《农业生物环境工程》第4章温室设施环境调节与控制1PPT课件

施
环 境
300～780nm —— 对植物生理产生作用的光辐射波
调
节 长范围
与
控
制
2500 辐射能（W/(m2.mm)）
2000
6000K黑体辐射
1500
大气层外缘
地面
1000
第
四
章
500
温
室
设
施 环
00
500
1000
1500
境
380
760
调
紫外线 可见光
红外线
节
与
8.7% 43.0%
48.3%
控
制
光补偿点
100～4000 0.4～17
1.7～67
第
四 章
阳性植物（番茄、黄瓜、西瓜、甜 瓜、葡萄、樱桃、桃等）
60000～90000
250～380
1000～1500
温 室 设 施
光
饱
中性植物（茄子、甜椒、草莓、甘 蓝、白菜、萝卜等）
40000～60000
170～250
环和
680～1000
境 调 节
点
阴性植物（兰科、观叶类、姜科、 天南星、秋海棠科花卉、叶菜等）
25000～40000
100～170
与
400～680
控
制
二、温室内的光照环境及影响因素
（一）室外太阳辐射 室外水平面太阳总辐射照度为：（参见教材P51）
S (C sin a ) AeB /sina W/m 2
第 式中 A，B，C —— 计算常数。
太阳辐射光谱
波长（nm）
2000
2500
3000
（二）光照环境的要素
光照对植物的二类作用
植物产物形成和生理活动的光合作用能量源
影响生长发育过程和形态形成的信息源
第 光照环境的要素
四
章
温 室
光合作用 —— 光照强度量
设
施 环
光周期现象 —— 光照时数
境
调 节
光合有效辐射，不同光谱对植物的作用 —— 光质
制
有：
b ≥ 50°- a
在北纬40°（北京地区），冬季正午太阳高度角 为26.5°，该时刻满足上述要求的屋面倾角
第
四 章
b ≥ 23.5°
温
室 设
为保证冬至每日有一定时间段满足上述要求，
施
环 屋面倾角还应更大，理想的情况应有
境
调
节
与 控
b > 30°
制
②温室的朝向
冬季东西栋温室（屋脊呈东西方向）透光率优 于南北栋温室，纬度越高，差异越明显，夏季相 反。
第四章 温室设施
第 四 章
环境调节与控制
温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制
第一节 温室设施光照环境的调节控制
一、光照环境与作物
（一）太阳辐射与光合有效辐射
植物光合有效辐射（生理辐射）
第
四
章 400～720nm —— 产生植物光合作用的光辐射波长
温
室 设
范围，一般在400～700nm的范围计量
①覆盖材料的分光透过特性
施
环
境 对温室内的光质产生决定性的影响
调
节
与
控
制
硬质板材
第 四 章
温
室
设
施
环
玻璃
境
调
节
与
控
制
塑料薄膜
②光线入射角
第
q
四
章 温
入射角越大，透光率越低；
室 设
在入射角40°以下时，入射角增大对透光率降
施
环 境
低程度较小；
调 节
入射角大于40°时，随着入射角的增大，透光
与
控 制
—— 太阳赤纬角，地球太阳连线
第
四 章
与地球赤道平面的夹角；
温
室 设 施 环 境
23.45cos
360
n
172 365
调
节
与 控
n —— 从1月1日至计算日的天数；
制
（二）影响温室内光照环境的主要因素 1. 室外光照条件
包括光照强度、光周期、光质三方面
第
四 章
2. 覆盖材料的透光特性
温
室 设
与
控
制
（三）光照强度的度量
①光照度
受照平面上接受的光通量面密度（单位面积光通
量），单位：lx
光通量 —— 是按照国际约定的人眼视觉特性评价 的辐射能通量（辐射功率）
第 四
人眼视觉对555nm黄绿光最敏感，以该波长光为
章 温
基准，对可见光380～760nm范围内的不同波长光按
室 设
人眼的感觉区别计算。
制
一般天气自然（太阳）光照情况下 几种光辐射度量单位的近似换算关系
光合有效 光合有效 对应的太阳
辐射照度 光量子流密度 总辐射照度
第
W/m2
mmol/m2.s
W/m2
四
章
温 室
光照度 1 klx ≈ 4.2 (4)
16.8 (18)
10
设
施
环
境
调
节
与
控
制
（四）光照强度与光合作用
光合作用的强度 → CO2交换速度（kg / m2·s）
CO2交换速度（净光合速度） ＝ 真正的光合速度 — 呼吸速度
CO2的交换速度 ( kg/m2·s
)
第 四 章
温
室
设
施
环
境
调 节
0
与
光补偿点
光饱和点
光辐射的强度 ( W/m2 或 mmol/m2·s )
控 制
暗呼吸速度
一些植物的光补偿点与光饱和点的大致数值
光照度 lx
PAR W/m2
PPFD mmol/m2.s
单位：W / m2
③光合有效光量子流密度 PPFD或PPF（Photosynthetic Photon
第 Flux Density）
四 章
单位时间、单位面积上到达或通过的光合有效辐
温 室
射的光量子数。
设
施 环
单位：mmol / m2·s
境
调 节
植物光合作用的强度取决于植物吸收的光量子数
与 控
量，用光量子数度量植物的光照更为合理。
率降低速率显著增大。
3. 温室的方位、结构与形式
①屋面倾角b
南坡屋面日光入射角：
q
a
q = 90°- Baidu Nhomakorabea - a
b
b
第 式中 a —— 太阳高度角。
四
章 为保证屋面透光率，要求，
温
室 设 施
q = 90°- b - a ≤ 40° 东西向温室正午屋面日光入射图
环
境 调
有：
节
与 控
b ≥ 50°- a
四
章 温
a —— 太阳高度角，为太阳
室 设
与观察地点联线与地平线之夹角；
施
环
境 调
sin a cos Lcos cos H sin Lsin
节
与 控
L —— 所在地的北纬纬度；
制
H —— 时间角，为偏离正午的小时数×15 °， 午前为负，午后为正；
H 15（t 12）
t —— 计算时刻（0—24时）；
制
④太阳总辐射照度 单位时间、单位面积上到达或通过的全部波长
范围内的太阳辐射能量。 单位：W/m2
第 四
⑤各种光辐射度量单位的相互关系
章
温 光照度、辐射照度、光量子流密度等与光谱能
室
设 施
量分布密切相关，几者之间无固定的比例关系。
环 境
只有在确定的光谱能量分布情况下，才有明确的
调
节 与
相关关系。
控
施
环 境
植物生理辐射的光波长与人眼感受范围不同，同
调 节
时不同波长光的植物生理效应与人眼视觉不同，用
与
控 光照度作为植物光照的度量指标是不适宜的。
制
②光合有效辐射照度 PAR（Photosynthetically Active Radiation）
单位时间、单位面积上到达或通过的光合有效辐 射（400～700nm）的能量。