设施气体环境及其调控
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农业生产技术的改进,主要沿着两个方向在进行:一是创造出适合环境条件的作物品种及其栽培技术;二是创造出使作物本身特性得以充分发挥的环境。
而设施农业,就是实现后一目标的有效途径。
设施栽培是在一定的空间范围内进行的,因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响,比露地栽培要大得多。
管理的重点,是根据作物遗传特性和生物特性对环境的要求,通过人为地调节控制,尽可能使作物与环境间协调、统一、平衡,人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件,从而实现蔬菜、水果、花卉等作物设施栽培的优质、高产、高效。
制定作物设施栽培的环境调节调控标准和栽培技术规范,必须研究以下几个问题:1.掌握作物的遗传特性和生物学特性,及其对各个环境因子的要求。
作物种类繁多,同一种类又有许多品种,每一个品种在生长发育过程中又有不同的生育阶段(发芽、出苗、营养生长、开花、结果等),上述种种对周围环境的要求均不相同,生产者必须了解。
光照、温度、湿度、气体、土壤是作物生长发育必不可少的5个环境因子,每个环境因子对各种作物生育都有直接地影响,作物与环境因子之间存在着定性和定量的关系,这是从事设施农业生产所必须掌握的。
2.研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点,阐明形成各种环境特征的机理。
摸清各个环境因子的分布规律,对设施内不同作物或同一作物不同生育阶段有何影响,为确立环境调控的理论和基本方法、改进保护设施、建立标准环境等提供科学依据。
3.通过环境调控与栽培管理技术措施,使园艺作物与设施的小气候环境达到最和谐、最完美的统一。
在摸清农业设施内的环境特征及掌握各种园艺作物生育对环境要求的基础上,生产者就有了生产管理的依据,才可能有主动权。
环境调控及栽培管理技术的关键,就是千方百计使各个环境因子尽量满足某种作物的某一生育阶段,对光、温、湿、气、土的要求。
作物与环境越和谐统一,其生长发育也越加健壮,必然高产、优质、高效。
一、温室光照环境及其调节控制植物的生命活动,都与光照密不可分,因为其赖以生存的物质基础,是通过光合作用制造出来的。
设施(日光温室)气体特点及调控管理光合作用合成的有机物质是我们人类和动物一切食物来源,作物产量的90%—95%都来自光合作用,而CO2是光合作用最重要的原料。
在相对密闭的温室环境中,由于蔬菜作物的光合作用消耗CO2,使温室内的CO2浓度大幅度下降,常造成CO2不足,限制了光合作用,制约了作物生长发育,影响了蔬菜的产量和品质。
同时温室中还释放出一定的有毒气味,当这些有毒气体积累到一定浓度时,就会对蔬菜作物产生毒害作用,造成产量下降,质量不高,影响收入。
一、设施CO2气体环境特点一天中棚室内二氧化碳变化很大,日出后由于作物光合作用,使二氧化碳含量降低,到上午10时左右,浓度最低,造成作物“生理饥饿”而减产。
夜间由于作物呼吸作用放出二氧化碳,土壤微生物活动出会放出大量二氧化碳,棚室又处于密闭状态,所以夜间二氧化碳含量最高,比一般空气中的含量能提高5倍以上。
CO2作为绿色植物光合作用的主要原料,被称为植物的粮食。
大气中CO2浓度为0.03%,而一般蔬菜作物CO2的饱和点是0.1%~0.16%。
所以,设施内二氧化碳浓度是远远满足不了光合作用的需求。
在封闭的设施内,根据CO2气体环境变化特点以及蔬菜作物吸收的能力,及时增施CO2气体肥料,满足蔬菜作物生长发育,增强植株抗病能力,以提高蔬菜产品的质量与品质显得尤为重要。
(二)设施内气体环境的调控措施1. CO2的主要来源液态CO2、燃料燃烧、CO2颗粒气肥,此外还有化学反应法2.施肥技术(1)施肥的浓度 600~1000ppm,(2)CO2施肥时间应根据设施内CO2浓度变化规律来确定。
在温室栽培条件下,室内CO2浓度与室外有明显的差异。
通过前面的学习,我们了解温室夜间由于蔬菜的呼吸及土壤有机质的分解释放CO2,室内CO2浓度天亮前达到最高点。
早晨日出后,由于光合作用使温室内CO2浓度迅速降低,远远低于大气中正常的CO2浓度。
即使通风也达不到大气中CO2的正常浓度水平。
请写出设施温光水气调控技术以及设施土壤环境调控技术
设施温光水气调控技术主要指的是温室内的温度、光线强度、水分和空气流通等环境参数的调控技术。
这些技术包括:
1. 温度控制技术:通过温室内的恒温器、加热设备、通风设备等设备对温室内温度进行控制,实现温度的调节和控制。
2. 光照强度控制技术:利用遮阳、补光等技术调节温室内的光照强度,提高植物的光合作用效率,促进植物的生长发育。
3. 水分调节技术:通过雨水收集系统、水肥一体化喷灌系统、自动滴灌系统等技术对温室内的水分进行调节,保证植物在适宜的湿度下生长。
4. 空气流动控制技术:通过设置通风设备、空气循环设备等设施来控制温室内空气的流通,保持温室内空气的新鲜,提高植物的生长效率。
设施土壤环境调控技术主要是指通过控制土壤中的温度、湿度、氧气含量、盐碱度和营养物质含量等参数实现作物生产的调控。
这些技术包括:
1. 土壤温度调控技术:通过控制土壤加热、保温等措施对土壤温度进行调节和控制,提高作物的生长效率。
2. 土壤水分调节技术:通过喷灌、滴灌等技术对土壤中的水分进行调节控制,保证植物在适宜的湿度下生长。
3. 土壤通气控制技术:通过加设排水设施、通风设施等对土壤中的氧气含量进行控制,保持作物根系良好的通气状态。
4. 土壤盐碱度调控技术:通过施加改良剂、定期排盐等技术对土壤中的盐碱度进行调节和控制,提高土壤的肥力。
5. 土壤养分调控技术:通过施加有机肥、化肥等技术对土壤中的营养物质进行调节和控制,提高植物的生长效率。
学习情境五园艺设施气体环境及其调节控制园艺设施内的气体条件不如光照和温度条件那样直接地影响着园艺作物的生育,往往被人们所忽视。
但随着设施内光照和温度条件的不断完善,保护地设施内气体成分和空气流动状况对园艺作物生育的影响逐渐引起人们的重视。
设施内空气流动不但对温、湿度有调节作用,并且能够排出有害气体,同时补充CO2,这对增强园艺作物光合作用,促进生育有重要意义。
所以,为了提高园艺作物的产量和品质,必须对设施环境中的气体成分及其浓度进行调控。
一、园艺设施的气体环境及其特点(一)氧气(O2)园艺作物生命活动需要氧气,尤其在夜间,光合作用因为黑暗的环境而不再进行,呼吸作用则需要充足的氧气。
此外,根系的形成和种子的萌发,都需要有足够的氧气。
(二)二氧化碳(CO2)CO2是绿色植物光合作用的主要原料,自然界中CO2的浓度为0.03%,一般蔬菜作物的CO2饱和点是1%~1.6%,显然不能满足需求。
但露地生产中从来表现不出CO2不足现象。
原因是空气流动,作物叶片周围的CO2不断得到补充。
而设施生产是在封闭或半封闭条件下进行的, CO2的主要来源是土壤微生物分解有机质产生或作物呼吸产生的,冬季很少通风,CO2得不到补充,常使植株处于CO2饥饿状态,作物产量下降。
1.CO2浓度的日变化温室早晨揭苫有CO2浓度最高,一般可达到1%~1.5%。
揭苫后随着光照强度增加,温度升高,作物光合作用增强,CO2浓度迅速下降。
如不通风,到上午10时左右浓度最低,达0.01%,比大气中还低,造成“生理饥饿”,严重地抑制了光合作用。
到了夜间,作物呼吸作用放出CO2,土壤微生物活动也会放出CO2,温室又处于密闭状态,所以夜间CO2浓度最高,比一般空气中的含量高3~5倍。
如图4-8。
2.CO2浓度随天气的变化晴天作物光合作用强,CO2浓度明显降低。
阴雨天作物光合作用弱,CO2浓度较高,接近大气中的浓度水平。
3.CO2浓度在空间上的分布垂直方向上,植株间CO2浓度低;水平方向上,中部CO2浓度高,四周低。