种植技术， 大多只引进硬件，很少考虑种植技术，造成形式上好 看，实际上效益低
2、设施的配套水平低 、
覆盖材料品种少、质量差、寿命短、价格昂贵 覆盖材料品种少、质量差、寿命短、 国外的覆盖材料导入高新科技， 国外的覆盖材料导入高新科技，发展很快 透光性、 透光性、保温性和使用寿命等方面都取得突破性进展
3、环境调控技术亟待提高
大棚、日光温室栽培技术缺乏量化指标，经验色彩浓 大棚、日光温室栽培技术缺乏量化指标， 科技含量不足。 厚，科技含量不足。 只能被动地保温、降温、遮阳、防雨，而不能主动地 只能被动地保温、降温、遮阳、防雨， 调节温、 调节温、光、水、肥、气，限制设施栽培作物高产优 质栽培。 质栽培。
海洋型气候 温带季风气候 （冬季温暖,夏季凉爽） （冬季雨雪少,夏季气温高）
荷兰温室作物面积(2003年) 年 荷兰温室作物面积
温室总面积11000hm
1200, 11%
2
4200, 38%
5600, 51% 温室蔬菜面积 温室切花面积 温室盆栽植物
荷兰温室蔬菜品种构成（ 荷兰温室蔬菜品种构成（2003年） 年
(3)栽培技术规范化： 栽培技术规范化： 形成了一批具有自主知识产权的温室专用品种 建立了标准化的栽培管理体系 产出率高，商品率高， 产出率高，商品率高，效益好 重视食品安全质量， 重视食品安全质量，并有具体保证措施 重视技术普及推广， 重视技术普及推广，管理者具有较高素质 经营规模大型化： (4)经营规模大型化： 植物工厂化” “植物工厂化”生产 育苗、移植、栽培、加工、流通，形成了产业化、 育苗、移植、栽培、加工、流通，形成了产业化、 社会化的生产体系
《设施园艺学》教案-绪论
《设施园艺学》教案第一章绪论第一节设施园艺在国民经济中的意义和作用（中国农大设施园艺学）一、设施园艺的概念设施园艺（protected cultivation, cultivation under cover）是指在不适宜园艺作物(菜、花、果)生长发育的寒冷或炎热季节，利用保温、防寒或降温、防雨设施、设备，人为地创造适宜园艺作物生长发育的小气候环境，不受或少受自然季节的影响南昌进行的园艺作物生产，称为设施园艺。
由于生产的季节往往是在露地得天独厚环境下难以生产的时节），又称“不时栽培”或“反季节栽培”、“错季栽培”。
蔬菜的设施栽培，在我国长期以来也衩称为“保护地栽培”。
二、设施园艺与人民生活的关系蔬菜、花卉、水果，是人民生活中不可缺少的副食品。
随着人民生活水平的不断提高，特别是解决了温饱而步入小康之后，园艺产品的需求量迅速增加，成为农业产业结构调整的重要内容。
蔬菜是副食品中占主导地位的园艺作物，也是我国设施园艺生产面积居首位的作物。
花卉生产是园艺生产重要组成部分，经济效益日益显著。
在设施园艺生产中，花卉栽培的面积增加很快，反季节栽培的花卉，经济效益已超过蔬菜。
果树设施栽培在我国起步较晚。
三、设施园艺在国民经济中的地位和作用(一）设施园艺在农业生产中的意义1、调节市场供应，增加市场花色种类2、提高产量，增加产值3、设施栽培可以充分利用时间差、空间差，实现多种园艺作物，多茬种植，立体生产，提高土地利用率4、设施栽培是实现无公害生产的途径之一。
5、设施园艺是发展庭院经济，使农民尽快致富的主要方式之一6、设施园艺的发展是传统农业向现代农业过渡的重要途径以色列的蔬菜种植已成为一种艺术，它是建立在选择新的杂交品种，使用最佳施肥和灌溉方法，温室覆盖设计和采后处理技术之上的，蔬菜占以色列农业生产总量的17%以上。
先进技术和方法，包括安装有可控气候系统的温室无土栽培在蔬菜生产中起着主导作用，如生长在大田里的番茄，每公顷产量为80t，而安装有可控气候系统的温室里的番茄每公顷产量可达200t-300t。
农业园艺设施工程(3篇)
第1篇一、农业园艺设施工程的意义1. 提高农业生产效率：农业园艺设施工程通过采用先进的温室、大棚、滴灌、喷灌等设施，优化了作物生长环境，提高了作物产量和品质，降低了生产成本。
2. 保障农产品供应：农业园艺设施工程可以在寒冷、干旱、多雨等不适宜作物生长的季节，为农作物创造适宜的生长环境，保障了农产品的供应，满足了市场需求。
3. 促进农业结构调整：农业园艺设施工程的发展，推动了农业产业结构的调整，提高了农业综合效益，增加了农民收入。
4. 优化生态环境：农业园艺设施工程在提高农业生产效益的同时，注重生态环境保护，实现了农业可持续发展。
二、我国农业园艺设施工程的发展现状1. 设施规模不断扩大：近年来，我国农业园艺设施工程发展迅速，设施规模不断扩大，设施农业种植面积逐年增加。
2. 设施类型多样化：从传统的塑料大棚发展到玻璃温室、日光温室、智能温室等多种类型，满足了不同作物的生长需求。
3. 技术水平不断提高：我国农业园艺设施工程在温室环境控制、智能灌溉、病虫害防治等方面取得了显著成果，技术水平不断提高。
4. 产业体系日趋完善：农业园艺设施工程产业链逐渐完善，包括设施建设、生产、加工、销售等环节，形成了较为完整的产业体系。
三、农业园艺设施工程的发展趋势1. 智能化发展：随着物联网、大数据、人工智能等技术的应用，农业园艺设施工程将朝着智能化方向发展，实现精准农业。
2. 绿色化发展：在发展农业园艺设施工程的过程中，注重生态环境保护，推广绿色生产技术，实现农业可持续发展。
3. 产业化发展：加强农业园艺设施工程产业链建设，推动设施农业向产业化方向发展，提高农业综合效益。
4. 国际化发展：积极参与国际市场竞争，引进国外先进技术和管理经验，提升我国农业园艺设施工程的国际竞争力。
总之，农业园艺设施工程在我国农业现代化进程中具有重要作用。
未来，我们要继续加大对农业园艺设施工程的投入，推动其向智能化、绿色化、产业化、国际化方向发展，为我国农业发展和农民增收作出更大贡献。
设施园艺
设施园艺一、名词解释1、设施园艺：指露地不适于园艺作物生长的季节或地区，利用温室等特定设施，人为创造适于作物生长的环境，根据人们的需要，有计划地生产安全、优质、高产、高效的蔬菜、花卉、水果等园艺产品的一种环境调控农业。
2、现代温室：通常指能够进行温度、湿度、肥料、水分和气体等环境条件自动控制的大型单栋或连栋温室。
3、植物工厂：这是园艺栽培设施的最高层次，其管理完全实现了机械化和自动化。
4、温室：可以人工调控环境中温、光、水、气等因子，其栽培空间覆以透明覆盖材料，人在其内可以站立操作的一种性能较完善的环境保护措施。
5、日光温室：大多是以塑料为采光覆盖材料，以太阳辐射为热源、靠最大限度采光、加厚墙体和后坡，以及防寒沟、纸杯、草苫等一系列保温御寒设备以达到最小限度地散热，从而形成充分利用光热资源、减弱不利气象因子影响的一种我国特有的保护措施。
6、温室效应：指在没有人工加温的条件下，设施园艺内获得与积累的太阳辐射能，使设施内的气温高于外界气温的一种能力。
7、棚温逆转：在有风的晴天夜间，温室大棚表面辐射散热很强，有时棚室内气温反比外界气温还低，这种现象叫做“逆温”8、遮阳网：国内产品多以聚乙烯、聚丙烯等为原料，是经加工制作编织而成的一种轻量化、高强度、耐老化、网状的新型农用塑料覆盖薄膜。
9、防雨棚：是在多雨季节的夏、秋季，利用塑料薄膜等覆盖材料，扣在大棚或小鹏的顶部，任其四周通风不扣膜或扣防虫网，使作物免受雨水直接淋洗。
10、阳畦又叫冷床，是由风障畦发展而来的，将风障畦的畦埂增高，成为畦框，在畦框上覆盖塑料薄膜，并在薄膜上加盖不透明覆盖物，这样简易保护设施即为阳畦。
11、抢阳畦：是北强较高、南墙较低的一种阳畦。
12、槽子阳畦：结构形式与抢阳畦大致相同，只是它的南墙较高，基本与北墙相似，似槽型。
故名槽子阳畦。
13、温床：14、砂田栽培：我国西北干旱地区利用粗砂或鹅卵石、大小不等的砂石分层覆盖土壤表面，保墒、升温快、防杂草，种植白兰瓜，称为“沙田栽培”15、无纺布覆盖：又称不织布，由聚乙烯醇、聚乙烯等为原料制成的短纤维无纺布，有由聚丙烯、聚酯等为原料制成的长纤维无纺布，分别有17、20、30、50g/m2的不同规格品种，除具有透光、保温、保湿等功能外，还具有透气和吸湿的特点，被用来替代传统色秸秆等覆盖防寒、防冻、防风、防虫、防鸟、防旱和保温、保墒功能，实现冬春寒冷季节保护各种越冬作物不受寒害或冻害的一种覆盖新技术。
《设施园艺学》PPT课件
温度环境及其调节控制
一、设施栽培中温度对作物生育的影响
（一）温度三基点： 最低温度 最适温度 最高温度 耐寒性作物、半耐寒性作物、不耐寒性作物
（二）花芽分化与温度
（三）温度与光合作用、呼吸作用等
二、园艺设施的温度状况及特点 室内温度的形成 设施内的热收支 设施内的温度分布
日光温室热平衡示意图
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二.建造温床
1.酿热温床 通过酿热物充分发酵产生热量来提高床温 的一种方法。其反应式是： 碳水化合物+氧气→二氧化碳+水+热量↑ 2.电热温床 在设施温床上安装电阻丝加温。
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三.塑料薄膜中小棚
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四.塑料薄膜大棚
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五.温室
温室是设施栽培中性能最为完善的设施类型，可以进行冬季 生产，世界各国都很重视温室的建造和发展。
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二、意义
1 对促进国民经济快速发展意义重大； 2 对提高人们生活水平意义重大； 3 对改善恢复生态环境意义重大。
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三、特点
高投入高产出 抗灾害能力强
科技含量高 需要市场推动力
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三、历史现状与前景
历史和现状
中国：历史悠久 公元前551---479年，《论语》中就有设施栽培的记载； 西汉《汉书》记载“太官园种冬生葱韭菜菇，覆以屋庑， 昼夜蕴火”； 唐代诗人王建诗“宫前早春”：“酒幔高楼一百家，宫前杨 柳寺前花，内苑分得温汤水，二月中旬已进瓜”； 明朝《学圃杂书》一书中写到：王瓜种之火室中，逼生花叶， 二月初，即结小实。 解放后，设施栽培得到惊人的发展，塑料大棚、日光温室、 现代化连栋温室不断被广泛采用，并从东欧、美国、日本 引进玻璃和硬塑连栋温室，为了解决夏季高温多雨，不利于 园艺植物生长发育的矛盾，大力推广了避雨降温设施，大大 提高了园艺作物的产量和品质。
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
农业生物环境工程之植物环境工程与设施园艺
3）设施种植品种由单一的蔬菜逐渐向瓜果等众多高 附加值产品拓展
4）种子种苗技术取得了较快发展
5）无土栽培迅速发展为设施栽培的主要方式
目前，一些发达国家设施无土栽培技术发展十分迅 速，荷兰、英国、法国、意大利、西班牙、德国大部分 设施采用无土栽培，荷兰在15000公顷温室中，64％采用 基质培（岩棉培），果菜类全部采用基质培，实施精确 控制根际环境，克服连作障碍，产量得到了大幅度提高， 番茄平均产量40～50Kg/m2，黄瓜50～70Kg/m2。
温室建筑就是利用其温室效应，在寒冷的冬季利用太 阳能蓄热升温，是提高作物环境温度经济而有效的措施。
2．按室内的环境温度分
高温温室：冬季温度保持在18－33℃间，主要用于喜温植物， 如热带植物；
中温温室：冬季一般保持在15—25℃间，适于种植茄果类 等作物； 低温温室：冬季一般保持在5－18℃间，主要用于种植叶菜 类植物； 冷室：冬季一般保持在。0一5℃间，一般仅用于贮存暖温 带及盆栽植物越冬之用。
设施农业产业发展迅速； 种子、种苗技术创新显著； 蔬菜设施栽培呈现优质高产； 设施环境综合调控技术达到国际先进水平； 产后处理水平不断提高； 设施农业主要支撑技术的研发与应用加快； 初步构建了设施农业生产技术体系。
1）改革开放以来，我国设施农业面积得到快速增长。 1981年为10.8万亩（0.72万公顷） 2003年达（720万公顷）22年增长了1000倍 2）设施园艺的类型增多
2）单产水平和经济效益较高
设施园艺是资金、技术密集型产业，同时也是相对 高效的产业。荷兰温室番茄年产量达到40～50 Kg/m2, 黄瓜年产50-70 Kg/m2，商品率高达90％以上，86％产 品出口销往世界各地。日本、以色列、韩国、西班牙等 国单位面积优质蔬菜的产出率亦相当高。因而，能获得 较高的经济效益。如荷兰，4200公顷温室蔬菜，以番茄、 黄瓜、甜椒为主，产值高达12～14亿美元。
设施园艺工程技术作业
1、设施园艺工程技术主要包括哪些内容？2、什么是现代园艺，现代园艺产业实现的途径有哪些？3、试分析目前我国蔬菜或果树或设施园艺产业存在的主要问题以及解决途径。
4、设施园艺作物环境调控的依据是什么？1、设施园艺工程技术主要包括哪些内容？设施园艺工程技术主要包括：（1）设施蔬菜种苗工程技术设施蔬菜工程技术是集工程科学、生物学与环境工程学为一体的高度集约化、规范化的栽培方式。
种苗工程技术是设施蔬菜工程技术的关键和基础，是获取高产不可少的基本技术环节。
（2）设施蔬菜栽培工程技术设施蔬菜生产时在不适宜蔬菜生长发育的环境条件下，利用专门的保温防寒或降温防热等设施，人为地创造适宜蔬菜生长发育的小气候条件，从而进行优质高产蔬菜生产。
因此，与露地蔬菜生产相比，有其不同的特点。
（3）设施蔬菜无土栽培工程技术不用天然土壤，而用基质或仅育苗期用基质，在定植后不用基质而用营养液进行灌溉的栽培方式，统称为“无土栽培”。
简言之，无土栽培解释不用天然土壤栽培作物的方法。
（4）蔬菜地膜覆盖栽培技术蔬菜地膜覆盖栽培技术，是适合于我国国情、适应性强、量大面广、早熟高产高效的农业栽培新技术。
其深受广大农民欢迎，成为获得高产高效优质的核心技术。
（5）设施蔬菜病虫害防治工程技术设施蔬菜病虫害防治工程技术是科学地进行设施蔬菜的病虫害防治，从病魔和虫口中将损失部分的产量产值夺回来，增加效益，提高农民收入，同时为市民提供新鲜洁净的蔬菜。
（6）设施花卉、果树栽培工程技术设施果树工程技术指在设施栽培条件下，能有效克服外界不良条件影响，使果树较露地传统栽培提早2~3个月上市，超时令、反季节、优质果品应市，不仅对增加果品市场品种，提高供给水平发挥了重要作用，而且对增加果农收入，发展农林经济也产生了重要影响。
设施花卉栽培是在不适宜花卉生长发育的环境条件下，利用专门的防寒保温或降温防热等设施，创造适宜花卉生长发育的环境条件，进行优质高产花卉生产。
（7）设施园艺机械化工程技术设施园艺机械化工程技术是集机械化工程学、生物科学和经济学为一体的一门边缘科学。
设施园艺学
设施园艺学Protected Horticultural Science概念、基本原理、复习思考题第一章绪论1、设施园艺概念设施园艺指在不适宜园艺植物生育的季节（寒冷或者炎热），利用保温、防寒或降温、防雨设施设备，人为地创造适宜园艺作物生育的小气候环境，不受或少受自然季节的影响而进行的园艺作物生产，称为设施园艺。
源于“保护地栽培”，又称“反季节栽培”、“错季栽培”等。
2、设施园艺业及其在农业中的地位：在农业现代化及持续发展中都占有重要地位！多学科交叉主要涉及：生物科学（果树、蔬菜、花卉）环境科学（设施环境）工程科学（设施类型、结构优化、环境调控、建筑安装施工）2、中国设施园艺存在的差距（与世界先进水平相比）与发展前景2.1差距⑴设施园艺面积居世界之首，但多为简易设施。
⑵设施园艺的三大主要技术支撑――生物、环境、工程，矛盾相当突出：⑶设施园艺产品的情况：⑷设施园艺，从可持续发展角度，是实现资源高效利用的有效途径，但能否保持生态环境安全，成为普遍存在的问题：⑸设施园艺的科技含量低，技术服务体系不健全我国设施园艺的发展前景表现为：⑴区域化、规模化、专业化和大生产方向发展;⑵因地制宜优化设施结构，建立计算机环境自动控制系统;⑶培育设施专用品种及应用;⑷开发设施作物可持续发展的栽培技术，生产无污染的绿色食品，成为环保型产业;⑸经营管理技术现代化.第一章复习思考题1、设施园艺的概念及其内涵。
2、设施园艺业及其在农业中的地位。
3、中国设施园艺的发展现状与前景。
4、与发达国家相比，我国设施园艺存在的差距。
第二章园艺栽培设施的类型、结构与性能分类：按设施条件的规模、结构的复杂程度和技术水平分为：简易覆盖设施主要包括各种温床、冷床、小拱棚、荫障、荫棚、遮阳覆盖等；普通保护设施通常指塑料大棚、塑料中棚和日光温室；现代温室通常指能进行温湿度、肥水、气体等环境条件自动控制的单栋或连栋温室。
植物工厂温室（Greenhouse）是可以人工调控环境中温、光、水、气等因子，其栽培空间覆以透明覆盖材料，人可在其内站立操作的一种性能较完善的环境保护设施。
设施农业环境工程学-考点总结
第一章绪言设施农业环境工程学：是在充分掌握农业生物生长发育与各环境因素相作用的基础上，研究如何采用经济和有效的环境调控工程技术与设备，创造优于自然界的、更加适于农业生物生长发育和产品转化的环境条件，提高农业产品生产效率的一门学科。
环境：指围绕着生物体周围的所有事物。
设施农业环境工程学所关注的环境因素：温度、湿度、光照、热辐射、空气、土壤和水的运动状态等。
影响和决定农业生物的生长发育、产品产量和品质的各种因素可以概括为遗传和环境两个方面。
设施农业环境工程内容：1.温室内光、热、水、气、土五大因素的基本特征与变化规律。
2.温室内五大因素与作物生态发育的关系。
3.温室环境因子进行调控的设备与技术。
4.环境自动监测与控制系统。
5.能源开发与利用。
设施农业环境工程在农业生产中的作用：1.打破季节限制，实现动植物周年生产2.采用标准化管理，实现高产、优质、高效生产3.节约能源与光源，提高农业生产产值存在的问题：1.数量较大，质量较差2.设施种类齐全，内部功能较差3.种植种类较多，栽培技术不规范发展趋势：1.开发新型温室结构，制定设施标准体系2.开发设施内环境控制技术与设备3.开发与应用设施生产机械作业技术4.培养设施农业管理的专门人才5.研究与开发植物工厂化生产技术体系。
第二章设施光环境及其调控第一节辐射：物体以电磁波方式向外传递能量的过程。
被传递的能量称为辐射能。
太阳光波长的单位通常用纳米（nm）表示,1nm=10-9m。
狭义的太阳光是指可见光，波长在380~760nm之间，广义的太阳光应包含所有的辐射。
波长250~380nm的辐射称为紫外光、380~760nm的辐射称为可见光，760nm以上的辐射光称为红外光，4000nm以上的辐射被称为长波辐射。
一、太阳辐射的光谱能量分布（课本P9）二、太阳辐射强度以电磁波形式发射、传播或接受的能量称为辐射能（Qe）单位焦耳（J）。
单位时间内发射、传播或吸收的辐射能称为辐射功率又称辐射通量（Φe）单位瓦（W）。
设施农业环境工程学考点总结
设施农业环境⼯程学考点总结第⼀章绪⾔设施农业环境⼯程学：是在充分掌握农业⽣物⽣长发育与各环境因素相作⽤的基础上，研究如何采⽤经济和有效的环境调控⼯程技术与设备，创造优于⾃然界的、更加适于农业⽣物⽣长发育和产品转化的环境条件，提⾼农业产品⽣产效率的⼀门学科。
环境：指围绕着⽣物体周围的所有事物。
设施农业环境⼯程学所关注的环境因素：温度、湿度、光照、热辐射、空⽓、⼟壤和⽔的运动状态等。
影响和决定农业⽣物的⽣长发育、产品产量和品质的各种因素可以概括为遗传和环境两个⽅⾯。
设施农业环境⼯程内容：1.温室内光、热、⽔、⽓、⼟五⼤因素的基本特征与变化规律。
2.温室内五⼤因素与作物⽣态发育的关系。
3.温室环境因⼦进⾏调控的设备与技术。
4.环境⾃动监测与控制系统。
5.能源开发与利⽤。
设施农业环境⼯程在农业⽣产中的作⽤：1.打破季节限制，实现动植物周年⽣产2.采⽤标准化管理，实现⾼产、优质、⾼效⽣产3.节约能源与光源，提⾼农业⽣产产值存在的问题：1.数量较⼤，质量较差2.设施种类齐全，内部功能较差3.种植种类较多，栽培技术不规范发展趋势：1.开发新型温室结构，制定设施标准体系2.开发设施内环境控制技术与设备3.开发与应⽤设施⽣产机械作业技术4.培养设施农业管理的专门⼈才5.研究与开发植物⼯⼚化⽣产技术体系。
第⼆章设施光环境及其调控第⼀节辐射：物体以电磁波⽅式向外传递能量的过程。
被传递的能量称为辐射能。
太阳光波长的单位通常⽤纳⽶（nm）表⽰,1nm=10-9m。
狭义的太阳光是指可见光，波长在380~760nm之间，⼴义的太阳光应包含所有的辐射。
波长250~380nm的辐射称为紫外光、380~760nm的辐射称为可见光，760nm以上的辐射光称为红外光，4000nm以上的辐射被称为长波辐射。
⼀、太阳辐射的光谱能量分布（课本P9）⼆、太阳辐射强度以电磁波形式发射、传播或接受的能量称为辐射能（Qe）单位焦⽿（J）。
单位时间内发射、传播或吸收的辐射能称为辐射功率⼜称辐射通量（Φe）单位⽡（W）。
园艺设施工程
工程： 工程： • 《辞海》的解释，“工程泛指一切工作、工事 辞海》的解释， 工程泛指一切工作、 及有关程式” 另据《辞源》 及有关程式” ; 另据《辞源》中定义的概括中 大而复杂”的含义。通俗的讲， 有“大而复杂”的含义。通俗的讲，工程泛指 大而复杂的工作、工事、从规划设计（ 大而复杂的工作、工事、从规划设计（筹措计 到施工投产（落实完成）的全部工作过程。 划）到施工投产（落实完成）的全部工作过程。
园艺设施工程
设施农业: 设施农业: • 按照动植物生长发育所需要的环境条件，运用 按照动植物生长发育所需要的环境条件， 农业生物环境工程技术， 农业生物环境工程技术，创造适于农业生物生 命活动繁衍后代的保护性环境空间， 命活动繁衍后代的保护性环境空间，在这种环 境工程设施内组织农业生产，谓之设施农业。 境工程设施内组织农业生产，谓之设施农业。 • 设施农业包括设施园艺、设施畜牧业和设施农 设施农业包括设施园艺、设施畜牧业和 设施园艺 设施农作泛指适于室内栽培的农作物， 作。设施农作泛指适于室内栽培的农作物，如 工厂化育秧、薯类生产等。 工厂化育秧、薯类生产等。
设施园艺工程： 设施园艺工程： • 是设施农业重要的组成部分，涵盖了建筑、材料、 是设施农业重要的组成部分，涵盖了建筑、材料、 机械、环境、自动控制、品种、栽培、 机械、环境、自动控制、品种、栽培、管理等多 种学科和多种系统。 种学科和多种系统。 • 设施园艺工程包括园艺设施规划、园艺设施环境 设施园艺工程包括园艺设施规划、 园艺设施规划 工程、具体温室工程设计、 工程、具体温室工程设计、园艺作物生产工艺 工程） （工程）等。
设施农业的特点： 设施农业的特点： 1.特殊性 1.特殊性 生物+工程，即生物技术+ 生物+工程，即生物技术+工程技术 2.综合性 2.综合性 设施农业是多学科交叉、渗透、汇集、融合而成。 设施农业是多学科交叉、渗透、汇集、融合而成。 设施农业工程技术，是生物学、环境科学、 设施农业工程技术，是生物学、环境科学、建筑 科学、机械、能源（新能源）、材料（新材料） ）、材料 科学、机械、能源（新能源）、材料（新材料） 以及信息技术等多学科领域融汇的农业生产技术。 以及信息技术等多学科领域融汇的农业生产技术。 连同生物技术本身的科技进展及其成果技术， 连同生物技术本身的科技进展及其成果技术，多 学科的交汇融合，诸如育种、栽培、土壤、肥料、 学科的交汇融合，诸如育种、栽培、土壤、肥料、 饲养、营养、繁殖、防疫等。 饲养、营养、繁殖、防疫等。
第二章 农业生物环境工程与设施农业农业工程概论 教学课件3 ppt
环境保护已构成了严重威胁。
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（三）农村能源发展趋势
1.随着农业机械化电气化程度提高、农村经济发展及
农民生活条件改善，不管是农业生产用能还是农村生
能量投入可收获16kJ可消耗能量，应用机械化作业后，
机械动力消耗的能量比传统农业要高出10～15倍，但
收获的可消耗能量仅提高1～2倍。
由于电能在运输、田间移动和作业方面尚未解
决的现状下，柴油和汽油的消耗占了较大的比例。
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3. 生物质能
广大农村生活用能在大部分地区
目前仍不得不直接燃烧秸秆、草皮、树木、畜粪
活用能都将大大增加。
2.大量农村剩余劳动力向农业外转移是必然趋势，其 中的大部分将在农村地区就地消化，发展乡镇企业及农
村工业、第三产业，不仅需要资金、原料、技术和市场，
更重要是要有能源，这必然会使农村能源的需求状况及 其结构发生巨大变化。
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kg，它也是重要的肥料来源。可以生产沼气。
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机械化耕作、灌溉及施用农业化学品的作用首先是 将矿物性能源资源转化为人类不可缺少的动、植物营养 物质，这至少在目前还不是矿物性资源可以替代的。 另一方面，由于机械化耕作、灌溉及施用农业化学 品提高作物的太阳能光合作用效率，这要比在自然生态 系统中植物利用太阳能的效率高出几十倍甚至上百倍。
第二章农业生物环境工程与设施农业农业工程概论教学课件
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3.农业生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。
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（二）设施农业的地位与作用
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1.发展设施农业是保障农产品供应、提高人民生活水 平的需要
我国通过设施生产蔬菜，只用20%的菜田面积， 提供了40%的蔬菜产量和60%的蔬菜产值。设施养殖业 为农民就业和增收发挥了重要作用，我国畜牧业占农 业总产值的比重仅为33.6%，发达国家大都在50%以上， 高的达80%。
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第二章 农业生物环境工程与设施农业
Agro-biological Environment Engineering and Facility-agriculture
农业建筑与农业生物环境工程 温室与环境工程 果蔬贮藏保鲜建筑与环境工程 禽养殖建筑与环境工程 农村能源工程
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Qs+ q
Lsky
Cvent Hvent Event
Lcover
Cfan 环境控制
Hfan Efan
Linair Lplant
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围护结构 Hcover-outair
LEcover-inair
Hcover-inair
LEpalnt-inair Hpalnt-inair
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农业生物环境工程课程教学大纲
农业生物环境工程课程教学大纲Agricultural Bioenvironmental Engineering一、课程基本情况课程编号：09111130课程总学时： 40，其中：讲课：38，实验：0，上机：0，实习：2，课外：0 。
课程学分：2.5课程分类：必修开课学期：春开课单位：水利与土木工程学院农业建筑与环境工程系教研室适用专业：农业建筑环境与能源工程所需先修课：农业生物环境原理，流体力学、热工基础课程负责人：马承伟二、课程内容简介（中英文对照）本课程主要讲授现代设施农业生物环境工程的基础理论和技术原理、工程设计和计算方法。
包括农业设施中的采暖、通风和降温等环境调控共性技术的原理、系统设计与设备配置，采暖负荷及通风量等设计参数的计算方法；温室光照环境、施肥以及湿度环境的调控技术与设备工采暖与保温节能、通风换气与降温、CO2程，介绍各类温室以及无土栽培与植物组织培养等现代化设施；畜禽舍的温度环境调控与保温节能、通风换气、光照环境等调控技术与设备工程，各类畜禽舍的特点和环境调控系统的设计配置；畜禽废弃物的理化和生物学特性、废弃物的收集、输送和贮存、处理和资源化利用的技术与工程。
通过本课程的学习，使学生掌握设施农业生物环境工程的基础理论和专业知识，得到进行设施环境调控工程设计的基本技能初步训练，具备解决现代设施农业生产实际中有关环境调控工程与科研问题的初步能力。
The basic theory, principles of technology, engineering design and calculation methods of modern agricultural bio-environment engineering are taught in the curriculum. It includes the principles, system design and equipment configurations for general environmental control technologies (such as heating, ventilation and cooling) in agricultural facilities, and the calculation methods of design parameters (such as heating load and ventilation rate, etc.). As the applications of environment control technologies to several production fields inagriculture, this curriculum also teaches the environment control technologies and modern equipments in greenhouse, including light environment control, heating and thermal insulation, ventilation and cooling, CO2 enrichment and humidity control, soilless culture and plant tissue culture, and the environment control technologies and equipments in animal house, including temperature control and thermal insulation, ventilation, light environment control, etc., as well as the characteristics of various animal houses, and their environmental control system configuration and design. In addition, it is also taught the physical, chemical and biological properties of animal house waste, the technologies and engineering of waste collection, transportation and storage, disposal and reutilization.By learning the curriculum, students can understand the basic theory and knowledge of agricultural bio-environment engineering, then enjoy the initial fundamental skills practice of environmental engineering design, finally have the preliminary ability to deal with the tasks about environmental control engineering in modern controlled agriculture production.三、各部分教学纲要1、教学内容要点及基本要求绪论 (1学时)介绍设施农业与农业生物环境工程的关系，农业生物环境工程在农业生产中的作用，农业生物环境工程的发展现状概况。
第二章 农业生物环境工程与设施农业 农业工程概论 教学课件
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§2－4 动物生物环境工程与设施养殖
Animal Environment Engineering And Facility-Livestock
一、动物生物环境工程与设施养殖概述
奶装置自动移向奶头，由真空挤奶机操作，并可自动更换 奶头。
自动化养鸡工厂饲养几十万只鸡，平均1个工人可以管理
3万～5万只鸡。
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二、 设施养鸡与环境控制工程 Facility- breeding chook and Environmental Engineering
利问题，从追求效率逐步转向追求安全生态、质量效益与健
康福利，主要表现为：关注动物福利，加强有关家畜饲养过 程中的动物福利立法；结合动物的环境生理和行为需要，进 行环境调控新技术的研究，开发了基于不同畜种、不同生产 阶段的新型生产系统、工艺模式及工程配套技术。
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供应。80年代初，广东及沿海城市建成多万头猪现代化
养猪场。与之相适应，一批现代化饲料加工厂随之兴建。 设施畜牧业对加快畜牧业发展和丰富人民“菜篮子”起
重要作用。
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光、水、肥、气等诸因素综合协调到最佳状态。荷兰1
5000公顷温室、以色列3000公顷温室基本全部由计算 机控制操作。
5）无土栽培迅速发展为设施栽培的主要方式 目前，一些发达国家设施无土栽培技术发展十分迅 速，荷兰、英国、法国、意大利、西班牙、德国大部分 设施采用无土栽培，荷兰在15000公顷温室中，64％采用 基质培（岩棉培），果菜类全部采用基质培，实施精确 控制根际环境，克服连作障碍，产量得到了大幅度提高， 番茄平均产量40～50Kg/m2，黄瓜50～70Kg/m2。 欧共体明确规定，21世纪所有欧共体国家园艺作物 要全部实现无土栽培。无土栽培不仅高产，而且可以向 人们提供健康、营养、无污染的无公害食品。 日本50％以上的设施采用无土栽培，其中水气耕也获 得了巨大发展。
1.高效节能日光温室 特点： （1）集采光、保温、蓄热于一体，最大限度地利用太阳 能进行设施生产； （2）适宜于进行蔬菜、瓜果、花卉、食用菌等多种作物 的反季节栽培； （3）跨度6.0-9.0m，长度40-120m，墙体厚度0.6-1.5m； （4）适宜区域主要为华北东北西北等地区
2.塑料大棚
以塑料薄膜为覆盖材料的 不加温单拱屋面结构温室。
6）植物工厂得到了应用与发展 植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周 年生产的系统。植物工厂是以营养液栽培和自动化综 合环境调控为重要标志。能免受外界不良环境的影响， 实现一年多茬次栽培，生菜、菠菜栽培期较露地缩短1 /4～1/2时间。灌水、施肥以及温、湿度管理全部采用 自动化，播种、定植、采收作业全部是操作计算机， 作业变得轻松舒适。 奥地利、丹麦、美国、英国、日本等国都先后建立一 批植物工厂，用于试验研究和实际生产，为工厂化农 业的发展展现了美好前景。
产出”的农业生产方式称为设施农业栽培，园艺专家
称之为设施园艺。
设施园艺涵盖了建筑、材料、机械、自动控制、
品种、栽培、管理等多种学科和多种系统，因而科技 含量高，所以设施园艺的发达程度，往往是一个国家 或地区农业现代化水平的重要标志之一。
设施园艺生产涉及蔬菜、花卉、高档水果、食用菌。
2.设施园艺的基本构成 一定的围护结构 为了不受四季与地域的限制，设施农 业首先必须利用一定的围护结构（如温室、大棚等）把一 定的空间与外界环境隔离起来，形成一个半封闭的系统。 这是区别于露地生产的先决条件； 一定的环境工程措施 在一定的建筑设施基础上，通过 对半封闭系统的物质交换和能量调节来进一步改善和创造 作物适宜的生育环境，实现周年、反季节生产。 相应的配套工程与工艺设备 满足农业生物从苗期到 收获全过程的配套技术装备，如育苗设施、栽培设施、灌 溉、施肥、植保等 。
智能化、自动化环境调控系统及配套装置技术的硬件
水平基本已达到可与国际接轨，产品性能稳定可靠， 并已在我国大型温室中广泛使用。但软件水平尤其是 管理模型的开发有待于进一步完善。
2. 设施园艺对保障我国农产品供应、提高人民生活水平 发挥了积极作用 设施园艺可实现农产品全年生产或调整、延长生产周期， 有效弥补露地生产的不足，在可控环境条件下可以生产出
3．按覆盖材料分。可分为：玻璃温室、硬质塑料或聚酯 板温室、塑料薄膜温室(又称塑料大棚等)。
4 ．按建筑分结构形式。可分
为单坡面温室、双坡面温室、 连栋温室、拱型温室等。 1）单坡面温室 2）双坡面温室 3）连栋温室。 4）用塑料薄膜覆盖的拱型 简易温室称为塑料大棚。
三、温室环境因子控制设施与设备
4）计算机智能化控制系统得到快速普及与应用 设施农业的核心是对设施内环境能进行有效的调 控，以营造适宜于作物生长的最佳环境条件。通过选 用不同功能的传感器，可以准确采集设施内的温度、 湿度、光照、 CO2浓度、地温、土壤含水量、溶液浓 度以及作物生育状况指标等参数，由计算机系统根据 作物生长所需的最佳条件，进行自动控制，使室内温、
2．昼夜间的变温管理
3．采暖与保温 一般有热水采暖、热风采暖和电热采暖几种采暖方式。 再好的采暖也需要良好的保温，因此温室一般会采用各 种保温方式。
（二）温室通风换气、降温设施与设施
1．自然通风换气
利用温室内外温差造成内外空气压差的换气，称
为热压换气；利用风力作用造成内外压差的换气，称 为风压换气。热压换气与风压换气统称为自然换气。 2．强制换气。温室安置风机后进行强制换气
1）改革开放以来，我国设施农业面积得到快速增长。
1981年为10.8万亩（0.72万公顷） 2003年达（720万公顷）22年增长了1000倍 2）设施园艺的类型增多 除日光温室、塑料大棚外，一批由我国自行设计、制
造，具有中国特色的现代化温室设施拔地而起，较国外产
品价格降低 30-40％，节能 30 ～45％，设施农业工程技术 配套逐步完善，同时，也使我国温室类型逐步齐全。 3）设施种植品种由单一的蔬菜逐渐向瓜果等众多高 附加值产品拓展
环境相对稳定、节能、便于机械化作业和产业化生产
等优势，随着世界设施农业的快速发展，温室大型化 趋势日益明显。如荷兰自1975年至1995年的二十年间， 经营0.01～0.5公顷温室面积的农户由5900户降至1660 户，而此期经营大于2公顷的农户由101户增至442户； 经营总户数由9770户下降至4690户；平均每户经营面 积由0.48公顷增至0.94公顷。
特点：
（1）主要用于春提前、秋 延后作物的栽培，冬季叶菜 类作物（南方）； （2）跨度6-12m，长度30-6 0m，脊高1.8-3.0m；
（3）适宜于南方地区，北 方春秋季节的设施栽培。
3.连栋温室 特点： （1）环境调控能力强，通风、 降温、遮阳、保温、加热、 灌溉、补光、植保设施等均 可配置； （2）土地利用率高，达90% 以上； （3）自动化程度较高，可实 现周年生产； （4）投入大、运行成本高。
黄瓜年产50-70 Kg/m2，商品率高达90％以上，86％产
品出口销往世界各地。日本、以色列、韩国、西班牙等
国单位面积优质蔬菜的产出率亦相当高。因而，能获得
较高的经济效益。如荷兰，4200公顷温室蔬菜，以番茄、 黄瓜、甜椒为主，产值高达12～14亿美元。
3）温室日趋大型化 大型温室设施具有投资省、土地利用率高、室内
经营管理的现代化，大幅度提高了生产效益。
世界上设施农业搞得最好的国家是荷兰、日本、法国、 西班牙、以色列、美国、韩国等。
1）育种与种苗业非常发达 荷兰、日本、以色列、韩国等非常重视温室专用品
种的选育，能为温室提供专用的耐低温、寡照，耐高温、
高湿，具有多种抗性、优质高产的种苗。同时，种苗的 工厂化生产水平也得到了较快发展。荷兰境内有130个
§2－2 植物环境工程与设施园艺
Plant Environment Engineering and Facility- Horticulture
一、设施园艺（Facility- Horticulture）的概念
（一）设施园艺的概念 1.什么是设施园艺 “使用人工设施、人工控制环境因素，使植物获 得最适宜的生长条件，从而延长生产季节，获得最佳
专营种苗公司，有4900个品种，1200公顷生产面积，是
世界四大种子出口国之一，种子出口达100多个国家。 日本、韩国、以色列的蔬菜种子在我国也有较大面积种 植，有良好的表现。
2）单产水平和经济效益较高 设施园艺是资金、技术密集型产业，同时也是相对 高效的产业。荷兰温室番茄年产量达到40～50 Kg/m2,
制造业年销售额超过10亿元。
（三）国外设施园艺发展状况 1. 设施园艺作为现代农业的重要组成部分，已经受到世界各 国的高度重视，尤其是经济发达国家更是作为改善生活、提
高生活质量的重要农业生产方式而大力发展。上世纪70 年代
后，园艺设施不断向大型化、固定化、装备化发展，设施园 艺生产过程向机械化、规范化、标准化，环境控制自动化、 综合化发展，大大推动了设施园艺快速发展。
二、植物生物环境主要设施——温室(Green house )
（一） 温室效应 能让绝大部分短波辐射进入而阻止绝大部分长波辐射
透出以蓄热升温的特点，称为“温室效应”。
能产生温室效应的建筑，称为“温室”。 辐射收入大于支出使温室升温的贡献约占28%，而密闭 性使温室蓄热保温的贡献约占72%。 温室建筑就是利用其温室效应，在寒冷的冬季利用太 阳能蓄热升温，是提高作物环境温度经济而有效的措施。
高品质的园艺产品（也称为可控农业）；
我国通过设施生产蔬菜，只用20%的菜田面积，提供了40
%的蔬菜产量和60%的蔬菜产值。
3.我国各类设施农业栽培面积约占世界设施栽培面
积的70％。据测算，我国设施农业栽培吸纳劳动力8
000多万人，加上产前、产后共吸纳劳动力近1亿人。 设施农业栽培已成为我国具有较大比较优势的劳动 密集型产业。 4．农业设施生产行业发展迅速，近5年间，具有一定 生产规模的大型温室生产厂家已达50余家，温室
五、温室的发展趋势
当前国际上温室植物生产有三个明显的发展趋势， 即大型化、现代化和工厂化： 1．温室的大型化 由于有室内温度稳定，日温差较小， 便于机械化操作，造价低等优点，温室建筑有向大型化、 超大型化发展的趋势，小则一幢一公顷，大则一幢几公
顷以上。但是大型温室常有日照较差、空气流通不畅等
缺点。
2．按室内的环境温度分
高温温室：冬季温度保持在18－33℃间，主要用于喜温植物， 如热带植物；
中温温室：冬季一般保持在 15 — 25 ℃间，适于种植茄果类 等作物； 低温温室：冬季一般保持在5－18℃间，主要用于种植叶菜 类植物；
冷室：冬季一般保持在。 0 一 5 ℃间，一般仅用于贮存暖温 带及盆栽植物越冬之用。
（一）温室采暖、保温设施与设备 每一种作物在其生育过程中都存在有最低、最高 和最适宜的温度界限。在温室栽培中，按作物生理 活动随生育阶段与昼夜间的不断转移而采用相应的 适温管理，称为变温管理。
1．生育阶段的变温管理 在生育前期，偏高温度有助长叶面积的扩展。叶面积扩 展速度越快，物质再生产也就越旺盛。 生育中后期，叶面积指数已达相当程度，采用适当的偏 低温度，可增加净光合产物的积累和贮藏。