第五章园艺设施及其环境控制

第五章园艺设施及其环境控制概念设施栽培(Horticultureunderstructure)在不适宜园艺植物生长发育的季节，利用专门的设施，人为地创造适宜生长发育的温度、光照等小气候条件进行生产的方式，又称为保护地栽培(protectedcultivation)。设施园艺的作用发展设施园艺实现了园艺产品周年均衡供应。为园艺产品安全生产提供了安全保障措施。设施园艺产业效益突出。促进了城乡居民就业。带动了其他产业蓬勃发展。设施园艺应用第一节园艺设施的类型、结构及功能温度性能：保温加温设施和防暑降温设施保温加温设施：各种大小拱棚，温室、温床、冷床等；防暑降温设施：荫障、荫棚和遮阳覆盖设施用途：生产用、试验用和展览用骨架结构：竹木结构、混凝土结构、钢结构和混合结构建筑形式：单栋、连栋设施简易保护设施塑料拱棚温室夏季保护设施园艺设施类型地面简易覆盖近地面保护设施砂田覆盖瓦盆和泥盆覆盖浮动覆盖阳畦温床简易棚风障畦秸杆及草、粪覆盖一、简易保护设施结构简单，环境调控能力差的园艺栽培设施。1.砂田覆盖用大小不等的软石和粗沙分层覆盖在土壤表面而成。分为旱砂田和水砂田。作用：保水能力增强；增加土壤温度；具有保肥作用。应用：低温干旱地区可利用水砂田栽培喜温性果菜类蔬菜，西北地区多栽培甜瓜、西瓜等瓜类作物。（一）地面简易覆盖2.秸秆及草、粪覆盖（1）秸秆覆盖：在畦面上铺一层农作物（如稻草）秸秆，一般为4-5cm。作用：保持水分，减少浇水次数；导热性能低，保持土壤稳定；防止土壤板结及杂草丛生；防止土传病害的侵染。应用：南方夏季蔬菜生产；北方浅播的小粒种子播种。马铃薯秸秆覆盖桃树小麦秸秆初冬大地封冻前，在畦面上覆盖一层4-5cm后的碎草或者土粪，初春气温升高时撤掉。草、粪覆盖作用：减轻表层土壤冻结程度，使植物安全越冬；提前解冻，早萌芽生长，提前结果和采收；减少土壤水分蒸发，避免春季土壤缺水造成植株枯死。应用：我国北方越冬蔬菜栽培，与其他设施配合使用。瓦盆和泥盆覆盖在早春将瓦盆或泥盆扣在已经定植的幼苗上。作用：防风、防霜、减少地面辐射、提高温度作用；特点：成本低廉、不需要坚固骨架；但管理费工，保温效果差，只适合小面积应用。应用：早春果菜类蔬菜提早定植，提早定植7-10d，提早收获10d左右。19世纪的透明瓦盆覆盖4.浮动覆盖不用任何骨架材料，将覆盖材料直接覆盖在作物表面的一种保温栽培方法。常用覆盖材料为无纺布、遮阳网等作用：使温度提高1-3℃应用：春秋应用可使耐寒和半耐寒蔬菜露地栽培提早或延迟20-30d。（二）近地面保护设施风障与风障畦阳畦温床简易棚1.风障(windbreakbedculture)在与季候风垂直方向上设置的防风屏障物，由篱笆、披风及土背组成。风障：芦苇、高粱秆、玉米秆或竹竿等；披风：稻草、山茅草、草包片等风障畦：设立风障的栽培畦主要功能：挡风作用，减弱风速，防止风害；稳定栽培畦上空的气流，减少热能和水分的散失速度；提高畦内温度，保持一定湿度。缺点：夜间没有保护措施，生产季节性大；阴天多，日照率低的地区不适用。多用在多风、晴天多的北方，南方应用较少。2.阳畦抢阳畦和槽子畦（1）结构由畦框、覆盖物、风障构成。（2）性能利用太阳能维持畦内温度。昼夜温差大；空气相对湿度差异大；局部温差差异较大，造成作物长势不一致。槽子畦抢阳畦普通阳畦改良阳畦：加高北框，形成土墙，增宽畦面（1）结构由土墙、棚架、棚顶、覆盖物、保温物构成。（2）性能保温性能好于普通阳畦，温度比阳畦高4－7℃，低温持续时间较短。栽培面积增加。3.温床(hotbeds)1）结构床框、床坑、玻璃窗或塑料棚、保温覆盖物、酿热物(1)酿热温床高酿热物（新鲜马粪、鸡粪、饼肥等）低酿热物（牛粪、猪粪、稻草、麦秸、枯草等）与阳畦相比，明显改善了温度条件；温度受到酿热物及方法的限制，加温期间无法调控，因此，床内温度明显受到外界温度影响；床内存在局部温差，可以通过调整酿热物厚度来调节；酿热物发热时间有限，前期温度高，后期逐渐降低。2）性能及应用(2)电热温床1）结构1—薄膜2—床土3—电加温线4—隔热层5—短木棍6—电加温线导线2）性能及应用不能截断使用；线两头放于同一侧；中间稀，两边密。电热温床特点升温快、地温高、受热均匀、调节灵敏、使用时间不受季节限制应用：主要应用于冬春园艺作物育苗，以果菜类蔬菜育苗应用较多。也有少量用于塑料大棚黄瓜、番茄早熟生产。4.简易棚竹竿、或枝条、塑料薄膜组成；长50-60m，宽30-40cm；可提高温度2-4℃.应用：在东北南部和华北地区多用于早春果菜类和叶菜类蔬菜以及草莓的提早定植，一般可比露地栽培提早7-10d。二、地膜覆盖(plasticsheetmulch)利用塑料薄膜（厚度为0.005-0.016mm）覆盖栽培畦，有增加土壤和地表的温度，保水提墒、增加光照、优化土壤理化和生物性质、防止肥水流失、抑制盐害和减轻病虫草害的功效。地膜覆盖的方式1.平畦覆盖2.高垄覆盖3.高畦覆盖4.沟畦覆盖无色透明膜黑色膜：在聚乙烯树脂中加入2%～3%的碳黑黑白条带膜黑白双面膜乳白色向上，有反光降温作用；黑色向下，有灭草作用。三、塑料拱棚塑料拱棚是指不用砖石结构围护，只以竹、木、水泥或钢材等作骨架，在表面覆盖塑料薄膜的拱型保护设施。棚顶结构多为拱圆形，一般不进行加温，主要靠太阳光能增温，依靠塑料薄膜保温。根据空间大小，塑料拱棚可分小拱棚、中拱棚和大拱棚。1.小拱棚一般棚高1m，宽1.3-3m，长度10-15m，不超过30m。单棚面积15-45m2。宜建成东西延长方向。多用于多风、少雨、有积雪的北方。拱圆式、半栱圆式、双斜面式2.中棚一般宽度3—6m，中间高度为1.5—1.8m，长度10m以上，面积30—60m2。竹木结构钢架结构混凝土结构竹木结构、钢架混凝土结构、无立柱钢架结构等。竹木结构“三杆一柱”：拉杆、拱杆、压杆、立柱3.大棚大棚脊高2-4.5m，宽度8-16m，长度30-60m。三杆一柱作用（1）立柱立柱起支撑拱杆和棚面的作用，纵横成直线排列。（2）拱杆拱杆是塑料薄膜大棚的骨架，决定大棚的形状和空间构成，还起支撑棚膜的作用。（3）拉杆起纵向连接拱杆和立柱，固定压杆，使大棚骨架成为一个整体的作用。（4）压杆压杆位于棚膜之上两根拱架中间，起压平、压实绷紧棚膜的作用。特点便于就地取材，容易建造，造价较低；使用年限短，立柱较多，挡光严重，操作不便。钢架结构：轻型钢材，可减少立柱或无立柱；抗风雪能力强，坚固耐用，操作方便，是以后发展方向混合结构：拱杆用钢材、立柱水泥、拉杆用竹木或钢材。结构坚固耐用，节省钢材。装配式钢管结构采用装配式镀锌钢管，具有重量轻、强度好，耐锈蚀、易于安装拆卸、坚固耐用的特点。单栋大棚连栋大棚四、温室温室是以采光覆盖材料为全部或部分围护结构材料，可以人工调控温度、光照、水分、气体等环境因子的保护设施。温室可分为不同类型：①按覆盖材料可分为硬质覆盖材料温室和软质覆盖材料温室。硬质覆盖材料温室最常见的为玻璃温室，近年出现有聚碳酸树脂（PC板）温室；软质覆盖材料温室主要为各种塑料薄膜覆盖温室。②按屋面类型和连接方式，有单屋面、双屋面和拱圆形；又可分为单栋和连栋类型。③按主体结构材料可分为金属结构温室，包括钢结构、铝合金结构；非金属结构包括竹木结构、混凝土结构等。④按有无加温又分为加温温室和日光温室。（一）日光温室类型单坡面温室双坡面温室特点：结构简单、用料少，建造容易。可用于喜温性蔬菜栽培。缺点：南侧空间小，操作不便。特点：空间较大，采光性能好，保温性较强，可用于喜温性蔬菜生产。拱圆形温室特点：光照条件好，采光均匀，保温性强，适合寒冷地区使用。缺点：遮光严重，不适合春早熟栽培。特点：光照好，保温性强，室内操作方便，适合北方地区春早熟或秋延迟栽培。前屋面（前坡，采光屋面）后屋面（后坡，保温屋面）后墙无立柱钢架结构日光温室山墙结构牢固，前部无立柱，空间大，作业方便，光照分布均匀，增温快，保温性能好，使用寿命长。造价高。温室跨度：从温室北墙内侧到南向透明屋面底角间的距离。温室跨度以6~8m为宜。温室高度：温室高度是指温室屋脊到地面的垂直高度。高度以2.8~3.0m。前屋面角度：指温室前屋面底部与地平面的夹角。温室墙体和后屋面的厚度：在设计建造日光温室墙体和后屋面时，除了要注意考虑承重强度外，还要考虑建筑材料的导热、蓄热系数和足够的厚度。墙体最好是内层采用蓄热系数大、外层采用导热率小的异质材料，如内侧石头或砖墙，外侧培土或堆积秸秆、柴草等，有条件可采用空心墙或珍珠岩、炉渣、聚苯板等夹心墙，也称为异质复合墙体。日光温室的特点①具有良好的采光屋面，能最大限度地透过阳光；②保温和蓄热能力强，能够在温室密闭的条件下，最大限度地减少温室散热，温室效应显著；③温室的长、宽、脊高和后墙高、前坡屋面和后坡屋面等规格尺寸及温室规模要适当；④温室的结构抗风压、雪载能力强。温室骨架要求既坚固耐用，又尽量减少其阴影遮光；⑤整体具备易于通风换气、排湿降温等环境调控功能；⑥结构有利于作物生育和人工作业。覆盖材料1、塑料薄膜：质地轻、价格低，透光和保温性能良好、使用和运输方便。功能来分：普通膜、防老化膜、长寿膜、多功能复合膜等原料：聚乙烯膜（PE）、聚氯乙烯膜（PVC）、乙烯-醋酸膜（EVA）等（1）聚乙烯膜优点：密度小，吸尘少，无增塑剂渗出，无毒，透光性高，目前主要农膜品种。缺点：保温性差，寿命短，不耐高温。PE防老化膜（紫外线吸收剂、抗氧化剂等），可连续使用12-24个月。PE防老化无滴膜，防老化剂和流滴剂（表面活性剂）。PE保温膜：加入保温剂。提高1-2℃（2）聚氯乙烯膜优点：透光好，保温性强，柔软，耐高温日晒，耐候性强（连续使用1年左右）。缺点：增塑剂析出，吸尘严重，影响透光，密度大。不耐低温，残膜不能燃烧处理。PVC防老化膜PVC耐老化无滴膜PVC耐老化无滴防尘膜2、玻璃优点：防尘、防腐蚀，寿命长，透过率高缺点：密度大，对支架要求高，紫外线透过能力低，容易碎，保温性差。PC板（聚碳酸酯树脂板）耐冲击强度强，能承受冰雹、强风、雪灾等天气；透光性：PC板透光率最高可达89%；重量轻：比重仅为玻璃的一半耐候性：保温性强，是玻璃的2倍。缺点：价格高。3、硬质塑料板其他覆盖材料（1）草苫稻草或芦苇，可增温4-7℃制作简单、方便，成本低。可使用3年。（2）保温被外层：防水层中间层：保温层（旧棉絮、纤维棉或废羊毛绒）造价高，不适宜雨水多地区6-7年（二）现代化温室屋脊型连栋温室拱圆型连栋温室性能：现代化温室生产面积大，能自动控制，基本不受自然气候的影响，能周年全天候生产。现代温室的应用现代化温室主要应用于高附加值的园艺作物生产上，如喜温果类蔬菜、切花、盆栽观赏植物、果树、园林设计用的观赏树木的栽培及育苗等。我国引进和自行建造的现代化温室除少数用于培育林业上的苗木以外，绝大部分也用于园艺作物育苗和栽培，而且以种植花卉、瓜果和蔬菜为主。利用现代化温室搞观光旅游产业。自动灌溉施肥土壤和基质消毒机喷雾机械五、夏季保护设施：夏秋季节使用，以遮阳降温、防虫避雨为目的的保护设施。防雨棚防虫网荫棚荫棚：利用棚式设施为植物生长创造阴凉湿润环境的一种栽培方式。荫棚在花卉栽培中的作用荫棚是花卉栽培必不可少的设备。荫棚下具有避免日光直射，降低温度，增加湿度，减少蒸发等特点。蔬菜的遮荫栽培•在菜田上搭架•利用塑料棚骨架，将塑料棚的薄膜拆除，换上遮阳网•在塑料棚上面覆盖遮阳网荫棚的构造(正南面)遮阳网、防虫网覆盖（一）遮阳网覆盖功能：遮光强、降高温、防暴雨等覆盖形式内遮阳外遮阳防虫网覆盖1.特点抗拉强度大、抗紫外线、抗热、耐水、耐腐蚀、耐老化、无毒无味、使用年限长2.作用免除害虫危害，防止高温季节蔬菜病毒病发生，减少农药污染，生产优质园艺产品；遮光；抵御暴风雨冲刷和冰雹侵袭等自然灾害。选择适宜规