設(shè)施溫度環(huán)境及調(diào)控

設(shè)施溫度特點及調(diào)控溫度是影響作物生長發(fā)育的環(huán)境條件之一。在園藝設(shè)施生產(chǎn)中很多情況下，溫度條件是生產(chǎn)成功與否的最關(guān)鍵因素。充分認(rèn)識和了解園藝設(shè)施內(nèi)的溫度條件和調(diào)節(jié)技術(shù)，對于搞好設(shè)施園藝生產(chǎn)無疑是十分必要的。春二設(shè)施溫度特點及產(chǎn)生原因三設(shè)施溫度的調(diào)控一園藝作物與溫度的關(guān)系（一）植物對溫度的要求（二）溫度對植物的影響四設(shè)施溫度的研究熱點一園藝作物與溫度的關(guān)系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）園藝作物對溫度的要求

喜溫性蔬菜能耐-20～-30℃低溫，冬季地上部莖葉枯死，地下部根不死，第二年春天溫度達(dá)到5℃可解凍后重新發(fā)芽生長金針菜、蘆筍、韭菜等1、蔬菜作物對溫度的要求耐寒性多年生宿根蔬菜耐熱性蔬菜一園藝作物與溫度的關(guān)系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）園藝作物對溫度的要求

喜溫性蔬菜能長時間耐-1～-2℃，能短時間耐-10～-12℃低溫，最適生長溫度12～18℃。適合溫室冬春季節(jié)栽種。蔥、蒜、菠菜、油菜、香菜等耐寒性多年生宿根蔬菜耐熱性蔬菜1、蔬菜作物對溫度的要求一園藝作物與溫度的關(guān)系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）園藝作物對溫度的要求

喜溫性蔬菜能短時間耐-1～-2℃，最適生長溫度17～20℃。適合溫室和大棚早春和晚秋栽種。蘿卜、胡蘿卜、蠶豆、芹菜、萵苣、大白菜、花椰菜、甘藍(lán)等耐寒性多年生宿根蔬菜耐熱性蔬菜1、蔬菜作物對溫度的要求一園藝作物與溫度的關(guān)系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）園藝作物對溫度的要求

喜溫性蔬菜不耐輕霜，0℃會凍死，最適生長溫度20～30℃，10～15℃授粉不良，40℃以上停止生長。設(shè)施栽培注意防止低溫凍害。番茄、茄子、辣椒、黃瓜、豆角等耐寒性多年生宿根蔬菜耐熱性蔬菜1、蔬菜作物對溫度的要求一園藝作物與溫度的關(guān)系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）園藝作物對溫度的要求

喜溫性蔬菜最適生長溫度25～35℃，15℃以下授粉不良，10℃以下停止生長，0～1℃會凍死。設(shè)施栽培適宜季節(jié)5~9月，早春和晚秋栽培要注意保溫。西瓜、甜瓜、南瓜、豇豆、刀豆等耐寒性多年生宿根蔬菜耐熱性蔬菜1、蔬菜作物對溫度的要求一園藝作物與溫度的關(guān)系

（一）園藝作物對溫度的要求

影響果樹地理分布的溫度是年平均溫度、生長期積溫和冬季極端低溫。2、果樹作物對溫度的要求一園藝作物與溫度的關(guān)系

（一）園藝作物對溫度的要求

不同種類的花卉開花所需的溫度不同：25~30℃（牽牛、雞冠花、鳳仙花等）、15~25℃（虞美人、金魚草、蜀葵等)、10~16℃（秋菊）、5~15℃（原產(chǎn)溫帶的二年生的秋播花卉）。溫度對花色的影響：開花所需溫度高的種類，溫度高時花色彩艷麗；而開花所需溫度低的種類，溫度高時花色淡。3、花卉作物對溫度的要求一園藝作物與溫度的關(guān)系

吸收能力光合作用（二）溫度對園藝作物的影響

呼吸作用蒸騰作用花芽分化溫度特別是地溫過低，影響植物根系的生長和吸收能力。黃瓜在低于15℃的時候，發(fā)生“花打頂”現(xiàn)象。地溫過低，影響植物對礦質(zhì)元素的吸收。低溫低于12℃影響植物對P的吸收。一園藝作物與溫度的關(guān)系

光合作用吸收能力（二）溫度對園藝作物的影響

呼吸作用蒸騰作用花芽分化一園藝作物與溫度的關(guān)系

蒸騰作用光合作用（二）溫度對園藝作物的影響

呼吸作用吸收能力花芽分化溫度適宜溫度較低蒸騰作用弱，影響根系的吸收能力一園藝作物與溫度的關(guān)系

花芽分化光合作用（二）溫度對園藝作物的影響

呼吸作用蒸騰作用花芽分化低溫需求量：許多越冬性植物和多年生木本植物，冬季必須滿足一定的低溫才能完成花芽分化和開花。（如何打破休眠，是果樹設(shè)施栽培的首要問題，需要掌握不同果樹解除休眠的低溫需求量。)番茄在花芽分化期遇到5~6℃的低溫或30℃以上的高溫，發(fā)生畸形果、空洞果等。樹種低溫需求量*樹種低溫需求量桃750～1150歐洲李800～1000甜櫻桃1100～1300杏700～1000葡萄1800～2000草莓40～1000

*果樹解除休眠需要7.2℃以下一定低溫的積累。二設(shè)施溫度環(huán)境特點及產(chǎn)生原因氣溫地溫氣溫氣溫日變化走勢逆溫現(xiàn)象30℃12℃0

6

12

18

24（時）溫度日光溫室氣溫在空間上的分布白天水平溫度變化高低白天垂直溫度變化夜間水平溫度變化低高夜間垂直溫度變化溫室效應(yīng)空間分布日變化氣溫的特點㈠園藝設(shè)施內(nèi)溫度的特點日變化大，晴天晝夜溫差明顯大于外界?？臻g分布嚴(yán)重不均。白天上高下低，中部高四周低，夜間上低下高，南低北高。大棚氣溫的日變化溫度（℃）時間（時）溫度（℃）時間（時）氣溫20cm深地溫大棚內(nèi)的地溫地溫變化與氣溫相比有明顯的滯后現(xiàn)象逆溫現(xiàn)象溫室效應(yīng)空間分布日變化氣溫的特點㈠園藝設(shè)施內(nèi)溫度的特點太陽發(fā)出波長較短的高能輻射，涼爽的地球表面發(fā)出波長較長的低能輻射。溫室允許波長較短的太陽輻射穿過，同時使波長較長的紅外輻射熱不易穿過，使溫室保持著一種溫暖的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為“溫室效應(yīng)”。

微風(fēng)溫度低于外界收支狀況日變化空間分布逆溫現(xiàn)象氣溫的特點㈠園藝設(shè)施內(nèi)溫度的特點逆溫及其形成原因逆溫：有風(fēng)的晴朗夜間，溫室大棚的表面輻射散熱很強(qiáng)，出現(xiàn)棚室內(nèi)氣溫反比外界氣溫低1~2℃，此現(xiàn)象即逆溫現(xiàn)象。原因：白天設(shè)施內(nèi)地表與作物吸收熱量后，夜間通過覆蓋物向外輻射放熱，有風(fēng)的晴天夜間放熱更劇烈，室外的空氣可從大氣反輻射中吸收熱量，而棚室內(nèi)由于覆蓋物的阻擋，不能從大氣反輻射中吸收熱量，因此，室內(nèi)溫度比室外低。易發(fā)生的時期：早春2~3月凌晨4~5點。

對春提前設(shè)施栽培的植物在夜間一定要注意保溫，通過多層覆蓋可降低對植物的傷害。水平溫度分布晴天的白天，在日光溫室內(nèi)南北方向上，中部地溫最高，向南向北均遞減；夜間后屋面下地溫最高，向南遞減。東西方向上差異不大。塑料大棚的地溫，中部均高于四周。垂直分布晴天白天上層土壤溫度高，下層土壤溫度低；夜間以10cm深處最高，向上向下均遞減；陰天，下層土溫比上層高。地溫的特點收支狀況熱量來源＝太陽總輻射＋人工加熱量熱量支出＝貫流放熱＋換氣放熱＋地中傳熱熱量平衡方程進(jìn)入保護(hù)地的熱量＝熱量支出＋蓄熱（二）園藝設(shè)施熱收支平衡收支狀況設(shè)施內(nèi)溫度的主要來源生物呼吸作用釋放的熱量肥料中微生物發(fā)酵釋放熱量加熱設(shè)施收溫室內(nèi)的熱量來源白晝：室內(nèi)外水平面太陽輻射熱量（北緯30°～45°地區(qū)、晴好天氣、正午時刻）太陽輻射室內(nèi)水平面冬季150～400W/m2夏季300～600W/m2室外水平面冬季350～650W/m2夏季900～1000W/m2夜間：采暖系統(tǒng)加溫?zé)崃?/p>

100～300W/m2日光溫室加溫溫室不加溫溫室墻面放熱量

30～50W/m2地面放熱量

20～30W/m2地面放熱量

20～30W/m2收支狀況貫流放熱

透過覆蓋材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量。（是農(nóng)業(yè)設(shè)施放熱的最主要途徑，占總散熱量的60～70%，高時可達(dá)90%左右。）通風(fēng)換氣自然通風(fēng)、強(qiáng)制通風(fēng)，建筑材料的縫隙導(dǎo)致的熱量損失。（包括顯熱和潛熱失熱）土壤傳導(dǎo)土壤上下層和土壤橫向傳熱。（受土壤松緊度和含水量影響很大。）支貫流放熱的過程：對流輻射內(nèi)表面外表面輻射對流熱傳導(dǎo)散熱面積、材料導(dǎo)熱率、內(nèi)外溫差風(fēng)速、表面積Qt=Awht(tr–to)Aw

設(shè)施表面積ht

熱貫流率(tr–to)內(nèi)外溫差貫流放熱量表達(dá)式：覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?℃)覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?℃)單層玻璃6.4單層聚乙烯(PE)薄膜6.8雙層玻璃4.0單層聚乙烯(PE)保溫膜6.6單層聚碳酸酯(PC)板6.3雙層聚乙烯(PE)薄膜4.46mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板4.2單層聚氯乙烯(PVC)薄膜6.68mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板4.0單層聚氯乙烯(PVC)保溫膜6.510mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板3.6雙層聚氯乙烯(PVC)薄膜4.216mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板3.3單層乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜6.710mm聚碳酸酯(PC)三層中空板3.3雙層乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜4.316mm聚碳酸酯(PC)三層中空板2.9單層乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜6.6單層玻璃纖維增強(qiáng)聚酯(FRP)板6.3雙層乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜4.2單層玻璃纖維增強(qiáng)丙烯(FRA)板6.3雙層充氣聚乙烯(PE)膜4.3單層丙烯樹脂(有機(jī)玻璃MMA)板6.3雙層充氣聚氯乙烯(PVC)膜4.1單層聚酯(PET)片材6.3雙層充氣乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜4.2單層乙烯-四氟乙烯(ETFE)片材6.3雙層充氣乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜4.1透明材料主圍護(hù)覆蓋層單獨使用時的傳熱系數(shù)

換氣失熱-顯熱失熱

Qv=R·V·F(tr-t0)Qv為整個設(shè)施單位時間的換氣放熱量R為每小時換氣次數(shù)V為設(shè)施容積F為空氣比熱=1.30kJ/(m3

·℃)(tr-t0)為室內(nèi)外溫差水汽蒸發(fā)而吸收的熱量為潛熱，經(jīng)通風(fēng)換氣排出水汽而散失的水的汽化熱，叫潛熱失熱。水氣吸熱放熱換氣失熱-潛熱失熱溫室的熱量收支地中傳熱Qf通風(fēng)Qvs長波輻射3～80mm對流太陽輻射0.2～3mm吸收反射室內(nèi)反射蒸騰蒸發(fā)Qvl加溫?zé)崃縌h覆蓋層傳熱Qw太陽熱Qs設(shè)備發(fā)熱Qm光合Qp呼吸Qr溫室的熱平衡方程(Qs+Qm+Qh+Qr)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl+Qp)=0≈0≈0≈0溫室的熱平衡方程

(Qs+Qh)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl)=0采暖熱負(fù)荷

Qh=(Qw+Qf+Qvs+Qvl)－

Qs冬季夜間采暖熱負(fù)荷

Qh=Qw+Qf+Qvs冬季夜間加溫溫室中的熱量平衡

對流30

地中傳熱Qf10

冷風(fēng)滲透Qvs10長波輻射35

對流45

長波輻射50

加溫?zé)崃縌h100覆蓋層傳熱Qw

QQout

Q=0QinQout

QinQin＞Qout室內(nèi)蓄熱升溫Qin＝Qout熱量收支平衡恒溫Qin＜Qout室內(nèi)失熱降溫QoutQin保溫措施降溫措施加溫措施三設(shè)施溫度環(huán)境的調(diào)節(jié)控制

保溫原理保溫比：是指設(shè)施內(nèi)的土壤面積與圍護(hù)結(jié)構(gòu)及覆蓋面積之和的比值。保溫比越大，說明溫室的保溫性能越好。適當(dāng)減低農(nóng)業(yè)設(shè)施的高度，縮小夜間保護(hù)設(shè)施的散熱面積，有利提高設(shè)施內(nèi)晝夜的氣溫和地溫。變溫管理減少貫流放熱減少覆蓋面的漏風(fēng)而引起的換氣傳熱；減少土壤的地中傳熱。保溫措施降溫措施加溫措施三設(shè)施溫度環(huán)境的調(diào)節(jié)控制

保溫原理變溫管理三設(shè)施溫度環(huán)境的調(diào)節(jié)控制

保溫措施降溫措施加溫措施保溫原理防寒土地膜小拱棚二層幕夾心墻紙被草苫聚苯板木板爐渣預(yù)制板棚膜的保溫性，棚膜與結(jié)構(gòu)的密封性防寒溝變溫管理①室外覆蓋草苫、紙被或保溫被1、多層覆蓋：最有效的辦法保溫措施二層固定覆蓋

（雙層充氣膜）室內(nèi)活動保溫幕（活動天幕）室內(nèi)扣小拱棚保溫幕（多層覆蓋）的采用

節(jié)能率20%～45%紅外反射材料——綴鋁膜保溫幕

關(guān)于覆蓋材料保溫性

聚乙烯(PE)膜乙烯-醋酸乙烯（EVA、PO）復(fù)合膜聚氯乙烯（PVC）膜玻璃聚酯（PET）膜（片材）氟素（ETFE）膜（片材）中空聚碳酸酯（PC）板材（比單層覆蓋節(jié)能30%以上）保溫性提高方向2、減少縫隙-減少換氣放熱及時修補(bǔ)破損的棚膜；在門外建造緩沖間，并隨手關(guān)嚴(yán)房門。日光溫室東、西、北三面墻要嚴(yán)實。3、設(shè)置防寒溝-減少地中傳熱減少溫室南底角土壤熱量散失。4、全面地膜覆蓋、膜下暗灌、滴灌

-減少土壤蒸發(fā)和作物蒸騰5、太陽能的充分利用

采用地中熱交換系統(tǒng)蓄熱增溫的溫室20～30℃14℃↗8～12℃18℃↘白晝蓄熱夜間放熱加溫措施降溫措施保溫措施環(huán)保加熱：太陽能加熱釀熱加溫利用能源加熱：電熱溫床熱風(fēng)爐水暖利用工業(yè)的余熱三設(shè)施溫度環(huán)境的調(diào)節(jié)控制

變溫管理保溫原理系統(tǒng)組成：熱水鍋爐→輸送管道→散熱設(shè)備及附屬設(shè)備特點：水熱容量大，熱穩(wěn)定性好，室內(nèi)溫度波動小，停機(jī)后保溫性強(qiáng)；配置復(fù)雜、設(shè)備費(fèi)用高；預(yù)熱時間長適用范圍：大型溫室、有較長期和大量供熱需求的溫室圓翼型散熱器（鑄鐵、鋼）散熱量一般300～700W/m1、熱水采暖系統(tǒng)的設(shè)備2、熱風(fēng)采暖設(shè)備（熱風(fēng)爐或暖風(fēng)機(jī)）熱源：燃煤、燃油、燃?xì)?、電能、熱水、蒸汽特點：供熱系統(tǒng)簡單，配置安裝靈活、簡便，設(shè)備費(fèi)用較低；系統(tǒng)預(yù)熱時間短，升溫快；溫度穩(wěn)定性差，停機(jī)后溫度降低快。適用范圍：小型溫室或供熱需求較小的溫室，或用于大型溫室輔助加溫，尤其適用于短期臨時加溫?zé)犸L(fēng)溫度：30℃～60℃送風(fēng)量：每m2溫室面積送風(fēng)量27～36m3/h3、土壤加溫設(shè)備電加熱線及地中熱水管道加溫地能利用

地源熱泵溫室加溫與降溫系統(tǒng)用于冬季溫室加溫，比燃煤熱水采暖系統(tǒng)節(jié)能40%≈15℃恒溫冬季-10℃熱泵工質(zhì)溫度>40℃≈15℃恒溫夏季30℃空調(diào)(熱泵)工質(zhì)溫度<10℃熱泵工作原理放熱壓縮機(jī)蒸發(fā)器冷凝器膨脹閥高壓高溫高壓低溫低壓低溫低壓低溫吸熱系統(tǒng)組成地源熱泵系統(tǒng)是淺層地能利用的重要形式。如圖所示，所述的流程由三套循環(huán)系統(tǒng)、兩套能量交換系統(tǒng)及末端能量釋放系統(tǒng)構(gòu)成。地面以下20～100m之間是一個相對恒溫層，溫度在13～20℃之間，此相對恒溫層溫度受季節(jié)性和地域性影響較小，季節(jié)性溫度變化為6～7℃，地域性溫度變化在10℃左右。用井水作為中間介質(zhì)與地下恒溫巖土進(jìn)行熱交換，以獲取巖土中能量。淺層地能熱泵技術(shù)溫室地源熱泵加溫系統(tǒng)冬季地源熱泵系統(tǒng)供熱的運(yùn)行方式1/4熱量來自設(shè)備消耗電能換熱器放熱壓縮機(jī)蒸發(fā)器冷凝器膨脹閥高壓高溫高壓低溫低壓低溫低壓低溫吸熱3/4熱量來自地層換向閥換向閥供暖室內(nèi)開放式地下水系統(tǒng)（有一口井）

開放式地下水系統(tǒng)（有多口井）

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)夏季地源熱泵系統(tǒng)空調(diào)的運(yùn)行方式換熱器放熱壓縮機(jī)蒸發(fā)器冷凝器膨脹閥高壓高溫高壓低溫低壓低溫低壓低溫吸熱換向閥換向閥空調(diào)室內(nèi)中國農(nóng)大上莊實驗站采用地源熱泵供暖的溫室地源熱泵機(jī)房地源熱泵在溫室中的應(yīng)用溫室中的冷、暖供風(fēng)設(shè)備釀熱溫床種類C%N%C/N種類C%N%C/N稻草42.00.6070米糠37.01.7022大麥稈47.00.6078紡織屑59.22.3223小麥稈46.50.6572大豆餅50.09.005.5玉米稈43.31.6726棉籽餅16.05.003.2新鮮廄肥75.62.8027牛糞18.00.8421.5速成堆肥56.02.6022馬糞22.31.1519.4松落葉42.01.4230豬糞34.32.1216.2櫟落葉49.02.00

24.5羊糞28.92.3412.3表

各種釀熱物的碳氮含量及碳氮比

4.1.2電熱溫床電熱溫床溫室內(nèi)挖床坑20～25厘米深隔熱層塑料薄膜營養(yǎng)土塑料薄膜電熱線

營養(yǎng)土5～10cm，可省略3～5cm厚苗床直播，厚5～10cm育苗盤播種，厚0.5cm電熱溫床的鋪設(shè)

——計算公式所需總功率（w）

=總加溫面積（m2）×單位面積功率（w/m2

）需電加溫線根數(shù)

=總功率（w）/電加溫線的額定功率（w）

電熱線不能截斷使用，故只能取整數(shù)。單位面積功率，即功率密度，是指單位面積苗床需要的電熱功率。表1電熱溫床功率密度選定參考值（單位：w/m2）基礎(chǔ)地溫設(shè)定地溫9～11℃12～14℃15～16℃17～18℃18～19℃1109580—20～21℃120105908022～23℃1301151009024～25℃140125110100各地區(qū)冬春季節(jié)育苗的功率密度選擇地區(qū)華北中部地區(qū)遼寧地區(qū)育苗時間春季冬季春季冬季溫室育苗50～7070～9070～9090～120室外小棚、陽畦育苗80～10090～120100～120130～140為了方便接線，應(yīng)使電熱線兩端的導(dǎo)線處在苗床的同一側(cè)，故布線條數(shù)應(yīng)取偶數(shù)。假如最后一趟線不夠長，可中途折回。電加溫線布線條數(shù)=電加溫線總長（m）－加溫面積的寬度（m）

實際加溫面積的長度（m）實際布線間距可根據(jù)苗床中溫度分布狀況作適當(dāng)調(diào)整，一般中間稀些，兩邊密些。布線的平均距離（m）

=加溫面積的寬度/(布線條數(shù)－1)

電熱溫床的鋪設(shè)

——鋪設(shè)的方法按事先計算好的布線間距插10cm長短竹棍，把電熱線來回繞在竹棍上，使之緊貼地面并拉直。布線完成后覆土，然后拔出竹棍。在1m寬、5.5m長的畦子上鋪總功率800W、100m長的電熱線，如何鋪設(shè)?

電熱溫床的鋪設(shè)

——例題鋪一個畦子:功率密度=800W/5.5m2≈145鋪設(shè)電熱線的條數(shù)=（100m－畦子寬）÷畦子長