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
< 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。
《设施光环境控制》课件
2
工业生产
设施光环境控制技术在光伏发电和LED照明中应用，可以提高能源利用效率，促 进绿色经济发展。
设施光环境控制的未来发展
智能化控制
设施光环境控制技术将会 更加智能化，能够实时监 测和调节环境参数，提控制技术需要 更加注重可持续发展，减 少能源和资源的消耗，保 护环境。
设施光环境控制
# 设施光环境控制 掌握环境控制技术，打造最佳作物生长环境。
什么是设施光环境控制
设施光环境控制是一种通过调节光照、温度、湿度、CO2等环境参数来创造适 宜作物生长条件的技术。它对于提高农业和工业生产效率具有重要意义。
设施光环境控制的成分
光源控制
通过调节光的强度、光的周期和光的谱成分来控制环境，提高作物产量和质量。
生态环境保护
设施光环境控制技术也需 要更加注重生态环境保护， 保护生态系统和生物多样 性。
结语
总结回顾
设施光环境控制技术是 提高农业和工业生产效 率的重要手段。
展望未来
设施光环境控制技术的 智能化和可持续发展是 未来发展的方向。
感谢观看
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环境控制
通过调节温度、湿度、CO2、氧气等环境参数来创造适宜的作物生长环境。
设施光环境控制的技术手段
光源技术
LED光源可以根据作物生长需要调节光的强度 和周期。
环境控制技术
通过温室技术、通风技术和水肥一体化技术来 创造适宜作物生长环境。
设施光环境控制的应用
1
农业生产
设施光环境控制技术在蔬菜、水果、花卉种植中广泛应用，可以改善生长环境， 提高产量和质量。
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
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。
设施光环境与其调控要求
2020/11/25
7
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
2020/11/25
15
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
教学课件第二节设施的环境特点及调节控制
病菌虫卵多
聚积各种成分
（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
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
夹心墙 苯板
防寒土
（二）设施温度环境的调节控制
保温措施 降温措施
放风筒
筒状通风
逐渐加大通风量 反复多次进行 早晨揭苫后不宜立 即放风排湿 低温季节不放底风
带状通风
底脚通风
三、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
（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
夜间水平 温度变化
6
12
高
低 18
日光温室气气温温日在变空化间走上势的分布
白天水平 温度变化
24（时）
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
❖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。
设施光环境调控技术装备研究现状与发展趋势
近年来，随着科技水平的不断进步，设施农业已经成为现代农业的重要组成部分[1]。
设施农业涉及的作物种类丰富，主要包括蔬菜、瓜果、花卉、菌类等，其中蔬菜种植面积占设施园艺种植总面积的85%以上，主要种植作物为番茄和黄瓜等。
在设施生产过程中，不适宜的环境会严重影响园艺作物的生长发育，进而影响园艺产品的产量和质量[2]。
光是影响植物生长发育的主要环境因子，对作物形态建成、生育摘要：设施农业是现代农业的重要组成部分，光照在很大程度上影响着植物的生长发育和形态建成，因此，设施光环境调控在生产中具有重要作用，基于作物高产优质需求的设施光环境调控成为了现代农业研究的热点。
针对我国设施生产中不适宜的光环境问题，阐述了我国设施光环境调控的必要性；全面梳理了各种补光技术的应用现状，以及补光装备的性能和优缺点；分析了目前光调控技术装备存在的主要问题，并提出了未来设施补光技术装备的发展趋势。
关键词：设施农业；光环境；补光灯；技术装备；智能控制中图分类号：S62文献标识码：A 文章编号：1008-1631（2023）06-0083-06收稿日期：2023-03-05基金项目：宁夏回族自治区重点研发计划项目（2022BBF02023）；河北省重点研发计划项目（21326904D ）作者简介：刘艺涵（1999-），女，河北保定人，硕士研究生在读，研究方向为设施光调控。
E-mail ：******************。
通讯作者：郭文忠（1970-），男，宁夏中卫人，研究员，博士，主要从事设施蔬菜栽培与智能装备研究。
E-mail ：guowz@ 。
Research Status and Development Trends of Facility Light Environment Regulation Technology and EquipmentLIU Yi-han 1，2，LI Jing 1，2，CHEN Xiao-li 2，GAO Yi-nan 1，FAN Feng-cui 3，GUO Wen-zhong 2*（1.College of Horticulture and Landscape Architecture ，Tianjin Agricultural University ，Tianjin 300384，China ；2.In-telligent Equipment Technology Research Center ，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences ，Beijing 100097，China ；3.Institute of Agricultural Information and Economy ，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences ，Shijiazhuang 050051，China ）Abstract ：At present ，facility agriculture has become an important part of modern agriculture.Light to a largeextent affects the growth and development of plants and morphogenesis.Therefore ，the regulation of facility light environment plays an important role in production.Based on the demand for high yield and quality of crops ，the regulation of facility light environment has become a research hotspot in modern agriculture.Facility agricul-ture is an important component of modern agriculture ，and light greatly affects the growth ，development ，and morphogenesis of plants.Therefore ，facility light environment regulation plays an important role in production ，and facility light environment regulation based on the high yield and high-quality demand of crops has becomea hot research topic in modern agriculture.Aiming at the issue of unsuitable light environment in facility pro-duction in China ，the necessity of light environment regulating facility in China was elaborated.The current ap-plication status of various light compensation technologies were comprehensively reviewed ，as well as the perfor-mance and advantages and disadvantages of light compensation equipment.The main problems in current light regulation technology and equipment ，and proposed the development trend of future facility light replenishmenttechnology and equipment were analyzed.Key words ：Facility agriculture ；Light environment ；Fill light ；Technology equipment ；Intelligent control 刘艺涵1，2，李晶1，2，陈晓丽2，高轶楠1，范凤翠3，郭文忠2*（1.天津农学院园艺园林学院，天津300384；2.北京市农林科学院智能装备技术研究中心，北京100097；3.河北省农林科学院农业信息与经济研究所，河北石家庄050051）设施光环境调控技术装备研究现状与发展趋势DOI ：10.12148/hbnykx.20230094河北农业科学，2023，27（6）：83-88Journal of Hebei Agricultural Sciences河北农业科学2023年调控、光合物质合成、产量及品质形成等均具有重要影响。
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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。
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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。