日光温室环境特点及调控措施

日光温室环境特点及调控措施
日光温室环境特点及调控措施

第二节??日光温室环境特点及调控措施

温室栽培是在一定的空间范围内进行的,因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响,比露地栽培要大得多。管理的重点,是根据作物及对环境条件的要求,通过人为地调节控制,尽可能使作物与环境之间协调、统一、平衡,人工创造出适宜作物生长发育的最佳综合环境条件,从而实现蔬菜、水果、花卉、

温室栽培的优质、高产、高效。

一、日光温室光照环境特点及调控

光照是日光温室的热量来源,也是绿色植物光合作用的能量来源。植物的生命活动,都与光照密不可分,因为其赖以生存的物质基础,是通过光合作用制造出来的。日光温室是以日光为惟一光源与热源的设施,所以光环境对温室生产的重要性是处在首位的。

(一)温室光照环境特点

温室内的光照环境不同于露地,由于是人工建造的保护设施,里面的光照条件受温室方位、结构类型,透光屋面大小、形状,透明覆盖材料的特性及洁净程度等多种因素的影响。使日光温室光照条件表现呈光照不足、分布不均,前强后弱、上强下弱的特点。

1、光照强度??温室内的光照强度,比自然光弱,这是因为自然光是透过透明屋面覆盖材料才能进入温室内,这个过程中会由于覆盖材料吸收、反射、覆盖材料内表面结露的水珠折射、吸收等而降低透光率。尤其在寒冷的冬季、早春或阴雪天,透光率只有自然光的50%~70%,如果透明覆盖材料不清洁,使用时间长而染尘、老化等因素,使透光率甚至不足自然光强的50%。

2.光照时数??温室内的光照时数,是指受光时间的长短,温室内的光照时数一般比露地要短,因为在寒冷季节为了防寒保温,覆盖的保温被、草帘揭盖时间直接影响温室内光照时数。我县在寒冷的冬季或早春,每天温室光照时间不过7~8小时,远远不能满足栽培作物对光照时数的要求。

3.光质??由于受透明覆盖材料性质、成分、颜色等的影响,温室内光组成(光质)就与露地不同。光质影响蔬菜的着色、品质等,例如紫外光促进维生素C的合成,红光控制开花及果实颜色。因为在温室内光质被削弱,所以温室生产的瓜、果、菜的颜色风味都比露地差。

4.光分布??温室内由于受墙体与骨架结构、立柱、栽培作物种类等的影响,温室内不同部位光分布有差异,水平分布呈现南部强,中间次之,北部最弱;垂直分布呈上强下弱的特点。光分布的不均匀性,使得作物的生长也不一致。

(二)温室光照环境的调控措施

温室内栽培作物对光照条件的要求:光照要充足而且分布均匀。

1.改进温室结构、提高透光率

(1)选择适宜的建棚场地及合理的方位角,应选择南面开阔,东西无巨大遮阴物,避风向阳的地块,我县方位角是南偏西5~10°为宜。

(2)设计合理的屋面坡度和长度,我县日光温室后屋面仰角35~40°为宜。前屋面与地面交角60~70°,后坡长度1.56m。既要保证透光率又要兼顾保温效果。

(3)合理的透明屋面形状,采用拱圆形屋面采光效果好。

(4)骨架材料,在确保温室结构牢固的前提下尽量少用材、用细材,最好采用无立柱全钢架结构,以减少遮荫挡光。

(5)选用透光率高的透明覆盖材料,应选用防雾滴且持效期长、耐候性强、耐老化性强等优质多功能薄膜,漫反射节能膜、防尘膜、光转换膜。

2.加强温室管理措施

(1)保持透明屋面清洁干净,经常清除灰尘以增加透光,适时放风减少结露,减少光的折射率,提高透光率。

(2)在保温前提下,保温覆盖材料尽可能早揭迟盖,增加光照时间。在阴雨雪天,也应揭开不透明的覆盖物,在确保防寒保温的前提下时间越长越好,以增加散射光的透光率。

(3)适当稀植,合理安排种植行向。作物行向以南北行向较好,没有死阴影。若是东西行向,则行距要加大,

(4)加强植株管理,对黄瓜、番茄等高秧作物适时整枝打杈,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。

(5)张挂反光膜,反光膜是指表面镀有铝粉的银色聚酯膜,幅宽1m,厚度在0.005mm以上,在早春和秋冬季,挂在日光温室离后墙50cm左右的地方,可将照到北部的阳光反射到前面,能提高北部的光质量,并可增加室内温度。

3.人工补光,为满足作物光周期的需要。当黑夜过长而影响作物生育时,应进行补充光照。另外,为了抑制或促进花芽分化,调节开花期,也需要补充光照。这种补充光照要求的光照强度较低,称为低强度补光。由于人工补光成本较高,生产上很少采用,主要用于育种、引种、育苗等。

4.遮光主要有两个目的:

(1)满足作物光周期的需要。

(2)降低温室内的温度。

利用覆盖各种遮荫物,如遮阳网、无纺布、苇帘、竹帘等;进行遮光能使室内温度下降2~4℃。初夏中午前后,光照过强,温度过高,超过作物光饱和点,对生育有影响时应进行遮光;在育苗过程中移栽后为了促进缓苗,通常也需要进行遮光。遮光材料要求有一定的透光率,较高的反射率和较低的吸收率。

二、日光温室温度环境特点及调控

温度是影响作物生长发育最重要的环境因子,它影响着植物体内一切生理变化,是植物生命活动最基本的要素。与其他环境因子比较,温度是温室栽培中相对容易调节控制的环境因子。

(一)温室温度环境特点

1、气温特点?

正常情况下室内的最低温度在10?℃以上,1月份的平均温度应达到可以随时定植喜温果菜的温度水平,在外界气温-20?℃左右的情况下,室内外温差可达30?℃左右。我县在冬季遭遇数十天连阴雪天的情况下,土墙温室内的最低气温一般不低于8?℃,或出现略低于8?℃的气温,但连续时间不超过3天。

日光温室的温度是随着太阳的升降而变化。晴天上午适时揭苫后,温度有个短暂的下降过程,然后便急剧上升,一般每小时可升高6~7?℃;我县在14时左右达到最高,以后随着太阳的西下温度降低,到17~18时温度下降比较快。盖苫后,室温有个暂时的回升过程,然后一直处于缓慢的下降状态,直至次日的黎明达到最低。

??2、地温特点

土壤是能量转换器,也是温室热量的主要贮藏地方。白天阳光照射地面,土壤把光能转换为热能,一方面以长波辐射的形式散向温室空间,一方面以传导的方式把地面的热量传向土壤的深层。晚间,当没有外来热量补给时,土壤贮热是日光温室的主要热量来源。土壤温度垂直变化表现为晴朗的白天上高下低,夜间或阴天为下高上低,这一温度的梯度差表明了在不同时间和条件下热量的流向。温室的地温升降主要是在0~20cm的土层里。水平方向上的地温变化在温室的进口处和温室的前部梯度最大。地温不足是日光温室冬季生产普遍存在的问题,提高1?℃地温相当于增加2?℃气温的效果。

3、地温与气温的关系

日光温室中的空气主要是靠土地热量来提温的,有足够的地中热量通过温室效应就可以保持较高的空气温度。地、气温的协调是日光温室优于加温温室的一个显着特点。土壤的热容量明显比空气大。晴天的白天,在温室不放风或放风量不大的情况下,气温始终比地温高。夜间,一般都是地温高于气温。早晨揭苫前是温室一日之中地温和气温最低的时间。日光温室最低地、气温的差距因天气情况而有差别:在连续晴天的情况下,最低地温始终比气温高5~6?℃;连阴天时,随着连阴天的持续,地、气温的差距越来越小,直到最后只有2~3?℃或更小。连阴天气温虽然没有达到可能使植株受害的程度,但地温却降到了使根系无法忍受以至受到冻害程度。

(二)温室温度环境的调控措施

温室内温度调控要求达到能维持适宜于作物生育的设定温度,温度的空间分布均匀,时间变化平缓。其调控措施主要包括保温、加温和降温三个方面。

1.保温

温室内散热有3种途径:一是经过覆盖材料的围护结构(墙体、透明屋面等)传热;二是通过缝隙漏风的换气传热;三是与土壤热交换的地中传热。这三种传热量分别占总散热量的70%~80%,10%~20%和10%以下。各种散热作用的结果,使单层不加温温室和塑料大棚的保温能力比较小。即使它们的密封性很好,其夜间气温最多也只比外界气温高2~3℃。在有风的晴夜,有时还会出现室内气温反而低于外界气温的逆温现象。具体保温措施如下:

(1)减少通风换气量

(2)多层覆盖保温??可采用温室或大棚内套小拱棚、小拱棚外套中拱棚、大拱棚两侧加草帘,温室、大拱棚内加活动式的保温幕等多层覆盖方法,都有明显的保温效果。

(3)把日光温室建成半地下式或适当将降低室的高度,缩小夜间保护设施的散热面积,也利于提高室内昼夜气温和地温。

(4)温室内采用髙垄覆膜栽培,多施有机肥,少施化肥,因为有机肥再分解过程释放大量热量,提高温室内温度,化肥则反之。

(5)进入秋季温室宜早扣膜,保持历经一个夏季土壤当中蓄积下来的热量;在温室的前底部设置防寒沟,减少横向热量传导损失;尽量浇用经过在温室内预热的水,不在阴天或夜间浇水。

2.加温??

加温措施主要有:(1)炉灶煤火加温;(2)锅炉水暖加温

一般大多采用炉灶煤火加温,近年来也有采用锅炉水暖加温或地热水暖加温的。也可采用热水或蒸汽转换成热风的采暖方式。塑料大棚大多没有加温设备,少部分试用热风炉短期加温,对提早上市提高产量和产值有明显效果。用液化石油气经燃烧炉的辐射加温方式,对大棚防御低温冻害也有显着效果。

3.降温

温室内降温最简单的途径是通风,但在温度过高,依靠自然通风不能满足作物生育的要求时,必须进行人工降温。

(1)遮光降温法??遮光20%~30%时,室温相应可降低4~6℃。在与温室大棚屋顶部相距?40厘米左右处张挂遮光幕,对温室降温很有效。遮光幕的质地以温度辐射率越小越好。考虑塑料制品的耐候性,一般塑料遮阳网都做成黑色或墨绿色,也有的做成银灰色。温室内用的白色无纺布保温幕(透光率在70%左右),也能兼做遮光幕用,可降温2~3℃。

(2)屋面流水降温法??流水层可吸收投射到屋面的太阳辐射的8%左右,并能用水吸热来冷却屋面,室温可降低3~4℃。采用此方法时需考虑安装费和清除棚室表面的水垢污染的问题。水质硬的地区需对水质做软化处理再使用。

(3)喷雾降温法??使空气先经过水的蒸发冷却降温后再送入室内,达到降温的目的。

①细雾降温法??在室内高处喷以直径小于毫米的浮游性细雾,用强制通风气流使细雾蒸发达到全室降温,喷雾适当时室内可均匀降温。

②屋顶喷雾法??在整个屋顶外面不断喷雾湿润,使屋面下冷却了的空气向下对流。

(4)强制通风??大型日光温室因其容积大,利用风机需强制通风降温。

三、日光温室湿度环境特点及调控

温室内的湿度环境,包含空气湿度和土壤湿度两个方面。

(一)温室土壤湿度的特点及调控

1.温室土壤湿度的特点

温室生产期间的土壤水分主要依赖于人工灌溉,因此土壤湿度只能由灌水量、土壤毛细管上升水量、土壤蒸发量以及作物蒸腾量的大小来决定。土壤蒸发出来的水分受到棚膜的限制,较少蒸发到大气中,所以生产相同的产量时,比露地用水量要少。水汽在棚膜上凝结后,水滴会受棚膜弯曲度的限制而经常滴落到相对固定的地方,因而造成温室土壤水分的相对不均匀性。

2.温室土壤湿度的调控措施

土壤湿度的调控应当依据作物种类及生育期的需水量、体内水分状况以及土壤湿度状况而定。目前我县设施栽培的土壤湿度调控仍然依靠传统经验,主要凭人的观察感觉,调控技术的差异很大。随着设施园艺向现代化、工厂化方向发展,要求采用机械化自动化灌溉设备,根据作物各生育期需水量和土壤水分张力进行土壤湿度调控。

温室灌溉一方面既要掌握灌溉期,另一方面也要掌握灌溉量,使之达到节约用水和高效利用的目的。

温室灌溉方式一般宜采用喷灌、滴灌,简易的也可采用浇灌、喷壶洒水等措施。

(二)温室空气湿度的特点及调控

1.温室空气湿度的特点

由于温室是密闭环境,室内空气湿度主要受土壤水分的蒸发和植物体内水分的蒸腾影响。

温室内作物由于生长势强,代谢旺盛,作物叶面积指数高,通过蒸腾作用释放出大量水蒸汽,在密闭情况下水蒸气很快达到饱和,空气相对湿度比露地栽培要高得多。高湿,是温室湿度环境的突出特点。特别是室内夜间随着气温的下降相对湿度逐渐增大,往往能达到饱和状态。

蔬菜是我县设施栽培面积最大的作物,多数蔬菜光合作用适宜的空气相对湿度为60%~85%,低于40%或高于90%时,光合作用会受到阻碍,从而使生长发育受到不良影响。

2.温室空气湿度的调控措施

(1)通风换气?设施内造成高湿原因是密闭所致。为了防止室温过高或湿度过大,在不加温的设施里进行通风,其降湿效果显着。一般采用自然通风,从调节风口大小、时间和位置,达到降低室内湿度的目的,但通风量不易掌握,而且室内降湿不均匀。在有条件时,可采用强制通风,可由风机功率和通风时间计算出通风量,而且便于控制。

(2)加温除湿?是有效措施之一。湿度的控制既要考虑作物的同化作用,又要注意病害发生和消长的临界湿度。保持叶片表面不结露,就可有效控制病害的发生和发展。

(3)覆盖地膜?覆盖地膜即可减少由于地表蒸发所导致的空气相对湿度升高。据试验,覆膜前夜间空气湿度高达95%~100%,而覆膜后,则下降到75%~80%。

(4)科学灌水?采用滴灌或地下灌溉,根据作物需要来补充水分,同时灌水应在晴天的上午进行,或采取膜下灌溉等等。

(5)加湿??大型温室在高温季节也会遇到高温、干燥、空气湿度过低的问题,就要采取加湿的措施。主要有:喷雾加湿、湿帘加湿等措施,在加湿的同时也可降温。

四、温室气体环境特点及调控

温室内的气体条件不如光照和温度条件那样直观地影响着园艺作物的生育,温室内空气流动不但对温、湿度有调节作用,并且能够及时排出有害气体,同时补充CO

2

对增强作物光合作用,促进生育有重要意义。因此,为了提高作物的产量和品质,必须对设施环境中的气体成分及其浓度进行调控。目前认为,日光温室里的有害气体主要是氨气、亚硝酸气和聚氯乙烯薄膜不当的填充料释放物,实际上还应包括弱光低温下的高二氧化碳浓度危害。

(一)温室气体环境特点

由于温室内是一个封闭环境,空气流动性差,其气体构成与露地也有较大差异:

1.氧气?任何植物种子萌发、各器官形成及生长都离不开氧气。?在不与外界进行气体交换的情况下,温室内白天氧气含量较高,而夜间氧气含量较少,影响植物正常的呼吸作用。

2.二氧化碳??CO

2是植物进行光合作用的原料,一般露地大气中CO

2

含量约

为%,而植物所需CO

2浓度可达%,如果可以提高空气CO

2

浓度至%,则作物的光

合速率可提高一倍。日光温室内CO

2

浓度,在太阳升起后,随着时间的推移急剧下降,并呈现降低的总体变化,期间因风口的开关而有所起伏。日出时,温

室中的CO

2浓度最高,随着光照强度的加强,CO

2

浓度迅速下降,约3个小时左

右降至最低点,甚至低于大气中CO

2

浓度含量,之后降低速度趋于平缓。15时

左右,随着光合速率的降低,CO

2消耗的减少以及作物和土壤呼吸释放出CO

2

温室中CO

2

的浓度又呈现逐渐升高的变化。

若能增加空气中的CO

2

浓度,将会大大促进光合作用,从而大幅度提高产量,称之“气体施肥”。露地栽培难以进行“气体施肥”,而设施栽培因为空间有限,可以形成封闭状态,进行“气体施肥”并不困难。

3.有害气体??温室内由于空气流动性差,有毒有害气体成分的浓度较高。主要成分有:

(1)氨气??氨气的产生主要是施用未经腐熟的人粪尿、畜禽粪、饼肥等有机肥(特别是未经发酵的鸡粪),遇高温时分解发生。追施化肥不当也能引起氨气危害,温室内禁用碳铵、氨水等。氨气呈阳离子状态(NH4+)时被土壤吸附,可被作物根系吸收利用,但当它以气体从叶片气孔进入植物时,就会发生

危害。当温室内空气中氨气浓度达到‰(5毫升/立方米)时,就会不同程度地危害作物。其危害症状是:叶片呈水浸状,颜色变淡,逐步变白或褐,继而枯死。一般发生在施肥后几天。番茄、黄瓜对氨气反应比较敏感。

(2)二氧化氮(NO

2

)?二氧化氮是施用过量的铵态氮而引起的。施入土壤中的铵态氮,在亚硝化细菌和硝化细菌作用下,要经历一个铵态氮→亚硝态氮→硝态氮的过程。在土壤酸化条件下,亚硝化细菌活动受抑,亚硝态氮不能转化为硝态氮,亚硝态氮积累而散发出二氧化氮。施入铵态氮越多,散发二氧化氮越多。当空气中二氧化氮浓度达‰(2毫升/立方米)时可危害植株。危害症状是:叶面上出现白斑,以后褪绿,浓度高时叶片叶脉也变白枯死。番茄、黄瓜、莴苣等对二氧化氮敏感。

(3)二氧化硫(SO

2

)?二氧化硫又称亚硫酸气体,是由燃烧含硫量高的煤炭或施用大量的肥料而产生的,如未经腐熟的粪便及饼肥等在分解过程中,也可释放出二氧化硫。二氧化硫对作物的危害主要是由于二氧化硫遇水(或湿度高)时生产亚硫酸,能直接破坏作物的叶绿体,轻者组织失绿白化,重者组织灼伤,脱水,萎蔫枯死。

(4)乙烯和氯气?温室内乙烯和氯气的来源,主要是使用有毒的农用塑料薄膜或塑料管。因为这些塑料制品选用的增塑剂、稳定剂不当,在阳光暴晒或高温下可挥发出如乙烯、氯气等有毒气体,危害作物生长。受害作物叶绿体解体变黄,重者叶缘或叶脉间变白枯死。

(二)温室气体环境的调控措施

浓度的调控

(1)CO

2施肥方法:方法很多,可因地制宜地采用。目前温室内CO

2

施肥方

法主要有:

①化学反应法?采用碳铵和强酸反应产生CO

2

,准备一批塑料桶或瓷缸、瓷盆,每栋温室等距离放8~10个,然后配置硫酸。一般每份98﹪的硫酸慢慢倒入3份水中,并缓缓搅动,冷至常温备用,切不可将水倒入硫酸中,造成伤人事故。最后把碳铵均匀分在各容器中。碳铵的用量见下表

②燃烧法??燃烧物质可以是煤和焦炭(来源容易,但产生的CO

2

浓度不易控制,

在燃烧过程中常有CO和SO

2

有害气体伴随产生)、白煤油(每升完全燃烧可产

生?2.5kg的CO

2,其成本较高,)、天然气或液化石油气(燃烧后产生的CO

2

体,通过管道输入到设施内,成本也较高)等。在我县宜用燃烧沼气增加室内CO

2

浓度,同时可提高室内温度。

③施用成品CO

2??可以是液态CO

2

(为酒精工业的副产品,经压缩装在钢瓶

内,可直接在设施内释放,容易控制用量,肥源较多。)或固态CO

2

(即干冰,放在容器内,任其自身的扩散,可起到施肥的效果,但成本较高,适合于小面积试验用)。

(2)CO

2

施用时期和时间

温室一般在早上揭帘后30~40分钟以后,阴天适当推后,并且用量减半,雨雪天不施用。

2.预防有害气体

(1)合理施肥①施用完全腐熟的有机肥;②不施用挥发性强的肥料(如碳酸氢铵、氨水);③施肥要做到基肥为主,追肥为辅;④追肥要做到“少量多餐”,要穴施、深施;⑤施肥后要覆土、浇水,并进行通风换气。

(2)每天应根据天气情况,及时通风换气,排除有害气体。

(3)选用优质农膜?选用厂家信誉好、质量优的农膜、地膜进行设施栽培。

(4)安全燃烧?加温炉体和烟道要设计合理,保密性好。应选用含硫量低的优质燃料进行加温。

五、温室土壤环境特点及调控

土壤是作物赖以生存的基础,作物生长发育所需要的养分和水分,都需从土壤中获得,所以温室内的土壤营养状况直接关系作物的产量和品质,是十分重要的环境条件。

(一)温室土壤环境特点

温室内温度高,空气湿度大,气体流动性差,光照较弱,而作物种植茬次多,生长期长,故年施肥量大,根系残留量也较多,因而与露地土壤相比,温室土壤易产生土壤盐渍化、酸化及连作障碍,影响温室作物的生长发育。

1.土壤盐渍化?土壤盐渍化是指土壤中由于盐类的聚集而引起土壤溶液浓

度的提高,在温室栽培中土壤盐渍化,是一种十分普遍现象,其危害极大,不仅会直接影响作物根系的生长,而且通过影响水分、矿质元素的吸收、干扰植物体内正常生理代谢活动,从而影响作物的生长发育。

土壤盐渍化现象发生主要有两个原因:第一,设施内温度较高,土壤蒸发量大,盐分随水分的蒸发而上升到土壤表面;同时,由于大棚长期覆盖薄膜,灌水量又少,加上土壤没有受到雨水的直接冲淋,于是,这些上升到土壤表面(或耕作层内)的盐分也就难以流失。第二,大棚内作物的生长发育速度较快,为了满足作物生长发育对营养的要求,需要大量施肥,但由于土壤类型、土壤质地、土壤肥力以及作物生长发育对营养元素吸收的多样性、复杂性,很难掌握其适宜的肥料种类和数量,所以常常出现过量施肥的情况,没有被吸收利用的肥料残留在土壤中,时间一长就大量累积。

土壤盐渍化随着设施利用时间的延长而提高。肥料的成分对土壤中盐分的浓度影响较大。氯化钾、硝酸钾、硫酸铵等肥料易溶解于水,且不易被土壤吸附,从而

使土壤溶液的浓度提高;过磷酸钙等不溶于水,但容易被土壤吸附,故对土壤溶液浓度影响不大。

2.土壤酸化?由于化学肥料的大量施用,特别是氮肥的大量施用,使得土壤酸度增加。因为,氮肥在土壤中分解后产生硝酸留在土壤中,在缺乏淋洗条件的情况下,这些硝酸积累导致土壤酸化,降低土壤的pH。

由于任何一种作物,其生长发育对土壤pH都有一定的要求,土壤pH的降低势必影响作物的生长;同时,土壤酸度的提高,还能制约根系对某些矿质元素(如磷、钙、镁等)的吸收,有利于某些病害(如青枯病)的发生,从而对作物产生间接危害。

3.连作障碍?设施中连作障碍是一个普遍存在的问题。这种连作障碍主要包括以下几个方面:第一,病虫害严重。设施连作后,由于其土壤理化性质的变化以及设施温湿度的特点,一些有益微生物(如铵化菌、硝化菌等)的生长受到抑制,而一些有害微生物则迅速得到繁殖,土壤微生物的自然平衡遭到破坏,这样不仅导致肥料分解过程的障碍,而且病害加剧;同时,一些害虫基本无越冬现象,周年危害作物。第二,根系生长过程中分泌的有毒物质得到积累,并进而影响作物的正常生长。第三,由于作物对土壤养分吸收的选择性,土壤中矿质元素的平衡状态遭到破坏,容易出现缺素症状,影响产量和品质。

(二)温室土壤环境的调控措施

1.科学施肥?科学施肥是解决设施土壤盐渍化等问题的有效措施之一。科学施肥的要点有:①增施有机肥,有机肥和化肥配合施用,提高土壤有机质的含量和保水保肥性能;②选用尿素、硝酸铵、磷铵、高效复合肥和颗粒状肥料,避免施用含硫、含氯的肥料;③基肥为主,追肥为辅,基肥和追肥相结合;④适当补充微量元素。

2.实行必要的休耕?对于土壤盐渍化严重的设施,应当安排适当时间进行休耕,以改善土壤的理化性质。在农闲时节深翻土壤,使其风化,夏季高温时深翻暴晒土壤。

3.灌水洗盐?一年中选择适宜的时间(最好是多雨季节),去除温室顶膜,使土壤接受雨水的淋洗,将土壤表面或表土层内的盐分冲洗掉。必要时,可在温室内灌水洗盐。

4.更换土壤?对于土壤盐渍化严重,或土壤传染病害严重的情况下,可采用更换客土的方法。当然,这种方法需要花费大量劳力,一般是在不得已的情况下使用。

5.严格轮作??轮作是一种科学的栽培制度,能够合理地利用土壤肥力,防治病、虫、杂草危害,改善土壤理化性质,使作物生长在良好的土壤环境中。在我县宜推广粮菜轮作,可有效控制病害(如青枯病、枯萎病)的发生;还可将深根性与浅根性及对养分要求差别较大的作物实行轮作,如消耗氮肥较多的叶菜类可与消耗磷钾肥较多的根、茎菜类轮作,根菜类、茄果类、豆类、瓜类(除黄瓜)等深根性蔬菜与叶菜类、葱蒜类等浅根性蔬菜轮作。

6.土壤消毒

(1)药剂消毒根据药剂的性质,有的灌入土壤,也有的洒在土壤表面。使用时应注意药品的特性,常用药剂如下:

①甲醛(40%)?40%甲醛也称福尔马林,广泛用于温室和苗床土壤及基质的消毒,使用的浓度50~100倍。使用时先将温室或苗床内土壤翻松,然后用喷雾器均匀喷洒在地面上再稍翻一下,使耕作层土壤都能沾着药液,并用塑料薄膜覆盖地面保持2天,使甲醛充分发挥杀菌作用以后揭膜,打开门窗,使甲醛散发出去,两周后才能使用。

②氯化苦主要用于防治土壤中的线虫,将床土堆成高30cm的长条,宽由覆盖薄膜的幅度而定,每30cm2注入药剂3~5毫升至地面下10cm处,之后用薄膜覆盖7天(夏)到10天(冬),以后将薄膜打开放风10天(夏)到30天(冬),待没有刺激性气味后再使用。该药剂对人体有毒,使用时要开窗,使用后密闭门窗保持室内高温,能提高药效,缩短消毒时间。

③硫磺粉用于温室及床土消毒,消灭白粉病菌、红蜘蛛等,一般在播种前或定植前2~3天进行熏蒸,熏蒸时要关闭门窗,熏蒸一昼夜即可。

(2)蒸汽消毒是土壤热处理消毒中最有效的方法,大多数土壤病原菌用60~70℃蒸汽消毒30分钟即可杀死,但对TMV(烟草花叶病毒)等病毒,需要90℃蒸汽消毒10分钟。多数杂草的种子,需要80℃左右的蒸汽消毒10分钟才能杀死。

为什么要做温室自动控制系统

为什么要做温室自动控制系统? 温室大棚种植大家都知道吧,可以说是常见的一种种植方式了,主要是因为随着社会的不断发展,人们生活水平普遍提高,对生活的品质的追求越来越高,反季节蔬菜、花卉种植等需求量也在不断地上升,因此也促进了温室大棚的广泛应用。而且随着这几年农业种植的快速发展,慢慢的自动化控制系统,受到越来越多种植者的关注,其中温室自动控制系统比较具有大棚种植自动化的代表性。 那么,在温室大棚中为什么要做温室自动控制系统呢? 传统的温室大棚种植模式已经不能满足现代化的需求,尤其是对温室大棚内环境监测时,农业工作人员不可能24小时时时刻刻的坚守在岗位上。为此,温室自动控制系统的应用,有效的解决了这一难题,温室中细微参数变化情况,农业工作人员通过电脑或者手机端都可以看得到,不用再天天钻棚就能了解大棚内的实时情况,既提高了生产效益,也提高温室大棚的种植效益。 温室自动控制系统是由浙江托普物联网专门研发的一种温室环境智能监测控制系统。温室自动控制系统可在线实时采集和记录监测点的温度、湿度、土壤酸碱度、二氧化碳浓度、光照度等各项参数情况,以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储,监测点可扩充多达几千个。并且当可设定各监控点的参数报警限值,当出现被监控点位数据异常时,温室自动控制系统可以自动发出报警信号。报警方式主要有现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警、手机短信息报警等。上传报警信息并进行本地及远程监测,系统可在不同的时刻通知不同的农业工作人员。 利用智慧和科技,提高农业种植效益一直以来是很多种植人员的一个目标和愿望,而温室自动控制系统在现代温室大棚种植中的应用,可以实现智能化的高效栽培,提高温室大棚的种植效益,帮助人们达成这种目标和愿望。托普的智能温室物联网系统,配备智慧云管理平台,从而实现了温室种植的综合化整体管理,不止提高了种植效益,还减少了人工成本。如今温室自动控制系统广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域。

温室环境监控系统论文

温室环境监控系统 摘要:这是一套针对农业大棚监控的完整系统,通过短距离无线数据传输方式来采集温度,湿度,co2,照度,露点等温室信息,并通 过gprs网络将信息上传到服务器,服务器根据农作物和大棚实际环境进行数据存储和实现短信报警,也可以自动或手动下发控制指令,使温室保持良好的工作环境。 关键词:大棚监控;本地无线传输;单总线 中图分类号:tp277 文献标识码:a文章编号: 1007-9599(2011)24-0000-01 greenhouse environment monitoring system xu songliang1, xu hongning2 (1.shenyang bluelight network data technology co.ltd,shenyang110179,china;2.shenyang ware digital technology co.ltd,shenyang110015,china) abstract:this is a complete agricultural greenhouse monitoring system,which through short distance wireless digital transmissive methods,collects greenhouse information,such as temperature,humidity,co2,illumination and dew point and then by means of gprs network,upload the information to the server.according to the practical condition of the plants and the green house,the system stores and alarms,either automatically or by hand,hence maintain the

温室环境特征及调控

温室环境特征及其调控 农业生产技术的改进,主要沿着两个方向在进行:一是创造出适合环境条件的作物品种及其栽培技术;二是创造出使作物本身特性得以充分发挥的环境。而设施农业,就是实现后一目标的有效途径。 设施栽培是在一定的空间范围内进行的,因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响,比露地栽培要大得多。管理的重点,是根据作物遗传特性和生物特性对环境的要求,通过人为地调节控制,尽可能使作物与环境间协调、统一、平衡,人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件,从而实现蔬菜、水果、花卉等作物设施栽培的优质、高产、高效。 制定作物设施栽培的环境调节调控标准和栽培技术规范,必须研究以下几个问题: 1.掌握作物的遗传特性和生物学特性,及其对各个环境因子的要求。作物种类繁多,同一种类又有许多品种,每一个品种在生长发育过程中又有不同的生育阶段(发芽、出苗、营养生长、开花、结果等),上述种种对周围环境的要求均不相同,生产者必须了解。光照、温度、湿度、气体、土壤是作物生长发育必不可少的5个环境因子,每个环境因子对各种作物生育都有直接地影响,作物与环境因子之间存在着定性和定量的关系,这是从事设施农业生产所必须掌握的。 2.研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点,阐明形成各种环境特征的机理。摸清各个环境因子的分布规律,对设施内不同作物或同一作物不同生育阶段有何影响,为确立环境调控的理论和基本方法、改进保护设施、建立标准环境等提供科学依据。 3. 通过环境调控与栽培管理技术措施,使园艺作物与设施的小气候环境达到最和谐、最完美的统一。 在摸清农业设施内的环境特征及掌握各种园艺作物生育对环境要求的基础上,生产者就有了生产管理的依据,才可能有主动权。环境调控及栽培管理技术的关键,就是千方百计使各个环境因子尽量满足某种作物的某一生育阶段,对光、温、湿、气、土的要求。作物与环境越和谐统一,其生长发育也越加健壮,必然高产、优质、高效。 一、温室光照环境及其调节控制 植物的生命活动,都与光照密不可分,因为其赖以生存的物质基础,是通过光合作用制造出来的。正如人们所说的“万物生长靠太阳”,它精辟地阐明了光照对作物生长发育的重要性。目前我国农业设施的类型中,塑料拱棚和日光温室是最主要的,约占设施栽培总面积的90%或更多。日光温室是以日光为惟一光源与热源的,所以光环境对设施农业生产的重要性是处在首位的。 (一)温室光照环境特点 温室内的光照环境不同于露地,由于是人工建造的保护设施,里面的光照条件受建筑方位、设施结构,透光屋面大小、形状,覆盖材料特性、干洁程度等多种因素的影响。 1.光照强度温室内的光照强度,一般均比自然光弱,这是因为自然光是透过透明屋面覆盖材料才能进入温室内,这个过程中会由于覆盖材料吸收、反射、覆盖材料内面结露的水珠折射、吸收等而降低透光率。尤其在寒冷的冬、春季节或阴雪天,透光率只有自然光的50%~70%,如果透明覆盖材料不清洁,使用时间长而染尘、老化等因素,使透光率甚至不足自然光强的50%。 2.光照时数温室内的光照时数,是指受光时间的长短,因设施类型而异。塑料大棚和大型连栋温室,因全面透光,无外覆盖,设施内的光照时数与露地基本相同。但单屋面温室内的光照时数一般比露地要短,因为在寒冷季节为了防寒保温,覆盖的蒲席、草苫揭盖时间直接影响设施内受光时数。在寒冷的冬季或早春,一般在日出后才揭苫,而在日落前或刚刚

温室大棚中温室自动化控制系统方案设计

温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计 温室自动化控制系统简介 温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素,根据温室植物生长要求,自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围,为植物生长提供最佳环境。 智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息,接到上位计算机上进行显示,报警,查询。监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储,然后将其与设定的报警值相比较,若实测值超出设定范围,则通过屏幕显示报警或语音报警,并打印记录。 系统组网络以及通讯协议 (1)系统组网络组成 根据工艺运行的需求,我们做如下的网络系统设计:网络采用以太网络设计。每个站作为一个网络节点。这个网络采用性能可靠的工业以太网。可以将办公网络、自动控制网络无缝结合到该网络环境,实现“多网合一”。 整个系统可承载的数据分成如下的几个部分: 1:工业控制数据 2:采集数据 3:工业标准的MODBUS总线通讯 (2)组网特点 自动化控制系统是开放的控制系统,除了具有良好的网络通讯能力外,还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口,以后可以任意扩展控制系统。 整个系统采用多级网络结构,即生产管理网和生产控制网,将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开,分别使用不同的网络。有效地提高了通讯的效率,降低了通讯负荷。 (3)采用的通讯协议

Modbus协议是应用于自动控制器上的一种通用协议。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。 现代农业大棚控制系统 (1)控制系统概述 随着社会经济的发展,设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径,已经越来越受到世界各国的重视,而设施农业中问世工程的建设与发展是都市型发展的重要组成部分,是设施农业发展的高级阶段。希望通过改变植物生长的自然环境、.创造适合植物最佳的生长条件,避免外界恶劣的气候,达到调节产期,促进生长发育、防治病虫害等目的。 远程大棚监控系统是一种用于家庭、仓库(厂房、花棚和塑料薄膜大棚)内环境温湿度监控及控制的全自动远程智能调节系统。它通过控制加热器及制冷器(通风)对温度进行自动调节,同时通过控制加湿机及除湿机的工作自动调节环境的相对湿度,使环境的温度和湿度达到适宜的范围。 (2)大棚环境特点与调控 大棚因有塑料薄膜覆盖,形成了相对封闭与露地不同的特殊小气候。进行蔬菜大棚栽培,必须掌握大棚内环境的特点,并采取相应的调控措施,满足蔬菜生长发育的条件,从而获得优质高产。 大棚内环境条件: 1、光照 2、温度: 3、空气湿度 4、空气二氧化碳浓度 5、土壤湿度: (3)现代化大棚远程控制工艺 本方案使用腾控系列系列高速32位控制器、高性能温度湿度以及氧气传感器、视频设备等硬件通过目前的高速光纤网络建造一个现代化农业用温室大棚环境监控系统。本系统可自动监测调节农作物环境的温湿度、光照、O2浓度、通风、卷帘升降、滴灌控制、门禁、巡更等参数,通过HMI输出帮助种植者作全面

农业大棚温湿度智能控制系统设计-本科毕业论文

1 引言 1.1 課題背景及研究意義 中國農業的發展必須走現代化農業這條道路,隨著國民經濟的迅速增長,農業的研究和應用技術越來越受到重視,特別是溫室大棚已經成為高效農業的一個重要組成部分。現代化農業生產中的重要一環就是對農業生產環境的一些重要參數進行檢測和控制。例如:空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在農業種植問題中,溫室環境與生物的生長、發育、能量交換密切相關,進行環境測控是實現溫室生產管理自動化、科學化的基本保證,通過對監測數據的分析,結合作物生長發育規律,控制環境條件,使作物達到優質、高產、高效的栽培目的。以蔬菜大棚為代表的現代農業設施在現代化農業生產中發揮著巨大的作用。大棚內的溫度、濕度與二氧化碳含量等參數,直接關係到蔬菜和水果的生長。國外的溫室設施己經發展到比較完備的程度,並形成了一定的標準,但是價格非常昂貴,缺乏與我國氣候特點相適應的測控軟體。而當今大多數對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測與控制都採用人工管理,這樣不可避免的有測控精度低、勞動強度大及由於測控不及時等弊端,容易造成不可彌補的損失,結果不但大大增加了成本,浪費了人力資源,而且很難達到預期的效果。因此,為了實現高效農業生產的科學化並提高農業研究的準確性,推動我國農業的發展,必須大力發展農業設施與相應的農業工程,科學合理地調節大棚內溫度、濕度以及二氧化碳的含量,使大棚內形成有利於蔬菜、水果生長的環境,是大棚蔬菜和水果早熟、優質高效益的重要環節。目前,隨著蔬菜大棚的迅速增多,人們對其性能要求也越來越高,特別是為了提高生產效率,對大棚的自動化程度要求也越來越高。由於單片機及各種電子器件性價比的迅速提高,使得這種要求變為可能。當前農業溫室大棚大多是中小規模,要在大棚內引

日光温室环境特点及调控措施

第二节??日光温室环境特点及调控措施 温室栽培是在一定的空间范围内进行的,因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响,比露地栽培要大得多。管理的重点,是根据作物及对环境条件的要求,通过人为地调节控制,尽可能使作物与环境之间协调、统一、平衡,人工创造出适宜作物生长发育的最佳综合环境条件,从而实现蔬菜、水果、花卉、 温室栽培的优质、高产、高效。 一、日光温室光照环境特点及调控 光照是日光温室的热量来源,也是绿色植物光合作用的能量来源。植物的生命活动,都与光照密不可分,因为其赖以生存的物质基础,是通过光合作用制造出来的。日光温室是以日光为惟一光源与热源的设施,所以光环境对温室生产的重要性是处在首位的。 (一)温室光照环境特点 温室内的光照环境不同于露地,由于是人工建造的保护设施,里面的光照条件受温室方位、结构类型,透光屋面大小、形状,透明覆盖材料的特性及洁净程度等多种因素的影响。使日光温室光照条件表现呈光照不足、分布不均,前强后弱、上强下弱的特点。 1、光照强度??温室内的光照强度,比自然光弱,这是因为自然光是透过透明屋面覆盖材料才能进入温室内,这个过程中会由于覆盖材料吸收、反射、覆盖材料内表面结露的水珠折射、吸收等而降低透光率。尤其在寒冷的冬季、早春或阴雪天,透光率只有自然光的50%~70%,如果透明覆盖材料不清洁,使用时间长而染尘、老化等因素,使透光率甚至不足自然光强的50%。 2.光照时数??温室内的光照时数,是指受光时间的长短,温室内的光照时数一般比露地要短,因为在寒冷季节为了防寒保温,覆盖的保温被、草帘揭盖时间直接影响温室内光照时数。我县在寒冷的冬季或早春,每天温室光照时间不过7~8小时,远远不能满足栽培作物对光照时数的要求。 3.光质??由于受透明覆盖材料性质、成分、颜色等的影响,温室内光组成(光质)就与露地不同。光质影响蔬菜的着色、品质等,例如紫外光促进维生素C的合成,红光控制开花及果实颜色。因为在温室内光质被削弱,所以温室生产的瓜、果、菜的颜色风味都比露地差。 4.光分布??温室内由于受墙体与骨架结构、立柱、栽培作物种类等的影响,温室内不同部位光分布有差异,水平分布呈现南部强,中间次之,北部最弱;垂直分布呈上强下弱的特点。光分布的不均匀性,使得作物的生长也不一致。 (二)温室光照环境的调控措施 温室内栽培作物对光照条件的要求:光照要充足而且分布均匀。 1.改进温室结构、提高透光率 (1)选择适宜的建棚场地及合理的方位角,应选择南面开阔,东西无巨大遮阴物,避风向阳的地块,我县方位角是南偏西5~10°为宜。

11 第十一章 温室环境控制系统

2016-5-23
G
reenhouse Operation & Management
G
reenhouse Operation & Management
? 现代化温室:内部环境条件或部分环境条件能够自动控 制,基本上不受自然条件下灾害性天气和不良环境条件 的影响,能周年全天候进行生产的大型连栋温室,又称
十一 温室气候控制系统 十
智能温室。
? 加温/降温、补光/遮光、加湿/降湿、通风等机械设备 ? 相应的环境传感器和温室气候管理程序,通过预先设定 的程序控制各机械设备的运作,达到自动控制的目的
Floriculture, BF Univ.
G
reenhouse Operation & Management
G
reenhouse Operation & Management
? 温室环境控制:通过一系列的操作,创造预期的最佳环 境 ? 温室环境控制系统包括调控环境有关的软、硬件 ? 经历了以下几个过程: —— 人工操作 —— 手动控制系统 —— 模拟控制系统 —— 计算机控制系统 —— 计算机环境管理系统
Floriculture, BF Univ. Floriculture, BF Univ.
? 1962年,开始尝试进行温度、光照和CO2的自动控制 ? 20世纪70年代,台式电脑出现后得以实现 展 向 将 长模 合 管 ? 发展方向:将植物生长模型整合到温室生产的管理经 济决策中
G
reenhouse Operation & Management
G
reenhouse Operation & Management
3. 模拟控制系统(Analog controls) 1. 手动控制系统 由继电器、接触器、限位开关等电器元件组成 2 自动调温器(Thermostat) 2. ——开关式自动调温器 ——渐变式自动调温器(如:行程开关) 一般用于单个设备的调控
Floriculture, BF Univ. Floriculture, BF Univ.
包括:渐变式自动调温器或电子传感器、信号放大 器、电子逻辑电路 —— 可将较多的环控设备协调起来,全方位控制温 室各环境因子 ——一般用于小规模单分区温室;扩展性差 ——成本低
1

现代温室环境智能控制发展研究

现代温室环境智能控制发展研究 智能控制技术的应用越来越广泛,文章以智能控制技术作为研究基础,对现代的温室环境智能控制系统的拓扑结构、智能控制技术在当前现代温室环境中的发展现状进行研究,探索新型的温室内环境和生物信息的获取方式,为实现温室内的动植物生理指标的智能控制、智能控制系统硬件的配置和结构上的优化提供研究的依据。 标签:现代温室;智能控制;温室环境 1 概述 “温室”是对“温室效应”的一种利用,当动植物如果不适合在寒冷季节里在陆地上进行种植和生产,那么依靠对室内的温度进行控制,可以通过温度环境的人工创造和控制来满足农作物反季节生产的需求。随着科学技术的不断发展,对于温室生产的相关技术研究也越来越多,特别是在农业科学领域、管理科学领域等方面进行应用,现代温室的创造改变了过去动植物生产环境和时空上的界限,在水产养殖、蔬菜种植、花卉种植等方面都已經取得了一定的成绩。 温室环境的控制包含有三种方式,人工控制、自动控制和智能控制。在我国不同的领域都有控制方式的应用,在温室环境的应用中大多采用的是自动控制。对于现代的温室环境控制可以说是对智能控制的一种前瞻性的研究。我国的自然科学基金委研究项目“工厂化农业”、“温室环境智能控制关键技术的研究与开发”等项目都是在经济探索现代温室环境的智能控制技术。 2 智能控制技术概况 智能控制技术作为直接性控制技术的一种,是基于大量的研究经验的基础上所发展起来的一项控制技术,是对于人工智能、运筹学等理论的综合运用,通过控制系统技术来完成控制。 智能控制在进行处理工作时,具有非线性、不确定性等主要特点。优异的智能控制系统可以实现对一般控制要求的基础上,还能够具备自组织、自结构等特点和能力。智能控制系统如果具有了自学习系统,那么可以对周边的位置环境进行模拟和学习,依靠所储存的知识和经验来提升自己的控制能力。自适应系统可以让系统实现控制对象在动力方面的变化,更好的适应周边环境的变化。自组织系统能够帮助智能控制系统实现对复杂信息的组织和协调,让系统能够在规定的范围内灵活的开展活动。自结构能够帮助智能控制系统对自身的结构、参数、数据等内容进行调整,并让系统可以加入学习机制来实现对需要学习的内容和数据的搜集,让系统具备一定的学习和整理功能,实现对系统知识的解释。在系统运行的初期阶段,系统并不具备调整规则,但是可以通过设置规则来让系统具备学习的能力。

温室环境控制系统

温室环境控制系统 【摘要】针对传统温室有线数据采集系统存在着成本较高、可靠性和移动性较差等问题,提出了一种应用无线技术组建温室数据采集系统的设计和应用方案。通过无线收发模块实现温室内各种生长环境检测传感器无线化,从而实现温室内作物生长环境的无线智能调控,为解决传统温室有线系统的局限性提供了技术措施;该系统操作简单,具有人性化。为提高温室环境信息管理自动化程度和设施农业种植决策提供依据,从而提高了温室生产的技术水平,减轻了劳动强度,提高了劳动效率。众所周知,光、温度、湿度是农业生产不可缺少的因素,所以本设计将其作为重点数据来处理。首先,对温度、湿度、二氧化碳浓度传感器的发展现状、发展趋势做了简单综述;然后,介绍了系统的工作原理和设计方法,对在控制过程中主要应用的DS18B20、TGS4160、SHT11、LCD显示器及C8051F020、PTR2000、MAX232、MAX692等的结构特点进行了简单的介绍;最后,从硬件和软件两方面详细讲述了对温室各项指标控制的过程。 【关键词】温室;数据采集系统;无线收发模块 1.绪论 1.1 引言 随着社会的进步和工农业生产技术的发展,许多产品对生产和使用环境的要求越来越严,人们对温度、湿度、光强、二氧化碳浓度等环境因素的影响越来越重视了。为此,本文以农业技术发展为目的开发了一种智能控制系统。 众所周知温度、湿度、二氧化碳浓度是农业生产不可缺少的因素,所以本设计将其作为重点数据来处理。在现代检测技术中,传感器技术和计算机技术是必不可少的两个方面。计算机对数据有很强的处理能力,但对非电量和模拟信号是无能为力的。如果没有各种精确可靠的传感器去检测非电量和模拟信号并提供真实的信息,那么微型计算机就无法发挥其应有的作用。传感器把非电量转换为电量,经过放大处理后,转换为数字量输入微型计算机,由微型计算机对信号进行分析处理。从而传感器处理技术与微型计算机技术结合起来,对自动化、信息化和智能化起到重要作用。 本设计以C8051F020单片机为核心来对多点温度、湿度、二氧化碳浓度进行实时检测。各检测单元能独立完成各自功能,同时能根据主控机的指令对温度、湿度、二氧化碳浓度进行采集。测量结果不仅能在本地显示,而且可以由C8051F020单片机将采集的数据传送到主控机,以进行进一步的处理。主控机负责控制指令的发送,以控制各个从机的温度、湿度、二氧化碳浓度采集,收集测量数据。主控机与各从机之间也能够通过无线收发模块进行相互联系、相互协调,从而达到系统整体统一、和谐的效果。 1.2 课题研究背景

温室自动控制系统

温室自动控制系统 温室自动控制又称温室自动控制系统,是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的一种环境自动控制系统。 一、系统简介 托普物联网温室自动控制系统可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素,根据温室植物生长要求,温室自动控制系统可自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围,为植物生长提供最佳环境。 二、应用领域 托普农业物联网温室自动控制系统主要应用于农业温室环境自动控制、高科技农业示范项目、农业科研教育等领域。 三、系统发展历程 1 国外 国外对温室环境控制技术研究较早,始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰,以先进的鲜花生产技术著称于世,其玻璃温室全部由计算机操作。日本研制的蔬菜塑料大棚在播种、间苗、运苗、灌水、喷药等作业的自动化和无人化方面都有应用。日本利用计算机控制温室环境因素的方法,主要是将各种作物不同生长发育阶段所需要的环境条件输入计算机程序,当某一环境因素发生改变时,其余因素自动作出相应修正或调整。一般以光照条件为始变因素,温度、湿度和CO2浓度为随变因素,使这四个主要环境因素随时处于最佳配合状态。美国和荷兰还利用差温管理技术,实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行控制,以满足生产和市场的需要。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术,可以观测50km以外温室内的光、温、湿、气和水等环境状况,并进行遥控。

(完整版)PLC温室大棚控制系统设计开题报告

滨州学院 毕业设计(论文)开题报告题目基于PLC温室大棚控制系统设计 系(院)自动化系年级2010级 专业电气自动化技术班级4班 学生姓名石瑞学号1023091219 指导教师王国明职称助教 滨州学院教务处 二〇一三年三月 开题报告填表说明 1.开题报告是毕业设计(论文)过程规范管理的重要环节,是培养学生严谨务实工作作风的重要手段,是学生进行毕业设计(论文)的工作方案,是学生进行毕业设计(论文)工作的依据。 2.学生选定毕业设计(论文)题目后,与指导教师进行充分讨论协商,对题意进行较为深入的了解,基本确定工作过程思路,并根据课题要求查阅、收集文献资料,进行毕业实习(社会调查、现场考察、实验室试验等),在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义,应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分,是在广泛查阅国内外有关文献资料后,对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述,并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容,要具体写出在哪些方面开展研究,要突出重点,实事求是,所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前,学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作,应详细说明使用

的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划,应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等,以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写,指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告,经系主任批准后方可进行下

温室环境控制技术的现状及发展趋势

温室环境控制技术的现状及发展趋势 摘要:温室环境控制技术在世界得到广泛的应用,现代温室及配套设施已采用专业化、集约化和规模化生产,规范有序的市场经营和国际化的市场体系运作,成为当今世界最具活力的新兴产业之一。本文介绍了国内外温室环境控制技术的发展现状以及今后的发展趋势。 关键词:温室;温室环境控制技术;发展现状;发展趋势 一、温室环境控制技术的应用现状 1.国外发展状况 荷兰是土地资源非常紧缺的国家,靠围海、围湖造田等手段扩大耕地,其依靠现代农业,成为仅次于美国、法国的世界第三大农业出口大国。荷兰是设施农业最发达的国家,目前有现代温室 1.1 万hm?,全部为玻璃温室,占世界玻璃温室的1/4,主要用于种植蔬菜和花卉。温室及配套设施的生产完全靠一种高度社会化专业化和国际化的市场体系。日本于20 世纪60年代快速发展现代设施园艺业,温室由单栋向连栋大型化结构金属化发展,到70年代为高速发展期。美国总的指导思想是搞适地栽培,温室面积约1.9万hm?,多数玻璃温室,少数是双层充气塑料薄膜温室,近几年也建造了少量聚碳酸脂板温室。以色列的现代设施园艺更具鲜明的特点,其采用大型塑料薄膜连栋温室,充分利用光热资源的优势和先进的节水灌溉技术,主要生产花卉和高档蔬菜。 现代温室及配套设施已采用专业化、集约化和规模化生产,规范有序的市场经营和国际化的市场体系运作,成为当今世界最具活力的新兴产业之一和现代农业的亮点。在今后一个时期,随着科学技术的发展、全球经济的一体化和社会的进步,现代温室及配套设施,将以节能、环保和改善工作条件为核心,深入广泛采用高新技术,向实质意义上的“ 工厂化”方向稳步持续快速地发展,前景十分广阔。 2.国内应用状况 我国的近代温室开始于本世纪30年代,大规模的温室生产在20世纪70 年代末和80 年代初开始。通过第一次大规模的温室引进,揭开了我国现代化温室生产、研究和普及的序幕。经过20年的发展,我国温室的建造面积(包括大棚)已达120万hm?,跃居世界第一。在温室及配套设施的生产、科研和普及方面得

日光温室环境特点及调控措施

第二节日光温室环境特点及调控措施 温室栽培是在一定的空间范围内进行的,因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响,比露地栽培要大得多。管理的重点,是根据作物及对环境条件的要求,通过人为地调节控制,尽可能使作物与环境之间协调、统一、平衡,人工创造出适宜作物生长发育的最佳综合环境条件,从而实现蔬菜、水果、花卉、 温室栽培的优质、高产、高效。 一、日光温室光照环境特点及调控 光照是日光温室的热量来源,也是绿色植物光合作用的能量来源。植物的生命活动,都与光照密不可分,因为其赖以生存的物质基础,是通过光合作用制造出来的。日光温室是以日光为惟一光源与热源的设施,所以光环境对温室生产的重要性是处在首位的。 (一)温室光照环境特点 温室内的光照环境不同于露地,由于是人工建造的保护设施,里面的光照条件受温室方位、结构类型,透光屋面大小、形状,透明覆盖材料的特性及洁净程度等多种因素的影响。使日光温室光照条件表现呈光照不足、分布不均,前强后弱、上强下弱的特点。 1、光照强度温室内的光照强度,比自然光弱,这是因为自然光是透过透明屋面覆盖材料才能进入温室内,这个过程中会由于覆盖材料吸收、反射、覆盖材料内表面结露的水珠折射、吸收等而降低透光率。尤其在寒冷的冬季、早春或阴雪天,透光率只有自然光的50%~70%,如果透明覆盖材料不清洁,使用时间长而染尘、老化等因素,使透光率甚至不足自然光强的50%。 2.光照时数温室内的光照时数,是指受光时间的长短,温室内的光照时数一般比露地要短,因为在寒冷季节为了防寒保温,覆盖的保温被、草帘揭盖时间直接影响温室内光照时数。我县在寒冷的冬季或早春,每天温室光照时间不过7~8小时,远远不能满足栽培作物对光照时数的要求。 3.光质由于受透明覆盖材料性质、成分、颜色等的影响,温室内光组成(光质)就与露地不同。光质影响蔬菜的着色、品质等,例如紫外光促进维生素C 的合成,红光控制开花及果实颜色。因为在温室内光质被削弱,所以温室生产的瓜、果、菜的颜色风味都比露地差。 4.光分布温室内由于受墙体与骨架结构、立柱、栽培作物种类等的影响,温室内不同部位光分布有差异,水平分布呈现南部强,中间次之,北部最弱;垂直分布呈上强下弱的特点。光分布的不均匀性,使得作物的生长也不一致。 (二)温室光照环境的调控措施 温室内栽培作物对光照条件的要求:光照要充足而且分布均匀。 1.改进温室结构、提高透光率 (1)选择适宜的建棚场地及合理的方位角,应选择南面开阔,东西无巨大遮阴物,避风向阳的地块,我县方位角是南偏西5~10°为宜。

温室大棚控制系统设计

摘要 本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻,以及四位八段数码管等元器件,设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路,实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统,解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大,且费时费力、效率低等问题。该系统运行可靠,成本低。系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集,并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节,达到了温室大棚自动控制的目的。促进了农作物的生长,从而提高温室大棚的产量,带来很好的经济效益和社会效益。 关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测

目录第1章绪论 §1.1选题背景 §1.2选题的现实意义 第2章系统硬件电路的设计 §2.1系统硬件电路构成系统整体框图 §2.1.2系统整体电路图 §2.1.3系统工作原理 §2.2温度传感器的选择 §2.2.1 DS18B20简介 §2.2.2 DS18B20的性能特点 §2.2.3 DS18B20的管脚排列 §2.2.4 DS18B20的内部结构 §2.2.5 DS18B20的控制方法 §2.2.6 DS18B20的测温原理 §2.2.7 DS18B20的时序 §2.2.8 DS18B20使用中的注意事项 §2.3单片机的选择 §2.3.1单片机概述 §2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能 §2.3.3 AT89C2051芯片的内部结构框图 §2.3.4 AT89C2051芯片的引脚说明 §2.3.5使用AT89C2051芯片编程时的注意事项§2.4 RS-485通信设计 §2.4.1串行通信的分类 §2.4.2串行通信的制式 §2.4.3串行通信的总线接口标准 §2.4.4 RS-485的硬件设计 §2.5小结 第3章系统软件的设计 §3.1系统主程序 §3.2系统部分子程序 §3.2.1 DS18B20初始化子程序 §3.2.2 DS18B20读子程序 §3.2.3 DS18B20写子程序(有具体的时序要求) §3.2.4 DS18B20定时显示子程序 §3.2.5 DS18B20温度转换子程序 §3.3 DS18B20的流程图

设施内的环境因素及调节措施

农业生产技术的改进,主要沿着两个方向在进行:一是创造出适合环境条件的作物品种及其栽培技术;二是创造出使作物本身特性得以充分发挥的环境。而设施农业,就是实现后一目标的有效途径。 设施栽培是在一定的空间范围内进行的,因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响,比露地栽培要大得多。管理的重点,是根据作物遗传特性和生物特性对环境的要求,通过人为地调节控制,尽可能使作物与环境间协调、统一、平衡,人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件,从而实现蔬菜、水果、花卉等作物设施栽培的优质、高产、高效。 制定作物设施栽培的环境调节调控标准和栽培技术规范,必须研究以下几个问题: 1.掌握作物的遗传特性和生物学特性,及其对各个环境因子的要求。作物种类繁多,同一种类又有许多品种,每一个品种在生长发育过程中又有不同的生育阶段(发芽、出苗、营养生长、开花、结果等),上述种种对周围环境的要求均不相同,生产者必须了解。光照、温度、湿度、气体、土壤是作物生长发育必不可少的5个环境因子,每个环境因子对各种作物生育都有直接地影响,作物与环境因子之间存在着定性和定量的关系,这是从事设施农业生产所必须掌握的。 2.研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点,阐明形成各种环境特征的机理。摸清各个环境因子的分布规律,对设施内不同作物或同一作物不同生育阶段有何影响,为确立环境调控的理论和基本方法、改进保护设施、建立标准环境等提供科学依据。 3.通过环境调控与栽培管理技术措施,使园艺作物与设施的小气候环境达到最和谐、最完美的统一。 在摸清农业设施内的环境特征及掌握各种园艺作物生育对环境要求的基础上,生产者就有了生产管理的依据,才可能有主动权。环境调控及栽培管理技术的关键,就是千方百计使各个环境因子尽量满足某种作物的某一生育阶段,对光、温、湿、气、土的要求。作物与环境越和谐统一,其生长发育也越加健壮,必然高产、优质、高效。

温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计

温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计温室自动化控制系统简介 温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素,根据温室植物生长要求,自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围,为植物生长提供最佳环境。 智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息,接到上位计算机上进行显示,报警,查询。监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储,然后将其与设定的报警值相比较,若实测值超出设定范围,则通过屏幕显示报警或语音报警,并打印记录。 系统组网络以及通讯协议 (1)系统组网络组成 根据工艺运行的需求,我们做如下的网络系统设计:网络采用以太网络设计。每个站作为一个网络节点。这个网络采用性能可靠的工业以太网。可以将办公网络、自动控制网络和视频监控网络无缝结合到该网络环境,实现“多网合一”。 整个系统可承载的数据分成如下的几个部分: 1:工业控制数据 2:采集数据 3:工业标准的MODBUS总线通讯 4:视频语音数据采集和监控 (2)组网特点 自动化控制系统是开放的控制系统,除了具有良好的网络通讯能力外,还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口,以后可以任意扩展控制系统。 整个系统采用多级网络结构,即生产管理网和生产控制网,将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开,分别使用不同的网络。有效地提高了通讯的效率,降低了通讯负荷。

蔬菜大棚温湿度控制系统的PLC程序设计毕业设计

LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 毕业设计 题 目 蔬菜大棚温湿度控制系统的PLC 程序设计

毕业论文(设计)诚信声明本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文(设计)作者签名:日期:年月日 毕业论文(设计)版权使用授权书 本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文(设计)。本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时,单位署名为。 论文(设计)作者签名:日期:年月日 指导教师签名:日期:年月日

摘要 温室大棚对现在的人们来说,是非常熟悉的一个名词,因为现在我们生活中的很多花卉、蔬菜、水果都是从温室大棚中种植出来的。如何利用自动检测与自动控制系统有效的控制好温室大棚内的各种环境因子,以提高温室大棚环境的控制精度和效果,对我国温室业的发展有着不可估量的重要意义。本设计采用西门子S7-300系列可编程控制器来实现自动化控制的温室大棚。温度、湿度等环境因子在植物过程中起重要作用,在检测这环境因子的时候考虑到精度,反应速度,方便设备连接等问题,将采用温度传感器,湿度传感器对环境各项指标进行检测,传感器将检测的结果送入PLC 中,由PLC将其与设定值进行比较,再发出相应的指令驱动电机﹑卷帘等设备运行或停止来调节室内的温度、湿度,从而达到智能化,自动化控制的目的。使用step7及wincc flexible实现上下位连调,详细的介绍系统的特点,组成,硬件设计及软件设计等问题。 关键词:蔬菜大棚;PLC;温湿度控制

温室设施配置及环境调控技术

温室设施配臵及环境调控技术 一、温室外部结构优化及其环境调控 园艺作物温室栽培产量和品质除受气候、品种等因素影响外,与温室设施配臵和综合环境因子调控的智能化、专业化水平等也有很大关系。 温室设施结构、覆盖材料与光照强度的关系 温室采光性的优劣取决于温室布局的走向和坡面角度,采光最好的温室走向是东西走向,且以单栋的东西向温室为最好;其次是东西向的连栋温室和南北向的单栋温室,南北向的连栋温室透光性最差。东西走向的连栋温室受温室屋脊和天沟的水平结构影响,会造成室内光照的不均匀性,南北向将出现明显的强光带和弱光带。相对来说南北走向的温室,光的透过率比较均匀,只是南立面山墙处的光透过率到冬季会显著提高。 温室的覆盖材料中以玻璃的透光性为最好,单层膜的透光性也很好,双层中空阳光板和双层充气膜温室的透光性最差。实践证明,后两者覆盖材料的温室不仅光的折射损失很高,而且使用过程中水蒸气和灰尘进入夹层后不易排除,进而导致透光率迅速下降。到了冬季,室内光照即使在晴天中午,也达不到作物正常的光照需求。中空阳光板和双层充气膜只适宜于耐阴花卉和观叶植物的栽培养护。 此外,玻璃和普通塑膜温室,覆盖材料对紫外线的吸收率较高,使温室内的紫外线处于较低水平。适量的紫外线有利于花卉转色和病

害的预防。 温室夏季遮阳降温和冬季覆盖保温的调控原则 我国大部分地区每年夏季的6月至8月和冬季的12月至次年2月,温湿度差距很大,给温室运行带来一定难度。光照的强度不仅直接影响植物的光合速率,同时也间接影响室内的温、湿度变化。 虽然大型连栋温室已经配臵了降温和加温措施,但大多数生产者都比较关注室内的温度调节,容易忽视光照和湿度的协调控制。需要考虑的是:遮阳降温对光照的损失是否已经影响了园艺作物最大光合效率的发挥;风机和湿帘强制通风对温度和湿度的变化是否已经危及了园艺作物正常的生理;冬季温室保温的覆盖物晚揭早盖是否已造成作物的“光饥饿”等问题。 1.遮阳降温的调控原则启动遮阳降温对于种植喜阳花卉来说,应该是最后考虑的措施;对于一些喜阴花卉和观叶植物来说,则可首先启动,但都必须以满足植物对光照的最高需求(光饱和点以内)为调控原则。大多数花卉对光照和光质的要求较高,必须根据不同的品种设定最佳的光照管理指标,并实行智能化控制。尽管夏季温度偏高,但必须在早晚合适的时间段给予良好的透光条件,不能长时间依赖遮阳降温。同时,光照、温度和湿度的调控管理应该是同步的。 2.覆盖保温的调控原则温室的冬季保温措施对温室的光照损失不能忽视,如日光温室草苫的掀和盖、连栋温室的内遮阳和双层保温设施的开与闭的掌握,都应该要以满足光照为首要目标。光照是植物最重要的能量来源,满足一定的光照强度和光照时间才能使植物生长

分布式温室控制系统

分布式温室控制系统 摘要 针对农业环境自动化控制的需要,研制了“分布式智能型温室计算机控制系统”。该系统体系结构为中心计算机和单片机智能控制仪的主从式结构,系统采用实时多任务操作系统和农业温室专家系统的人工智能技术,对温室内外环境因子进行实时监测和智能化决策调节,为农作物创造最优化的生长条件。实时多任务系统使系统的通信,环境参数采集,控制可以同时进行:由于现场情况的复杂性和多变性,依靠精确数学模型的传统控制已经无法很好地解决问题,因此,本系统采用存储大量现场经验和知识的专家系统来达到控制的目的。采用专家系统从理论上去验证和分析系统,保证了系统运行的稳定性和可扩展性,降低了开发难度。系统硬件主要由环境因子实时监测模块、智能决策模块组成。软件部分采用组态方式实现,包括数据库管理模块、人工控制模块等几部分构成,具有操作简便,可靠性高,便于升级扩充等特点,已实现产品化。本系统软件采用组态方式实现,文中介绍了如何利用来实现用于工业控制系统的组态软件。传统的面向对象的设计思想已经难以适应现在的分布式软件模型的要求,组件化的程序设计思想是为了提高软件的可重用洼,可扩展性而出现的。组态软件则是为了满足控制系统现场情况的多变性而出现的。为了提高软件的可重用性.减少控制软件设计中的重复劳动,所以控制软件设计成为组态方式成为一种趋势。利用的思想,采取模块包装的方式来实

现组态软件使得这样的软件能够直用于不同的控制系统。 关键词:温室专家系统人工智能组态软件单片机 1绪论 二十一世纪是生命科学的世纪。加强以现代农业生物技术为主体的农业高科技的研究与开发,是下个世纪我国农业领域能否掌握科技进步主动权的关键。发展农业高科技产业是促进我国农业高科技研究开发及其与经济建设紧密结合的重要途径。温室设旌的自动检测和控制技术能为作物创造良好的生长环境,同时温室内的高温、高湿作业环境,又需要作业的自动化技术。随着温室面积的扩大以及自动化装备的应用,如何进行温室的群管理,以降低运行成本、提高效率、实现环境的精确控制成为目前研究的关键问题。针对温室环境的自动控制技术、智能管理技术、温室群管理技术正在逐步得到应用,并正向无人化方向发展。.从计算机局域网到互联网,已形成了世界X围的计算机网络。由于信启.资源量大、更新传递速度快、遍及世界各地等特点,近年来它的应用取得了飞速的进展,同时在农业领域的应用也越来越广泛。近几年来,随着低价格、高性能计算机的普及应用以及计算机网络的低价格和高速度,人们在寻求将温室的计算机检测控制信息形成网络化,利用网络的优势来实现温室群的高效率栽培管理,环境控制的精确化、节能化以及设备成本的降低。本文主要介绍并分析远程分布式控制系统设计技术在温室环境控制上的应用。 国外研究现状 温室设施使用基于internet的远程控制技术可实现设施环境检测

相关文档
最新文档