项目十设施农业养分环境调控共55页
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
设施农业湿度环境及其调控措施
学习情境三湿度环境及其调控措施设施内由于覆盖物的阻隔，外界降雨对设施内的环境影响较小。
水分来源主要包括以下三方面：一是灌溉水，人工灌溉维持作物整个生育期的需要，多雨季节设施内受降雨影响小，生产上能保持稳定。
二是地下水补给，设施外的降水由于地中渗透，有一部分横向传入设施内，同时地下水上升补给。
三是凝结水，作物蒸腾及土壤蒸发散失的水汽在薄膜内表面凝结成水滴，再落入土壤中如此循环往复。
此外在循环过程中，由于通风换气，使设施内的潮湿空气流向外部，必然要损失一部分水分。
一、园艺作物对水分的要求（一）水分在园艺作物生长发育过程中重要作用1 •影响园艺作物的光合作用和物质代谢园艺作物进行光合作用，水分是重要的原料，水分不足导致气孔关闭，影响C02的吸收，使光合作用显著下降。
植物体内的营养物质运输，要在水溶液中进行，缺乏水分，新陈代谢作用也无法进行。
2.影响园艺作物的产量土壤湿度直接影响根系的生长和肥料的吸收，也间接地影响地上部的生育，如产量、色泽和风味等。
蔬菜每生产1g干物质需要400〜800g的水。
土壤水分减少时，因不能补充蒸腾的水分，植物体内水分失掉平衡，根的表皮木质化，生长减退，甚至坏死。
3•影响园艺作物的产品质量园艺作物的产品器官（菜、花、果）大多柔嫩多汁，与粮食作物很不相同。
如果水分不足，细胞缺水，产品则会萎蔫，变形，纤维增多，色泽暗淡，失去特有的色、香、味。
4 •水分过多易对园艺作物生长不利空气湿度过大，易使作物茎叶生长过旺，造成徒长，影响了作物的开花结实。
此外，高湿还易引起病害的发生和曼延。
土壤水分过多会导致根际缺氧，土壤酸性提高而产生危害。
（二）园艺作物对水分的要求一方面取决于根系的强弱和吸水能力的大小；另一方面取决于植物叶片的组织和结构，后者直接关系到植物的蒸腾效率。
蒸腾系数越大，所需水分越多。
根据园艺作物对水分的要求和吸收能力，可将其分为耐旱植物、湿生植物和中生植物。
1.耐旱植物抗旱能力较强，能忍受较长期的空气和土壤干燥而继续生活。
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。
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。
项目十设施农业养分环境调控
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②植株调整。西葫芦以主蔓结瓜为主，为防止 消耗营养，应及早摘除侧芽和雄花以及下部老叶； 植株封垄前，随顶芽生长进行培土压蔓；茎蔓较长 影响生长和果实发育时进行吊蔓。 ③花果管理。西葫芦进入结瓜期，雌花和雄花 非常多，要疏掉部分雌花和全部雄花，必要时疏除 部分小瓜，以减少养分的消耗。
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（６）环境调节 ①温度调控。西葫芦定植后保持较高温度，不 超过３０℃不放风。白天温度控制在２５～３０℃ ，夜间１８～２０℃，以促进缓苗。 ②光照调控。西葫芦生长要求较强的光照条件 。定植缓苗后，在后墙张挂反光幕，每天清除前屋 面遮光物，冬季按时揭盖草帘，延长见光时间，雪 天雪停即揭帘见光。 ③湿度调控。西葫芦对湿度要求不严格，适宜 于干燥气候下生长，又比较耐潮湿。
4
（３）光照 最适光强为４００００～６００００ｌｕｘ， 黄瓜喜强光又耐弱光。苗期的短日照能促进花芽分 化成雌花。 （４）土壤及其营养 黄瓜要求富含有机质、通透性良好、保肥保水 的土壤。适宜的土壤 ｐＨ 值为５．７～７．２； 黄瓜需氮素较多，需钾素最多，但磷素也很重要， 初期施磷肥，最迟在播后２０ｄ施，效果好。
2
１３．１
基础知识要点
我国蔬菜设施栽培起步早，发展慢。进入２０ 世纪９０年代，蔬菜设施栽培才开始迅速发展。随 着农业新技术的发展和应用，蔬菜设施栽培的面积 、产量、质量有了大幅度的提升。 １３．１．１ 黄瓜设施栽培技术 黄瓜别名王瓜、胡瓜，起源于喜马拉雅山南麓 的热带雨林地区，为葫芦科黄瓜属１年生蔓性草本 栽培植物，是我国的主栽蔬菜作物之一。
3
１）设施选择 黄瓜栽培设施我国北方主要以塑料大棚、温室 保温栽培为主，南方以遮阳防雨棚降温栽培为主。 ２）栽培原理 （１）温度 黄瓜为喜温作物，要求较高的温度。健壮植株 冻死温度为０ ℃，如不经锻炼，３℃即可冻死。 （２）湿度 黄瓜喜湿不耐旱，要求土壤湿度８５％～９５ ％，空气湿度白天６０％～８０％，夜间９０％， 喜湿不耐涝。
设施农业中的环境调控技术
设施农业中的环境调控技术设施农业是一种通过采用现代化的农业工程和机械技术，改变自然环境，为动植物生长提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件，而进行有效生产的农业。
在设施农业中，环境调控技术至关重要，它直接关系到农作物的产量、品质以及整个设施农业的效益。
一、温度调控技术温度是影响作物生长发育的关键因素之一。
在设施农业中，温度调控的手段多种多样。
首先是保温技术。
设施的建造材料本身就对保温有着重要影响，例如采用保温性能良好的塑料薄膜或者玻璃等覆盖材料。
这些材料能够减少热量的散失，使设施内部在寒冷的天气下也能保持相对较高的温度。
还可以通过在设施内部设置保温幕来进一步增强保温效果。
保温幕可以在夜间放下，减少热量通过辐射的方式散发出去。
加热技术也是温度调控的重要组成部分。
常见的加热方式有热风炉加热和水暖加热。
热风炉加热是通过燃烧燃料产生热风，然后将热风输送到设施内部，迅速提高温度。
这种方式升温快，适合在气温骤降时紧急升温。
水暖加热则是通过热水管道在设施内循环散热，温度比较均匀，而且相对稳定，适合长时间的低温天气下的温度维持。
当然，在温度过高的时候，也需要降温。
通风是一种简单而有效的降温方法。
通过设施上的通风口，可以将设施内部的热空气排出，引入外界的冷空气。
除了自然通风，还有机械通风，例如使用排风扇等设备，可以更精确地控制通风量和通风时间。
遮阳网的使用也能够有效地降低温度，遮阳网可以阻挡部分阳光的直射，减少热量的传入。
二、湿度调控技术湿度对作物的生长同样有着不可忽视的影响。
在设施农业中，湿度调控的主要目标是保持适宜的空气湿度和土壤湿度。
对于空气湿度的调控，当湿度过高时，通风是首要的调节方法。
通过通风，可以将设施内的潮湿空气排出，降低空气湿度。
除湿设备也可以用于降低空气湿度，例如除湿机可以吸收空气中的水分，使空气变得干燥。
在土壤湿度方面，灌溉系统起着关键的调控作用。
滴灌系统是一种比较先进的灌溉方式，它能够将水缓慢而精准地滴灌到作物根部，既满足作物对水分的需求，又能避免水分过多造成土壤湿度过高。
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。
光照强弱除对植物生长有影响外，对花色亦有影响，这对花卉设施栽培尤为重要。
农业生态系统的生态环境调控
农业生态系统的生态环境调控在现今环境污染日益严重的情况下，农业生态系统的生态环境调控显得尤为重要。
尽管农业生态系统是一个复杂的系统，但是我们可以从三个方面入手，即土壤调控、水资源调控和自然生态平衡的调控。
首先，对于土壤调控，我们应该注重土壤质量的稳定和改善。
土壤是农业生态系统的根基，而土壤质量的恶化会对生态系统产生极大的负面影响。
有关数据显示，我国现有的耕地中，超过40%土地受到不同程度的污染，其中部分地区的土壤已经到达严重污染的程度。
为了解决这个问题，我们可以采取多种措施，例如加强土地调查研究、严格管理农药等农业用品、制定长期的耕地保护和退耕还林政策等。
其次，水资源调控也是非常重要的一方面。
农业生态系统是一个光合作用和蒸腾作用相互作用的过程，在这个过程中，水是必不可少的资源。
而在我国的一些地区，由于人类活动和气候变化等多种原因，导致水资源的供需矛盾越来越突出。
因此，我们必须开展水资源的调控工作，以保证农业生态系统正常运行。
对于蓄水、调度、节水等多个方面，我们可以采用节流灌溉、滴灌等节水技术，并加强水资源的管理和保护。
最后，自然生态平衡的调控也是农业生态系统调控的关键方面。
自然生态平衡是农业生态系统功能和农业生产健康的前提条件，而恶性循环的破坏可能会引发“以毒攻毒”的农业生产方法。
因此，我们需要采取特殊的措施来调控自然生态平衡，如对生态系统内生物的分类、保护和统一管理，建立起自然保护区以及加强对受威胁的植物和动物物种的相应保护等。
综上所述，农业生态系统的生态环境调控非常重要，需要对其从土壤调控、水资源调控和自然生态平衡的调控等角度进行全面考虑，以确保生态环境健康稳定，从而保证我国农业生产能够可持续发展。
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。
设施内的环境因素及调节措施
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。
农业设施的环境特点及调节控制管理
薄反膜光清幕洁
•（二）设施光照环境的调节控制
设计布局 选择材料 栽培管理 遮光
遮阳网 无纺布
竹帘
二、温 度
（一）设施温度环境特点
（二）设施温度 环境的调节控制
•（一）设施温度环境特点
气温 地温
气温
日变化 空间分布
1．室内气温高于外温 2．气温的日变化 3．气温在空间上变化
温 度 30 ℃
12 ℃ 0
有害气体
CO2
•（二）设施气体环境的调节控制
增施CO2气肥
预防有害气体的产生
漏斗
阀门 盛酸桶
塑料管
散气管 散气孔
碳酸氢铵
水
反应桶
过滤桶
•（二）设施气体环境的调节控制
增施CO2气肥
预防有害气体的产生
▪有机肥要充分腐熟后深施； ▪化肥要随水冲施或埋施； ▪避免使用挥发性强的氮素化肥； ▪选用无毒的蔬菜专用塑料薄膜和塑料制品； ▪设施内不堆放陈旧塑料制品及农药、化肥等； ▪冬季加温时严禁漏烟； ▪一旦发生气害，加大通风，不要滥施农药化肥。
南北方向上
•（一）设施光照环境特点
光照度
草苫
光照时数
光质
•（一）设施光照环境特点
光照度 光照时数 光质
紫外线 减少
•（二）设施光照环境的调节控制
设计布局 选择材料 栽培管理 遮光
合理间距
优质棚膜
•（二）设施光照环境的调节控制
设计布局 选择材料 栽培管理 遮光
•（二）设施光照环境的调节控制
设计布局 选择材料 栽培管理 遮光
气温
高
低
夜间垂 直温度 变化
白天垂 直温度 变化
夜间水平 温度变化