设施光照环境及其调控

设施（日光温室）光照特点及调控管理万物生长靠阳光，光能够影响蔬菜的产量与品质。

设施能够为蔬菜创造良好的生长发育条件，最终实现蔬菜全年均衡供应市场。

但是由于设施条件的限制，在许多情况下，设施内光照不能满足蔬菜生长发育的最佳要求，以日光温室为例，学习光照的特点与调控管理。

（一）设施光照特点1、设施光照强度光是设施环境中的主要因子。

光照条件好坏直接影响光合作用的强弱。

光照是设施的主要热源，光照条件好，设施温度才能提高。

设施内光照强度决定于室外自然光强与设施的透光能力。

由于拱架的遮阴，薄膜的吸收与反射作用，以及薄膜内面凝结水滴或尘埃污染等影响，设施内光强小于室外。

设施内主要利用自然光照条件，利用率只有外界环境的40～60%。

主要因为建筑覆盖材料反光，骨架材料遮光。

另一方面，受山墙、后坡、防寒覆盖物（草苫子或棉被）、高棵作物和入射光角度的影响，光照强度在空间上分布不均匀，日光温室内形成东西山墙及后墙内侧的弱光区。

2.光照时数设施内光照时数随着纬度，季节、天气变化而改变，如果设计方位不合理，或者冬季覆盖草苫保温防寒，都会人为地缩短光照时数。

另外人工补光措施，可以增加光照时数，满足蔬菜对光周期的需要3.设施内的光谱成分太阳辐射是由红外光谱区，可见光谱区，紫外光谱区等组成的连续光谱。

不同波长的光在蔬菜的生长发育中所起的作用不同。

紫外光可以杀死病菌孢子，抑制作物徒长，促进种子萌发和果实成熟，提高蛋白质和维生素的含量。

可见光是光合作用的能源。

红外光不能被叶绿素吸收，但可以被吸收转化为热能，提高环境温度。

直射光（以平行光的形式到达设施内的光线）是设施内的基本能量来源。

散射光（从不同方向投射到棚室上的光）对设施蔬菜生长的重要作用不容忽视。

散射光中蓝紫光线多，而蓝紫光具有强光合作用。

多云或阴天，早晨或傍晚，阳光被大量散射，利用这些散射光能对设施蔬菜生产十分重要。

设施栽培中，由于透明覆盖材料的光学特性，促使进入设施内的光质发生变化。

设施农业-光照及其调控措施学习情境一光照环境及其调控措施知识要点：1. 学会设施内光照环境的特点及其调控措施；2. 学会设施内温度环境的特点及其调控措施；3. 学会设施内湿度环境的特点及其调控措施；4. 学会设施内气体环境的特点及其调控措施；5. 学会设施内气体环境的特点及其调控措施；6. 了解常见的灾害性天气技能要点：1. 能对设施内的各个环境特点进行检测；2. 会根据测出的环境特点进行合理地调控。

3. 能在灾害性天气来临之前做好预防工作。

园艺设施是在人工控制下的半封闭状态的小环境，其环境条件主要包括光照、温度、水分、土壤、气体、肥料等。

园艺作物生长发育的好坏，产品产量和质量的高低，关键在于环境条件对作物生长发育的适宜程度。

日光温室在建造前要考虑结构的优化设计以创造良好的环境条件，建成以后主要日常管理就是对环境条件进行调节控制，才能保证为园艺作物生长发育创造最佳环境条件，以达到早熟、丰产、优质、高效的目的。

但温室内的环境条件调控十分复杂，一方面各环境条件之间相互影响、制约，不能忽视其中任何一方面；另一方面，又要考虑作物种类、生育阶段、栽培方式等方面的因素。

因此，只有对环境条件进行综合调控，才能获得理想效果。

光照条件对日光温室的园艺作物生产起主导作用。

一方面光照是日光温室的唯一热源，光照条件好，透入温室内的阳光多，温度就高，对作物的光合作用也越有利。

另一方面，光照是蔬菜作物光合作用的能源，光照条件的好坏直接影响到作物光合作用的强弱，从而明显影响到产量的高低。

一、园艺作物对光环境的要求（一）园艺作物对光照强度的要求光照强度主要影响园艺作物的光合作用强度，在一定范围内（光饱和点以下），光照越强、光合速率越高，产量也越高。

温室蔬菜的产量与光照有密切关系，如番茄每平方米接受100mJ的产量为2.01~2.65㎏／m2，降低光照6.4％和23.4％，其产量分别损失7.5％和19.5％，黄瓜也有类似的情况。

设施农业中光照调控技术的应用设施农业是一种在相对可控环境下进行农业生产的方式，光照作为植物生长的关键环境因子之一，其调控技术在设施农业中有着广泛而重要的应用。

一、设施农业与光照的关系植物在设施环境下生长，其光照条件与自然环境有很大不同。

设施农业中的光照来源主要有自然光照透过覆盖材料进入设施内以及人工补光。

在自然光照方面，设施的覆盖材料如塑料薄膜或玻璃等会对光照的强度、光谱分布等产生影响。

例如，普通的塑料薄膜可能会过滤掉部分紫外线和红外线，这就改变了植物原本在自然环境下所接收到的完整光谱。

而人工补光则是为了弥补自然光照的不足，比如在冬季日照时间短或者在设施内光照分布不均匀的情况下，人工补光能够为植物提供额外的光照能量。

二、光照调控技术的类型（一）遮光技术遮光技术主要用于调节光照强度和光照时长。

在夏季高温强光时，过强的光照可能会对植物造成伤害，如叶片灼伤、光合效率下降等。

通过遮光措施，可以降低设施内的光照强度，保护植物免受强光的危害。

常见的遮光方法有覆盖遮阳网。

遮阳网的遮光率有不同的规格，可以根据植物对光照强度的需求进行选择。

例如，对于一些喜阴植物，如兰花等，可以选择遮光率较高的遮阳网；而对于一些对光照要求相对较高的叶菜类蔬菜，在夏季高温时则可以选择遮光率适中的遮阳网。

还有在设施的顶部涂刷遮光涂料的方法，这种涂料可以根据需要调节遮光程度，而且相对遮阳网来说更为耐用。

（二）补光技术补光光源的选择补光技术中，光源的选择至关重要。

目前常用的补光光源有白炽灯、荧光灯、高压钠灯和LED灯等。

白炽灯虽然价格便宜，但发光效率低且发热量大，大部分能量以热能形式散失，不太适合作为主要的补光光源。

荧光灯的发光效率相对较高，但其光谱分布与植物光合作用的需求不完全匹配。

高压钠灯的发光效率较高，并且光谱中含有较多植物光合作用可利用的红橙光部分，在过去广泛应用于植物补光。

而LED灯则是近年来发展迅速的补光光源，它具有很多优点。

设施园艺光照及其调控措施光照是温室蔬菜制造养分和生命活动不可缺少的能源条件，也是形成温室小气候的主要因素。

温室内光照条件的好坏主要取决于光照强度、光照时数、光质和光照分布等几个方面。

目前光照控制存在的主要问题有:由于结构不合理造成的室内光照不足;为防止棚温下降而迟揭草苫、早盖草苫，使通风光照时间缩短，无增光措施，不能及早清除棚膜上的尘土、露水等;由于季节性的原因，在保护地蔬菜栽培中，冬季、早春光照弱、光照强度低，时间短，光质差。

因此应合理调控保护地设施，根据季节的变化来控制室内的光照条件，以保证光合作用正常进行。

1选用合适的栽培品种，进行合理布局并采用优良的栽培技术在栽培中应选用耐低温、抗病虫、对光照要求不严格的品种。

瓜类嫁接育苗，以使作物适应环分布不均匀，应把喜光的蔬菜安排在南侧的强光区，耐荫的蔬菜种在后坡下的弱光区，畦向以南北向为宜。

种植方式可以采用高矮搭配，喜光耐荫主副行搭配合理的蔬菜布局。

加强植株调整，适当喷施植物生长调节剂，也有利于提高植株的抗弱光逆境能力。

2采用合理的方位、朝向，确保保护地内的温光条件①进一步改进保护地设施的优化结构，提高采光保温性能一个好的温室，首先要能充分利用太阳能，既能充分利用太阳直射光，又能充分利用散射光。

所以在建造时，应注意建在背风向阳，周围无高大建筑物遮荫的地方。

在保持原有采光、保温性能的基础上，适当增加高度及跨度。

如节能型日光温室，由于加大了采光角度，室内光照状况得到提高。

单坡面大棚及阳畦的方位，应坐北朝南，使其在冬季接收最大日光量。

而拱棚以春早熟和秋延迟生产为主时，以南北延长为宜。

尽力增加采光面的倾斜度，因为角度越大，冬季日光射人量越多，设施内光照条件越好。

尽量减少设施内的支柱、拱架、拉杆的数量，或采用悬梁吊柱式结构，节约材料，以减少设施内遮荫面积，改善光照条件。

②选用透光率高、无滴持效期长的棚膜，并注意膜的清洁，延长使用年限，改善透光性能蔬菜保护地设施的透光覆盖物的质地直接影响设施内的光照强度和光质，所以必需选用合适的棚膜。

第三章设施的环境特性及其调控技术（4学时）第一节光环境特点及其调控光环境对温室作物的生长发育产生光效应、热效应和形态效应，直接影响其光合作用、光周期反应和器官形态的建成，在设施园艺作物的生产中，尤其是对喜光园艺作物的优质高产栽培中，具有决定性的影响。

一、设施的太阳辐射温室内的光照来源，除少数地区和温室进行补光育苗或栽培时利用人工光源外，主要依靠自然光源，即太阳光能。

对绿色植物的吸收而言，用光量子通量密度来反映光能对植物的生理作用，同时温室作物生产中光环境功能的表达，也不仅依赖占太阳总辐射能量50%的可见光部分，还包括分别占太阳总辐射能量43%和7%的红外线辐射和紫外线辐射。

二、设施内的光环境特征首先是总辐射量低，光照强度弱。

温室内的光合有效辐射能量、光量和太阳辐射量受透明覆盖材料的种类、老化程度、洁净度的影响，仅为室外的50%－80%，这种现象在冬季往往成为喜光果菜类作物生产的主要限制因子。

其次是辐射波长组成与室外有很大差异。

由于透光覆盖材料对光辐射不同波长的透过率不同，一般紫外光的透过率低。

但当太阳短波辐射进入设施内并被作物和土壤等吸收后，又以长波的形式向外辐射时，多被覆盖的玻璃或薄膜所阻隔，很少透过覆盖物，从而使整个设施内的红外光长波辐射增多，这也是设施具有保温作用的重要原因。

第三是光照分布在时间和空间上极不均匀。

温室内的太阳辐射量，特别是直射光日总量，在温室的不同部位、不同方位、不同时间和季节，分布都极不均匀，尤其是高纬度地区冬季设施内光照强度弱，光照时间短，严重影响温室作物的生长发育。

三、影响设施光环境的主要因素1．散射光的透光率太阳光通过大气层时，因气体分子、尘埃、水滴等发生散射并吸收后到达地表的光线称为散射光。

散射光是太阳辐射的重要组成部分，在温室设计和管理上要考虑充分利用散射光的问题。

2．直射光的透光率依纬度、季节、时间、温室建造方位、单栋或连栋别、屋面角和覆盖材料的种类等而异。

(1)构架率温室由透明覆盖材料和不透明的构架材料组成。