最新7设施园艺-环境及调控技术
新时代设施园艺的环境条件与综合调控探析
林业园艺Lin ye yu a n yi 蔬菜设施园艺，即人们普遍提及的蔬菜保护地生产，可以使蔬菜在不适于栽培的季节栽培成功，且产生巨大的经济效益，设施园艺内的环境条件包括：温度、光照、湿度、气体、土壤等。
它们之间各自独立、独具特性，又互为联系、共同作用。
1设施蔬菜园艺环境条件控制的作用第一，促进农作物健康生长。
在设施蔬菜栽培过程中，通过对园艺环境进行控制，可以营造适宜蔬菜生长的环境条件，比如对温度和湿度等进行控制，使得蔬菜生长环境更适宜，提高蔬菜生长水平。
第二，提高产量，降低成本。
传统农业生产主要受自然环境影响，出现自然灾害的时候对农作物的危害十分严重。
设施农业生产可以减少自然灾害的威胁，提高农作物的生长水平，降低总体生产成本。
2设施蔬菜园艺环境控制措施2.1光照条件及其调控蔬菜设施园艺光照条件是影响蔬菜生长水平的重要因素，当前设施园艺光照依旧依靠自然光照，露地气候条件、栽培季节、当地地理纬度、设施结构、栽培管理技术等因素对设施园艺内的光照水平有极大影响。
在设施园艺内寒冷季节容易出现弱光，炎热季节容易出现强光，弱光和强光状态都不利于蔬菜生长发育，所以要根据实际情况对光照进行调整。
2.2光照较弱时的调节措施第一，选择良好的透明覆盖物。
当前使用较多的覆盖物有玻璃和薄膜，透明度较高，可以获得良好的日照条件。
但是由于玻璃的造价较高，普通的薄膜又容易产生水珠，对紫外线透过率低，因此当前农业生产过程中可以选择无滴膜，增加薄膜的透光度。
第二，充分利用日光能。
在不影响设施园艺的保温防寒目的的前提下，对于不透明的覆盖物应该要早揭晚盖，延长光照时间。
如果是玻璃材质，要及时擦洗，及时除尘，提高透光度。
第三，对反射光进行充分利用。
利用设施内部的墙体反射可以提高光照利用率，比如将温室内墙刷满白石灰，加设反光幕膜等、在蔬菜栽培床以及走道上增加透明薄膜，增强反光性。
第四，提高栽培管理技术。
不同的蔬菜对光照的需求不同，为了提高光照的利用率，可以将需光性能相同的农作物安排在同一个设施中，比如作物之间的高矮搭配，南北搭配等，选择合理的密度，在栽培过程中进行整枝、打杈、搭架、绑蔓等，提高光照利用率。
园艺设施的环境特征及其调节控制(1)
全光面连栋温室，以何种建筑方位为优？ 全光面连栋温室，以何种建筑方位为优？
从透光率角度， 从透光率角度，东西栋优于南北栋 从光分布，南北栋优于东西栋。在冬、 从光分布，南北栋优于东西栋。在冬、春、夏三个季节均表 现明显。东西延长的温室， 现明显。东西延长的温室，冬至和春分时由于天沟及向南屋 面造成的阴影弱光带十分明显， 面造成的阴影弱光带十分明显，直射光日总量差值冬至可达 30%，春分达 ，春分达10%
设施内骨架建材遮光面积与下列因子有关: 设施内骨架建材遮光面积与下列因子有关 ※ 阳光入射角 入射角增大，遮光面积除宽度外， 入射角增大，遮光面积除宽度外，需加 厚度阴影
※与纬度有关 纬度越高，太阳高度越低，建材遮光面积越大。 纬度越高，太阳高度越低，建材遮光面积越大。东 西延长比南北延长有优越性（遮光少） 西延长比南北延长有优越性（遮光少）
结论:连栋温室以南北延长为最佳设计
（2）屋面坡度（屋面倾斜角）—主要影响直射光透过率 ）屋面坡度（屋面倾斜角） 主要影响直射光透过率 劳伦斯研究单栋温室屋面倾斜角与室内光强关系,结果如下 劳伦斯研究单栋温室屋面倾斜角与室内光强关系 结果如下: 结果如下
结论
在一定范围内,屋面倾斜角越大,温室透光率越高
太阳光由直射光和散射光组成， 太阳光由直射光和散射光组成，故设施内透光率又分为对直射 光透过率(τ 和对散射光透光率 和对散射光透光率（ ） 光透过率 z)和对散射光透光率（τs） τ=τzM+(1-M)τs M—自然光中直射光所占百分率 自然光中直射光所占百分率
（1）散射光的透光率 ） 通常情况下， 取决于透明覆盖材料种类 保护设施的结构、 取决于透明覆盖材料种类,保护设施的结构 通常情况下，τs取决于透明覆盖材料种类 保护设施的结构、 形式及覆盖物的污染状况 对固定形式的设施， 由下列因子决定 对固定形式的设施，τs由下列因子决定 : τs =τso（1-r1）（ 2）（ 3） ）（1-r ）（1-r （ τso—干洁透明覆盖材料对散射光的透光率 干洁透明覆盖材料对散射光的透光率 r1—设施内构架，设备等不透明材料的遮光损失率。大型温 设施内构架，设备等不透明材料的遮光损失率。 设施内构架 室<5%，小型温室 ，小型温室<10% r2—覆盖材料因老化的透光损失 覆盖材料因老化的透光损失 r3—水滴和尘染的透光损失，一般水滴透光损失 水滴和尘染的透光损失， 水滴和尘染的透光损失 一般水滴透光损失20%30%，尘染可达15%-20% ，尘染可达
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。
第四章园艺设施的环境特征及其调节控制PPT课件
每天12小时以上光照促进生长发育 （大多数叶菜、豌豆、葱、蒜、荷花、唐菖蒲等） 短日照植物 每天光照少于12～14小时才能正常生长发育 （茼蒿、扁豆、豇豆、秋菊、一品红、牵牛花等） 中光性植物 对光照时数无严格要求，一般每天8～16h均可 （黄瓜、番茄、辣椒、四季豆、月季、香石竹、天竺葵等）
易达到较高功率，寿命较长，但光色较 差，发光效率略低于荧光灯，使用较少。 金属卤化物灯
发光效率较高，功率大； 光色好（可改变金属卤化物组成满足不 同需要）； 寿命较高（数千小时）。使用较多
高压钠灯 发光效率高，功率大； 光谱分布范围较窄，黄橙光为主； 寿命高（12000～20000小时）。
目前在园艺设施补光中使用较多。
2.温室光照环境特征
• 透光量减小（覆盖材料、骨架材料） • 透光分布不均匀（骨架阴影） • 光质有变化（覆盖材料的分光透过性）
普通玻璃和热反射玻璃（玻璃-膜-玻 璃）的透光率
硬质板的透光率
软质塑料膜的透光率
老化和尘垢对塑料膜透光率的影响
直射光透过率的季节变化
四连栋温室全天直射光透过率的分布
3. 满足温室光照环境要求的调控工程手段
开发和选用合适的温室覆盖材料
温室建设方面，采用合理的方位与温室结构
人工调控
光强与光量调控 —— 遮光调节（适当减弱光强） 光合补光（强光补充）
光周期调控 —— 遮光调节（严密遮光）延长暗期（低于10Lx） 补光调节（ 50Lx以上弱光即可）延长光照时间
单层乙烯-四氟乙烯(ETFE)片材 6.3 双层充气乙烯-醋酸乙烯(PO)复合膜 4.1
第七章 第三节 园艺设施湿度环境及其调控
（1）植物体结露： ）植物体结露：
月下旬温室内西红柿种植为例。 在晴朗的白天， 以 9 月下旬温室内西红柿种植为例 。 在晴朗的白天 ， 温室内的气温可达到 30℃以上，绝对温度 在 20g/kg 以上，到了下午 6:00 以后，气温下降至 25℃左 ℃以上， 以上， 以后， ℃ 始土升， 右，夜间 9: 00 降至 15℃以下，一直到翌日 6: 00，气温才开 始土升，前一天下 ℃以下， ， 左右。在此温湿度条件下， 午 5: 00 到翌日 5: 00，相对湿度都在 100% 左右。在此温湿度条件下，果实表面 ， 以前一般不会结露。从黎明开始，随着日照强度增大，气温、 的温度在 23: 00 以前一般不会结露。从黎明开始，随着日照强度增大，气温、绝 对湿度增大，露点温度也随之上升。此时相对湿度在 100% 以下，果实表面的温 以下， 对湿度增大，露点温度也随之上升。 度低于露点温度，此时温差可达8℃以上，很容易形成结露。和果实相比， 度低于露点温度，此时温差可达 ℃以上，很容易形成结露。和果实相比，植物叶 片温度在太阳出来后，升温速度稍微快一些，也就是在此时叶温比气温低， 片温度在太阳出来后 ， 升温速度稍微快一些 ， 也就是在此时叶温比气温低 ， 会产 生结露现象。 生结露现象。 由此可见， 结露的现象主要是两方面原因引起： 由此可见，像这种在植物体表面 结露的现象主要是两方面原因引起：一是夜 间辐射冷却，植物体表面热量向外辐射，温度降低，当低于室内空气温度时， 间辐射冷却 ， 植物体表面热量向外辐射 ， 温度降低 ， 当低于室内空气温度时 ， 就 形成了结露。二是太阳出来后，温室内空气温度上升较快， 形成了结露 。 二是太阳出来后 ， 温室内空气温度上升较快 ， 而植物体本身升温相 对缓慢， 结露温度以下，发生结露现象。 对缓慢，造成植物体表面温度在 结露温度以下，发生结露现象。
《设施园艺》课件
调节市场供应
促进农业现代化
提高农民收入
通过设施园艺实现植物的周年连续生产，调节市场供应，缓解季节性供需矛盾。
设施园艺采用现代化技术和设备，提高了农业生产效率和管理水平，促进农业现代化。
设施园艺具有较高的经济效益，能够提高农民的收入水平。
02
设施园艺的类型与特点
总结词
温室园艺是一种利用温室进行植物栽培的园艺方式，具有温度、湿度、光照等环境因素的可控性。
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02
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总结词：设施内的气体环境对植物的生长具有重要影响，需要进行合理的调控。
04
设施园艺的种植技术与管理
利用温室环境调节，种植各种季节性蔬菜和花卉。
温室种植
塑料大棚种植
植物工厂种植
适合种植短期作物，如叶菜类蔬菜。
通过人工光源和环境控制，种植无污染、高品质的蔬菜。
03
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01
通过喷头将水均匀喷洒到植物上，适合大面积灌溉。
THANKS
感谢观看
喷灌
通过滴头将水缓慢滴入土壤中，节水且灌溉均匀。
滴灌
通过渗水管将水渗入土壤中，适用于需要精准控制水分的植物。
渗灌
利用天敌昆虫、病原微生物等生物资源控制病虫害。
生物防治
使用农药进行病虫害防治，需注意安全间隔期和使用量。
化学防治
利用物理手段，如灯光诱杀、色板诱杀等防治方法。
物理防治
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设施园艺的发展趋势与展望
19世纪中叶
20世纪初
20世纪中叶
21世纪
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03
04
设施园艺起源于欧洲，主要用于花卉和蔬菜的栽培。
随着玻璃温室的出现，设施园艺逐渐普及。
7设施园艺-环境及调控技术
温度环境 设施作物对温度的基本要求 设施的温度环境特点与热平衡 设施内温度环境调控
1.园艺作物对温度的基本要 求
温度是园艺作物设施栽培的首要环境条件，因
为任何作物的生长发育和维持生命活动都要求
一定的温度范围，即所谓最适、最高、最低界
限的“温度三基点”。当温度超过生长发育的
最高、最低界限，则生育停止。如再超过维持
根据热平衡原理，人们采取增温、保温、和降温措施来调 控温室内的温度。
保护地热支出的各种途径之一 —— 贯流放热
辐射
内
辐射 外
表
表
风
面
面
速
、
表
面
对流
热传导
对流
积
材料导热率、内外温差
图 11 热贯流传热模式图
表7 各种材料的热贯流率（KJ/ m2·h·℃）
种类 玻璃 玻璃 聚氯乙烯 聚氯乙烯 聚乙烯 合成树脂板
对水分的要求和 吸收能力
园 艺 植 物
湿生植物：生长期间要求大量的水 分存在根、茎、叶内有大量水分存 在。
的
分
类
中生植物： 既不耐旱，也不耐涝，
要求经常保持土壤湿润
蔬菜作物对空气湿度的基本要求
类型
蔬菜种类
适 宜 相 对 湿 度 （ % ）
高 湿 型 黄 瓜 、 白 菜 类 、 绿 叶 菜 类 、 水 生 菜
最低界限 8 8 5 5 8 8 2 2 2 10
➢ 温室的热平衡原理
温室是一个半封闭系统，它不断地与外界进行能量与物质 交换，根据能量守恒原理，蓄积于温室内的热量ΔQ=进入 温室内的热量（Qi）-散失的热量（Qo）。
当Qi>Qo时，温室蓄热升温； 当Qi<Qo时，室内失热而降温； 当Qi=Qo时，室内热收支达到平衡，此时温度不发生变化。不过，平 衡是相对、暂时和有条件的，不平衡是经常的绝对的。
设施园艺环境调节与控制技术
设施园艺环境调节与控制技术作者：刘涛高健宋富兰张延芳来源：《现代园艺》2016年第13期园艺作物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，是根据园艺作物遗传特性和生物学特性对环境的要求，通过人为的调节控制，尽可能使作物与环境相协调、统一、平衡，人工创造出作物生育所需的最佳综合环境条件，从而实现蔬菜、花卉、水果设施栽培的优质、高产、高效。
1 环境因子设施园艺小气候环境因子主要包括光照、温度、湿度、气体、土壤5个方面。
1.1 光照植物的生命活动与光照密不可分，在生产中，主要是通过调节设施内的光照强度与合理光分布来实现作物的正常生长发育。
增强或改进光照强度的管理措施包括：①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，有条件的可选用PC板材。
②保持屋面透明干洁：使塑料薄膜屋面的外表少染尘，经常清扫以增加透光，内表面应通过放风等措施减少结露（水珠凝结），防止光的折射，提高透光率。
③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，在阴天或雪天，也应揭开不透明覆盖物，时间越长越好（同样也要在防寒保温的前提下），以增加散射光的透光率。
双层膜温室，可将内层改为白天能拉开的活动膜，以利光照。
④合理密植，合理安排种植行向，目的是为减少作物间的遮荫，密度不可过大，否则作物在设施内会因高温、弱光发生徒长，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，单屋面温室的栽培床高度要南低北高，防止前后遮荫。
⑤加强植株管理，高秧作物及时整枝打权，及时吊蔓或插架。
进入盛产期还应及时将下部老化的或过多的叶片摘除，以防止上下叶互相遮荫。
⑥选用耐光品种。
⑦地膜覆盖，有利地面反光以增加植株下层光照。
⑧利用反光，在温室北墙张挂反光幕（板），可使反光幕前光照增加，有效范围达3m。
⑨人工补光，人工补光的目的有2种，一是人工补充光照，用以满足作物光周期的需要。
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㈠ 改善设施园艺的透光能力
⒈ 改进设施园艺的结构
采用透光率高、防尘性能好、抗老化、无水 滴的覆盖材料。（PE、PVC、EVA、PO等膜的 比较） 建造设施园艺时应尽量采用合理的屋面角度。 减少建材的遮荫。
建筑设施园艺时，要注意选择合理的方位。
充分利用反射光。如日光温室适当 缩短后坡，并在后墙上涂白以及安 装镀铝反光膜，地面覆盖地膜等。
➢ 辐射波长组成与室外有很大差异
➢ 光照分布在时间和空间上不均匀
尤其是高纬度地区冬季设施内光照强度弱，光照时间短，严重影响温室作物 的生长发育。
光环境的调控
• 一是改善设施园艺的透光能力，增强设 施园艺的自然光照强度。
• 二是在光强的夏季栽培或进行软化栽培 等特殊条件下进行遮光。
• 三是在冬季弱光期或光照时数较少的地 区进行人工补光。
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。
人工补光的光源
白炽灯：
红光、远红光多，可见光所占比例少。
价格便宜，但发光效率低（10-26 光通量（Lm）/消耗 电功率 （w）, 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。
荧光灯
光谱主要集中在可见光区
蓝紫光 黄绿光 红橙 光
最低界限 13 13 13 13 13 13 13 13 13
表6 几种叶、根、花菜类蔬菜的生育适温及界限温度
蔬菜种类
菠菜 萝卜 大白菜 芹菜 茼蒿 莴苣 甘蓝 花椰菜 韭菜 温室韭黄
最高气温 25 25 23 23 25 25 20 22 30 30
气温（℃） 最适温 20~15 20~15 18~13 18~13 20~15 20~15 17~7 20~10 24~12 27~17
温度环境 设施作物对温度的基本要求 设施的温度环境特点与热平衡 设施内温度环境调控
1.园艺作物对温度的基本要 求
温度是园艺作物设施栽培的首要环境条件，因
为任何作物的生长发育和维持生命活动都要求
一定的温度范围，即所谓最适、最高、最低界
限的“温度三基点”。当温度超过生长发育的
最高、最低界限，则生育停止。如再超过维持
16.1% 39.3 % 4• 4第.6二%代电光源。价格便宜，发光效率高（约为白炽
灯的4倍）。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。
金属卤化物灯
光效高（60-80 Lm/w），光色好（主要集中在可见光 区域），功率大（200-400 W），是目前高强度人工 补光的主要光源。缺点是寿命短，成本较高。
生命的最高最低界限，就会死亡。
表5 几种果菜类蔬菜生育的适宜气温、地温及界限温度（℃）
（高桥等，1977）
蔬菜种类
番茄 茄子 青椒 黄瓜 西瓜 温室甜瓜 普通甜瓜 南瓜 草莓
昼气温
最高界限 最适温
35
25~20
35
28~23
35
30~25
35
28~23
35
28~23
35
30~25
35
25~20
35
高压气体放电灯
•水银灯（汞灯）：主要是蓝绿光，紫外辐射高，发光
效率高（达50-60 Lm/w），光色差。低压灯主要用作紫 外光源，高压灯用于照明及人工补光。
•氙灯：分为长弧氙灯和短弧氙灯，两种氙灯辐射能量分
布与日光较接近，故称“小太阳”。强度高，发光效率 高（27-37 Lm/w）体积小，寿命长。
最低界限 8 8 5 5 8 8 2 2 2 10
➢ 温室的热平衡原理
温室是一个半封闭系统，它不断地与外界进行能量与物质 交换，根据能量守恒原理，蓄积于温室内的热量ΔQ=进入 温室内的热量（Qi）-散失的热量（Qo）。
当Qi>Qo时，温室蓄热升温； 当Qi<Qo时，室内失热而降温； 当Qi=Qo时，室内热收支达到平衡，此时温度不发生变化。不过，平 衡是相对、暂时和有条件的，不平衡是经常的绝对的。
㈡ 设施园艺的遮光
⒈遮光的目的
• 减弱设施园艺内的光照强度 • 降低设施园艺内的温度
2.遮光的方法
① 覆盖各种遮荫物，如覆盖苇帘、竹 帘、遮阳网、不织布等。
缺点：操作较难，易损坏。 优点；降温效果好。
② 玻璃面涂白法
分全部涂白、部分涂白和斑状涂白
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。
2光照长度的调控
✓ 短日照处理
采用遮光率100%遮光幕覆盖，例如菊花遮光处理，可 促进提早开花。
✓ 长日照处理
通常补光处理，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。
2.加强设施园艺的光照管理
建造设施园艺应选择 粉尘、烟尘等污染较 轻的地方。 应经常打扫和清洗设 施园艺的透光覆盖面 ，增加透光率。 阴雪天过后应及时揭 开保温覆盖物。
要注意作物的合理密植，注意垄向。
设施园艺的人工补光
⒈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。
25~20
30
23~18
夜气温
最适温 最低界限
13~8
5
18~13 10
20~15 12
15~10 8
18~13 10
23~18 15
15~10 8
15~10 8
15~10 3
最高界限 25 25 25 25 25 25 25 25 25
地温 最适温 18~15 20~18 20~18 20~18 20~18 20~18 18~15 18~15 18~15
本章主要内容
❖ 光环境 ❖ 温度环境 ❖ 湿度环境 ❖ 二氧化碳 ❖ 土壤环境
光环境
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。
一、设施内的光环境特征 ➢ 总辐射量低，光照强度弱
7设施园艺-环境及调控技术
设施内的环境因子，包括光、温、水、气、 土壤及营养元素等，虽在很大程度上受外界环 境的影响，但与露地栽培必竟存在着根本的差 别，它可使在露地生产中无能为力的环境调控 成为可能。因此，了解设施内的环境特点，并 掌握其人工调控方法，对促进设施园艺作物的 优质高产高效栽培，具有重要的意义。