设施园艺的环境特点与调控

夹心墙 苯板
防寒土
(一）保 温
①减少放热：最有效的办法是多层覆盖。
室内扣小拱棚
② 加强防风措施 ③ 尽量减少园艺设施缝隙
数量。 ④ 使用保温性能好的材料
作墙体和后坡的材料， 并尽量加厚。
减少换气放热
• 及时修补破损的棚膜； • 在门外建造缓冲间，并随手关严房门。
设置防寒沟
• 减少温室南底角土壤 热量散失。
园艺植物栽培学
第7章 设施园艺 第2节 设施环境与调控
设施的环境特点及调节控制
二、温度 三、湿度
四、土壤 五、气体
一、光 照
（一）设施光照环境特点
（二）设施光 照环境调控
光照强度
1. 光照度低于外界
2. 光照度随时间的变化 与自然光照同步，但 变化较外界平缓。
3.光照度在空间上分布 不均匀
• 大棚内的光照强度与 薄膜透光率、太阳高 度、天气状况、大棚 方位和结构等均有一 定关系。
① 光照的季节性变化
70
绝对照度（kLux)
60
透光率（%）
50
40
30
20
10
0
清明(5/4)
谷雨(20/4)
立夏(6/5)
小满(21/5)
芒种(6/6)
大棚内地表光照的季节变化
大棚方位对光照的影响
• 东西延长的大棚比南北延长的大棚透光率高，但光照分布的均匀度要低些。
大棚结构对光照的影响
120
• 主要缺点是功率小。
金属卤化物灯
光效高，光色好，功率大，是目前高强度人工补光的 主要光源。缺点是寿命短。
植物生效灯
可发出连续光谱，紫外光、蓝紫光和近红外光低于自然 光，而绿、红、黄光比自然光强。
二、温 度
（一）设施温度环境特点 （二）设施温度环 境的调节控制
（一）设施温度环境特点
• 气温季节性变化明显。 冬天天数明显缩短，夏天天数明显增长，保温性能好的 日光温室几乎不存在冬季。
• 避免在盐碱土地区发展园艺设施生产。 • 平衡施肥，减少土壤中的盐分积累。 • 合理灌溉，降低土壤水分蒸发量。 • 施用秸秆，降低土壤盐分含量。 • 换土、轮作和无土栽培。
（二）设施土壤环境调节控制
改善土壤的气体环境
施入大量的有机肥，合理灌水防板结。
土壤消毒，改善生物环境 改进栽培措施，防止土壤次生盐渍化
优 质 棚 膜
（二）设施光照环境的调节控制
设计布局
选择材料
栽培管理
遮
光
薄后膜墙清涂洁白 或反光幕
（二）设施光照环境的调节控制
设计布局
选择材料
栽培管理
遮
光
及时揭盖
（二）设施光照环境的调节控制
设计布局
选择材料
栽培管理
遮
光
薄膜清洁
（二）设施光照环境的调节控制
合理密植和支架
设计布局 选择材料 栽培管理
遮
• 减弱保护地内的光照强度 • 降低保护地内的温度
光
遮阳网 无纺布
竹帘
缺点：操作较难，易损坏。 优点；降温效果好。
• 涂白原 料一般 为石灰 水，或 温室涂 白专用 的涂白 剂。
保护地的人工补光
• 日长补光:周期的需要为目的。 • 栽培补光:促进作物光合作用，促进作物生长，
补充自然光照的不足为目的。
变化
白天垂 直温度
变化
6
12
18
气温日变化高走势
低 24（时）
日光温室气温在空间上的分布
夜间水平温 度变化
白天水平 温度变化
相关因素 日变化 空间分布 逆温现象
气温
温度低于外界
微风
地温变化 热岛效应
地温
❖水平温度分布
晴天的白天，在温室内南北方向上，中部地温最 高，向南向北均递减；夜间后屋面下地温最高，向南 递减。东西方向上差异不大。塑料大棚的地温，中部 均高于四周。
主动除湿
用人工动力，依靠水蒸气或雾等的自然流动，使园 艺设施内保持适宜湿度环境。
通风换气
自然通风
强制通风
加 温 除 湿
强制空气流动
可促进水蒸气扩散，防止作物沾湿。
园艺设施的加湿措施
温
室
喷雾加湿
内 屋
顶
安
装
喷
湿帘加湿
雾 系
统
园艺设施内的土壤湿度
园艺设施内土壤湿度的特点
1. 土壤湿度比露地稳定。 2. 水分蒸发和蒸腾量很少，土壤湿度较大。 3. 土壤水分是向上运动的。 4. 土壤湿度存在着一定的湿差。通常设施的四周或加温设备附近的土壤湿度小，
• 幼苗期施用二氧化碳多是在幼苗出土后至20～30天；生产田施 用二氧化碳多从果实膨大期开始，施用过早可能会出现徒长。
施用二氧化碳的原则
睛天多施（1000ppm），阴天不施。 施用CO2的温室白天要适当增温1～2℃。 适当提高湿度（包括土壤湿度），以利于提高光合作用和加 快作物生育。 防止施用CO2后出现的早衰。在停止施用CO2的方法上，应逐 渐降低使用浓度，逐渐停止施用，避免突然停止施用。
合理施肥 洗 盐 地面覆盖 生物除盐 土壤耕作
气体
（一）设施气体环境特点 （二）设施气体环 境的调节控制
（一）设施气体环境特点
有害气体
CO2
设施气体环境的调节控制
• CO2施肥 • 预防有害气体的产生
CO2变化特点
• 一天中棚室内二氧化碳变化很大
• 日出后由于作物光合作用，使二氧化碳含量降低，到 上午10时左右，浓度最低，造成作物“生理饥饿”而 减产
碳酸氢铵
水
反应桶
过滤桶
酸的浓度以96%为宜，本法适合于试验或小面积应用
增施CO2气肥
燃烧法
• 燃烧甲烷、白煤油释放CO2
• 释放纯二氧化碳
定量施放钢瓶中 的压缩气体。
增施CO2气肥
二氧化碳的使用适期
• 施用时间多是在每天日出或日出后半小时开始，持续使用30分 钟或3～4小时。原则上达到要求的浓度后就停止施用。但是， 如果放风，一般在放风前半小时停止施用。
• 土壤微生物活动旺盛，有机质有机质含量高且分解较快。 • 土壤淋溶作用小，养分残留量高，易发生土壤次生盐渍化。 • 大多数设施土壤养分供应不平衡，普遍表现为“氮过剩、磷富积、
钾缺乏” 。 • 土壤连作栽培现象普遍，易发生土壤连作障碍。 • 土壤酸化。 • 适宜的环境条件有利于病原菌和害虫的繁殖，很难根治。
被动除湿
不用人工动力（电力等），不靠水蒸气或雾等的自然 流动，使园艺设施内保持适宜湿度环境。
被动除湿
减少灌水
通过改良灌 水方法提高 水分的利用 率
被动除湿
地膜覆盖
地膜覆盖也能抑制土壤表面水分蒸发，提高室温和空气湿度饱和差，从而降低空气相对湿度
被动除湿
采用透湿性和吸湿性良好的保温幕材料 增大透光量 自然吸湿
光照时数
• 塑料大棚和连栋温室，因全面透光，无外覆盖，设施内的光照时数与露地 基本相同。
• 单屋面温室内、北方冬、春季的塑料小棚、改良阳畦，因有防寒保温覆盖 的光照时数一般比露地短。
草苫
光质
• 园艺设施内的光质 成份与露地不同， 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。
栽培补光对电光源的要求
•
光照强度在3000lux以上。
•
光照强度具有一定的可调性。
•
有一定的光谱组成，最好具有太阳光的连续光
谱。
人工补光的光源
白炽灯 价格便易，但光效低，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。
பைடு நூலகம்
荧光灯
• 第二代电光源。价格便易，发光效率高。可以改变荧光 粉的成分，以获得所需的光谱。寿命长达3000小时左 右。
紫外线 减少
设施光照环境的调节控制
• 一是改善保护地的透光能力，增强保护地的自然光照强 度。
• 二是在光强的夏季栽培或进行软化栽培等特殊条件下进 行遮光。
• 三是在冬季弱光期或光照时数较少的地区进行人工补光。
改善保护地的透光能力
设计布局
选择材料
栽培管理
遮
光
合理间距
设计布局
选择材料
栽培管理
遮
光
选择材料
100
80
60
钢竹露
40
架木地 结结对
20
构构照
0 光照强度(klx)
钢竹露 架木地 结结对 构构照
透光率(%)
透明覆盖材料对大棚透光率的影响
• 一般因薄膜老化可减少 透光20～40%，因污染 又可减少透光15～20%, 因太阳光的反射还可损 失10～20%，因水滴附 着可损失20%，这样透 光率约为入射光强的 50%左右。
❖垂直分布
晴天白天上层土壤温度高，下层土壤温度低；夜 间以10cm深处最高，向上向下均递减；阴天，下层土 温比上层高。
地温
地温变化
2
2
热岛效应
3 1.室内土温12 ℃以上
1 2.冻土层
3 3.热交换
（二）设施温度环境的调节控制
保温措施
棚膜
降温措施
防寒沟
草苫 纸被
二层幕 小拱棚
地膜
预制板 炉渣 木板
大型设施空气湿度及其日变化小，但局部湿差大。
湿度
（一）设施湿 度环境特点 （二）设施湿度环 境的调节控制
（一） 设施湿度环境特点
1.空气相对湿度较高，且随着湿度的升高而降低。
2.土壤湿度较高且存 在着局部湿差。
蒸腾
蒸发
水分
（二）设施湿度环境的调节控制
除湿 加湿
通风 加温
除湿
温室除湿的最终目的： 防止作物沾湿，抑制病害发生。
• 减少土壤蒸发和作物蒸腾 • 全面地膜覆盖、膜下暗灌、滴灌
加温
1. 增加园艺设施进光量。
热 风 加 温
炉 火 加 温
1. 通风换气
降温措施
自然通风
强制通风
2.遮光,减少进入园艺设施内的热量。
外内遮遮阳阳网网
园艺设施内的空气湿度
㈠ 园艺设施内空气湿度的特点 • 空气的绝对湿度和相对湿度一般都大于露地。 • 空气相对湿度的日变化大。 • 空气湿度依园艺设施的大小而变化。
预防有害气体的产生
▪有机肥要充分腐熟后深施； ▪化肥要随水冲施或埋施； ▪避免使用挥发性强的氮素化肥； ▪选用无毒的蔬菜专用塑料薄膜和塑料制品； ▪设施内不堆放陈旧塑料制品及农药、化肥等； ▪冬季加温时严禁漏烟； ▪一旦发生气害，加大通风，不要滥施农药化肥。
中间部分土壤湿度大。
园艺设施内土壤湿度的调节措施
1．灌水期与灌水量 主要依靠经验，综合考虑土壤墒情和植株生长
发育状况来确定。
• 采用土壤水分张力计测得的 指标，pF多与作物生育的关 系，来确定当pF值多少时为 灌水期。
土壤
（一）设施土 壤环境特点 （二）设施土壤 环境的调节控制
园艺设施内的土壤特点
• 夜间由于作物呼吸作用放出二氧化碳，土壤微生物活 动出会放出大量二氧化碳，棚室又处于密闭状态，所 以夜间二氧化碳含量最高，比一般空气中的含量能提 高5倍以上。
增施CO2气肥
化学分解法：NH4HCO3＋H2SO4 → (NH4)2SO4 + H2O + CO2 ↑
漏斗
盛酸桶
阀门
塑料管
散气管 散气孔
（一）设施土壤环境特点
气体条件
CO2 浓度高
土壤板结
生物条件
营养条件
病菌虫卵多
聚积各种成分
土壤次生盐渍化
（土壤盐分浓度危害）
由于设施中土壤水分是向上 运动的，加之栽培中施肥量 较大，残存的养分离子大量 聚集在表层土壤中，出现土 壤盐分浓度过高，对园艺作 物的生长发育造成不良影响。
土壤盐分浓度危害的防止途径
• 气温日变化大，晴天昼夜温差明显大于外界。 • 气温分布严重不均。
上高下低，中部高四周低，单屋面温室夜间北高南低。 • 土温较气温稳定。
中部高于四周，30cm以下土温变化很小。
日变化 空间分布
气温
1．室内气温高于外温 2．气温的日变化 3．气温在空间上变化
温气 30 ℃度 温
12 ℃ 0
高
低
夜间垂 直温度