设施园艺学园艺设施的环境特征及其调节控制课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第四章,园艺设施的环境特征及其调节控制,Environment Characteristics and Adjust Control of Horticultural Facilities,信阳涉外职业技术学院,农业技术系 闫明亮,设施园艺学,Protected Horticulture,第四章 园艺设施的环境特征及其调节控制Environm,1,第二节温度环境及其调节控制,园艺设施内的温度条件有别于露地栽培。,温度是影响园艺植物生长发育最重要环境因子，与其它环境因子相比较，温度也是设施栽培中调控相对最容易的环境因子。,第二节温度环境及其调节控制园艺设施内的温度条件有别于露地,一、园艺设施的温度环境对作物生育的影响,（一）温度三基点：最低、最适、最高温度,根据园艺作物对温度要求不同，可将园艺作物分为：,耐寒性作物,，生育适温,15-20,：,菠菜，大葱；葡萄、李；三色堇、金鱼草等。,半耐寒性作物,，生育适温,18-25,：,白菜类、甘蓝类；紫罗兰、金盏菊等。,不耐寒作物,，生育适温为,20-30,：,瓜类，茄果类蔬菜；瓜叶菊、茶花等花卉。,半耐寒性作物,耐寒性作物,不耐寒作物,一、园艺设施的温度环境对作物生育的影响（一）温度三基点：最低,3,（二）花芽分化与温度,作物种类 花芽分化适温 花芽生长适温,葡萄,2030 2025,草莓,2627 -,柑橘,1015 20,郁金香,20 9,唐菖蒲 ,10 -,黄瓜,1525 20,番茄,1520 20,一些园艺作物花芽分化的适温范围 ,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。,不同作物花芽分化适温不同,（二）花芽分化与温度 作物种类,4,表 几种果树解除休眠的低温需求量（）,树种 低温需求量,*,树种 低温需求量,*,桃,7501150,欧洲李,8001200,甜樱桃,11001300,杏,7001000,葡萄,18002000,草莓,401000,*,果树解除休眠需要,7.2,以下一定低温的积累。,花芽分化的低温需求量,在果树设施栽培中很重要，在以提早成熟为目的时，如何打破休眠，是,果树设施栽培,的首要问题，这就需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。（下表）,表 几种果树解除休眠的低温需求量（）树种,5,（三）温度与园艺作物生命活动过程关系密切,光合作用,蒸腾作用,呼吸作用,同化产物运输,（三）温度与园艺作物生命活动过程关系密切光合作用 蒸腾作,6,(,四,),园艺设施内的地温,地温的管理也是设施园艺能否成功的关键因子,地温对作物生长有多方面影响，管理中应稳定地温。,设施内的地温存在明显的昼夜变化，但与气温相比，,地温比较稳定，且地温的变化滞后于气温,。,日最高地温出现在,14,时左右,。,随着土层深度的增加，日最高地温出现的时间逐渐延后,，距地表,5cm,深处的日最高地温出现在,15,时左右，距地表,10cm,深处的日最高地温出现在,17,时左右，距地表,20cm,深处的日最高地温出现在,18,时左右，距地表,20cm,以下深层土壤温度的日变化很小。,(四)园艺设施内的地温地温的管理也是设施园艺能否成功的关,7,地球的温室效应,二、园艺设施的温度状况和特点,（一）温度的形成,温室内热量来源：,太阳辐射为主,温室效应成因：,加温器加热为辅,透明覆盖物能让短波辐射透射进设施内（,白天,），又阻止设施内长波辐射透射出去（,夜晚,）（,28%,贡献率）,保护设施本身是一个半封闭空间，内外空气交换弱，使高温不易散失。（,72%,贡献率）,温室效应,指在没有人工加温的条件下，园艺设施内获得或积累太阳辐射能，从而使设施内的气温高于外界气温的一种能力。,温室效应,地球的温室效应二、园艺设施的温度状况和特点（一）温度的形成温,8,影响日温差因素,与温室类型有关,与保温比有关。（保温比：设施内土壤面积,S,与覆盖及维护结构表面积,W,之比）,与覆盖材料有关,（二）、日温差,温度逆转现象（设施内“逆温”现象）,:,棚室内于下午,24,时气温开始下降,日落后降温迅速,比露地降温快,经常会出现棚室内气温反而,低于,棚室外气温（,1,2,）的现象。,设施内一日间最高温与最低温之差。,影响日温差因素与温室类型有关与保温比有关。（保温比：设施内土,9,（三）、园艺设施内的传热方式,对流传热：,随着气体和液体的流动而引起的热量交换,辐射传热：,由于物体表面温度不均匀而引起的热量交换，是设施内主要的传热方式,传导传热：,由设施内温度分布不均匀而引起的热量交换,（三）、园艺设施内的传热方式对流传热：随着气体和液体的流动而,10,（四）、园艺设施的热收支状况,热量的收入,太阳辐射、加热器散热,热量的支出,通风、换气失热,设施内土壤表面蒸发、作物蒸腾失热（潜热）,地面覆盖物，作物表面有效辐射失热,以对流方式，设施内土壤表面与空气间，空气与覆盖物之间的热交换,土壤传导失热,（四）、园艺设施的热收支状况热量的收入太阳辐射、加热器散热热,11,设施园艺学园艺设施的环境特征及其调节控制课件,12,1,、园艺设施内的主要产热途径：,太阳辐射、加热器散热,1、园艺设施内的主要产热途径：太阳辐射、加热器散热,13,2,、园艺设施内的主要损热途径：,（,1,）贯流放热,：是最主要的损热途径，把透过覆盖材料或围护结构的热量叫,贯流放热量,。,Q,t,=A,w,h,t,(t,r,-t,0,),Q,t,贯流传热量，,kJ/h,A,w,温室表面积，,m,2,h,t,热贯流率（与界面材料有关），,kJm,-2,h,-1,-1,t,r,温室内气温,t,0,温室外气温,2、园艺设施内的主要损热途径：（1）贯流放热：是最主要的损热,14,各种物质的热贯流率,KJ/(m,2,h),种类 规格,/mm,热贯流率 种类 规格,/cm,热贯流率,玻璃,2.5 20.92,木条 厚,5 4.60,玻璃,33.5 20.08,木条 厚,8 3.77,玻璃,45 18.83,砖墙,(,面抹灰,),厚,38 5.77,聚氯乙烯 单层,23.01,钢管,41.8453.97,聚氯乙烯 双层,12.55,土墙 厚,50 4.18,聚乙烯 单层,24.27,草苫,12.55,合成树脂板,(FRP,FRA,MMA)5.0,钢筋混凝土,5 18.41,合成树脂板 双层,14.64,钢筋混凝土,10 15.90,各种物质的热贯流率 KJ/(m2,15,（,2,）通风换气的放热（,Q,v,),自然通风或强制通风,建筑材料的裂缝、覆盖物破损、门、窗缝隙等使设施内热量的损失。,Q,v,=R,.,V,.,F(t,r,-t,0,),Q,v,单位时间内换气失热量,R,每小时换气次数,V,保护设施体积,F,空气比热,(1.30KJ/m,3,.,0,C),换气失热量主要与换气次数及外界风速有关,温室密闭时每小时换气次数,保护设施类型 覆盖形式,R/(,次,.h,-1,),玻璃温室 单层,1.5,玻璃温室 双层,1.0,塑料大棚 单层,2.0,塑料大棚 双层,1.1,（2）通风换气的放热（Qv)自然通风或强制通风,建筑材料的裂,16,（,3,）土壤传导失热（,Qs),土壤上下层和土壤横向传热，是设施栽培不容忽视的部分，包括纵向和横向传导失热两部分。,横向传导失热是设施内的一个特殊问题，一般占温室总失热的,5%,10%,（3）土壤传导失热（Qs)土壤上下层和土壤横向传热，是设施栽,17,设施内温度分布不均匀原因：,太阳辐射能影响,设施内气流运动影响,设施结构的影响,加温技术的影响,通风设备和安装位置的影响,内外温差影响,（五）园艺设施内的温度分布,设施内温度分布不均匀原因：太阳辐射能影响设施内气流运动影响设,18,园艺设施内温度的调节和控制包括,保温,、,加温,和,降温,三个方面。,（一）、保温,三、园艺设施温度环境的调节与控制,1,、,保温原理,（途径）,减少贯流放热和通风换气量,增大保温比,增大地表热流量,园艺设施内温度的调节和控制包括保温、加温和降温三个方面。（一,19,2,、保温措施,（,1,）减少贯流放热和通风换气量,采取各种保温覆盖,达到以下目的,减少向设施内表面的对流传热和辐射传热,减少覆盖材料自身的热传导散热,减少设施外表面向大气的对流传热和辐射传热,减少覆盖面的漏风而引起的换气传热,2、保温措施（1）减少贯流放热和通风换气量 采取各,20,(2),选用合适的覆盖材料和方法,保温覆盖,温室大棚覆盖物,中空复合板材,固定式双层玻璃或薄膜,双层薄膜充气结构,室内覆盖,保温幕,单层活动保温幕,双层活动保温幕,顶部单层侧面双层,小拱棚,单层小拱棚,双层小拱棚,外面覆盖,:,屋顶上盖草苫、蒲席、纸被、棉被等,其他,泡沫颗粒充填温室,后墙、侧墙隔热保温覆盖材料,对于覆盖材料的选择，则主要考虑覆盖材料,白天对太阳辐射能的透过性,和,夜晚对长波辐射的阻隔性,。,在覆盖方式的选择上，采用,多层覆盖的保温效果明显优于采用单层覆盖,。,(2)选用合适的覆盖材料和方法保温覆盖温室大棚覆盖物中空复,21,室外覆盖草苫、纸被或保温被,最有效的办法是多层覆盖。,室外覆盖草苫、纸被或保温被最有效的办法是多层覆盖。,22,室内活动保温幕（活动天幕）,室内活动保温幕（活动天幕）,23,室内扣小拱棚,室内扣小拱棚,24,塑料膜充气管保温帘,塑料膜充气窗,双层充气技术,塑料膜充气管保温帘 塑料膜充气窗 双层充气技术,25,（,3,）增大地表热流量,（,4,）设施结构要合理，选一个合适的保温比,适当降低设施高度,缩小维护结构的表面积，可以缩小设施的散热面积，有利于提高设施的温度。,增加透光率，增加光照,增加土壤蓄热，夜间阻止长波辐射,设置防寒沟,（3）增大地表热流量（4）设施结构要合理，选一个合适的保温比,26,（二）、加温,1,、加温目的,靠保温不能维持作物生长温度时，需补充加温,2,、加温在设计上要求,加温设备的容量应经常保持室内的设定温度,在寒冷的季节，为维持设计的室内、外气温的温度差，在温室内需增加的总热量,最大采暖负荷：,设备和加温费要尽量少,保护设施内加温空间分布均匀，时间变化平稳,遮荫少，占地少，便于栽培作业,（二）、加温1、加温目的2、加温在设计上要求加温设备的容量应,27,明火加温,气暖加温,电热加温,水暖加温,热风加温,辐射采暖,3,、加温方式,明火加温气暖加温电热加温水暖加温热风加温辐射采暖3、加温方式,28,设施园艺学园艺设施的环境特征及其调节控制课件,29,设施园艺学园艺设施的环境特征及其调节控制课件,30,（三）、降 温,遮光降温,蒸发冷却降温（喷雾、水帘降温）,通风（自然通风、强制通风）,屋面流水降温,（三）、降 温遮光降温蒸发冷却降温（喷雾、水帘降温）通风（自,31,（四）变温管理,随着昼夜光照时间的变化，作物的生理活动中心将不断地转移，依据,作物生理活动中心,将,一天,分成若干时段，并设计出,各时段适宜的管理温度,，以促进同化产物的制造、运转和合理分配，同时降低呼吸消耗，这样的温度管理方法，叫,变温管理,。,黄瓜四段变温管理,西瓜结果期三段变温管理,（四）变温管理随着昼夜光照时间的变化，作物的生理活动中心将,32,棚室果菜四段变温管理指标,种类,变温管理,612,时,1217,时,1721,时,晴天 阴天,216,时,常温管理,白天 夜间,黄瓜,30 20 16 14,白刺,12 28 14,黑刺,10,番茄,27 24 12 10 5 25 8,甜瓜 着果前,30 26 24 22