项目十设施农业养分环境调控
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我国设施农业发展现状及对策摘要:设施农业是随着农业现代化和农村种植业结构调整而发展起来的新型产业,是传统农业向现代化集约型农业转变的有效方式。
因其科技含量高而成为当今世界各国大力发展的高新技术产业,设施农业发展的程度成为衡量一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一。
近年来,中国设施农业虽然得到了很大发展,但仍存在很多问题。
概述了国内外设施农业的现状,并根据实际条件,对中国设施农业的发展提出了相关对策和展望。
关键词:设施农业;发展现状;对策Development and Strategy of Facility Agriculture in ChinaAbstract: Facility agriculture has become a new industry with the development of agricultural modernization and the adjustment of planting structure. It is an effective method that traditional agriculture transforms into modern intensive agriculture. Facility agriculture has become the high-tech industry over the world because of its high content of science and technology. The development degree of facility agriculture would become one of the important symbols appraising the level of agricultural modernization in a country or an area. In the past few years, facility agriculture has great development,but it still has many problems. Then, the domestic and overseas general development situations of facility agriculture are summarized. Based on the actual conditions,the strategy and prospect of facility agriculture of China are brought forward.Key words: Facility agriculture,Present situation development,Strategy设施农业是利用人工建筑的设施, 以可调控的技术手段, 实施生产要素的全方位调控, 为农业生物生长提供良好的环境条件, 实施高产、高效的现代农业生产方式。
强化植物生活要素调控力度发展高效设施农业摘要:光照、温度、湿度、CO2浓度等农业设施环境要素的调控技术及应用效果在很大程度上决定着设施农业生产的成败和生产效益的高低。
本文论述了设施农业对植物生活要素的调控技术及其应用,提出了设施农业对生态环境的调控及防治措施,同时简述了国内外设施农业的发展现状和趋势,为进一步研究高产、优质、高效的设施农业环境调控技术提供理论基础。
关键词:生活要素;设施农业;调控技术;影响因素;防治措施随着我国市场经济的不断发展,以高产、高效、优质为基本特征的设施农业栽培技术得到迅速推广。
设施农业与传统农业相比较,主要特点是设施农业具有外围护结构,其作用是对不利于农作物及畜、禽等生长发育的自然环境条件进行调控,以达到在不利自然条件或反季节条件下进行农业生产的目的。
因此研究和掌握农业设施环境要素的变化特点及相关调控和应用技术,具有重要现实意义。
1植物生活要素1.1 植物生活要素的概念及其分类农业生产总是在一定的环境条件下进行的。
环境因素对植物有直接关系的因素称之为生态因素,植物生命活动必不可少的生态因素叫“生存条件”或“生活要素”。
概括而言,植物的生活要素包括光、热、水、气、矿质营养五个方面。
按照其基本来源和依托之所,可划分为两种基本类型即①宇宙因素:来自太阳的以光、热辐射为主题的能量形态的生活要素;②土地因素:来自地壳浅层土壤中的矿质营养元素,以及依托于土壤的水分、空气等物质形态的生活要素。
1.2 植物生活要素的基本学说1.2.1 植物生活要素的同等重要与不可代替性植物只有在光、热、水、气、矿质营养元素等生活要素同时存在条件下,才能正常地生长发育。
植物生活要素的每一方面都是植物生命代谢不可欠缺的,它们对植物生活的作用各具有质的特点,相互之间是不能代替的。
即使植物对它们要求的数量悬殊,但从重要性上看缺一不可。
1.2.2 限制因素及其克服植物生活要素之间有着相互联系、相互制约的关系。
设施农业发展存在的问题与对策设施农业是现代集约高效农业的重要实践形式。
近些年来我国设施农业取得了较快的发展,但实践中仍存在一些突出问题,如由于资金缺乏,设施农业多数规模偏小;农民科学文化素质较低,科技服务设施农业的能力偏弱;对生产全程缺乏有效监管,产品质量安全难以保证;由于信息不对称、组织化和产业化程度较低,农民的生产安排带有很大的盲目性,市场风险加大,等等。
促进我国设施农业健康快速发展必须花力气解决好这些问题。
一、加大对设施农业的扶持力度一些国家发展设施农业的做法和经验值得我们借鉴。
在日本,农户建造大棚或温室可从国家获得50%的补助,县、市、町、村补助30%,农户只需出资20%就可拥有全部产权。
为了鼓励农民增加对农业的投入,日本政府通过低息贷款的形式给农民以支持,其利率比市场利率低1/3-2/3。
农民购买拖拉机、插秧机、育苗设施,某些灌溉、施肥设施、农产品加工、贮藏设备等,可从政府得到全部费用50%左右的补贴。
这样的产业政策极大地调动了农民的积极性,日本的农业结构已经发生了明显的变化,其设施园艺农业比重高达40%左右,成为日本最大的农业产业。
荷兰为突破自然条件的限制,自上个世纪70年代起在全国实行用资金替代土地发展高效农业的战略。
为解决农民在发展高效农业特别是设施农业中遇到的融资难问题,荷兰政府建立了三项制度:⑴农民合作金融制度。
其主要形式是“农民合作银行”。
⑵建立农业担保基金。
政府设立专门机构为向银行借款的农户服务并提供担保。
⑶设立农业安全基金。
这些措施使荷兰的温室农业获得迅速发展,也使有限的土地产生了可观的经济效益。
这些经验都值得我们借鉴。
要采取有力措施,加大对设施农业的支持力度。
第一,要加大对设施农业的扶持力度。
对冬暖棚或者连栋温室的集中连片建设、重点小区的水、电、路等基础设施配套建设、农户新上高标准灌溉设施、工厂化育苗设施、储运设施、蔬菜垃圾集中处理设施等,根据项目的不同给予不同比例的补贴。
设施农业环境工程学复习资料名词解释设施农业环境工程学:是研究环境因子与农业生物的相互作用机理以及相关的工程技术与配套设备的一门课程。
露点温度:湿空气的含湿量超过饱和而结露时的临界温度称为露点温度。
灵敏度:是指传感器或者检测系统在稳态条件下输出量的变化与引起输出量变化的物理量的比值。
分辨率:是指系统能检测到的被检测量的最小变化。
CO2补偿点:指在光照条件下,植物叶片进行光合作用所吸收的CO2量与叶片呼吸作用所释放的CO2量达到动态平衡时的外界环境中CO2的浓度。
CO2饱和点:在CO2浓度增加到一定程度时,植物光合速率将不随CO2浓度的增加而提高时的CO2浓度称为CO2饱和点。
光补偿点:实际光合作用合成的有机物正好抵偿呼吸作用的消耗时,植物吸收和放出的CO2相等时的光照强度为光补偿点。
原子吸收法:原子吸收光谱利用能发出特征谱的光源,待测元素原子化后可以吸收这一特征谱。
通过测定特征辐射被吸收的大小来求出被测元素的含量。
氧化塘法:利用水塘中的微生物和藻类的共生作用去除废水中有机污染物的一种需氧生物处理方法。
湿敏传感器:能感受气体中水蒸气含量,并转换成可用输出信号的传感器。
化学耗氧量(COD):在一定条件下,氧化1L水中有机物所消耗化学剂的数量,换算成氧的毫克数表示,单位是mg/L。
化学需氧量(BOD5):常用来表示水体受污染的程度。
水中有机物在有氧条件下,被微生物分解时消耗氧的数量(mg/L)。
都市农业:以大城市为背景,依托大城市科技、经济和社会发展的优势,利用大城市的近郊或远郊土地资源、古迹、民俗、森林资源,广泛建立具有观光、休闲、旅游、技术示范特色的现代化高效农业园区即为都市农业。
含湿量:在含有1kg干空气的湿空气中所含有的水蒸气的质量。
第一章测试1【多选题】(10分)世界设施农业发展大体分为以下几个阶段?()A.多层阶段B.飞跃阶段C.停滞不前阶段D.原始阶段2【多选题】(10分)对农业生物的生长发育具有直接作用的环境因素,一般包括()A.湿度B.光照C.土壤D.气E.温度3【单选题】(10分)以下哪个国家的玻璃连栋温室实行自动化控制,生产管理水平堪称世界一流?()A.中国B.俄罗斯C.印度D.荷兰4【判断题】(10分)我国设施面积最大,自动化水平也最高。
()A.对B.错5【判断题】(10分)《设施农业环境工程学》的内容不包括能源开发与利用。
A.对B.错6【判断题】(10分)设施农业的特征是不节约土地,增加水肥浪费。
A.错B.对7【单选题】(10分)以下不是目前我国设施农业的问题是()。
A.数量较大B.设施种类多C.内部功能强D.质量较差8【单选题】(10分)下列不是我国设施蔬菜产量低、产值低原因的是()。
A.管理粗放。
B.品种不同C.栽培技术先进D.环境调控技术落后9【判断题】(10分)我们国家今后设施结构发展应抓住两个重点:一是设施结构类型以塑料棚为主;二是高效节能。
A.对B.错10【判断题】(10分)玻璃温室不适合在我国发展的原因事气候条件和国情不同。
A.错B.对第二章测试1【判断题】(10分)大气上界和海平面的太阳辐射能的能量分布是相同的。
A.错B.对2【判断题】(10分)光合有效辐射是指单位时间内到达或通过单位面积的辐射能,又称辐射照度或辐射强度。
A.对B.错3【多选题】(10分)温室内的光照环境包括()。
A.光质B.光照度C.光均匀度D.光照时间4【判断题】(10分)日光温室等单屋面温室内的光照时数一般比露地要短。
A.对B.错5【判断题】(10分)设施内由于骨架结构材料等影响,会产生不均匀的光分布。
A.对B.错6【判断题】(10分)300~380nm波长的近紫外线透过率高对果色、花色、维生素C等的形成有利,对设施保温有利。
第一章绪论【本章要点】1.国内外设施农业进展2.我国设施农业急需研究的课题设施农业:是指具有相应设施,能在局部范围改善环境因素,为动植物生长发育提供良好的环境条件,从而进行高效生产的现代农业。
设施农业是农业工程学科最具典型的分支学科领域,属于高投入高产出,资金、技术、劳动力密集型的产业,是当今世界最具活力的高新技术产业之一。
设施农业包括两大类:1.设施栽培——主要是园艺植物的设施栽培,主要设施有塑料棚、温室等。
2.设施养殖——主要是畜禽、水产品和特种动物的设施养殖,主要设施有集约化饲养畜禽舍及配套设施设备等。
第一节国内外设施农业进展一、设施农业的现状1.生产规模:全世界温室面积超过60万公顷,其中:大型现代化的玻璃温室面积约5万多公顷大部分建在西欧国家。
(1) 荷兰世界上温室生产最发达的国家。
现有大型连栋玻璃温室面积1.2万公顷,约占世界玻璃温室的1/4,居世界第一位。
(2) 中国设施栽培面积居世界第一位,达200多万公顷,但人均占有设施栽培面积仅达到发达国家80年代水平。
2. 设施类型国外大多数国家以温室为主我国以日光温室和塑料大棚为主;世界上温室应用最广泛的国家有荷兰、美国、以色列和法国等。
表1 主要国家农业设施的主要类型北京植物园展览温室:温室分为热带雨林室、沙漠植物室、兰花、凤梨及食虫植物室和四季花园等,展示热带、亚热带植物3100余种。
展览温室建筑面积9800平方米,占地5.5公顷,是目前亚洲最大,世界单体温室面积最大的展览温室。
3.品种结构:大多栽培园艺作物。
主要种植品种为:蔬菜(以果菜类、叶菜类为主)、花卉、特种水果(1)荷兰:花卉占60%,蔬菜占40%;(2)日本:蔬菜占72%,花卉占15%,果树占13%;(3)以色列:花卉占40%,蔬菜和香料占60%;(4)中国:以生产蔬菜为主,部分现代温室生产种苗和花卉。
二、发展趋势1.设施大型化温室面积呈扩大趋势。
20世纪80年代末以来,各国新建温室多为大型现代温室。
设施环境调控技术摘要在设施环境栽培中,温度、光照、水分、气体和土壤起到非常重要的作用。
分别论述了温度、光照、水分、气体、土壤等环境调控技术,以期在作物的不同生长阶段、时段,科学调控每个环境因子的参数指标,达到设施栽培的高产、高效、高创收的目标。
关键词设施环境调控;温度;光照;水分;气体;土壤设施园艺实现了可调控内部环境因子量值、改善内部作物生长环境的小型人造“温室效应”,打破地域、气候、环境差异,创造作物正常生长的环境载体。
通过配套设备或设施分别调控与控制各个环境因子(温度、光照、水分、气体、土壤、生物)的量值幅度与状态,给作物提供最佳的适宜生存环境,以达到市场供求及个别需求,实现经济收益。
1温度环境调控温度是影响作物生存和生长发育的主要环境因子之一。
作物从萌芽到成熟的各个生长发育阶段,体内一切生理生化过程,都有一定的“三基点”温度要求。
根据作物对温度的不同要求,分为耐寒性、半耐寒性、不耐寒性等3类作为温度管理的主要依据。
在设施栽培中,目前主要推广的是棚室四段变温管理,即把一昼夜24h分成4个阶段,上午、下午、前半夜和后半夜。
上午以促进作物的光合作用为目标,进行高温管理;下午和前半夜温度逐渐降低,以便把光合产物运送到各个器官;后半夜在保证作物正常生长的前提下,进行低温管理,防止消耗更多的养分。
1.1温室加温冬季,温室内部温度受到室外自然环境的影响而降低,可能降至作物生长温度最低基点以下,若不及时采取加温措施,将很难维持作物正常生长所要求的温度环境,因此需要加温。
一是空气加温。
常用的主要有热水供暖系统和热风供暖系统。
前者主要热媒为水,介质热容量较大,系统热稳定性较高,适应范围较广;后者热媒为空气,介质热容量较小,热稳定性较低,适用于短时间补充热量,用以短期维持室内空气温度保持相对稳定或提高。
二是土壤加温。
多采用土壤下埋入电热线和埋设酿热物。
前者又称电热温床,使电能转化成热能,实现土壤温度的自动调节,保温效果好,设备简单,用途广泛。
2023年设施农业科学与工程专业介绍设施农业科学与工程是应用科学的一种,它将土壤、植物生长和环境控制等要素结合在一起,为农业提供了一种可持续、高效的种植方法。
设施农业科学与工程专业是探究创建最佳环境,重视环境与设施的影响,力图增加农作物收益和保护环境的学科。
该专业的学生将学习理解和应用将数学、物理、生物和工程原理应用于现代种植和环境控制。
下面,我们将深入介绍设施农业科学与工程专业的相关内容。
一、设施农业的概述设施农业是指在封闭式结构中种植农作物的种植方式,这种方式通常涉及使用育种技术、控制气候、光照和水分等因素。
设施农业多用于经济作物种植,如蔬菜、水果、鲜花等,在保证产量的同时,充分满足了人们对食品健康品质的要求。
二、设施农业科学与工程专业的学科体系设施农业科学与工程专业的教学内容包括种植管理、设施农业系统设计和实施、作物生态学和育种学、设施农业科学和工程学、气象和气候学、专业实践和项目管理等。
在学习课程的过程中,学生将学习以下几个方面:1. 设施农业的基础知识:学习所需的基本数学、物理和生物学知识,加深对设施农业的理解。
2. 设施农业的管理:学习如何运用正确的技术和管理策略,去保护作物的生长情况并提高它们的产量和品质。
3. 设施农业的工程设计:学习设施农业的结构、材料以及设计方法,并了解如何确保设施农业的可行性、可靠性和安全性。
4. 设施农业的生态学和育种学:了解作物生态、遗传分析、种质资源和基础遗传学,以及如何利用先进的育种技术来改进和优化农作物的栽培和生产。
三、设施农业科学与工程专业的课程设置设施农业科学与工程专业在课程设置方面,通常包括以下几个方面内容:1. 设施农业系统构建:这门课程帮助学生掌握设施的概念和种类,理解设施农业技术的原理和设施的组成,以及如何设计、建造和管理设施。
2. 农业控制技术:学习传感器、执行器、控制器、数据处理程序等农业自动化技术,并掌握如何使设施的核心内容如照明、通风和灌溉自动化控制。
第一章绪言设施农业环境工程学:是在充分掌握农业生物生长发育与各环境因素相作用的基础上,研究如何采用经济和有效的环境调控工程技术与设备,创造优于自然界的、更加适于农业生物生长发育和产品转化的环境条件,提高农业产品生产效率的一门学科。
环境:指围绕着生物体周围的所有事物。
设施农业环境工程学所关注的环境因素:温度、湿度、光照、热辐射、空气、土壤和水的运动状态等。
影响和决定农业生物的生长发育、产品产量和品质的各种因素可以概括为遗传和环境两个方面。
设施农业环境工程内容:1.温室内光、热、水、气、土五大因素的基本特征与变化规律。
2.温室内五大因素与作物生态发育的关系。
3.温室环境因子进行调控的设备与技术。
4.环境自动监测与控制系统。
5.能源开发与利用。
设施农业环境工程在农业生产中的作用:1.打破季节限制,实现动植物周年生产2.采用标准化管理,实现高产、优质、高效生产3.节约能源与光源,提高农业生产产值存在的问题:1.数量较大,质量较差2.设施种类齐全,内部功能较差3.种植种类较多,栽培技术不规范发展趋势:1.开发新型温室结构,制定设施标准体系2.开发设施内环境控制技术与设备3.开发与应用设施生产机械作业技术4.培养设施农业管理的专门人才5.研究与开发植物工厂化生产技术体系。
第二章设施光环境及其调控第一节辐射:物体以电磁波方式向外传递能量的过程。
被传递的能量称为辐射能。
太阳光波长的单位通常用纳米(nm)表示,1nm=10-9m。
狭义的太阳光是指可见光,波长在380~760nm之间,广义的太阳光应包含所有的辐射。
波长250~380nm的辐射称为紫外光、380~760nm的辐射称为可见光,760nm以上的辐射光称为红外光,4000nm以上的辐射被称为长波辐射。
一、太阳辐射的光谱能量分布(课本P9)二、太阳辐射强度以电磁波形式发射、传播或接受的能量称为辐射能(Qe)单位焦耳(J)。
单位时间内发射、传播或吸收的辐射能称为辐射功率又称辐射通量(Φe)单位瓦(W)。