《农业生物环境工程》第章温室设施环境调节与控制课件 (一)

• Venlo型温室开窗采用两台电机分别操作屋面两侧窗户，克服 了齿条开窗机构电机用量多、造价高、运行故障的弊端，但由于 其通风口净高度并不高，因此，在炎热的夏季，仍要通过湿帘降 温系统与之配套运行。
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(2)双层塑料薄膜充气温室
• 双层塑料薄膜充气温室的骨架一般采用
• 单坡面温室的主要特点是保温比大，保温好，因此，
主要用于北方地区作物的反季节越冬生产。鞍山一面
坡温室是我国单坡面温室的典型代表。鞍山温室用于
冬季不加温生产韭菜、芹菜等耐寒叶菜，这种温室由
于前屋面角度小，冬季不能充分利用阳光，所以不能
提早栽培果菜类蔬菜。如将温室的前立窗改为斜立窗，
并在温室内设立加温火道，在北京地区冬季白天温室
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1．目前使用的主要温室类型及 性能
• 按照温室内的技术水平和设施条件，温 室可分为现代化大型温室和普通塑料温 室两种类型。
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现代化大型温室
• 全世界有大型现代化玻璃温室3万公顷，主要集中在欧洲，仅荷兰就达 1.1万公顷。此外，采用聚碳酸脂中空板材或片材（PC）、聚氯乙烯片材 （PVC）、玻璃纤维聚脂片材（FRP）和超强长寿农膜等作覆盖材料的 现代化温室，面积也有1万多公顷。现代化温室设施先进，技术规范， 50%以上采用水培或基质培。从品种选择到栽培生产全过程建起了一套 优化的综合技术体系。如温室环境条件控制方面，温度、湿度、二氧化 碳浓度以及根际环境中的营养液温度、浓度配比、pH值等，实现了计算 机监控或智能化管理。例如，荷兰、英国等大型温室中生产的番茄、黄 瓜等果菜类实现了一年一大茬的长季栽培，采收期长达9~10个月，尽管 这些国家气温较低日照较短，但黄瓜平均每株采收80条瓜，番茄每株可 采35穗果，平均产量60kg/m2，创造了当今世界最高产量水平。现代化大 型温室仍具发展势头，特别是以塑料材质为覆盖材料的现代化温室，适

施
环 境
300～780nm —— 对植物生理产生作用的光辐射波
调
节 长范围
与
控
制
2500 辐射能（W/(m2.mm)）
2000
6000K黑体辐射
1500
大气层外缘
地面
1000
第
四
章
500
温
室
设
施 环
00
500
1000
1500
境
380
760
调
紫外线 可见光
红外线
节
与
8.7% 43.0%
48.3%
控
制
太阳辐射光谱
波长（nm）
2000
2500
3000
（二）光照环境的要素
光照对植物的二类作用
植物产物形成和生理活动的光合作用能量源影响生长发育过程和形态形成的息源第 光照环境的要素
四
章
温 室
光合作用 —— 光照强度量
设
施 环
光周期现象 —— 光照时数
境
调 节
光合有效辐射，不同光谱对植物的作用 —— 光质
率降低速率显著增大。
3. 温室的方位、结构与形式
①屋面倾角b
南坡屋面日光入射角：
q
a
q = 90°- b - a
b
b
第 式中 a —— 太阳高度角。
四
章 为保证屋面透光率，要求，
温
室 设 施
q = 90°- b - a ≤ 40° 东西向温室正午屋面日光入射图
环
境 调
有：
节
与 控
b ≥ 50°- a
第四章 温室设施
第 四 章

强度大； • 塑料棚：东西走向小拱棚利于采光；南方双斜面拱棚多用南北走向，因其棚内
光照均匀；大棚内光照在垂直方向上由高往低逐渐减弱，在水平方向上，两侧 光照较强（上午东侧强西侧弱，下午相反），中部光照较弱。
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一、设施内光照条件的特点
• 1、光照强度 • 2、光照分布 • 3、光照时数
减小贯流放热的有效途径是：降低覆盖物及 围护结构的导热系数。（P79表）
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2、换气放热（缝隙放热）
• 设施内的热量通过放风口、覆盖物及维护结构的缝隙、 门窗等，以对流的方式将热量传至室外，这种放热称 为缝隙放热。
• 由于园艺设施内外空气交换而导致的热量损失。 • 在设施密闭的条件下，缝隙放热只有贯流放热的
进入保护地的热量＝热量支出＋蓄热
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Qin
Q
Qou
t
Q=0
Qin Qout
Qout
Q
Qin
Qin＞Qout 室内蓄热
升温
Qin＝Qout 热量收支平衡
恒温
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Qin＜Qout 室内失热
降温
㈡ 园艺设施热支出途径
•1、贯流放热 •2、缝隙放热 •3、地中传热
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夜间不加温 的热平衡
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三种热支出方式总结P80
贯流放热（占75-80%）>地中传热（占13-15%)>缝隙放热（占5-6%）
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（三） 设施内温度的变化特征
• 气温日变化大，晴天昼夜温差明显低于外界。
• 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 能好的日光温室几乎不存在冬季。

•
13、时间，抓住了就是黄金，虚度了就是流水。理想，努力了才叫梦想，放弃了那只是妄想。努力，虽然未必会收获，但放弃，就一定一无所获。
•
14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。
•
15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
塑料大棚 日光温室 东西方向上
南北方向上
（一）设施光照环境特点
光照度
草苫
光照时数
光质
（一）设施光照环境特点
光照度 光照时数 光质
紫外线 减少
（二）设施光照环境的调节控制
设计布局 选择材料 栽培管理 遮光
合理间距
（二）设施光照环境的调节控制
优
设计布局
质 棚
膜
选择材料
栽培管理
遮光
（二）设施光照环境的调节控制
•
5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。
•
6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。
•
7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。
•
8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。
有害气体
CO2
（二）设施气体环境的调节控制
增施CO2气肥
预防有害气体的产生漏斗源自阀门 盛酸桶塑料管
散气管 散气孔
碳酸氢铵
水
反应桶
过滤桶

2.光合有效辐射照度 PAR • 单位时间、单位面积上到达或通过的光合有效辐 射（400～700nm）的能量。单位：W/m2 3.光合有效光量子流密度 PPFD或PPF 光化学定律指出： • 吸收一个量子，只能激活一个分子或原子，故在 研究光电效应或光化学反应如光合作用与光照关 系时，应以量子流密度作为计量光辐射的单位更 为合理。 • 光合有效光量子流密度即为单位时间、单位面积 上到达或通过的光合有效辐射的光量子数。 • 单位：mmol/(m2· s)
作
用
太 阳 辐 射 （ 短 波 辐 射 ）
紫 外 光
300nm以下 300～400nm
①对于多数植物，具有杀伤作用，可能导致植物气孔关闭， 影响光合作用，增加病菌感染。 ②加速塑料覆盖材料老化 有利植物成形、抑制徒长,促进花果着色和维生素C、D形成 ①植物光合作用 400～510nm蓝紫光 植物吸收率高，光合作用强，有利植物 成形。 510～610nm绿光 植物吸收率及光合作用效率较低。 610～720nm红橙光 植物吸收率高，光合作用强，一些条 件下具有较强的光周期作用。 ②提供辐射热量 影响植物伸长，700～800nm辐射称为远红光，对光周期及 种子形成有重要作用，并控制开花及果实颜色。 提供太阳辐射热量。 常温物体的热辐射，散失温室内热量。
可 见 光
400～720nm
720～1000nm
3000～ 100000nm 长波红外 （3～100mm）
红 外 光
1000～3000nm
辐射
光辐射强度的度量
1.光照度 Ev 照度Ev —— 受照平面上接受的光通量面密度（ 单位面积光通量），lx； 光通量Fv—— 按照国际约定的人眼视觉特性评 价的辐射能通量(辐射功率)， 单位：流明（lm），1流明是发光强度为1坎德拉 （cd）的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通 量。 1 lx = 1 lm / m2

《农业生物环境工程》 第4章 温室设施环境调
节与控制3
第三节 温室空气湿度环境调节控制
一、湿度环境与作物的生长发育
室内湿度大小对光合作用的影响因作物种类的
不同以及其他环境条件（光照、气流速度、气温
第 四
等）的不同而有所差异，但在多数情况下，在相
章 对湿度值75%～85%湿的技术与设备
➢ 采用机械制冷的方法，降低空气温度至露点以
下，可使空气中的水份凝结出来，使空气绝对
湿度降低。专用除湿机在运转中，其散热的部
分将热量（除湿机运转中消耗的电能）散发于
第 室内，兼有加温的作用。这种方法除湿效果显
四 章
著，但设备费用和运行费用较高。
温
室 设
➢ 采用吸湿剂吸湿，如氯化锂、活性氧化铝、硅
施 胶等，使用一段时间后需进行再生处理。此外
环
境 可采用稻草、麦草等吸湿。但这些方法均使用
调 节
很少。
与
控
制
（二）加湿调节
一些情况下，温室内可能出现较为干燥的环境，如在
夏季高温干燥季节，室内植物较为稀少，室内采用无土栽
培方式或采用床架栽培方式、采用混凝土地面等等。当室
内相对湿度低于40%时，需要进行加湿。在一定的风速条
境
调
节
与
控
制
加湿
第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制
植物与水分
第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制
第 四 章
温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制
结束语
谢谢大家聆听！！！
14
施
环
境
调
节
与
控
制

生物环境工程与设施农业
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1．生育阶段的变温管理
在生育前期，偏高温度有助长叶面积的扩展。叶面积扩 展速度越快，物质再生产也就越旺盛。
生育中后期，叶面积指数已达相当程度，采用适当的偏 低温度，可增加净光合产物的积累和贮藏。
2．昼夜间的变温管理
3．采暖与保温
一般有热水采暖、热风采暖和电热采暖几种采暖方式。
4
1）改革开放以来，我国设施农业面积得到快速增长。 1981年为10.8万亩（0.72万公顷） 2003年达（720万公顷）22年增长了1000倍 2）设施园艺的类型增多
除日光温室、塑料大棚外，一批由我国自行设计、制 造，具有中国特色的现代化温室设施拔地而起，较国外产 品价格降低30-40％，节能30～45％，设施农业工程技术 配套逐步完善，同时，也使我国温室类型逐步齐全。
生物环境工程与设施农业
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2.塑料大棚
以塑料薄膜为覆盖材料的 不加温单拱屋面结构温室。
特点：
（1）主要用于春提前、秋 延后作物的栽培，冬季叶菜 类作物（南方）；
（2）跨度6-12m，长度30-6 0m，脊高1.8-3.0m；
（3）适宜于南方地区，北 方春秋季节的设施栽培。
生物环境工程与设施农业
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生物环境工程与设施农业
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3.我国各类设施农业栽培面积约占世界设施栽培面 积的70％。据测算，我国设施农业栽培吸纳劳动力8 000多万人，加上产前、产后共吸纳劳动力近1亿人。 设施农业栽培已成为我国具有较大比较优势的劳动 密集型产业。
4．农业设施生产行业发展迅速，近5年间，具有一定 生产规模的大型温室生产厂家已达50余家，温室 制造业年销售额超过10亿元。
世界上设施农业搞得最好的国家是荷兰、日本、法国、 西班牙、以色列、美国、韩国等。

病菌虫卵多
聚积各种成分
（二）设施土壤环境调节控制
改善土壤的气体环境
施入大量的有机肥，合理灌水防板结。
土壤消毒，改善生物环境 改进栽培措施，防止土壤次生盐渍化
合理施肥 洗 盐 地面覆盖 生物除盐 土壤耕作
五、气 体
（一）设施气体环境特点 （二）设施气体 环境的调节控制
（一）设施气体环境特点
有害气体
夹心墙 苯板
防寒土
（二）设施温度环境的调节控制
保温措施 降温措施
放风筒
筒状通风
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
带状通风
底脚通风
三、湿 度
（一）设施湿 度环境特点 （二）设施湿度 环境的调节控制
（一）设施湿度环境特点
1.空气相对湿度较高，且随着湿度的升高而 降低。
2.土壤湿度较高且 存在着局部湿差。
蒸腾
蒸发
水分
（二）设施湿度环境的调节控制
除湿 加湿
通风 加温
（二）设施湿度环境的调节控制
除湿 加湿
减少通风、扣小拱棚
灌水加湿
四、土 壤
（一）设施土 壤环境特点
（二）设施土 壤环境的调节 控制
（一）设施土壤环境特点
气体条件
营养条件
CO2 浓度高
土壤板结
生物条件
夜间水平 温度变化
6
12
高
低 18
日光温室气气温温日在变空化间走上势的分布
白天水平 温度变化
24（时）
相关因素 日变化 空间分布 逆温现象
气温
温度低于外界
微风
地温变化 热岛效应
❖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。