设施内光环境调控
3-1光照环境特点与调控技术
3 . 塑料小棚与改良阳畦，光照时数较 前两者更少。
我国主要区域光照资源情况表
地区 西北地区 青藏高原 内蒙地区 西南地区 东北地区 华北地区
年总辐射量 130~150 200 130~170 120~150 100~130 110~120 2 (kcal/cm ) 年日照时数 2600~300 2800~300 3300 3000~3300 1800~2000 2000 0 0 （h） 日照百分率 60~70 75~80 70~75 60 60~70 40~50 （%） 一月平均气 5~-10 -20 以下 -6~-20 12~14 -6~-30 0~-12 温（℃） 七月平均气 20℃以下 20℃ 20~24℃ 20~24℃ 20℃以上 26~28℃ 温（℃） 日照丰富 日照充足 日照丰富冬 冬暖夏凉 冬季寒冷 冬冷夏热 特征 冬寒夏热 冬冷夏凉 寒夏干燥 湿度大 风雪压大 风雪压小
720-610nm
610-510nm 510-400nm 400-320nm
光合作用最强，具有强的光周期作用
光合效率低 强的光合作用与成形作用 成形与着色
2.设施内光质的分布与光照相似
蓝光
红光
红光 蓝光 UVA光 远红光
对照
UVB
三 设施光环境的调控
1.
（一）概念
绿色植物吸收的波长与人眼所感觉的波 长范围并不一 致，故用辐射能通量密度能更 客观地反映“光”对植物的作用 辐射能通量密度：单位面积单位时间内接受 的光照强度的多少
建筑的方位、结构形状、宽度、高度和长度 （1） 建筑方位 北纬45-35•以东西延长温室为好 单屋面温室 坐北朝南采光充分 中高纬度地区以南北延长的设施为 好 冬季生产为主的以东西延长走向的为好 双屋面 春秋或常年栽培以南北延长的为好
园艺设施光环境及调控电子教案
光
率
2.直射光的透光率（Td)
• 依纬度、季节、时间、温室建造方位、单栋或
连栋、屋面角和覆盖材料的种类等而异。
• 构架率：简易管棚<Venlo型玻璃温室<普通钢架
玻璃温室
• 屋面直射光入射角的影响
• 覆盖材料的光学特性
三、遮光调节
•遮光的目的 1、减弱保护地内的光照强度 2、降低保护地内的温度
•遮光的方法 1、覆盖各种类型的遮阴物 2、玻璃屋面涂白 3、玻璃屋面喷雾
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。
短光性作物不需要日照时间过长，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
结束语
谢谢大家聆听！！！
16
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，常清扫透明覆盖材料 2、在保温前提下，早揭晚盖不透明覆盖材料， 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 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 的光谱波段来自益于该种植物生长与开花结果的 材质
• 温室的结构方位的影响
影响透光率的因素
东西单栋温室透光率随屋面角的增大而增大。
东西连栋温室，则随着屋面角增大到约30度时透光 率达到最高值，再继续增大则透光率又迅速下降，这 是由于屋脊升高后，直射光透过温室时要经过的南 屋面数增多了。
第二章设施光环境控制精品文档
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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
设施环境调控技术计算方法
设施环境调控技术计算方法随着现代科技的发展，设施农业逐渐成为农业生产的重要组成部分。
设施环境调控技术作为设施农业的核心技术之一，对于提高农产品的产量和质量具有重要意义。
设施环境调控技术的基本原理是通过调节设施环境中的光照、温度、湿度、CO2浓度以及其他环境因素，使得植物能够在最适宜的环境条件下生长。
而要实现这一目标，就需要进行相关的计算方法。
首先，针对光照环境的调控，我们可以利用数学模型来预测设施内的光照强度分布。
通过测量光源的光强分布和设施内植株的位置信息，可以建立一个数学模型来描述光照的空间分布。
同时，还可以利用光度计等仪器对设施内的光照强度进行实时测量和监控，根据测得的数据来调整光照的强度和分布，以满足不同作物的生长需求。
其次，对于温度和湿度的调控，我们可以利用传热传质理论来计算设施内的温度和湿度分布。
传热传质理论是研究传热传质过程的基本理论，通过热量传导、对流和辐射传热的计算，可以得到设施内不同位置的温度分布。
同时，湿度的计算可以通过湿空气的传质计算来实现，根据设施内的温度、湿度和通风速率等参数来计算湿地的浓度分布。
此外，CO2浓度的调控也是设施环境调控的重要内容之一。
CO2浓度对植物的光合作用有重要影响，尤其是在光照不足的情况下，提高CO2浓度可以促进植物的光合作用和生长速度。
设施内CO2浓度的计算可以通过测定设施内的CO2浓度和通风速率等参数，再结合传热传质理论来实现。
总之，设施环境调控技术的计算方法涉及到光照、温度、湿度和CO2浓度等多个方面。
通过数学模型、传热传质理论以及实时测量和监控等手段，我们可以对设施内的环境进行准确的计算和调控。
这些计算方法的应用可以为设施农业的发展提供科学依据，提高农产品的产量和质量，推动农业生产的可持续发展。
请写出设施温光水气调控技术以及设施土壤环境调控技术
请写出设施温光水气调控技术以及设施土壤环境调控技术
设施温光水气调控技术主要指的是温室内的温度、光线强度、水分和空气流通等环境参数的调控技术。
这些技术包括：
1. 温度控制技术：通过温室内的恒温器、加热设备、通风设备等设备对温室内温度进行控制,实现温度的调节和控制。
2. 光照强度控制技术：利用遮阳、补光等技术调节温室内的光照强度,提高植物的光合作用效率,促进植物的生长发育。
3. 水分调节技术：通过雨水收集系统、水肥一体化喷灌系统、自动滴灌系统等技术对温室内的水分进行调节,保证植物在适宜的湿度下生长。
4. 空气流动控制技术：通过设置通风设备、空气循环设备等设施来控制温室内空气的流通,保持温室内空气的新鲜,提高植物的生长效率。
设施土壤环境调控技术主要是指通过控制土壤中的温度、湿度、氧气含量、盐碱度和营养物质含量等参数实现作物生产的调控。
这些技术包括：
1. 土壤温度调控技术：通过控制土壤加热、保温等措施对土壤温度进行调节和控制,提高作物的生长效率。
2. 土壤水分调节技术：通过喷灌、滴灌等技术对土壤中的水分进行调节控制,保证植物在适宜的湿度下生长。
3. 土壤通气控制技术：通过加设排水设施、通风设施等对土壤中的氧气含量进行控制,保持作物根系良好的通气状态。
4. 土壤盐碱度调控技术：通过施加改良剂、定期排盐等技术对土壤中的盐碱度进行调节和控制,提高土壤的肥力。
5. 土壤养分调控技术：通过施加有机肥、化肥等技术对土壤中的营养物质进行调节和控制,提高植物的生长效率。
设施农业-光照及其调控措施
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。
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2、阴性植物：适合于光照不充足或散射光条 件下生长的花卉。不能忍受强光直射，一般 在庇荫度50%以上的弱光下，才能正常发育。 如观音莲、螟叶秋海棠、花叶芋、熏粉叶、 肾蕨、天鹅绒竹芋等。
3、中性植物：在光照充足条件下生长最 好，稍受庇荫时生长也不致减弱的花卉。 如扶桑、报春花、新几内亚凤仙、天竺 葵、比利时杜鹃等。
光照时数 光分布
光环境作用
• 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。
温室内的光环境所具有不同的特征：
• 1. 总辐射量低，光照强度弱。 2.辐射波长组成与室外有很大差异。 3.光照分布在时间和空间上极不均匀。
3.红外线
• 红外线是红光以外的不可见光。它是一种 热源，可察觉它的存在，能增高地温和气 温，提供花卉生长环境所需要的热量。
园艺设施光照环境的调节与控制
• （一）、影响园艺设施光照环境的因素 • 1、园艺设施的透光率 • 2、覆盖材料的透光特性 • 3、污染和老化对透明覆盖材料透光性的影
响 • 4、园艺设施结构与透光率的关系
• 1、长日照花卉：以原产温带或寒带的花卉为多， 一般每天需要12小时以上光照才能开花。如北方 春夏季开花的金鱼草、碗莲等。
• 2、短日照花卉：包括多数原产热带、亚热带的花 卉，每天光照少于12小时的条件下才能孕蕾开花。 如北方秋冬开花的一品红、菊花等。
• 3、中日照花卉：该类花卉的孕蕾开花对日照要求 不严，黑夜长短对形成花芽无明显的影响。如香 石竹、仙客来、矮牵牛、天竺葵、石竹等。
光质的调控
• 光照处理与红光和远红光关系很大，通常利用白 炽灯就富含这两种光波。温室利用自然光的场合， 由于覆盖材料的不同，各种光波域的透过率也不 相同。最近以聚丙烯树酯为原料的薄膜中混入能 遮断红光和远红光的色素制成的转光膜，可调节 室内600~700nm的红光和700~800nm的红远光的 光量子比，控制茎节的伸长。
• 覆盖好，月季花 的着色与紫外线也有关系，同时温室草莓、甜瓜 栽培放蜂传粉的话，用除去紫外线的薄膜覆盖会 影响蜜蜂传粉，但能抑制蚜虫的发生，并促进茎 叶的伸长。
Thank U
光环境调控对作物的影响及具体措施。
• 俗话说“万物生长靠太阳”，这就是说， 阳光是一切作物赖以生存、生长和发育的 最基本条件，大多数作物都还是需要光线。 只是不同种类的作物对光质、光照强度和 光照时间的要求不同。
（一）园艺作物对光照强度的要求
• 根据植物对光照强度的要求不同，常分为 三类：
• 1、阳性植物：一般在较强的光照下才能生 长健壮，在光照充足的条件下生长发育和 开花。如一、二年生草花及月季、菊花、 茉莉、碗莲、一品红等。
②采用合理的屋角面 ③温室构架选材上尽量选结构比小而强度的
的轻量纲铝骨架材料，以减少遮光面。 ④注意建造方位。
（3）加强设施的光照管理
① 经常打扫，清洗，保持屋面透明覆盖材料的高 透光率。
② 在保持室温适宜的前提下，设施的不透明内外 覆盖物尽量早揭晚盖，以延长光照时间增加透 光率。
③ 注意作物的合理密植，注意行向，扩大行距， 缩小株距，增加群体光透过率。
设施内光环境调控
• 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。
• 设施内的环境因子：光、温、水、 气、土壤及营养元素等。
光环境：
光照强度 光质
• 利用花卉开花需要光照时间长短的特性，可以人 为地控制花期，使花卉提早或延迟开花，以达到 全年供应商品盆花。
（三）光质对园艺作物的影响
• 一、光质：花卉的生长发育是在日光的全光谱下 进行的，不同光谱对花卉的光合作用、色素形成、 向光性、形态建成的诱导等影响是不同的。
• 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。
（二）园艺设施光照环境的调节与控制： 1、改进园艺设施结构 2、选择适当的设施覆盖材料 3、改进管理措施 4、人工补光
光量的调控
• 1.遮光：有多种覆盖材料可用来内覆 盖或外覆盖进行遮光。
• 2.人工补光 • 3.提高温室内光照透过率： • （1）选择适宜地区
（2）改善设施的透光率
①选用透光性好、防尘、抗老化、无滴的透 明覆盖材料，透紫外光多，长波红外辐射 少。
长日照处理：长日照处理采用补光处理，如菊花电照处理 可延长秋菊开花期至冬季三大节日期间开花，实现反季节栽 培，增加淡季菊花供应，提高效益。而草莓电照栽培，可阻 止休眠或打破休眠，提早上市。补光强度、方法依作物种类 而异。一般长日照处理用照度几十勒克斯即有效，光源多以 每平方米5~10W的白炽灯。
照明方法有以下几种：从日落到日出终夜照明，日落后 4~8h连续照明；黑夜中插入连续照明2~5h；黑夜中2~5h中 间间歇明暗反复操作，即在1内点灯数分钟至20h，如此反复 点灭，与连续长日处理效果相同。
1.可见光
• 可见光是花卉进行光合作用的能源。花卉 叶绿素对太阳光中吸收最多的是红橙光和 蓝紫光，而绿光几乎全被反射，故叶橙绿 色。为了培育优质花卉幼苗，用浅蓝色乙 烯塑料覆盖育苗比白色薄膜为好，例如兰 花在蓝光下生长快而健壮。
2.紫外线
• 紫外线是紫光以外的不可见光，不能透过普通玻 璃。波长较长的紫外线，能促进种子发芽和有利 于花朵着色。例如生长在云南（海拔较高）的山 茶花的花色特别艳丽。而波长较短的部分既能抑 制花卉徒长，又能杀死病菌，提高种子发芽率。
（二）园艺作物对光照时数的要求
• 影响花卉生长发育的光照时间，是指在一天中从 日出到日落，太阳所照射的时间。昼夜长短交替 变化的规律，称为植物光周期现象。在自然条件 下，春天开兰花，秋季开菊花，主要是受光周期 的影响。光周期：一天中受光时间长短受季节、 天气、地理纬度等的影响。
根据花卉对光周期的反应可分为3类：
④ 张挂反光幕和玻璃温室屋面涂白等增加室内光 分布均匀度，夏季涂白，可防止升温。
光照长度的调控
• 短日照处理：短日照处理采用遮光率为 100%的遮光幕覆盖，如菊花和一品红，使 其17时至次日18时处于黑暗中，一品红40d 左右即可开花，菊花50~70d即可开花。在 段日照处理前，枝条应有一定的长度，并 停施氮肥，增施磷钾肥，以使组织充实， 见效会更快。