设施光环境与其调控要求
设施的环境特点及调节控制
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
（二）设施湿度环境的调节控制
除湿 加湿
减少通风、扣小拱棚
灌水加湿
四、土 壤
（一）设施土 壤环境特点
（二）设施土 壤环境的调节 控制
（一）设施土壤环境特点
气体条件
营养条件
CO2 浓度高
土壤板结
生物条件
塑料大棚 日光温室 东西方向上
南北方向上
（一）设施光照环境特点
光照度
草苫
光照时数
光质
（一）设施光照环境特点
光照度 光照时数 光质
紫外线 减少
（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
合理间距
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
（二）设施光照环境的调节控制
等待是失败的源头，行动是成功的开 始。21.1.1021.1.10Sunday, January 10, 2021
安全用电，节约用水，消防设施，定 期维护 。12:11:0912:11:0912:111/10/2021 12:11:09 PM
事故教训是镜子，安全经验是明灯。21.1.1012:11:0912:11J an-2110-Jan-21
❖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
第二章设施光环境控制精品文档
< 3780
< 1050
< 2.9
湖北省年太阳总辐射分布图 湖北省太阳能资源区划图
三联体光伏大棚侧立面图
光伏农业大棚项目单体(三联体棚)占地面积约2200m2 ，属于设 施农业示范项目。光伏高效种植大棚是利用太阳能光伏发电和 农业种植相结合，大棚内部设有植物补光灯、地源热泵、加温 和散热设备，实现农业种植的绿色、高产、高效。建筑结构为 框剪结构，结构设计使用年限为30年，建筑抗震设计类别为丙 类。屋顶太阳能组件方阵安装采用固定倾角安装形式，由于需 要保障屋顶的防水、保温，所以光伏组件采用插入式专用光伏 支架与屋面结合，缝隙处以橡胶条、密封胶填补。
我国全年太阳总辐射分布图
等级 最丰富带 很丰富带 较丰富带
一般
资源带号 I II III IV
年总辐射量（MJ/ m ） 年总辐射量（kWh/ m ）平均日辐射量（kWh/ m ）
≥6300
≥1750
≥4.8
5040-6300
1400-1750
3.8-4.8
3780-5040
1050-1400
2.9-3.8
——光照强度影响产品品质
• 根据作物对光照强度的要求可分为：
1. 阳生植物：光饱和点在6万-7万lx以上。
茄果类/瓜类的西瓜、甜瓜、番茄、茄子等均属此类。
2. 阴生植物：光饱和点在2.5-4万Lx。
-如菠菜、莴苣、茼蒿等绿叶菜类在光照充足时能良好 生长，但在较弱的光照下，生长快、品质柔嫩。
3. 中生植物：光饱和点在4-6万Lx之间。
东京地区直射光透过率的季节变化（藏田，1986）
下图表纬示度：越温大室影栋响向越对大直，射纬光度透越过低率影季响节越变小化。的我影国响北 方随地纬区度的的日不光同温而室变是化典型的单栋温室，采用东西栋向 有利于太阳光的聚集。
设施光环境控制
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光照对人体生物钟、内分 泌等生理功能有重要影响， 不合理的光环境可能对健 康产生负面影响。
光环境控制技术的发展历程
手动控制阶段
最初的光环境控制主要依靠人工 调节，如窗帘、百叶窗等。
自动控制阶段
随着科技的发展，出现了自动控 制设备，如调光器、智能照明系 统等，可以根据室内外光线变化
自动调节光照强度。
重要性
良好的光环境可以提高工作效率、保 护视力、减轻视觉疲劳，同时还有助 于调节人体生物钟，促进身心健康。
光环境对设施的影响
01
02
03
影响视觉舒适度
光照不足或过强都会影响 人眼的舒适度，导致视觉 疲劳和不适。
影响工作效率
适宜的光环境可以提高工 作效率，反之则会影响工 作效率和准确性。
影响人体健康
突出展示
利用灯光突出展示商品的特点和优势，提高商品的销售效果。
节能环保
采用智能控制的照明系统，根据商业活动的需要调节光照强度和颜 色。
公共空间光环境控制
提高安全性
合理的照明设计可以提高公共空间的安全性，如道路照明、广场 照明等。
引导人流
通过灯光引导人流，使人们更加便捷地到达目的地。
美化城市
利用灯光美化城市建筑和景观，提升城市的形象和品质。
04 设施光环境控制的应用场 景
办公空间光环境控制
调节光照强度
根据工作需要，调节办公区域的光照强度，提高 工作效率和舒适度。
避免眩光
通过合理布置灯具和调整光照角度，避免眩光对 眼睛造成不适。
节能环保
采用高效节能的照明设备，降低能耗，同时减少 对环境的影响。
商业空间光环境控制
第二章设施光环境控制
（二）光周期的生物学效应
设施栽培光照时数不足往往称为限制因子，因为 在高寒地区尽管光照度能达到，但一天的光照时 间太短，不能满足要求，一些果菜类或观花的花 卉若不进行补光难以栽培成功。
—长光性植物
—短光性植物
—中光性植物
（三）光质的生物学效应
• 光质即光的组成，对植物的生长发育有一定的影 响，但对园艺产品品质影响较大。
二、影响设施光环境的因素
（一）室外光照条件：温室内的自然光
照来自室外太阳辐射，因此在光照强度、 光谱分布以及光照周期等方面，室内光照 环境首先是受室外光照条件的影响。
（二）覆盖材料 （三）直射光入射角 （四）屋面倾斜角 （五）温室的方位角 （六）植株垄（行）向 （七）温室结构、设备的遮光
1. 室外光照强度
光质对作物产生的生理效应
紫外光 290-390nm
不同材质具有不同的特性：EVA有特别优异的耐低温性；其次是PE，含 有30%增塑剂的PVC农膜在0°C时硬化，抗拉力及耐冲击性极差。EVA 及PVC农膜不适于高温炎热的夏天应用。PVC与PE初始透光率均可达到 90%，PVC随着时间的推移，影响透光，使透光率很快下降。而PE透光 率下降速度较为缓慢。
θ=90°-β-α
北坡屋面的入射角为：
θ=90°+β-α
当温室纵向轴线沿南北向配置时，屋面的入射角为：
θ=90°-α
（四）屋面倾斜角
由前面内容可知，当温室纵向轴线沿东西向配置时， 南北坡屋面的入射角都与太阳高度角和屋面坡度有关， 为了保证有合理的透光率，入射角应在40°以下：
因此，南坡屋面的倾角β应为： θ =90°- β -α ≤40
玻璃纤维聚酯板（FRP板） 碳酸树脂板PC阳光板
设施光特点与调控管理
设施（日光温室）光照特点及调控管理万物生长靠阳光，光能够影响蔬菜的产量与品质。
设施能够为蔬菜创造良好的生长发育条件，最终实现蔬菜全年均衡供应市场。
但是由于设施条件的限制，在许多情况下，设施内光照不能满足蔬菜生长发育的最佳要求，以日光温室为例，学习光照的特点与调控管理。
（一）设施光照特点1、设施光照强度光是设施环境中的主要因子。
光照条件好坏直接影响光合作用的强弱。
光照是设施的主要热源，光照条件好，设施温度才能提高。
设施内光照强度决定于室外自然光强与设施的透光能力。
由于拱架的遮阴，薄膜的吸收与反射作用，以及薄膜内面凝结水滴或尘埃污染等影响，设施内光强小于室外。
设施内主要利用自然光照条件，利用率只有外界环境的40～60%。
主要因为建筑覆盖材料反光，骨架材料遮光。
另一方面，受山墙、后坡、防寒覆盖物（草苫子或棉被）、高棵作物和入射光角度的影响，光照强度在空间上分布不均匀，日光温室内形成东西山墙及后墙内侧的弱光区。
2.光照时数设施内光照时数随着纬度，季节、天气变化而改变，如果设计方位不合理，或者冬季覆盖草苫保温防寒，都会人为地缩短光照时数。
另外人工补光措施，可以增加光照时数，满足蔬菜对光周期的需要3.设施内的光谱成分太阳辐射是由红外光谱区，可见光谱区，紫外光谱区等组成的连续光谱。
不同波长的光在蔬菜的生长发育中所起的作用不同。
紫外光可以杀死病菌孢子，抑制作物徒长，促进种子萌发和果实成熟，提高蛋白质和维生素的含量。
可见光是光合作用的能源。
红外光不能被叶绿素吸收，但可以被吸收转化为热能，提高环境温度。
直射光（以平行光的形式到达设施内的光线）是设施内的基本能量来源。
散射光（从不同方向投射到棚室上的光）对设施蔬菜生长的重要作用不容忽视。
散射光中蓝紫光线多，而蓝紫光具有强光合作用。
多云或阴天，早晨或傍晚，阳光被大量散射，利用这些散射光能对设施蔬菜生产十分重要。
设施栽培中，由于透明覆盖材料的光学特性，促使进入设施内的光质发生变化。
设施的环境特点及调节控制概述(ppt28张)
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
合理施肥 洗 盐 地面覆盖 生物除盐 土壤耕作
五、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
（二）设施气体环境的调节控制
夜间垂 直温度 变化
高 低
白天垂 直温度 变化 夜间水平 温度变化 白天水平 温度变化
24（时）
气
相关因素
日变化 空间分布
温
微风
温度低于外界
逆温现象
地温变化
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。 垂直分布
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
1、想要体面生活，又觉得打拼辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？人生的道理很简单，你想要什么，就去付出足够的努力。 2、时间是最公平的，活一天就拥有24小时，差别只是珍惜。你若不相信努力和时光，时光一定第一个辜负你。有梦想就立刻行动，因为现在过的每一天，都是余生中最年轻的一天。 3、无论正在经历什么，都请不要轻言放弃，因为从来没有一种坚持会被辜负。谁的人生不是荆棘前行，生活从来不会一蹴而就，也不会永远安稳，只要努力，就能做独一无二平凡可贵的自己。 4、努力本就是年轻人应有的状态，是件充实且美好的事，可一旦有了表演的成分，就会显得廉价，努力，不该是为了朋友圈多获得几个赞，不该是每次长篇赘述后的自我感动，它是一件平凡而自然而然的事，最佳的努力不过是：但行好事，莫问前程。愿努力，成就更好的你！ 5、付出努力却没能实现的梦想，爱了很久却没能在一起的人，活得用力却平淡寂寞的青春，遗憾是每一次小的挫折，它磨去最初柔软的心智、让我们懂得累积时间的力量；那些孤独沉寂的时光，让我们学会守候内心的平和与坚定。那些脆弱的不完美，都会在努力和坚持下，改变模样。 6、人生中总会有一段艰难的路，需要自己独自走完，没人帮助，没人陪伴，不必畏惧，昂头走过去就是了，经历所有的挫折与磨难，你会发现，自己远比想象中要强大得多。多走弯路，才会找到捷径，经历也是人生，修炼一颗强大的内心，做更好的自己！ 7、“一定要成功”这种内在的推动力是我们生命中最神奇最有趣的东西。一个人要做成大事，绝不能缺少这种力量，因为这种力量能够驱动人不停地提高自己的能力。一个人只有先在心里肯定自己，相信自己，才能成就自己！ 8、人生的旅途中，最清晰的脚印，往往印在最泥泞的路上，所以，别畏惧暂时的困顿，即使无人鼓掌，也要全情投入，优雅坚持。真正改变命运的，并不是等来的机遇，而是我们的态度。 9、这世上没有所谓的天才，也没有不劳而获的回报，你所看到的每个光鲜人物，其背后都付出了令人震惊的努力。请相信，你的潜力还远远没有爆发出来，不要给自己的人生设限，你自以为的极限，只是别人的起点。写给渴望突破瓶颈、实现快速跨越的你。 10、生活中，有人给予帮助，那是幸运，没人给予帮助，那是命运。我们要学会在幸运青睐自己的时候学会感恩，在命运磨练自己的时候学会坚韧。这既是对自己的尊重，也是对自己的负责。 11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。 12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。 13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。 14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过......但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。 15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。 16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。 17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。 18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。 19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。 20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其 实都是祝愿。
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. 学会设施光照环境的特点及其调控措施:2. 学会设施富度环境的特点及其调控措施:3. 学会设施湿度环境的特点及其调控措施:4. 学会设施气体环境的特点及其调控措施:5. 学会设施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. 能在灾吿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、退度、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。
日光盪室在建遗前要考虑结构的优化设计以创遗良好的环境条件，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。
但溫室的环境条件调控十分复杂，一方面各环境条件之问相互彩响、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，透入盪室的多，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彩响到作物光合作用的强弱，从而明显彩响到产呈的高低。
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彩响园艺作物的光合作用强度，在一定国（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，如番茄毎平方米褛受lOOmJ的产量为2・0「2・65kg/ni2,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彩响外，对花色亦有彩响，这对花卉设施栽培尤为重要。
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
设施光环境调控技术与应用
满足市场供应或其他需求。
一、改进园艺设施结构，提高透光率。
1、合适的建筑方位：根据当地自然环境，如地理 纬度，海拔高度，周边环境等来进行科学合理的 规划与设计。 2、合理的温室结构：设计好后屋面仰角，前屋面 与地面交角，从生产实践证明，拱圆形屋面采光 效果最好。
3、减少结构和设备的遮阳率：在保证温室 结构强度的前提下，尽量少用细材，以减 少骨架遮阴，钢材骨架可取消立柱。 4、适宜的透光覆盖材料。
二、改进管理措施
1、保持透明屋面干洁 外表面经常清扫，内 表面经常放风，减少结露。 2、在保温前提下，尽可能早揭晚盖外保温覆 盖材料，增加光照时间。 3、合理密植，合理安排种植行向。
4、加强植株管理：黄瓜，番茄等高秧作物及时 的整枝打杈，及时吊蔓或插架，盛产期及时的 摘除老叶，或过多的片防止上下相互遮阴。 5、地膜覆盖：有利于地面反光 6、光质调节：根据作物对光质的要求，选择透 射的光谱波段应有益于该种植物生长与开花结 果的材质。如紫色膜对紫外光、紫光透过率高， 有利于茄子果实的着色和提高品质。
三、遮光调节
1、遮光的主要目的：
（一）减弱保护地内的光照强度； （二）降低保护地内的温度。
2、遮光的主要形式
（一）光合遮光调节 （二）光周期遮光调节。
强光和高温会降低光合速率，抑制光合作用， 采用有一定遮光率的遮光材料．减弱光照强度， 有效降低温度，提高光合作用速率。
短光性作物并不需要曰照时间过长，需要用 周期遮光的措施延长暗期，缩短日照时间，以利 发育良好或提早开花、促进早熟。谢谢来自设施光环境调控技术与应用
赵康
设施光环境包括光照强度、光照时数、光质、光照分布 等，光环境调控是设施农业中仅次于热环境调控的另一重要
措施。“有收无收在于温，收多收少在于光”。
园艺设施光环境及调控
光环境的综合作用
光环境对植物生长的影响是多方面的，包括光合作用、植物形态建成、 色素形成等。
光环境对植物的生理生化过程也有重要影响，例如影响植物激素的合成 和代谢等。
光环境与温度、湿度等环境因素相互作用，共同影响植物的生长和发育。 因此，在园艺设施中需要综合考虑各种环境因素，进行综合调控。
03
光环境对园艺植物的影响
02
园艺设施光环境的构成
自然光
自然光是园艺设施中最重要的光源，它能够提供植物所需的光合作用能量，促进植 物生长和发育。
自然光的强度和光谱成分会随着季节和地理位置的变化而有所不同，因此需要根据 实际情况进行适当调控。
自然光的利用可以通过合理的设计和布局来实现，例如采用透明覆盖材料、反射板 等手段，提高园艺设施内的光照水平。
蓝光与紫外光的调控
光质的调节设备
蓝光和紫外光对植物的形态建成和生理过 程具有重要作用，合理调控蓝光和紫外光 的比例，可提高植物的抗性和品质。
采用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ效的光质调节设备，如LED灯具等， 可实现精确的光质调控，以满足不同植物 生长的需求。
05
光环境调控的实际应用
温室园艺中的光环境调控
温室园艺是园艺生产的重要方式 之一，光环境调控对于温室园艺
的产量和品质具有重要影响。
通过调整温室内的光照强度、光 质和光周期等参数，可以促进植 物的光合作用、生长和发育，提
高产量和品质。
光环境调控的具体措施包括使用 LED灯、遮阳网、反光膜等设备 和技术，以达到最佳的光照效果。
植物工厂中的光环境调控
植物工厂是一种高度洁净的生产 环境，通过人工光照和环境控制 技术实现植物的全年连续生产。
光质调控的精细化
深入研究不同光质对植物生长的影响，实现 光质的精细化调控，提高植物生长质量。
设施光照环境及其调控
强 度
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— —
— ○
●
◎ —
— —
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◎
○ —
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●
外 覆 盖
中 小 棚 防 雨
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◎ ◎
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○ ○
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内覆 盖
固 定 移 动
地膜 覆盖
遮阳 浮面 覆盖
—
— ●
◎
◎ —
●
● ◎
—
— —
●
— ◎
影响光照环境的因素
结构、形状
帘子的揭盖时间；
种植密度； 地膜的覆盖； 反光幕的应用。
骨 架 结 构
透明覆盖物 方 位
农 事 操 作
二、光照对作物生长发育的影响
光照强度
类别
光照时数
涵义
光质
代表植物
蔬菜 花卉
2年生花卉 宿根花卉 球根花卉 木本花卉 仙人掌类
果树
葡萄 樱桃 桃
阳性植物
对光照强度要求高，光饱和点在6～ 7万lx。必须在完全的光照下生长， 不能忍受长期荫蔽环境，一般原产 于热带或高原阳面。
第二章 设施农业的光照环境及调控
农业设施的光照环境特点
光环境对作物生育的影响
农业设施光照环境的调节与控制
园艺设施光照环境的调控
三、从栽培技术角度考虑，改善透光率。
（一）栽培畦向—以南北行向受光均匀
（二）合理密植 （三）植株调整 （四）设施专用品种 （五）地膜覆盖、张挂反光幕、墙内表面涂白
小 结 §1 园艺设施光照环境 的调控
一、从设施本身及农业工程的角度，提高透光 率。
二、从管理的角度，改善透光率。 三、从栽培技术的角度，改善透光率。
单屋面温室
一、从设施本身及农业工程的角度，提高透光率。 （一）选择适宜的建筑场地、合理的建造方位 （二）屋面坡度 （三）透明屋面形状
（四）骨架材料
（五）选用透光率高且透光保持率高的透明覆盖材料
二、从管理角度考虑，改善透光率。
（一）冬季内外覆盖材料尽量早揭晚盖 （二）保持透明屋面干洁 （三）高温季节遮阳 内遮阳、外遮阳、玻璃面涂白、屋面流水等。 （四）人工补光----调节光周期，补充光合作用能源。 对电光源的三点要求： 有一定的强度； 光强有一定的可调性； 有一定的光谱能量分布。 电光源的种类：白炽灯、荧光灯、生物效应灯。
设 施 园 艺控
第一节 园艺设施光照环境 的调控
“万物生长靠太阳”
一、从设施本身及农业工程的角度，提高透光 率。
二、从管理的角度，改善透光率。
三、从栽培技术的角度，改善透光率。
一、从设施本身及农业工程的角度，提高透光率。 （一）选择适宜的建筑场地、合理的建造方位
1. 南面开阔、无遮荫的平坦地块。 2. 建造方位 日光温室 东西延长坐北朝南 塑料棚 冬季生产为主 东西延长 春、秋为主或全年栽培 南北延长 连栋温室 冬至 南北延长 分布均匀 东西延长 总量大 春分 南北延长光量比东西延长的多 夏至 差异不大
一、从设施本身及农业工程的角度，提高透光率。 （一）选择适宜的建筑场地、合理的建造方位 （二）屋面坡度
设施园艺 光照及其调控措施
设施园艺光照及其调控措施光照是温室蔬菜制造养分和生命活动不可缺少的能源条件，也是形成温室小气候的主要因素。
温室内光照条件的好坏主要取决于光照强度、光照时数、光质和光照分布等几个方面。
目前光照控制存在的主要问题有:由于结构不合理造成的室内光照不足;为防止棚温下降而迟揭草苫、早盖草苫，使通风光照时间缩短，无增光措施，不能及早清除棚膜上的尘土、露水等;由于季节性的原因，在保护地蔬菜栽培中，冬季、早春光照弱、光照强度低，时间短，光质差。
因此应合理调控保护地设施，根据季节的变化来控制室内的光照条件，以保证光合作用正常进行。
1选用合适的栽培品种，进行合理布局并采用优良的栽培技术在栽培中应选用耐低温、抗病虫、对光照要求不严格的品种。
瓜类嫁接育苗，以使作物适应环分布不均匀，应把喜光的蔬菜安排在南侧的强光区，耐荫的蔬菜种在后坡下的弱光区，畦向以南北向为宜。
种植方式可以采用高矮搭配，喜光耐荫主副行搭配合理的蔬菜布局。
加强植株调整，适当喷施植物生长调节剂，也有利于提高植株的抗弱光逆境能力。
2采用合理的方位、朝向，确保保护地内的温光条件①进一步改进保护地设施的优化结构，提高采光保温性能一个好的温室，首先要能充分利用太阳能，既能充分利用太阳直射光，又能充分利用散射光。
所以在建造时，应注意建在背风向阳，周围无高大建筑物遮荫的地方。
在保持原有采光、保温性能的基础上，适当增加高度及跨度。
如节能型日光温室，由于加大了采光角度，室内光照状况得到提高。
单坡面大棚及阳畦的方位，应坐北朝南，使其在冬季接收最大日光量。
而拱棚以春早熟和秋延迟生产为主时，以南北延长为宜。
尽力增加采光面的倾斜度，因为角度越大，冬季日光射人量越多，设施内光照条件越好。
尽量减少设施内的支柱、拱架、拉杆的数量，或采用悬梁吊柱式结构，节约材料，以减少设施内遮荫面积，改善光照条件。
②选用透光率高、无滴持效期长的棚膜，并注意膜的清洁，延长使用年限，改善透光性能蔬菜保护地设施的透光覆盖物的质地直接影响设施内的光照强度和光质，所以必需选用合适的棚膜。
设施光环境与其调控要求
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2500 辐射能（W/m2.mm）
6000K黑体辐射
2000
大气层外缘
1500
地面
1000
500
植物光合有效辐射(生理辐射)
300～780nm —— 对植物生理 产生作用的光辐 射波长范围
400～720nm —— 产生植物光 合作用的光辐射 波长范围，一般 在 400 ～ 700nm 的 范围计量
mmol/m2.s
16.8 (16)
对应的太阳 总辐射照度
W/m2
10
k lx数 ×4 ≈ W/m2 W/m2 ×4 ≈ mmol/m2.s
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3.光照强度与植物光合作用
光照对植物的作用： ▪ 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
光合作用产生的物质正好抵偿 呼吸作用的消耗，植物吸收的 CO2 与 放 出 的 CO2 相 等 ， 这 时 的 光强量值称为光补偿点。
• P730占优势时，可促进长日照植物、抑制短日照植物的生长发育。
• P660对660nm波长的红光吸收敏感，经一定时间的光照或660nm的光
照射，R660可转变为P730；
• P730对730nm的远红光吸收敏感。 P730经一定的暗期或730nm的辐射
照射，可转变为R660。
连续明期
660nm光照
14
各种光照度量单位的相互关系
光照度、辐射照度、光量子流密度等与光谱确定的光谱能量分布情况下，才有明确的相关关系。
一般天气自然（太阳）光照情况下几种光照度量单位的近似换算关系
光照度 1 klx ≈
光合有效 辐射照度
W/m2
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。
设施光照环境及其调控
方
位
农事操作
屋面坡度、单栋或连栋等
A．单栋温室或塑料棚：
冬季生产为主时，对单栋的温室、塑料棚、双屋面而 言，则应以东西延长、坐北朝南为优。
B．连栋温室：
连栋温室采用单元尺寸、总体尺寸两种方法 描述温室的建筑尺寸。
温室的单元尺寸：主要包括跨度、开间、 檐高、脊高等。
温室的总体尺寸：主要包括温室的长度、 宽度、总高等。
2.改进栽培管理措施
（1）保持透明屋面干洁 （2）在保温前提下，尽可能早揭晚盖外保温 和内保温覆盖物，增加光照时间。
（3）合理密植，合理安排种植行向，尤其是北 方单屋面温室更应注意行向。 （4）加强植株管理， 黄瓜、番茄等高秧作物及 时整枝打杈，及时吊蔓或插架。进入盛产期时还 应及时将下部老叶摘除，以防止上下叶片相互遮 荫。
光质
• 垂直方向 由上向下递减 • 水平方向
– 日光温室 – 塑料大棚
➢日光温室内的光照
日光温室中的光比大棚中的光在分布
上更不均匀，是由于后墙、后坡、东、
西墙的遮阴。冬天温室的入射光要比夏
天多一些，而分布也比夏天均匀些。
（这是按照设计温室的要求，即冬天是
光入射最多以确保此时得到充足的热量
的要求）
中线以南为强光区， 以北光照相对弱
后坡遮荫
西墙下午遮荫 东墙上午遮荫
➢大棚内的光照
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。
在一般情况下大棚内的光照强度为外界自 然光照的40～60％。
光照的季节性变化
大棚内地表光照的季节变化
70
绝对照度（kLux)
60
透光率（%）
50 40 30 20 10
光环境调控
作物的优质高产栽培中，具有决定的影响。
根据作物的种类及生育阶段，通过一定的 措施，调节光照条件，创造良好的光照环 境，以提高作物的光合效率。
随着科学技术的进步以及农业与生物产业 的快速发展，植物对有效光的利用已经突 破单纯依靠太阳光的限制，人工光源代替 或补充自然光源的不足已经成为环境控制 植物生长发育的重要手段
波长具体
发光效率高 光量可调性 光质可调性
LED不仅能够促进植物的生长发育、缩短培养周期， 而且能够降低能耗，减少成本，是替代传统光源的 理想光源。 LED在设施农业中具有广阔应用前景。
设施栽培是实现农业现代化的重要途径， 具有丰富的内涵和科技含量，越来越显示出 了强大的生命力和广阔的发展前景。
常用人工光源:
白炽灯：红外线，可见光比例小，发光效率低，辅 助光源 荧光灯：低压气体放电灯，光谱性能好，使用寿命 长，光周期补光 金属卤化物灯：新型光源，效率高、光色好、寿命 长，高强度光源 高/低压钠灯：产热量小，更易接近作物
新型半导体光源:发光二极管(LED)
体积小 质量轻 寿命长
二、设施环境的调控技术
1. 光环境及其调控
2. 二氧化碳环境及其调控 3. 温度环境及其调控 4. 湿度环境与调控
三、设施光环境的调控技术
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，尤其对喜光园艺
光环境光环境及其调控及其调控二氧化碳二氧化碳环境及其调控环境及其调控温度温度环境及其调控环境及其调控湿度湿度环境与调控环境与调控光环境光环境对温室作物的生长发育产生光效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应热效应和形态效应直接影响其光合光合作用光周期反应和器官形态的建成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对喜光园艺设施园艺作物的生产中尤其对喜光园艺作物的优质高产栽培中具有决定的影响
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40 40000
60 60000
波长(mm)
80 80000
100
100000 (nm)
9
波长范围
不同波长的光热辐射对植物及环境的作用
(
紫 外 太光 阳 辐 射可 短见 波光 辐 射 ） 红 外 光
300nm以下
①对于多数植物，具有杀伤作用，可能导致植物气孔关闭， 影响光合作用，增加病菌感染。
教学重点及难点：
（1）教学重点是光环境的构成、影响因素、调节技术及变化规律。 （2）教学难点是设施光环境调节技术。
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2
第一节 设施光环境特征
一、太阳辐射的光谱能量分布 二、太阳辐射强度 三、设施光环境特点
（一）光照强度 （二）光照时数 （三）光质 （四）光分布
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4
Importance of light for plant life
Thermal effects Photosynthesis Photomorphogenesis (flower development,
etc.) Morphology (phototropism, heliotropism, etc.) Mutagenesis
duration of light period Morphology -- Light quality, Direction of light Mutagenesis --Light quality
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一、太阳辐射的光谱能量分布
g 射线
紫外线 可见光 红外线 X射线
无线电波
设施光环境和其调控要求
基本内容：
（1）设施光环境特征 （2）作物对光环境的要求 （3）设施光环境的调节技术及设备
基本要求：
（1）掌握设施光环境的构成、影响因素、调节技术及设备。 （2）理解不同设施环境光的变化规律及与其他因素的关系 （3）了解作物对光环境的要求、光环境调节设备的发展现状与趋势
植物生理辐射的光波长与人眼感受范围不同，同时不同 波长光的植物生理效应与人眼视觉不同，用光照度作为 植物光照的度量指标是不适宜的。
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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
四、影响设施光环境的因素
（一）覆盖材料 （二）直射光入射角 （三）屋面倾斜角 （四）温室的方位角 （五）植株垄（行）向 （六）温室光环境季节的变化
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Keywords
Radiation: electromagnetic wave
Light： Radiation with wavelengths in a range of 1 nm to 1 mm. Visible radiation (380 - 780 nm, approximately) in a practical definition.
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（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）
人眼视觉对555nm黄绿光最敏感，以该波长光为基准， 对可见光380～760nm范围内的不同波长光按人眼的感觉 区别计算。
②加速塑料覆盖材料老化
300～400nm
有利植物的成形与花、果着色、维生素C形成
400～720nm 720～1000nm
①植物光合作用 400～510nm蓝紫光 植物吸收率高，光合作用强，有利植
物成形。 510～610nm绿光 植物吸收率及光合作用效率较低。 610～720nm红橙光 植物吸收率高，光合作用强，一些条
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2500 辐射能（W/m2.mm）
6000K黑体辐射
2000
大气层外缘
1500
地面
1000
500
植物光合有效辐射(生理辐射)
300～780nm —— 对植物生理 产生作用的光辐 射波长范围
400～720nm —— 产生植物光 合作用的光辐射 波长范围，一般 在 400 ～ 700nm 的 范围计量
10-8
10-6
10-4
10-2
1
102
104
106
电磁波谱
太阳辐射 热射线
波长( mm )
可见光：0.38～0.76 mm 太阳辐射：0.2～3 mm（占太阳辐射能总量99%） 常温物体的辐射：3～100 mm 热射线：0.1～100 mm
1mm（毫米）=1000mm（微米）＝1000000nm（纳米） 1mm （微米）=1000nm（纳米）
件下具有较强的光周期作用。 ②提供辐射热量
影响植物伸长，700～800nm辐射称为远红光，对光周期及种子形 成有重要作用，并控制开花及果实颜色。
1000～3000nm
提供太阳辐射热量。
3000～80000nm
常温物体的热辐射，散失温室内热量。
长波红外
辐202射0/11/25
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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 光照环境的要素 光合作用 —— 光照强度量 光周期现象 —— 光照时数 光合有效辐射，不同光谱对植物的作用 —— 光质
射（400～700nm）的能量。 单位：W / m2
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Importance of light for plant life
Thermal effects --Light intensity (quantity) Photosynthesis --Light intensity (quantity) Photomorphogenesis -- Light quality,
00
500
1000
1500
2000
380
7Байду номын сангаас0
紫外线 可见光
红外线
8.7% 43.0%
48.3
太阳辐射光谱
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波长（nm）
2500
3000
8
40 辐射力
(W/m2mm)
30
20
10
0 0 0
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20 20000
黑体常温下的热辐射波谱
300K ( 27℃ )
常温物体的热辐射约在 3～80 mm之间