设施农业 光照及其调控措施

学习情境一光照环境及其调控措施

知识要点：

1. 学会设施内光照环境的特点及其调控措施；

2. 学会设施内温度环境的特点及其调控措施；

3. 学会设施内湿度环境的特点及其调控措施；

4. 学会设施内气体环境的特点及其调控措施；

5. 学会设施内气体环境的特点及其调控措施；

6. 了解常见的灾害性天气

技能要点：

1. 能对设施内的各个环境特点进行检测；

2. 会根据测出的环境特点进行合理地调控。

3. 能在灾害性天气来临之前做好预防工作。

园艺设施是在人工控制下的半封闭状态的小环境，其环境条件主要包括光照、温度、水分、土壤、气体、肥料等。园艺作物生长发育的好坏，产品产量和质量的高低，关键在于环境条件对作物生长发育的适宜程度。日光温室在建造前要考虑结构的优化设计以创造良好的环境条件，建成以后主要日常管理就是对环境条件进行调节控制，才能保证为园艺作物生长发育创造最佳环境条件，以达到早熟、丰产、优质、高效的目的。但温室内的环境条件调控十分复杂，一方面各环境条件之间相互影响、制约，不能忽视其中任何一方面；另一方面，又要考虑作物种类、生育阶段、栽培方式等方面的因素。因此，只有对环境条件进行综合调控，才能获得理想效果。

光照条件对日光温室的园艺作物生产起主导作用。一方面光照是日光温室的唯一热源，光照条件好，透入温室内的阳光多，温度就高，对作物的光合作用也越有利。另一方面，光照是蔬菜作物光合作用的能源，光照条件的好坏直接影响到作物光合作用的强弱，从而明显影响到产量的高低。

一、园艺作物对光环境的要求

（一）园艺作物对光照强度的要求

光照强度主要影响园艺作物的光合作用强度，在一定范围内（光饱和点以下），光照越强、光合速率越高，产量也越高。温室蔬菜的产量与光照有密切关系，如番茄每平方米接受100mJ的产量为2.01~2.65㎏／m2，降低光照6.4％和23.4％，其产量分别损失7.5％和19.5％，黄瓜也有类似的情况。

光照强弱除对植物生长有影响外，对花色亦有影响，这对花卉设施栽培尤为重要。如紫红色的花是由于花青素的存在而形成的，而花青素必须在强光下才能产生，散射光下不易产生。因此，开花的观赏植物一般要求较强的光照。

园艺作物包括蔬菜、花卉（含观叶植物、观赏树木等）和果树3大种类，对光照强度的要求大致可分为阳性植物（又称喜光植物）、阴性植物和中性植物。

（二）园艺作物对光照时数的要求

光照时数的长短影响蔬菜的生长发育，也就是通常所说的光周期现象。光周期是指1天中受光时间长短，受季节、天气、地理纬度等的影响。蔬菜对光周期的反应可分为3类：长光性蔬菜、、短光性蔬菜和中光性蔬菜。

光照时间的长短对花卉开花有影响，唐菖蒲是典型的长日照花卉，要求日照时数达13~14小时以上才能花芽分化；而一品红与菊花则相反，是典型的短日照花卉，光照时数＜10~11小时才能花芽分化。设施栽培可以利用此特性，通过调控光照时数达到调节开花期的目的。一些以块茎、鳞茎等贮藏器官进行休眠的花卉如水仙、仙客来、郁金香、小苍兰等，其贮藏器官的形成受光周期的诱导与调节。果树因生长周期长，对光照时数要求主要是年积累量，如杏要求年光照时数2500~3000小时，樱桃2600~2800小时，葡萄2700小时以上，否则不能正常开花结实，说明光照时数对园艺作物花芽分化，即生殖生长（发育）影响较大。设施栽培光照时数不足往往成为限制因子，因为在高寒地区尽管光照强度能满足要求，但1天内光照时间太短，不能满足要求，一些果菜类或观花的花卉若不进行补光就难以栽培成功。

（三）光质及光分布对园艺作物的影响

一年四季中，光的组成由于气候的改变而有明显的变化。如紫外光的成分以夏季的阳光中最多，秋季次之，春季较少，冬季则最少。夏季阳光中紫外光的成分是冬季的20倍，而蓝紫光比冬季仅多4倍。因此，这种光质的变化可以影响到同一种植物不同生产季节的产量及品质。表4－1反映了光质对作物产生的生理效应。

光质还会影响蔬菜的品质，紫外光与维生素C的合成有关，玻璃温室栽培的番茄、黄瓜等其果实维生素C的含量往往没有露地栽培的高，就是因为玻璃阻隔紫外光的透过率，塑料薄膜温室的紫外光透过率就比较高。光质对设施栽培的园艺作物的果实着色和风味品质有影响，如大棚温室生产出的茄子为淡紫色，而生产出的葡萄、桃、油桃等都比露地栽培的风味差，这与光质有密切关系。

由于园艺设施内光分布不如露地均匀，使得作物生长发育不能整齐一致。同一种类品种、同一生育阶段的园艺作物长得不整齐，既影响产量、成熟期也不一致。

弱光区的产品品质差，且商品合格率降低，种种不利影响最终导致经济效益降低，因此设施栽培必须通过各种措施，尽量减轻光分布不均匀的负面效应。

二、园艺设施内光照环境的特点

温室内的光照条件包括光照强度、光照时数和光质等三个方面，这三个方面既相互联系又相互制约。

（一）光照强度

1．光照强度低

园艺设施内的光照强度只有自然光强的70%~80%，如采光设计不科学，透入的光量会更少，而薄膜用过一段时间后透光率降低，室内的光照强度将进一步减弱。

2．光照强度的时间变化

设施内光照强度变化与自然光照是同步进行的。自然光随季节、地理纬度和天气条件而变化，设施内的光照强度的变化随自然光强的变化而变化，季节变化和日变化都与自然光照强度的变化具有同步性。晴天设施内光照强度的日变化与自然界变化规律是基本一致的。午前随太阳高度角的增加而增强；中午光照度最高；午后随太阳高度角的减少而降低，其曲线是对称的。但温室内的光照度变化较室外平缓。如图4－1。

3．光照强度的空间变化

（1）垂直方向越靠近薄膜光照强度越强，向下递减，递减速度比室外大，靠薄膜处相对光强为80％，距地面0.5~1.0m为60％，距地面20cm处只有55％。

（2）水平方向

①.塑料大棚：南北延长的大棚，上午东侧光照度高，西侧低，下午相反，从全天来看，两侧差异不大。东西延长的大棚，平均光照度比南北延长的棚高，升温快，但南部光照度明显高于北部，南北最大可相差20％，光照水平分布不均匀。

②.日光温室：南北方向上，从后屋水平投影以南是光照强度最高部位，在0.5m以下的空间里，各点的相对光强都在60％左右，在南北方向上差异很小。后屋面下的光强，由南向北递减，后坡越长递减越明显，每向北1m，光强递减1万lx。在东西方向上，由于山墙的遮荫作用，上午揭苫后东山墙内侧出现三角形阴影，由大到小，正午时阳光直射前屋面，阴影消失。午后西山墙出现阴影，并不断扩大，直至盖苫。东西山墙内侧大约各有2m左右温光条件较差。温室越长影响越小。

（二）光照时数

园艺设施内的光照时数主要受纬度、季节、天气情况及防寒保温等管理技术的影响。大棚为全透明设施，无草苫等外保温设备，见光时间与露地相同，没有调节光照时间长短的功能。而日光温室由于冬春季覆盖草苫保温防寒，人为地缩短了日照时数。

（三）光质（光谱组成）

在到达地面的太阳辐射中，又可分为紫外线区（波长小于380nm）、可见光区（波长范围380~760nm）和红外区（波长大于760nm）。紫外线具有很强的杀菌能力，对菌核病、灰霉病等多种病害的病原菌有很强的杀伤能力；对果实的着色和抑制植物徒长有明显作用。可见光中的红橙光和蓝紫光促进光合能力最强，绿光则较弱。

红外线具有热效应，被作物吸收后转变为热能，主要作于维持作物的体温。露地栽培太阳光直接照在作物上，光的成分一致，不存在光质差异。而设施栽培中由于透明覆盖材料的光学特性，使进入