第八章无土栽培的环境调控1.环境保护设施类型2.光照条件及调控3.温度条件及调控4.CO2及其调控5.空气湿度及其调控6.环境的综合调控技术第一节环境保护设施类型环境设施依据覆盖材料的不同分为玻璃温室塑料温室:硬质(PC板、FRA板、FRP板。复合板等)塑料温室和软质塑料(PVC、PE、EVA膜等)温室。依据形状可分为:单栋连栋依据屋顶的形式则分为:双屋面单屋面不等式屋面拱圆屋面一、塑料大棚通常把不用砖石结构围护,只以竹、木、水泥或钢材等作为骨架,在表面覆盖塑料薄膜的大型保护栽培设施称为塑料大棚。一般由拱桥、纵梁、立柱、山墙立柱、骨架连接卡具和门构成。二、日光温室日光温室是我国淮河以北地区面积最大的保护生产设施,由后墙、后坡、前屋面和两面墙构成,脊高2m以上,跨度6-8m,一般坐北面南,东西延长向建造,大多以塑料薄膜为采光覆盖材料,以太阳能为热源,靠最大限度地采光、加厚的墙体和后坡,以及防寒沟、纸被、草苫等细一些的保温御寒设备。三、现代化温室多用热镀锌钢材或铝型材作结构材料,用混凝土作基础材料,采用桁架结构,一般南北向东西延长,见光面积大,冬季经光量较多。四、植物工厂根据光源的不同分为:人工光照型植物工厂:采用阳光不能直接透入的高绝热材料建成,室内以高压钠灯、荧光灯、生物灯等作为光合作用光源。自然光造型植物工厂:以太阳光作为光合作用光源的植物工厂。人工光照与自然光照合用型利用自然光源和补充人工光源的植物工厂。五、夏季保护设施遮阳棚防雨棚防虫棚第二节光照条件及其调控一、设施的光照条件与影响因素(一)保护设施的光照条件1、总辐射量低,光照强度弱2、光质变化大3、光照分布不均匀(二)影响设施内光照条件的因素1.屋面角度和屋面形状2.温室方位3.透明覆盖材料塑料薄膜根据制作母料分为:聚乙烯(PE)聚氯乙烯(PVC)乙烯-醋酸乙烯(EVA)4、骨架材料5、温室的连栋数目6、相邻温室或塑料大棚间的间距7、作物群体结构的影响二、设施内光照条件的调控1、设计结构建造合理温室采用坐北面南、东西延长的方位设计;从采光的角度考虑,除现代化连栋温室外,尽量选用单栋式的温室,选择适宜的棚室跨度、高度、屋角面,保持邻栋温室合理间距;选用防尘、防滴、防老化、透光性强的透明覆盖材料;尽可能选用细而坚固的骨架材料。(2)加强设施管理保持屋面透明覆盖材料的高透光率;不透明内外覆盖物尽量早揭晚盖;在温室张挂聚酯镀铝镜面反光幕或玻璃温面涂白。(3)加强栽培管理作物合理密植,注意行向,扩大行距,缩小株距,摘除秧苗基部的侧枝和老叶,增加群体的光透过率。(4)适时补光作为人工补光的电光源有3种要求:•要求有一定的强度;•要求光照强度具有一定的可调性;•要求有一定的光谱能量分布。(5)根据需要遮光或遮黑生产上一般根据光照情况选用25-85%的遮阳网或铝箔复合材料,要求具有一定的透光性,较高的反射率和较低的吸收率,而且最好是活动式。第三节温度条件及其调控一、设施内温度变化的特征季节性变化与日变化设施内“逆温”现象气温与地温分布不均匀二、设施内温度条件的调控•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,即温度的“三基点”;•温度高低和昼夜温度变化会影响作物的生长发育、指着胡形态、产量和品质。(一)保温措施1、日光温室保温(1)采用多层覆盖(2)提高温室透光率(3)增大保温比(4)设置保温墙体(5)设置防寒沟(6)保持温度相对封闭2、大型温室保温(1)采用双层充气膜或双层聚乙烯板(2)设置两层保温幕永久幕和半固定幕系统可移动幕系统(3)设置垂直幕保温(二)加温措施1、空气加温热水加温蒸汽加温火道加温热风加温2、基质加温酿热物加温电热加温水暖加温3、营养液加温冬季NFT水培时,在贮液池内可以安装不锈钢螺旋管,或用电热管加热。还可以利用地热、工厂余热、地下潜热、城市垃圾酿热、太阳能等加温方式也可以进行设施内加温;有时采用临时性加温,如燃烧木炭、锯木、熏烟等。(三)降温措施1、遮光降温法外遮法:在温室、大棚屋顶外部相距40cm左右的距离处张挂遮光幕;内遮法:温室内安装遮阳网来降温。2、屋顶面流水降温法屋顶面形成的流水层可吸收投射到屋顶的太阳辐射8%左右。3、蒸发冷却法使空气先经过水的蒸发冷却降温后再送入室内,达到降温目的。(1)湿热排风法在温室进风口内设10cm厚的纸垫窗或鬃毛垫窗,不断将其淋湿,温室另一端用排风扇抽风,使进入室内的空气先通过湿垫窗被冷却再进入室内。(2)细雾降温法在室内高处喷以直径小于0.05mm的浮游性细雾,用强制通风气流使细雾蒸发达到全室降温。(3)屋顶喷雾法在整个屋顶外面不断喷雾湿润,使屋面降温接近室外湿球温度,在屋面下使冷却了的空气向下对流。4、通风自然通风的原则为由小渐大、先中、再顶、最后底部通风,关闭通风口的顺序则相反;强制通风的原则是空气应远离植株;夏季可用带孔管道将冷风均匀送到植株附近。5、营养液降温在贮液池内可以安装不锈钢螺旋管,通过循环地下水降温。第四节CO2及其调控一、设施内CO2的特点和影响因素(一)设施内CO2体积分数变化的特点1、设施内CO2的日变化2、设施内不同部位的CO2体积分数分布情况(二)影响设施内CO2体积分数的因素设施类型、空间面积大小、通风状况以及栽培的作物种类、生育阶段和栽培床条件等不同,设施内部CO2体积分数会有很大差异。二、设施CO2体积分数的调控一般黄瓜、番茄、辣椒等果菜类CO2施肥平均增产20-30%;鲜切花施CO2可增加花数开花,增加和增粗测枝,提高花的品质。(一)CO2来源与施用方法1、液态CO22、干冰埋放法3、燃料燃烧4、CO2颗粒气肥5、化学反应6、其他方法(二)CO2施用体积分数CO2施用的最适浓度和施用量与作物特性和环境有关。一般随光照强度的增加相应提高CO2体积分数。(二)CO2施用时期CO2施肥应在作物一生中光合作用最旺盛的时期和一天中光照条件最好的时间进行。每天的CO2施肥时间应根据设施CO2变化规律和植物的光合特点进行。(四)CO2施肥过程中的环境调节(1)光照(2)温度(3)肥水第五节空气湿度及其调控一、设施内空气湿度的特点和影响因素(一)设施内空气湿度特点1.湿度大2.季节性变化和日变化明显3.湿度分布不均匀(二)设施内空气湿度的影响因素(1)设施的密闭性在相同条件下,设施环境密闭性好,空气中的水分不易排出,内部空气湿度越高。(2)设施内温度在空气水汽质量相同的情况下,温度升高,空气湿度下降。二、空气湿度的调控空气湿度主要影响园艺作物的气孔开闭和叶片蒸腾作用,直接影响作物生长发育。另外,许多病害的发生与空气湿度密切有关。湿度调节的途径主要有控制水分来源、温度、通风、使用吸湿机等。(一)除湿1、主动除湿主要靠加热升温和通风换气来降低室内湿度。工作原理是通过热交换中的吸气和排气两台换气扇,从室外吸入低温低湿空气,进入温室后先变成高温低湿空气,进而吸湿形成高温高湿空气,然后排出温室外变成低温高湿空气。2、被动除湿(1)自然通风(2)地面硬化和覆盖地膜(3)科学供液(4)采用吸湿材料(5)喷施防蒸腾剂(6)植株调整(二)加湿常用方法是喷雾或地面洒水。湿帘降温系统也能提高空气湿度。也可通过降低室温或减弱光强。增加浇水次数和浇灌量,减少通风等措施。第六节环境的综合调控技术一、调控目标与原则重要目标是降低成本、增加收入。可分解成以下具体指标:①提高单位面积产量②合适的上市期③理想的产品品质④灾害性气候或险情的预防⑤环境保护⑥成本管理二、计算机自动控制系统一般根据日射量和栽培种类,先确定温室内温度、湿度等的合理参数,然后启动智能化控制设备,随时自动观察、记录室内外环境气象要素值的变动和设备运转情况,并通过对产量、品质的比较,调整原设计程序,改变调控方式,以达到经济生产。