设施园艺——设施环境内环境调控

第四章设施环境内环境调控第二节设施温度特点及调控温度是影响作物生长发育的环境条件之一。温度是影响作物生长发育的环境条件之一。在园艺设施生产中很多情况下，温度条件是生产在园艺设施生产中很多情况下，温度条件是生产成功与否的最关键因素。充分认识和了解园艺设成功与否的最关键因素。充分认识和了解园艺设施内的温度条件和调节技术，对于搞好设施园艺施内的温度条件和调节技术，对于搞好设施园艺生产无疑是十分必要的。生产无疑是十分必要的。春二设施温度特点及产生原因三设施温度的调控（一）植物对温度的要求（二）温度对植物的影响一园艺作物与温度的关系一一园艺作物与温度的关系园艺作物与温度的关系耐寒性植物半耐寒性植物（一）（一）园艺作物对温度的要求园艺作物对温度的要求喜温性植物z生长适宜温度是10～15℃，可以短时间忍耐-5～-8℃低温，生长的最高温度不超过25℃，短时间超过30℃还可以生长，作物不同对逆境的适应能力不同：¾花卉有：三色堇、金鱼草、蜀葵¾蔬菜有：菠菜、韭菜、甘蓝、大葱¾果树有:葡萄、李子、杏、桃、黄太平一一园艺作物与温度的关系园艺作物与温度的关系半耐寒性植物耐寒性植物（一）（一）园艺作物对温度的要求园艺作物对温度的要求喜温性植物z生长的适宜温度是18～25℃，短时间能耐－1～－2℃的低温。¾花卉有：金盏菊、紫罗兰；¾蔬菜有：萝卜、白菜、豌豆、莴苣、蚕豆。一一园艺作物与温度的关系园艺作物与温度的关系喜温性植物半耐寒性植物（一）（一）园艺作物对温度的要求园艺作物对温度的要求耐寒性植物z生长最适温度是25～35℃，当温度低于10℃的时候，生长就会受到影响，当温度降到0℃的时候生长停止，换句话说就是不耐0℃低温。¾花卉有：瓜叶菊、茶花、报春花¾蔬菜有：瓜类——丝瓜、甜瓜、黄瓜，豆类——刀豆、豇豆，茄果类——西红柿¾果树有：热带果树、香蕉、荔枝、龙眼一一园艺作物与温度的关系园艺作物与温度的关系吸收能力光合作用（二）温度对园艺作物的影响（二）温度对园艺作物的影响呼吸作用蒸腾作用花芽分化温度特别是地温过低，会影响植物根系的吸收能力。地温低，土壤中溶液的流动性减小，植物根系的活动能力减弱，从而使根系的根毛区吸水吸肥能力降低。例子：黄瓜在低于15℃的时候，其根毛死亡，不能吸水吸肥；一定长时间内低温，黄瓜的顶芽被花芽取代，花芽大多数是雌花，即“花打顶”现象。研究表明，该现象是植物把低温信号传导至顶芽做出的反应。一一园艺作物与温度的关系园艺作物与温度的关系光合作用吸收能力（二）温度对园艺作物的影响（二）温度对园艺作物的影响呼吸作用蒸腾作用花芽分化z表观光合速率(apparentphotosyntheticrate)或净光合速率(netphotosyntheticrate)：即一般测定光合速率时没有减去呼吸作用。如果把表观光合速率加上呼吸速率，则得到总(真正)光合速率。z实际光合速率（或真正光合速率或总光合速率）：如果我们在测光合作用速率时，同时测其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则得到真正光合速率。即：z真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率光合作用实际产氧量=实侧的氧气释放量+呼吸作用耗氧量光合作用实际CO2消耗量=实侧CO2消耗量+呼吸作用CO2释放量光合作用葡萄糖净生产量=光合作用实际葡萄生产量—呼吸作用葡萄糖消耗量一一园艺作物与温度的关系园艺作物与温度的关系呼吸作用光合作用（二）温度对园艺作物的影响（二）温度对园艺作物的影响吸收能力蒸腾作用花芽分化一一园艺作物与温度的关系园艺作物与温度的关系蒸腾作用光合作用（二）温度对园艺作物的影响（二）温度对园艺作物的影响呼吸作用吸收能力花芽分化温度适宜温度较低蒸腾作用弱，影响根系的吸收能力一一园艺作物与温度的关系园艺作物与温度的关系花芽分化光合作用（二）温度对园艺作物的影响（二）温度对园艺作物的影响呼吸作用蒸腾作用花芽分化许多越冬性植物和多年生木本植物，冬季低温是必需的，满足必需的低温才能完成花芽分化和开花。果树设施栽培，以提早成熟为目的，如何打破休眠，是果树设施栽培的首要问题，需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。一些具有春化作用的蔬菜，是以营养体为食用器官，因此栽培中应防止其地温春化。二二设施温度环境特点及产生原因设施温度环境特点及产生原因气温地温㈠㈠园艺设施内温度的特点园艺设施内温度的特点zz气温季节性变化明显。气温季节性变化明显。冬天天数明显缩短，夏天天数明显增长，保温性能好的冬天天数明显缩短，夏天天数明显增长，保温性能好的日光温室几乎不存在冬季。日光温室几乎不存在冬季。zz气温日变化大，晴天昼夜温差明显大于外界。气温日变化大，晴天昼夜温差明显大于外界。zz气温分布严重不均。气温分布严重不均。上高下低，中部高四周低，单屋面温室夜间北高南低。上高下低，中部高四周低，单屋面温室夜间北高南低。zz土温较气温稳定。土温较气温稳定。中部高于四周，中部高于四周，30cm30cm以下土温变化很小。以下土温变化很小。㈡㈡产生园艺设施温度特点的原因产生园艺设施温度特点的原因1.1.温室效应及其形成原因温室效应及其形成原因炽热的太阳发出波长较短的高能辐射，凉爽的地球表炽热的太阳发出波长较短的高能辐射，凉爽的地球表面发出波长较长的低能辐射。地球的大气层起着温室玻面发出波长较长的低能辐射。地球的大气层起着温室玻璃的作用，允许波长较短的太阳辐射穿过，抵达地球表璃的作用，允许波长较短的太阳辐射穿过，抵达地球表面，但是却能够捕获波长较长的地球的红外辐射热，使面，但是却能够捕获波长较长的地球的红外辐射热，使地球保持着一种温暖的状态，这种现象被形象地称为地球保持着一种温暖的状态，这种现象被形象地称为““温温室效应室效应””。。2.2.太阳光线入射量不均。太阳光线入射量不均。后坡遮荫西墙下午遮荫东墙上午遮荫中线以南为强光区，以北光照相对弱3.3.园艺设施内气流运动的影响。园艺设施内气流运动的影响。逆温现象日变化空间分布收支状况气温变化的特点气温变化的特点zz热量来源热量来源＝太阳总辐射＋人工加热量＝太阳总辐射＋人工加热量zz热量支出热量支出＝贯流放热＋潜热消耗＝贯流放热＋潜热消耗＋换气放热＋地中传热＋换气放热＋地中传热zz热量平衡方程热量平衡方程进入保护地的热量＝热量支出＋蓄热进入保护地的热量＝热量支出＋蓄热园艺设施热收支平衡园艺设施热收支平衡逆温现象日变化空间分布收支状况设施内温度的主要来源生物呼吸作用释放的热量肥料中微生物发酵释放热量加热设施气温变化的特点气温变化的特点收白天的热平衡白天的热平衡夜间的热平衡夜间的热平衡ΔΔQQQQoutoutΔΔQ=0Q=0QinQoutQQininQQinin＞＞QQoutout室内蓄热室内蓄热升温升温QQinin＝＝QQoutout热量收支平衡热量收支平衡恒温恒温QQinin＜＜QQoutout室内失热室内失热降温降温QQoutoutQQinin逆温现象日变化空间分布收支状况气温变化的特点气温变化的特点惯流放热；是园艺设施放热的最主要途径，占总散热量的是园艺设施放热的最主要途径，占总散热量的6060～～70%70%，高时可达，高时可达90%90%左右。左右。通风换气中损失，缝隙散热；土壤、墙体向外辐射热量潜热水气放热吸热支气温气温日变化走势逆温现象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30℃12℃06121824（时）温度日光温室气温在空间上的分布白天水平温度变化高低白天垂直温度变化夜间水平温度变化低高夜间垂直温度变化收支状况空间分布日变化气温变化的特点气温变化的特点微风温度低于外界收支状况日变化空间分布逆温现象气温变化的特点气温变化的特点逆温及其形成原因z逆温：有风的晴朗夜间，温室大棚的表面辐射散热很强，棚室内气温反比外界气温低，此现象即逆温现象。z原因：白天设施内地表与作物吸收热量后，夜间通过覆盖物向外辐射放热，有风的晴天夜间放热更剧烈，室外的空气可从大气反辐射中吸收热量，而棚室内由于覆盖物的阻挡，不能从大气反辐射中吸收热量，因此，室内温度比室外低。地温变化™水平温度分布晴天的白天，在温室内南北方向上，中部地温最高，向南向北均递减；夜间后屋面下地温最高，向南递减。东西方向上差异不大。塑料大棚的地温，中部均高于四周。™垂直分布晴天白天上层土壤温度高，下层土壤温度低；夜间以10cm深处最高，向上向下均递减；阴天，下层土温比上层高。热岛效应地温332211.室内土温12℃以上2.冻土层3.热交换地温变化热岛效应地温z①减少向设施内表面的对流传热和辐射传热；z②减少覆盖材料自身的热传导散热；z③减少设施外表面向大气的对流传热和辐射传热；z④减少覆盖面的漏风而引起的换气传热。具体方法就是增加保温覆盖的层数，采用隔热性能好的保温覆盖材料，以提高设施的气密性。保温措施降温措施加温措施三三设施温度环境的调节控制设施温度环境的调节控制保温原理三三设施温度环境的调节控设施温度环境的调节控制制保温措施降温措施防寒土地膜小拱棚二层幕夹心墙纸被草苫聚苯板木板炉渣预制板棚膜的保温性，棚膜与结构的密封性防寒沟加温措施保温措施降温措施z保温比：是指热阻较大的温室围护结构覆盖面积同地面积之和与热阻较小的温室透光材料覆盖面积的比。保温比越大，说明温室的保温性能越好。z适当减低农业设施的高度，缩小夜间保护设施的散热面积，有利提高设施内昼夜的气温和地温。加温措施三三设施温度环境的调节控制设施温度环境的调节控制保温措施降温措施z加温措施2005年9月PET、PC等原材料同期市场价格三三设施温度环境的调节控制设施温度环境的调节控制品名价格（元/t）品名价格（元/t）PET（聚对苯二甲酸乙二酯）11000LDPE（低密度聚乙烯）7000PC（聚碳酸酯）30500PVC（聚氯乙烯）6500EVA（乙烯—醋酸乙烯共聚物）15000PP（聚丙烯）9500LLDPE（线型低密度聚乙烯）9600PA66（聚酰胺）27000HDPE（高密度聚乙烯）7000PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）20000①①室外覆盖草苫、纸被或保温被室外覆盖草苫、纸被或保温被减少贯流放热。减少贯流放热。最有效的办法是多层覆盖。最有效的办法是多层覆盖。保温措施保温措施二层固定覆盖二层固定覆盖（双层充气膜）（双层充气膜）室内活动保温幕（活动天幕）室内活动保温幕（活动天幕）室内扣小拱棚室内扣小拱棚③③尽量减少园艺设施缝隙数量。尽量减少园艺设施缝隙数量。④④使用保温性能好的材料作墙体和使用保温性能好的材料作墙体和后坡的材料，并尽量加厚。后坡的材料，并尽量加厚。减少换气放热减少换气放热尽可能减少园艺设施缝隙；尽可能减少园艺设施缝隙；及时修补破损的棚膜；及时修补破损的棚膜；在门外建造缓冲间，并随手关严房门。在门外建造缓冲间，并随手关严房门。设置防寒沟设置防寒沟zz减少温室南底角土壤热减少温室南底角土壤热量散失。量散失。4.4.减少土壤蒸发和作物蒸腾减少土壤蒸发和作物蒸腾‘‘全面地膜覆盖、膜下暗灌、滴灌全面地膜覆盖、膜下暗灌、滴灌加温措施降温措施保温措施z环保加热：太阳能加热酿热加温z利用能源加热：电热温床热风炉水暖z利用工业的余热三三设施温度环境的调节控设施温度环境的调节控制制1.1.增加园艺设施进光量。增加园艺设施进光量。热风加热土壤加热火炉加热三三设施温度环境的调节控制设施温度环境的调节控制降温措施保温措施放风筒筒状通风带状通风底脚通风„逐渐加大通风量„反复多次进行„早晨揭苫后不宜立即放风排湿„低温季节不放底风加温措施强制通风-1强制通风-2强制通风-3开窗谢谢贯流放热：贯流放热：透过覆盖材料和结构材透过覆盖材料和结构材料放出的热量，叫园艺设施表面的贯料放出的热量，叫园艺设施表面的贯流放热量。流放热量。对流辐射内表面内表面外表面外表面辐射对流热传导热传导散热面积、材料导热率、散热面积、材料导热率、内外温差内外温差风速、表面积风速、表面积影响贯流放热的因素影响贯流放热的因素zz设施散热面积（设施表面积）设施散热面积（设施表面积）zz室内外温差室内外温差zz设施结构材料的导热率设施结构材料的导热率zz结构材料的含水量结构材料的含水量zz室外风速室外风速