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设施花卉的装备及环境调控技术江苏大学2010年1月一、世界设施花卉的发展现状及趋势加图花卉产业是世界各国唯一不受农产品配额限制的农业产业，被称为21世纪最有希望的农业“朝阳产业”。近年来世界花卉产业以前所未有的速度增长,世界花卉贸易总额从1990年的65亿美元，猛增到2007年的近2500亿美元，目前以每年６％的速度增长。花卉产业已经成为许多国家和地区农业创汇的支柱,显示出了巨大的发展潜力。设施花卉为主体。设施档次高，主要是大型连栋温室环境控制程度高。温室中配有温度、湿度、二氧化碳、光照、水分和养分等的控制装备相应的品种及管理技术相配套专业化、集约化程度高不受气候和土壤条件的影响，在有限的土地上周年供应鲜花已成为可能。发达国家花卉产业的特点：（1）荷兰荷兰的国土在北纬52°～54°之间，但冬季最低温为-2-6℃，最高温30℃。土地地势低洼，60%以上土地海拔不超过1m，38%低于海平面，近1/4国土是几代人围海造田形成的。大田种植粮食作物经济效益很低，所以发展温室产业的要求迫切。花卉业历史悠久，从20世纪70年代起发展迅速,至今在世界花卉产业中形成霸主地位。为世界第一大花卉出口国。荷兰的温室以玻璃温室为主，透光率可达90%。因为冬季日照时间短，光照不充足。现有温室面积10000hm2以上，占世界的1／4。温室从业人员约15万，占总人口的1%，消耗天然气42亿m3，占全国总能耗的6.1%。花卉生产面积约9000ha,其中温室栽培占总面积的70%。人字型连栋玻璃温室荷兰花卉产品的70%销往国外,其出口额占荷兰花卉总收入的80%。。每天向全世界各国出口1700万枝鲜花和170万盆花，鲜切花占出口总额的一半，其鲜花出口占世界鲜花市场的60％以上。花卉年收入高达110多亿美元，占全国农业总产值的35％。（2）以色列以色列国土狭小，只有2.78万km2，其中2／3为丘陵和沙漠。年降水量约300mm，淡水资源不到全世界人均占有量的1／30。以色列的可耕地仅43.7万公顷，农业劳动力占3.4%，提供了10%的GNP，7.5%的出口产值。由于水资源短缺，水资源管理方面形成了近于完美的科学体系。塑料连栋温室及节水灌溉产品亨誉全球。现有3000hm2自控温室和3000hm2的塑料大棚，骨架多为镀锌钢和铝合金。温室约60％种植蔬菜，40%种植花卉，生产水平较高。花卉产业的发展定位在国际市场。由于荷兰花卉生产的气候优势在夏季，以色列抓住冬季远比荷兰等国温暖，虽然阴雨天较多，但是毕竟是沙漠气候阳光充足的气候优势，主要利用塑料温室进行冬春花卉生产。准确的市场定位、因地制宜的花卉布局，使得以色列的花卉产业快速起步并获得飞速发展。（3）日本日本全国年花卉的种植面积4.76万ha，占农业总面积的1%农业总户数的4.3%农业总产值的6%1996年考察，有温室近5万ha，其中塑料温室占95％。塑料温室主要种菜，玻璃温室以种花居多。爱知县：玻璃（花卉）温室近700ha，塑料温室2300多ha。温室中2/3种植蔬菜，1/3种植花卉。花卉温室的环境控制程度高：补光、遮光、暖风机加温、湿帘降温、自动加水设施、底面灌水装置、防虫网、移动床等被普遍应用。市场态势花卉生产不断扩大,市场竞争日益激烈,花卉市场也随之出现了新的问题全球花卉价格持续下降花卉生产成本普遍提高能源支出越来越大消费者对花卉品质要求越来越高,产品的品种多样化和质量提高显得更加重要因此，花卉产业的技术创新也日趋迫切发展趋势向大型设施化发展，许多蔬菜温室被花卉取代向高度机械化和自动化发展向栽培基质化发展新技术的广泛研制和采用：研制保温性和通风性都好的温室结构，如全开顶温室选用隔热性能好、透光率强、坚韧耐久的新建筑材料研究太阳能加温和沼气等生物发酵加温措施二、我国设施花卉的现状我国花卉业于20世纪80年代开始起步，但发展迅速，并保持稳定发展态势。农业部：2008年全国花卉面积1163万亩，产业规模世界第一。全国花卉销售额达到666.9亿元，同比增长8.7%；花卉出口3.99亿美元，同比增长21.8%。盆栽植物、鲜切花、鲜切叶、种苗是主要的花卉出口产品。文心兰存在问题家庭作坊式生产占多数，总体生产水平不高花卉设施种植面积所占比重过小（2000不足10%）设施较简陋，现代化温室装备很少缺乏质量标准，出口受到影响因此，要缩小花卉生产与发达国家之间差距，必须大力发展现代化、标准化的设施花卉。花卉园艺设施的类型根据结构和使用材料不同，可以分为：塑料拱棚：大棚、中小棚温室：普通温室、日光温室、现代化温室覆盖设施：防雨棚、遮阳网、防虫网1、塑料中、小拱棚塑料小棚：主要用竹片、竹竿、荆条或细钢筋作为架材，按80—100㎝间距插一拱架，纵向相连。高80㎝左右，宽130㎝左右，上面覆盖塑料薄膜而做成的低矮的拱棚，人不能进入棚内操作。塑料中棚：是指用竹木或薄壁钢管作骨架，外面用全塑料覆盖的高1.5—1.8米左右，跨度在3米以上的拱棚。中小拱棚具有一定的保温作用，尤其是晴天白天增温快，能提前育苗和定植，提早或延迟花卉的供应期，提高产量。小拱棚是一种临时性的设施，建造和拆除方便，成本低廉，所以生产上推广使用较多。2、塑料大棚跨度在5米以上、中间高2.6—3米的塑料薄膜覆盖的拱型棚室，棚内无立柱，人能在里面进行操作。塑料大棚最初的骨架材料大都是竹木结构，成本低，见效快。90年代以来，骨架逐渐为镀锌钢管所代替。各类塑料大棚连片大棚竹木结构大棚泡沫板外覆盖拱棚塑料大棚在晴天白天升温很快，但是夜间保温效果较差，昼夜温差可达25℃以上。晴天还会出现“逆温”现象。阴雨天的增温效果较差，但是没有逆温现象。0510152025308:0012:0016:0020:000:004:008:00温室内外界时刻气温(℃)图5.1晴天温室内外气温比较02468108:0012:0016:0020:000:004:008:00温室内外界时刻气温(℃)图5.2阴天温室内外气温比较二、日光温室带有侧墙、后墙、后坡，夜间有防寒保温设施的半拱圆型棚，其跨度5~8m，高度2.8~3.4m，坐北朝南，大多以塑料薄膜为透明覆盖物。农家自行建造的日光温室泥墙后坡盖秫秸加抹草泥骨架为竹木结构保温材料为草帘新一代日光温室后墙为砖砌墙加上保温层后坡用混凝土预制板骨架用钢筋焊合或镀锌管装配多种多样的保温幕，并且由机械传动外观改善，劳动生产率提高日光温室温度变化特点由于东、西、北墙有3堵墙，且墙体厚，前、后屋面有保温材料覆盖，所以冬季夜间保温效果好。白天日出后，随着保温幕揭开，温度逐步升高，中午12时到下午2点前后，室内温度可达30℃左右。3点以后温度又逐步下降，遮盖保温幕。由于墙体遮挡，上午西屋面受光好，下午东屋面受光好。阴天，因为光照不足，室内升温幅度小。适合北方地区应用，已推广到北纬45。3、连栋温室几跨温室合成一体的大型温室。具有立柱、天沟、天窗、侧窗、山墙等部分组成。温室采光条件好，构件规格化，土地利用率高，产量高。根据覆盖材料不同：有玻璃温室、塑料温室或PC板材温室等根据控制程度不同：有普通温室、自动控制温室等1)玻璃温室和PC板温室以双屋面为主多为南北延长，上午东屋面受光，下午西屋面受光，光照均匀，受光良好YAZ4.9PC板温室2)塑料温室多为圆拱型或锯齿型，单层覆盖居多双层覆盖结构：双层充气膜或不充气GLZW7.5拱形温室SSR5.2锯齿形温室SDD4.8双膜温室70年代末以来，我国从荷兰、美国和以色列等国引进了几十座大中型智能温室,对于消化、吸收国外先进经验起到了积极作用。80年代以后，我国也具备自行生产这类现代化温室的能力。江苏大学2009国家科技进步二等奖“温室关键装备及有机基质的开发应用”4、防虫网覆盖防虫网是形似窗纱的一种新型的覆盖材料，采用聚乙烯(EP)为原料，经拉丝织造而成。镇江市1995引进，主要用于无公害蔬菜，也在花卉温室用覆盖在拱棚的骨架上、温室的侧墙和天窗处，可以防止害虫入侵。也可在成片的农田中专门树立柱、搭架子来覆盖防虫网。5、遮阳网覆盖遮阳网是塑料编织成的通风透雨的有色网。80年代中后期，国内研制出高强度、耐老化遮阳网，代替传统的覆盖材料芦帘和草苫。内遮阳GLZW7.5智能温室外遮阳遮阳网可以覆盖在塑料大中棚的骨架上，或温室上方，以减少棚内太阳辐射、降低室内温度。银灰色网的遮阳率为40%，黑色网为60%。遮阳网也常常用于现代化连栋温室内，夏季遮阳，冬季夜间作为二道幕内保温,是调节温度和光照的一种常用措施。6、防雨棚防雨棚是利用塑料大中棚的骨架，夏天在顶部覆盖塑料薄膜，以防止暴雨袭击的设施。大棚型防雨棚可用于各种花卉的夏季栽培。小拱棚型防雨棚，主要用于促成栽培。温室型防雨棚主要在多台风、暴雨的南方地区应用。三、园艺设施的环境调控技术1、大棚环境调控多层覆盖保温：塑料大棚中，再套以中棚、小棚，再加顶帘覆盖（无纺被、草帘），地表覆盖地膜，形成三棚五膜的栽培模式。每一层膜都可以提高气温和低温1~2℃，有效避免夜间逆温的产生。简易加温：酿热加温、电热线加温、照明加温、火炉加温等降温：自然通风，适时揭膜。多层覆盖的从小棚往外揭：2、现代化连栋温室的环境控制温度控制技术四段变温管理上午，作物光合作用效率较高，需要较高的温度配合，以使作物光合作用充分进行；午后，作物需转化上午的光合产物，出现光合效率下降趋势，此时需适当降低温度，抑制呼吸；前半夜，需转移同化产物，如温度太低，转移速率较慢，需适当加温；后半夜，降低温度，抑制呼吸消耗。加温锅炉热水采暖系统：由锅炉和散热管道组成，适合于大型的温室，一次性投入设备成本高。暖风机：为燃油炉和送风的软管所组成，适合于比较小型的温室。保温多层覆盖、悬挂反光幕等节能措施遮阳网覆盖降温2~4℃。要协调好光温矛盾微喷可使温室内的气温降低2~4℃，但湿度随之提高。对观叶花卉生长较合适降温湿帘风机降温系统北面的墙上安装蜂窝状的纸帘，南面安装轴流风机的系统。一般能降低3~4℃。空气湿度越低，则降温效果越明显湿度控制技术除湿：通风透气，以降低空气湿度。在温度条件许可的条件下，要尽可能多开窗、揭膜通风。地膜覆盖，可降低土壤蒸发湿度。增湿：夏天增加湿度的最基本方法是微喷，或通过灌溉增加土壤湿度来提高空气湿度。光照控制技术遮光光合作用遮光：晴天遮阳网覆盖兼具降温作用，可以部分张开光周期遮光：需要遮光严密补光光合作用补光：高压钠灯、镝灯、LED、LD（激光）等用于高档花卉栽培，光通量大。可采用移动式装置育苗苗床补光：可用日光灯等普通灯具光周期补光：需要的光通量小，白炽灯等LED补光图2LD水稻栽培实验Fig.2Ricecultureusinglaserlights.图2LD水稻栽培实验Fig.2Ricecultureusinglaserlights.激光（LD）补光CO2气体控制技术在温室和大棚密闭的条件下，夜间的棚内CO2浓度高于大气。白天随着植物光合作用的进行，CO2浓度逐渐降到大气浓度以下，补充CO2可以提高光合作用和作物产量。04:008:0012:0016:0020:000:00150300450600时刻图5.5温室内外CO2浓度日变化曲线CO2浓度(ppm)750温室内温室外0:00测定日24/12/2000晴火焰燃烧式CO2发生器，燃料为白煤油，1kg白煤油可以产生3kgCO2气体。钢瓶二氧化碳气体，需要特制耐压的钢瓶化学反应式施肥，将化学药品分别放入水中，产生碳酸，然后分解成二氧化碳和水。CO2施肥的主要方法基质调配技术物理性状：要求粒径、容重和孔隙度等指标适中，以协调通气、透水和持水之间的关系。化学性状：要求pH为弱酸性至中性，不含有毒物质，不含对植物有害的特殊气味。无机基质：有砂、砾石、岩棉、蛭石、珍珠岩、炉渣等。养分较少,但成分也较稳定。有机基质：主要有草炭、碳化稻壳、锯木屑、菇渣、牛粪等。含有较多的