设施环境的特点及调控课件.ppt

第二章 设施的环境特性 及其调控技术,学习目标：了解设施内的光照、温度、土壤、气体等环境因子的特点；掌握设施内各种环境因子的人工调控措施。学习目标：能进行设施小气候观测；能进行设施环境调控,1,t课件,第二章 设施的环境特性 及其调控技术,2、湖北农业远程教育网,日光温室的水、气温、光条件及控制（第一、二集）,本章相关视频：1、日光温室新特蔬菜高效栽培（光照、温度的调控）,2,t课件,单元一光照,知识回顾：已学过设施地膜覆盖风障阳畦温床塑料棚中，它们的光照特点如何？一、设施内光照条件的特点二、设施内光照条件的调控措施（一）影响设施光照条件的主要因素（二）设施内光照条件的调控措施,3,t课件,单元一光照,地膜覆盖光照特点：无色透明地膜透光性好，增加了近地面的光照；有色地膜遮光能力强，限制了杂草的发生；风障：接近风障处光照强度较高；阳畦：玻璃覆盖层增加透光率和反射率，畦内光照强度较高，且接近北框光照强度大；塑料棚：东西走向小拱棚利于采光；南方双斜面拱棚多用南北走向，因其棚内光照均匀；大棚内光照在垂直方向上由高往低逐渐减弱，在水平方向上，两侧光照较强（上午东侧强西侧弱，下午相反），中部光照较弱。,4,t课件,一、设施内光照条件的特点,1、光照强度2、光照分布3、光照时数4、光质,5,t课件,一、设施内光照条件的特点,1、光照强度：弱（与透光率的影响有关，仅为温室外的50一80，大棚4060）,6,t课件,一、设施内光照条件的特点,2、光照分布：在时间和空间上极不均匀,南北方向：南强北弱,东西方向：中部强东西部弱,垂直方向：由上向下逐渐减弱,空间,中午强早晚弱,时间,7,t课件,一、设施内光照条件的特点,3、光照时数：设施类型的不同有异,大棚和连栋温室：与露地基本相同。,单坡面日光温室：短于室外,其他均存在光照时数不足的问题,设施类型,一年内露地日照时间变化情况,8,t课件,一、设施内光照条件的特点,4、光质：不同覆盖材料的透光率不同。,紫外线、红外线的透光率：聚乙烯膜 聚氯乙烯 玻璃,可见光的透光率：聚氯乙烯膜 玻璃聚乙烯膜,聚氯乙烯膜初期透光性好，但衰减速度较快,9,t课件,二、设施内光照条件的调控措施,（一）影响设施光照条件的主要因素（二）设施内光照条件的调控措施,10,t课件,（一）影响设施光照条件的主要因素,（一）影响设施光照条件的主要因素1.透光率：设施内光照强度与外界自然光强度的百分比。2.覆盖材料：与类型、老化程度有关系3.设施结构：屋面角类型(构架率)方位（塑料棚多南北走向，小拱棚多东西走向温室三种方位：正南南偏东5-10南偏西5-10 ）间距：8-10m，走道3m,11,t课件,（二）设施内光照条件的调控措施,温室内栽培对光照条件的要求：一是光照充足；二是光照分布均匀。措施：1、增加室内的自然光照；2、在冬季弱光期或光照时数较少的地区进行人工补光。 3、在夏季强光地区或进行软化栽培时遮光。,12,t课件,1、增加室内的自然光照,采用合理的设施方位和采光屋面角度；选择合理的设施结构及骨架材料；选择透光率高、无滴、防尘、需老化膜；充分利用反射光； 加强对棚膜、草帘的管理；调整作物布局，合理密植（矮在南或中，高在北或两侧，采用套作）；吊蔓栽培。,13,t课件,充分利用反射光：内墙合理涂白或安装镀铝反光膜,14,t课件,2、人工补光,人工补光的目的日长补光以抑制或促进花芽分化，调节作物开花时期，即以满足作物光周期的需要为目的。 栽培补光促进作物光合作用，促进作物生长，补充自然光照的不足为目的。,15,t课件,2、人工补光,补光对用电光源的要求：光照强度在20003000lux以上。有一定的光谱组成，最好具有太阳光的连续光谱。光照强度具有一定的可调性。,16,t课件,2、人工补光,人工补光的光源介绍白炽灯价格便易，但光效低，光色较差，目前只能作为一种辅助光源。 使用寿命大约1000小时。,17,t课件,荧光灯,第二代电光源。价格便宜，发光效率高。可以改变荧光粉的成分，以获得所需的光谱。寿命长达3000小时左右。主要缺点是功率小。,18,t课件,金属卤化物灯,光效高，光色好，功率大，是目前高强度人工补光的主要光源。缺点是寿命短。,19,t课件,植物生效灯,可发出连续光谱，紫外光、蓝紫光和近红外光低于自然光，而绿、红、黄光比自然光强。,20,t课件,3、遮光,遮光的目的 减弱设施内的光照强度 降低设施内的温度,21,t课件,3、遮光,遮光时期：一天高温期遮光：中午前后育苗期遮光：育苗初期、缓苗期；栽培全期：如韭菜、蒜黄等作物。,22,t课件,2.遮光,遮光的方法： 覆盖遮阳物：如覆盖苇帘、竹帘、遮阳网、编织布等。（内遮光和外遮光）,23,t课件,2.遮光,内遮光,24,t课件,缺点：操作较难，易损坏。优点；降温效果好。,2.遮光,外遮光,25,t课件,外遮光的遮量降温效果好，但易受风害；内遮光不易受风吹，但易吸热再放出，抑制升温的效果不如外覆盖的。遮光目的是降温：遮光率愈大，抑制升温效果也越大，在内遮光方式下，银灰色较黑色网抑制升温的效果好。,2.遮光,26,t课件,分全部涂白、部分涂白和斑状涂白,2.遮光, 玻璃面涂白或塑料膜抹泥浆法,27,t课件,涂白原料一般为石灰水，在国外也有用温室涂白专用的涂白剂。,28,t课件,2.遮光, 流水法,29,t课件,搜索并思考、回答：,蝴蝶兰对光的要求如何？在什么情况下需遮光？温室生产时如何遮光？,原生态：高温高湿、荫凉通风的环境,弱光：叶片徒长，叶软株弱，不开花或花色不艳,强光：叶片灼伤，发育衰退，易致炭疽病,遮阳网规格：50%、60%、70%、75%,30,t课件,本单元小结:,回顾设施的光照特点:地膜覆盖风障阳畦温床塑料棚,光照特点(4点),调控措施,影响因素(2点),措施,增光,遮光,覆盖材料及设施结构,增自然光人工增光,目的,时期,方法,强度弱光照时数少分布不均匀光质变化,31,t课件,本单元练习题一：填空题,1、影响设施光照条件的主要因素有 、 覆盖材料 和 。2、温室内栽培对光照条件的要求有二个方面，分别是：一是 ；二是 。3、人工补光依据目的不同有日长补光和 补光。 4、遮光的目的主要是减弱 和降低 。,透光率,设施结构,光照充足,光照分布均匀,栽培,设施内的光照强度,设施内的温度,32,t课件,本单元练习题二：选择,关于光照的特点，下列说法错误的是（ ）A 设施内的因为具有多方向的光反射，因而光照较室外高，所以设施具有增温的功能；B 设施内光照分布一般都不均匀；C 设施内一般存在着光照时数不足的缺点；D 设施的覆盖材料不同，透光率不同。,A,33,t课件,本单元练习题三：判断题,1、选择优质的无滴膜进行覆盖且扣膜时技术过关，能有效地对设施内光照实施调控。（ ）2、在大棚内采用白炽灯进行人工补光处理，有利用作物的生长，为了缩短生长周期可较长时间使用。（ ）3、由于设施内的光照一般常较低，所以只需为设施增加光照强度即可满足生产的要求。（ ）4、流水法既可有效地在夏天对设施进行遮光又能吸热，有效地降温。 ( ),34,t课件,本单元练习题四：简答题,1、简单分析园艺设施内光照的四个特点。2、简述遮光的三种方法。,35,t课件,单元二 温度,温度是影响作物生长发育的环境条件之一。在园艺设施生产中很多情况下，温度条件是生产成功与否的最关键因素。充分认识和了解园艺设施内的温度条件和调节技术，对于搞好设施园艺生产无疑是十分必要的。,36,t课件,单元二 温度,一、园艺设施内温度条件的特点（一）设施内温度的形成（二）设施内热量支出途径（三）设施内温度的变化特征二、设施内温度条件的调控措施（一）保温（二）增温（三）降温,37,t课件,一、园艺设施内温度条件的特点,（一）设施内温度的形成（回顾：塑料大棚的增温原理）,在不加温情况下，设施内热量的来源主要是太阳辐射。,温室效应：P78,设施利用自身的封闭空气交流和透明覆盖材料阻止设施内长波辐射的特性，使内部的温度高于外界的现象，称为设施的“温室效应”,38,t课件,园艺设施热收支平衡,热量来源太阳总辐射人工加热量热量支出贯流放热潜热消耗 换气放热地中传热热量平衡方程 进入保护地的热量热量支出蓄热,39,t课件,Q,Qout,Q=0,Qin Qout,Qin,QinQout室内蓄热 升温,QinQout热量收支平衡 恒温,QinQout室内失热 降温,Q,Qout,Qin,40,t课件, 园艺设施热支出途径,1、贯流放热2、缝隙放热3、地中传热,41,t课件,1、贯流放热,透过覆盖材料和结构材料(墙体和后屋面等)等的放热过程，称为园艺设施表面的贯流放热。 它是园艺设施放热的最主要途径，占总散热量的6070%，高时可达90%左右。,42,t课件,贯流放热的过程：,散热面积、材料导热率、内外温差,风速、表面积,43,t课件,贯流放热量表达式：,Qt = Aw ht (tr to)Aw 设施表面积ht 热贯流率(tr to)内外温差,44,t课件,影响贯流放热量的因素,设施散热面积（设施表面积）室内外温差设施结构材料的导热率结构材料的含水量室外风速,减小贯流放热的有效途径是：降低覆盖物及围护结构的导热系数。（P79表）,45,t课件,2、换气放热（缝隙放热）,设施内的热量通过放风口、覆盖物及维护结构的缝隙、门窗等，以对流的方式将热量传至室外，这种放热称为缝隙放热。由于园艺设施内外空气交换而导致的热量损失。在设施密闭的条件下，缝隙放热只有贯流放热的1/10。,46,t课件,2、换气放热（缝隙放热）,缝隙放热,室外风速,设施缝隙大小（漏风传热系数）,室内外温差,显热热量,潜热热量,影响缝隙放热的因素,47,t课件,显热失热,Qv = R V F (tr-t0)Qv为整个设施单位时间的换气放热量R为每小时换气次数V为设施容积F为空气比热=1.30kJ/(m3 )(tr-t0)为室内外温差,48,t课件,潜热消耗,水蒸汽蒸发而吸收的热量为潜热，经通风换气排出水汽而散失的水的汽化热，叫潜热消耗。,49,t课件,3、地中传热,热量在土壤中横向和纵向传导的方式称为地中传热。 影响因素：土质、成分、湿度(土壤湿度大失热快)等,50,t课件,白天的热平衡,51,t课件,夜间不加温的热平衡,52,t课件,三种热支出方式总结P80,贯流放热（占75-80%）地中传热（占13-15%)缝隙放热（占5-6%）,53,t课件,（三） 设施内温度的变化特征,气温日变化大，晴天昼夜温差明显低于外界。气温季节性变化明显。冬天天数明显缩短，夏天天数明显增长，保温性能好的日光温室几乎不存在冬季。气温内存在“逆温”。气温分布严重不均。上高下低，中部高四周低，单屋面温室夜间北高南低。土温较气温稳定。中部高于四周，30cm以下土温变化很小。,54,t课件,二、设施内温度的调控措施,（一）保温（二）增温（三）降温,55,t课件, 保 温(P83中的归类),1、减少贯流放热2、减少缝隙放热(6)3、减少地中传热(3),（1）保持墙体的厚度和墙体的干燥,（2）加厚屋顶、保持屋顶干燥,（4）保证草苫厚度、覆盖质量及覆盖时间,（5）采用多层覆盖,（7）设施四周设置风障,设施密封、及时补膜、通风口处理、作业间设置等。,设置防守防寒沟。,56,t课件,1、减少贯流放热,最有效的办法是多层覆盖。,室外覆盖草苫、纸被或保温被,57,t课件,二层固定覆盖（双层充气膜）,58,t课件,室内活动保温幕（活动天幕）,59,t课件,室内扣小拱棚,60,t课件,加强防风措施,61,t课件,使用保温性能好的材料作墙体和后坡的材料，并尽量加厚。,62,t课件,2. 减少换气放热,尽可能减少园艺设施缝隙；及时修补破损的棚膜；在门外建造缓冲间，并随手关严房门。,63,t课件,3. 减少地中传热,设置防寒沟减少温室南底角土壤热量散失。,64,t课件, 增 温,1、增加设施的透光量2、提高地温,设施的结构、材料选择、科学管理等方面。,高温烤地高畦或高垄覆膜栽培科学浇水地面喷洒增温剂增施有机肥,65,t课件, 增 温,3、采用复合墙体、屋顶4、增大保温比5、人工加温,概念：P84公式： = S/W（最大值为1）越小，保温能力越弱，白天吸热多，容易升温，夜晚散热快，所以日温差大。 =0.50.6(单栋温室), =0.70.8（连栋温室）,哪种设施的保温比等于1？,（方式有：炉火加温、火盆加温、热风加温、明火加温）,66,t课件, 加 温,1. 增加设施的透光量。,67,t课件,炉火加温,68,t课件,暖气加温,火盆加温,69,t课件,热风加温,70,t课件, 降温,1、通风换气降温2、遮光降温法3、屋面流水降温法4、蒸发冷却降温法,湿垫排风法细雾降温法屋顶喷雾法,温度变化不宜太剧烈；开顺序：顶前屋面后山墙，关相反,71,t课件, 降温措施,1. 通风换气,自然通风,72,t课件,强制通风,73,t课件,2.遮光降温法：减少进入园艺设施内的热量。,外遮阳网,内遮阳网,74,t课件,4.蒸发冷却降温法（增大潜热消耗）,湿垫排风法：大量灌水之后通风排湿,75,t课件,4.蒸发冷却降温法（增大潜热消耗）,细雾降温法喷雾要求细雾雾滴大小在50pm以下，对蒸发冷却才有效。喷雾一定要在换气扇打开中进行，以达到及时排气的目的。,76,t课件,77,t课件,搜索并思考、回答：,蝴蝶兰对温度的要求如何？温室生产应如何管理温度？,白天：2528夜晚： 1820（小苗23 ）（花芽分化期要求特别严格日夜温差）,低于15 ：叶片冻伤，落蕾、花瓣有锈样斑点发育衰退，易致炭疽病,夏：高于30 时降温通风换气+蒸发冷却降温（地面洒水、储水）+开空调降温+电动加湿器喷雾降温,春季：开花期 增温、保温不施肥少浇水,冬：低于10 需增温密闭设施+热风加温法+减少遮阳,78,t课件,当堂练习一：填空题,1、在设施内，通过多层覆盖的手段，主要是为了减少 放热，达到 的目的。2、设施内热量的支出途径主要有三种，分别为： 、 和 。,贯流,保温,贯流放热,缝隙放热,地中传热,79,t课件,当堂练习二：判断题,1、普通园艺设施换气放热只有贯流放热的1/10。 （ ）2、设置防寒沟能有效地减少地中传热。（ ）,80,t课件,当堂练习三：选择题,1、下列哪些措施不是为了减少缝隙放热而设置的？（ ）A 在北方，一般将门设置于东部，并且加盖缓冲间；B 在温室周围设置防寒沟；C 时刻保持薄膜的完整性，马上修补破损处；D 选用聚乙烯而不用玻璃做为覆盖材料。2、在实际生产中，下列哪一因素将做为影响贯流放热量第一要素考虑？（ ）A 设施散热面积（设施表面积） B 室内外温差C 设施结构材料的导热率 D 结构材料的含水量 E 室外风速,BD,C,81,t课件,当堂练习三：选择题,3、下列哪种方式是园艺设施降温的主要途径？（ ）A 通风换气法 B 遮光降温法 C 屋面流水降温法 D 蒸发冷却降温法,A,82,t课件,单元三 湿度,空气湿度土壤湿度,一、设施内湿度条件的特点：（一）空气湿度（二）土壤湿度二、设施内湿度条件的调控措施（一）空气湿度的调控（二）土壤湿度的调控,83,t课件,一、设施内湿度条件的特点,（一）空气湿度1、设施内空气湿度的表示方法和测量方法绝对湿度表示1立方米空气中的含水量(g/m3)。 相对湿度表示空气中的实际含水量与同温度下的最大含水量的百分比。（RH,用%表示）干湿球温度表测量法。,84,t课件,一、设施内湿度条件的特点,2、设施内空气中水分的主要来源地面水分蒸发园艺作物叶面散失水分塑料薄膜表面上的露珠蒸发（有滴膜明显，无滴膜影响不大）叶面喷施农药、叶面肥,85,t课件,地面水份蒸发,叶片蒸腾,棚膜表面露水蒸发 叶面施肥、药,86,t课件,一、设施内湿度条件的特点,3、设施内空气湿度变化的一般规律（1）设施温度升高后，相对湿度值下降（2）土壤湿度增大，空气湿度也升高（3）空气湿度随植株的长高而增大（4）薄膜表面上水滴多空气湿度增大,87,t课件,一、设施内湿度条件的特点,4、设施内空气湿度的特点 空气的湿度一般都大于露地。 存在季节变化和日变化。随天气的变化而变化。空气相对湿度在设施内分布不均匀（温度高处湿度低）。空气湿度依园艺设施的大小、密闭性、设施内温度的不同而有所变化。 大型设施空气湿度及其日变化小，但局部湿差大。,88,t课件,一、设施内湿度条件的特点,影响空气湿度变化的主要因素：设施的密闭性密封性强，设施内的湿度大；设施内温度温度升高，空气湿度下降，反之空气湿度升高。,89,t课件,一、设施内湿度条件的特点,（二）土壤湿度 设施内土壤湿度的形成灌水、土壤毛细管上升水、土壤蒸发及作物蒸腾2 .设施内土壤含水量的测定方法和表示方法：烘干法（土钻法）单位：（g/cm3） 负压计法（张力计法）电阻法中子法射线法表示方法：用pF（1.5-2之间为最适量的土壤含水量）， pF大，表示含水量小3 .设施内土壤湿度的特点,90,t课件,一、设施内湿度条件的特点,3、设施内土壤湿度的特点：土壤湿度比露地稳定。水分蒸发和蒸腾量很少，土壤湿度较大。土壤水分是向上运动的。 土壤湿度存在着一定的湿差。通常设施的四周或加温设备附近的土壤湿度小，中间部分土壤湿度大。,91,t课件,（三）设施栽培作物对湿度环境的基本要求,1. 湿度与设施栽培作物的生长发育。蔬菜嫁接前三天：保持高湿，达9095 蔬菜生长期： 6085 2. 湿度与病虫害的关系。空气湿度80%以上作物易生病,92,t课件,二、设施内湿度条件的调控措施,（一）空气湿度的调控（二）土壤湿度的调控,温室除湿的最终目的： 防止作物沾湿，抑制病害发生。,温室为什么要除湿,93,t课件,（一）空气湿度的调控,1、除湿,通风排湿减少地面水分蒸发合理使用农药和叶面肥减少薄膜、屋顶的聚水量增温降湿除湿性热交换通风装置,温室内的水分来于哪？,94,t课件,通风排湿,自然通风,强制通风,95,t课件,强制空气流动,可促进水蒸气扩散，防止作物沾湿。,96,t课件,减少灌水,通过改良灌水方法提高水分的利用率,97,t课件,地膜覆盖 地膜覆盖也能抑制土壤表面水分蒸发，提高室温和空气湿度饱和差，从而降低空气相对湿度。,98,t课件,加温除湿,99,t课件,除湿机或除湿型热交换通风装置,100,t课件,（一）空气湿度的调控,2、加湿,喷雾加湿湿帘加温温室内顶部安装喷雾系统,101,t课件,加湿措施,喷雾加湿,湿帘加湿,温室内屋顶安装喷雾系统,102,t课件,（二）土壤湿度的调控,1、适时灌水2、适量灌水3、采用合适的灌水技术：畦灌沟灌淹灌喷灌滴灌渗灌微喷灌,103,t课件,（二）土壤湿度的调控,1灌水期与灌水量 主要依靠经验，综合考虑土壤墒情和植株生长发育状况来确定。做到适时灌水和适量灌水。,104,t课件,1、适时灌水,肉眼观察的判断标准,播种期：出苗期：定植期：营养生长期：开花结果期：,叶片水滴、叶片展开,105,t课件,灌水的主要类型及特点,1、畦灌 适于密植窄行作物2、沟灌 不破坏土壤结构、减少蒸发，适于宽行距需中耕作物。3、淹灌 适于水生蔬菜、无土栽培植物。4、喷灌 透水性较强、需水量较大的栽培。5、滴灌 节水能力强，常结合施肥进行。6、渗灌 适应于空气湿度较低的作物。7、微喷灌,106,t课件,畦灌适应于低床育苗和大苗育苗；绿叶菜类及黄瓜的栽培,107,t课件,沟灌,108,t课件,喷灌,109,t课件,滴灌（如草莓）,110,t课件,滴灌（仙客来）,111,t课件,滴灌（西红柿、蔬菜）,112,t课件,渗灌地下灌水（适应于空气湿度较低的作物）,113,t课件,微喷灌育苗（介于喷灌与滴灌之间）,114,t课件,当堂练习一：填空题,1、设施内空气湿度的表示方法有 和 。2、设施内空气湿度常用的测量方法是 。3、设施内土壤含水量一般用来 表示，一般数值在 之间则表示土壤的含水量较适宜。,绝对湿度,相对湿度,干湿球温度表测量法,1.52,pF,115,t课件,当堂练习二：选择题,1、空气相对湿度用 表示。 A、RH B、 g/m3 C、pF D、 g/cm32、设施内空气相对湿度一般在 以上时作物易生病。 A 50% B 60% C 80% D 65%3、低温季节设施内的相对湿度较高温季节 。 A 高 B 低 C 相当 D 无规律 4、影响设施内作物生长发育的湿度包括空气湿度和 。 A作物蒸腾量 B 土壤湿度 C 根系含水量 D 作物含水量,C,A,A,B,116,t课件,当堂练习三：判断题,1、设施温度升高后，相对湿度值也升高。（ ）2、土壤湿度增大，空气湿度也升高。（ ）3、空气湿度随植株的长高而增大。（ ）4、薄膜表面上水滴多空气湿度也增大。（ ）5、设施内空气相对湿度分布不均匀，一般温度高处湿度也高。（ ）6、设施内的土壤湿度由于灌溉难度大，所以一般土壤湿度较露地小 。（ ）7、播种期需要有较高的土壤湿度。（ ）,117,t课件,