设施环境调控
设施环境调控
第二节 设施光环境特征 一、与设施内环境相关的光、热辐射 1、电磁波谱 2、太阳辐射的光谱能量分布（教材P144~150） 3、常温物体的热辐射
g 射线
紫外线 可见光 X射线
红外线
10-8
10-6
10-4
10-2
1
102
太阳辐射 常温辐射
热射线
无线电波
104
106
波长( mm )
2500
辐射能（W/m2.mm）
光照 湿度
温度
CO2
水和肥 料
温室的环境调控应该实现以光照为主导因子的综合环境管理。
4、设施结构——环境——生物之间的相互关系
外界环境
设施环境
设施结构
生物活动状态和代谢过程
设施结构决定了其环境性能，所以在设施环境调控之前，首先 确定好的结构，才能做到环境调控的节能、低成本。
5、设施环境调控的原理和方法 （1）理论
2000 1500 1000
6000K黑体辐射 大气层外缘 地面
500
波长（nm）
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
380
760
紫外线
可见光
红外线
8.7%
43.0%
48.3%
40 辐射力
(W/m2mm) 30
20
黑体常温下的热辐射波谱
300K ( 27℃ )
10
波长(mm) 0
0
20
四、设施光环境特点 第三节 进入设施内的太阳辐射计算
一、室外地面上太阳辐射照度的计算 二、 进入设施内的太阳辐射计算 第四节 设施光环境的调节 一、温室内的人工补光 二、人工光照的配置计算 三、光质调节 四、日长调节
设施环境控制
第五章设施的环境特性及其调控技术本章重点及难点重点：温度、光照环境及其调控难点：温度、光照、水分、气体、土壤的调控第一节温度环境及其调控一、园艺植物对温度的要求温度对作物生育的影响：温度的三基点，最低，最适和最高温度。
耐寒性作物：菠菜，大葱；葡萄、李；三色堇、金鱼草等。
半耐寒性作物：白菜类、甘蓝类；紫罗兰、金盏菊等。
不耐寒作物：瓜类，茄果类蔬菜；瓜叶菊、茶花等花卉。
花芽分化：对于果树设施栽培具有重要意义。
二、园艺设施温度特点园艺设施内热量的来源主要是太阳辐射，对于加温温室，其热量还有部分来自于加温设施。
（一）温室效应温室效应是园艺设施温度变化的重要特点。
温室效应指在没有人工加温的条件下，园艺设施内获得或积累太阳辐射能，从而使设施内的气温高于外界气温的一种能力。
温室效应原理：白天太阳光透过塑料薄膜或玻璃等透明覆盖材料入射到设施内的地表面上，使地表面获得辐射能使土壤温度增加，夜晚由于覆盖材料能阻止部分长波辐射，使辐射能留在设施内，使设施内的气温高于外界温度，当设施内的气温低于地温时，地面也释放能量提高设施内的气温。
（二）设施温度变化特点1、昼夜变化：其昼夜温度变化一般比露地环境下的温度变化剧烈，保持适宜的昼夜温差对于园艺植物的生长是有利的，但过于剧烈的昼夜温差，特别是白天设施内的高温则可能对植物生长带来不利影响，如可能会产生叶片和果实灼伤，必须采取适当的措施加以控制。
2、季节变化特点3、设施内地温的变化：设施内的地温也存在明显的昼夜变化，但与气温相比，地温比较稳定，且地温的变化滞后于气温。
日最高地温出现在14时左右。
随着土层深度的增加，日最高地温出现的时间逐渐延后，距地表5cm深处的日最高地温出现在15时左右，距地表10cm深处的日最高地温出现在17时左右，距地表20cm深处的日最高地温出现在18时左右，距地表20cm以下深层土壤温度的日变化很小。
4、设施温度变化影响因素：主要受覆盖材料和保温比的影响。
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。
设施湿度环境及其调控课件
实验步骤与实验结果分析
3. 观察并记录农作物的生长情况，包括株高、叶面积、生物量等； 4. 分析不同湿度环境下农作物的生长差异。
实验结果分析
实验步骤与实验结果分析
01
1. 湿度对农作物生长的影响
Hale Waihona Puke 在适宜的湿度范围内，湿度越高，农作物的生长速度越快，生物量越大；
但当湿度过高时，会对农作物的生长产生不利影响。
湿度
空气中的水蒸气含量，通常用相 对湿度或绝对湿度表示。
相对湿度
空气中的水蒸气压力与同温度下饱 和水蒸气压力的比值，反映空气的 潮湿程度。
绝对湿度
单位体积空气中含有的水蒸气质量， 表示空气中的水蒸气绝对含量。
湿度调控的方法与技术
通风换气
温湿度调控
通过引入干燥空气或排出潮湿空气来 降低设施内的湿度。
评估标准
根据设施的特点和需求，制定合 适的湿度评估标准，如适宜的湿
度范围和湿度波动幅度。
设施湿度环境的调控策略
通风调湿
除湿
通过调节通风量来控制 湿度的策略，包括自然
通风和机械通风。
采用除湿设备或方法降 低设施内湿度的策略， 如冷却除湿、吸附除湿等。
加湿
通过加湿设备或方法增 加设施内湿度的策略， 如电热加湿、超声波加
提高设施湿度环境调控效果的建议
加强基础研究
01
深入开展设施湿度环境调控的基础研究，提高调控技术的理论
水平。
推广智能化调控技术
02
大力推广智能化调控技术，提高设施湿度环境调控的效率和精度。
建立完善的监测与评价体系
03
建立设施湿度环境的监测与评价体系，为调控提供科学依据。
设施环境的特点及调控
设施环境的设计需要考虑到 使用者的需求、建筑的特点、
环境的影响等因素。
设施环境的分类
自然环境：包括 气候、地形、土 壤、水源等
人工环境：包括 建筑、道路、桥 梁、隧道等
生态环境：包括 植被、动物、微 生物等
社会环境：包括 人口、经济、文 化、教育等
设施环境的重要性
提供适宜的生长环境：设施环境可以提供植物所需的光照、温度、湿度等条件，使植物 能够正常生长。
提高生产效率：设施环境可以缩短作物的生长周期，提高产量和品质，从而提高生产效率。
减少自然灾害的影响：设施环境可以减少自然灾害对作物的影响，如暴雨、干旱、病虫 害等，从而保证作物的产量和品质。
保护环境：设施环境可以减少农药和化肥的使用，降低对环境的污染，从而保护环境。
设施环境的调控
设施环境调控的必要性
噪音调控：通过隔音材料或 设备，降低设施内噪音水平
温度调控：通过加热或冷却 设备，保持设施内温度恒定
生物安全调控：通过消毒、 隔离等措施，确保设施内生
物安全
设施环境调控的实践案例
案例一：某工厂通过优化生产流程，减少噪音和废气排放，提高生产效率。
案例二：某学校通过改造教室布局，优化采光和通风，提高学生的学习效 率和健康水平。
环保化：采用环保 技术和材料，减少 对环境的污染和破 坏
集成化：将多种设 施环境调控技术集 成，实现多功能、 高效率的调控
设施环境调控技术的挑战与机遇
技术挑战：如何 实现精准调控， 提高效率
技术挑战：如何 应对气候变化， 保证设施环境的 稳定性
技术机遇：人工 智能、物联网等 技术的发展为设 施环境调控提供 了新的手段
保证植物生长所需的光照、温度、湿度等条件 防止病虫害的发生和蔓延 提高作物的产量和质量 降低生产成本，提高经济效益
设施环境调控技术
设施环境调控技术摘要在设施环境栽培中,温度、光照、水分、气体和土壤起到非常重要的作用。
分别论述了温度、光照、水分、气体、土壤等环境调控技术,以期在作物的不同生长阶段、时段,科学调控每个环境因子的参数指标,达到设施栽培的高产、高效、高创收的目标。
关键词设施环境调控;温度;光照;水分;气体;土壤设施园艺实现了可调控内部环境因子量值、改善内部作物生长环境的小型人造“温室效应”,打破地域、气候、环境差异,创造作物正常生长的环境载体。
通过配套设备或设施分别调控与控制各个环境因子(温度、光照、水分、气体、土壤、生物)的量值幅度与状态,给作物提供最佳的适宜生存环境,以达到市场供求及个别需求,实现经济收益。
1温度环境调控温度是影响作物生存和生长发育的主要环境因子之一。
作物从萌芽到成熟的各个生长发育阶段,体内一切生理生化过程,都有一定的“三基点”温度要求。
根据作物对温度的不同要求,分为耐寒性、半耐寒性、不耐寒性等3类作为温度管理的主要依据。
在设施栽培中,目前主要推广的是棚室四段变温管理,即把一昼夜24h分成4个阶段,上午、下午、前半夜和后半夜。
上午以促进作物的光合作用为目标,进行高温管理;下午和前半夜温度逐渐降低,以便把光合产物运送到各个器官;后半夜在保证作物正常生长的前提下,进行低温管理,防止消耗更多的养分。
1.1温室加温冬季,温室内部温度受到室外自然环境的影响而降低,可能降至作物生长温度最低基点以下,若不及时采取加温措施,将很难维持作物正常生长所要求的温度环境,因此需要加温。
一是空气加温。
常用的主要有热水供暖系统和热风供暖系统。
前者主要热媒为水,介质热容量较大,系统热稳定性较高,适应范围较广;后者热媒为空气,介质热容量较小,热稳定性较低,适用于短时间补充热量,用以短期维持室内空气温度保持相对稳定或提高。
二是土壤加温。
多采用土壤下埋入电热线和埋设酿热物。
前者又称电热温床,使电能转化成热能,实现土壤温度的自动调节,保温效果好,设备简单,用途广泛。
设施环境的特点及调控
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。
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2、人工补光
补光对用电光源的要求： 光照强度在2000~3000lux以上。 有一定的光谱组成，最好具有太阳光的连续
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• 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。
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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
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白 天 的 热
日光温室的水、气温、光条 件及控制（第一、二集）
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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
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进入保护地的热量＝热量支出＋蓄热
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Qin
Q
Qou
t
Q=0
Qin Qout
Qout
Q
Qin
Qin＞Qout 室内蓄热
升温
Qin＝Qout 热量收支平衡
恒温
Qin＜Qout 室内失热
降温
㈡ 园艺设施热支出途径
1、贯流放热 2、缝隙放热 3、地中传热
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。
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设施环境调控
一、温度调控
1、保温
（1）室内覆盖保温。
这种方法是利用保温材料制成固定或可移动的保温幕，在温室大棚内的顶部进行二次覆盖，以达到夜间或阴天时保温的目的。
（2）室外覆盖保温。
室外覆盖保温的材料一般有草苫、草帘、纸被和发泡塑料等。
（3）其他保温措施。
2、加温
（1）热风供暖加温。
（2）热水供暖加温。
3、降温
（1）通风降温，包括自然通风和强制通风两类。
1）自然通风。
自然通风设施是开窗器。
2）强制通风。
强制通风的设施是由电动机带动的排风扇，安置在温室的侧墙。
（2）加湿降温。
1）湿帘-风机降温。
2）微雾降温。
（3）遮阳降温。
二、光照调控。
1、补光
2、遮阳
3、遮光
三、水分调控
1、灌水法
2、喷灌法
3、滴灌法
四、土壤和营养调控
1、土壤调控
2、营养调控
（1）分类的调控。
1）有机肥
2）无机肥
（2）施肥的方法1)基肥
2）追肥
3）根外追肥。