作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座

第四章作物生理生態(tài)、設施環(huán)境及其調(diào)控技術(shù)第二單元：總論---設施園藝基本理論與技術(shù)作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第1頁主要內(nèi)容概述光合與呼吸生理蒸騰作用生長發(fā)育生理群體生理生態(tài)一、作物生理生態(tài)二、設施調(diào)控技術(shù)光環(huán)境性及其調(diào)控二氧化碳環(huán)境及其調(diào)控溫度環(huán)境及其調(diào)控濕度環(huán)境及其調(diào)控土壤環(huán)境及其調(diào)控根際環(huán)境及其調(diào)控綜合調(diào)控作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第2頁一、作物生理生態(tài)（一）概述遮風擋雨，能夠調(diào)整土壤水分調(diào)整氣溫或地溫調(diào)整光照環(huán)境創(chuàng)造特定通氣環(huán)境提升二氧化碳濃度提升設施內(nèi)濕度1.設施內(nèi)環(huán)境特點作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第3頁(二）光合與呼吸生理幾個主要概念光合作用：綠葉利用光能將CO2和H2O轉(zhuǎn)變成碳水化合物并釋放出氧氣過程。

CO2+H20——→（CH2O）+O2

呼吸作用：植物吸收O2將體內(nèi)碳水化合物分解成二氧化碳和水，同時釋放能量過程.（有氧呼吸）光照葉綠素C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量無氧呼吸

C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量

C6H12O6→2CH3CHOHCOOH+能量

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第4頁光強定義：在單位時間內(nèi)照射到單位面積上光能量或光量子摩爾數(shù)單位：w/m2，或mol/m2/s作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第5頁光賠償點：光合速率與呼吸速率相同時光強光飽和點：CO2交換速率改變穩(wěn)定時光強二氧化碳賠償點：在一定條件下，作物對CO2同化吸收量與呼吸釋放量相等，表觀光合速率為0，此時CO2濃度即為二氧化碳賠償點二氧化碳飽和點：在一定條件下，

CO2濃度升高，光合作用增強，當CO2濃度升高到一定程度，光合速率不再增加時CO2濃度即為二氧化碳飽和點作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第6頁（三）生長發(fā)育生理1、概念生長：細胞數(shù)量增加、體積增大（量變）發(fā)育：細胞功效分化（質(zhì)變）生長發(fā)育過程：一年生植物二年生植物多年生植物作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第7頁2、生長生理生長規(guī)律：“S”形曲線運輸：碳水化合物轉(zhuǎn)移(水分、溫度影響）生長（營養(yǎng)與生殖）：鮮重高度直徑色澤作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第8頁3、發(fā)育生理光周期型（光周期現(xiàn)象）低溫春化長日類型春化作用：指一段時間低溫對植物由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)為生殖生長誘導作用。種子春化如白菜、蘿卜、菠菜綠體春化如甘藍、洋蔥、大蒜、芹菜等脫春化（25-400C）營養(yǎng)型

開花結(jié)果不受光照長短影響

不受低溫誘導作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第9頁溫度：光照二氧化碳土壤微生物濕度4、影響生長發(fā)育環(huán)境條件作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第10頁溫度：植物對溫度要求：“三基點”

┌最高溫度：40－50℃三基點│最適溫度：25－35℃

└最低溫度：5－7℃菠菜、大蔥、大蒜：0-5/15-25℃黃瓜、辣椒、番茄：10-15/25-30℃溫度影響酶活性生長溫周期現(xiàn)象：在自然條件下，普通表現(xiàn)日溫較高和夜溫較低周期性改變，同無溫差條件下相比，植物生長更為快速（光合作用受溫度影響）作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第11頁光照：可見光：400-760nm，占52%不可見光：<400nm，占5%或>760nm，占43%植物需光3種類型：強光照、中光照、弱光照植物；陽性、中性、陰性植物作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第12頁二氧化碳：植物光合作用原料；提升光能利用和作物產(chǎn)量；現(xiàn)象：

光適當應（photosyntheticacclimation)或

光合下調(diào)（downregulationofphotosynthesis)

在一樣濃度下測定比較時，長久在高二氧化碳濃度下生長植物光合速率往往低于普通二氧化碳濃度下生長植物作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第13頁5、設施作物生長發(fā)育調(diào)整生長發(fā)育特征：營養(yǎng)生長型營養(yǎng)、生殖生長同時型先營養(yǎng)后生殖型作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第14頁生長發(fā)育調(diào)控：栽培管理辦法生長調(diào)整劑促發(fā)芽生根：GA3/IBA/NAA增產(chǎn)：PP333（多效唑）控制性別分化：乙烯提升坐果率催熟：乙烯利控制抽薹開花：GA（赤霉素）作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第15頁（四）群體生理生態(tài)1、群體組成定義：由多數(shù)既獨立又相關(guān)、相互影響個體組成群體結(jié)構(gòu)層次：結(jié)構(gòu)類型：光合層支持層吸收層支水平和叢生垂直葉群混合葉群蔓性作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第16頁2、群體組成與光能利用率（光能利用率是指作物光合作用積累有機物中所含能量占照射在同一地面上太陽輻射能百分率

；光合作用效率是指作物經(jīng)過光合作用制造有機物中所含有能量，與光合作用中吸收光能比值）關(guān)系：群體結(jié)構(gòu)影響光能利用率提升光能利用率路徑：合理密植調(diào)整群體結(jié)構(gòu)株型延長光合作用時間改進栽培環(huán)境條件提升CO2濃度作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第17頁二、設施環(huán)境及其調(diào)控技術(shù)(一）設施環(huán)境特征及調(diào)控（二）環(huán)境綜合調(diào)控作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第18頁(一)設施環(huán)境特征及調(diào)控1光環(huán)境2溫度環(huán)境3濕度環(huán)境4二氧化碳氣體5土壤環(huán)境作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第19頁1、光環(huán)境光環(huán)境對溫室作物生長發(fā)育產(chǎn)生光效應、熱效應和形態(tài)效應，直接影響其光合作用，光周期反應和器官形態(tài)建成，在設施園藝作物生產(chǎn)中，尤其是對喜光園藝作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培中，含有決定性影響。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第20頁1.1設施內(nèi)光環(huán)境特征

總輻射量低，光照強度弱溫室內(nèi)光合有效輻射能量、光量、太陽輻射量受透明覆蓋材料種類、老化程度、潔凈度影響，僅為室外50~80%，這種現(xiàn)象在冬季往往成為喜光果菜類作物等生產(chǎn)主要限制因子。

輻射波長組成與室外有很大差異

當太陽短波輻射進入設施內(nèi)并被作物和土壤等吸收后，又以長波形式向外輻射時，多被覆蓋玻璃或薄膜所阻隔，極少透過覆蓋物外去，從而使整個設施內(nèi)紅外光長波輻射增多，這也是設施含有保溫作用主要原因。

光照分布在時間和空間上極不均勻溫室內(nèi)太陽輻射量，尤其是直射光日總量，在溫室不一樣部位、不一樣方位不一樣時間和季節(jié)，分布都極不均勻，尤其是高緯度地域冬季設施內(nèi)光照強度弱，光照時間短，嚴重影響溫室作物生長發(fā)育。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第21頁1.2影響設施光環(huán)境主要原因

散射光透光率（Ts）

太陽光經(jīng)過大氣層時，因氣體分子、塵埃、水滴等而發(fā)生散射并吸收后抵達地表光線稱為散射光。

直射光透光率（Td）依緯度、季節(jié)、時間、溫室建造方位、單棟或連棟、屋面角和覆蓋材料種類等而異。

構(gòu)架率:簡易管棚〈

Venlo型玻璃溫室〈普通鋼架玻璃溫室

屋面直射光入射角影響覆蓋材料光學特征溫室結(jié)構(gòu)方位影響

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第22頁

圖1覆蓋材料為3mm玻璃太陽入射角與透光率和反射率作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第23頁

圖2各種溫室太陽直射光環(huán)境綜合評價

（日本農(nóng)業(yè)氣象學會，1977）

A南北單棟A’東西單棟B南北2連棟B’東西2連棟C南北15連棟C’東西5連棟D南北5連棟D’東西15連棟光分布平均透光率光分布平均透光率◎

優(yōu)

O良

△

差

X劣

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第24頁東西單棟溫室隨屋面角增大而增大透光率。東西連棟溫室，則伴隨屋面角增大到約30度時透光率達最高值，再繼續(xù)增大則透光率又快速下降，這是因為屋脊升高后，直射光透過溫室時要經(jīng)過南屋面數(shù)增多了。南北棟溫室透光率與屋面角大小關(guān)系不很大。單棟溫室透光率均高于連棟溫室。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第25頁

改進設施透光能力，增強設施內(nèi)自然光照強度。在強光夏季栽培或進行軟化栽培等特殊條件下進行遮光。在冬季弱光期或光照時數(shù)較少地域進行人工補光。1.3設施內(nèi)光環(huán)境調(diào)控

1.3.1光量（光強）調(diào)控作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第26頁1.3.1.1

改進設施透光能力

采取透光率高、防塵性能好、抗老化、無水滴覆蓋材料；建造設施時應盡可能采取合理屋面角度；降低建材遮蔭；建筑設施時，要注意選擇合理方位。

A、選好透明覆蓋材料、改進設施結(jié)構(gòu)

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第27頁

同時，要充分利用反射光。如日光溫室適當縮短后坡，并在后墻上涂白以及安裝鍍鋁反光膜，地面覆蓋地膜等。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第28頁

從透光率和骨架材料遮陰兩方面考慮：對單棟溫室、塑料棚而言，如是單屋面，則應以東西延長，坐北朝南為優(yōu)。如是雙屋面，以冬季生產(chǎn)為主時，東西延長比南北延長光強，并可調(diào)整屋面坡度，降低水平構(gòu)架材料來降低床面上弱光帶；如以春秋栽培為主或整年栽培時，則應以南北延長為優(yōu)。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第29頁B、加強設施光照管理

建造設施應選擇粉塵、煙塵等污染較輕地方。應經(jīng)常清掃和清洗透光覆蓋面，增加透光率。陰雪天過后應及時揭開保溫覆蓋物。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第30頁C、經(jīng)過栽培技術(shù)來實現(xiàn)★栽培畦向---以南北畦受光均勻

★密度

★植株調(diào)整★設施專用具種★利用反射光：地膜覆蓋，北墻張掛反光膜

★有色薄膜使用，改變光質(zhì)

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第31頁

要注意作物合理密植與壟向，改進光照分布。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第32頁作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第33頁作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第34頁1.3.1.2夏季栽培或軟化栽培等條件下遮光遮陽網(wǎng)、玻璃面涂白、屋面流水、葦簾、竹簾等遮光目標

減弱設施內(nèi)光強降低設施內(nèi)溫度

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第35頁遮光方法

①覆蓋各種遮蔭物，如覆蓋葦簾、竹簾、遮陽網(wǎng)、不織布等。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第36頁作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第37頁內(nèi)遮陽作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第38頁內(nèi)遮陽作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第39頁缺點：操作較難，易損壞外遮陽優(yōu)點：降溫效果好作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第40頁作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第41頁②玻璃面涂白法

全部涂白、部分涂白或斑狀涂白

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第42頁

涂白原料普通為石灰水，在國外也有用溫室專用涂白劑。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第43頁③玻璃屋面噴霧法

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第44頁人工補光目標日長補光以抑制或促進花芽分化，調(diào)整作物開花時期，即以滿足作物光周期需要為目標。

栽培補光促進作物光合作用，促進作物生長，補充自然光照不足為目標。

1.3.1.3冬季弱光期或光照時數(shù)較少地域人工補光作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第45頁栽培補光對電光源要求光照強度在3000lx以上。光照強度含有一定可調(diào)性。有一定光譜組成，最好含有太陽光連續(xù)光譜。調(diào)控花期：弱光（5-10w/m2），紅光，用白熾燈、熒光燈即可；藍、紅光等，用熒光燈或高壓氣體放電燈。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第46頁人工補光光源

白熾燈：紅光、遠紅光多，可見光所占百分比少。價格廉價，但發(fā)光效率低（10-26光通量（Lm）/消耗電功率（w）），光色較差，當前只能作為一個輔助光源。使用壽命大約1000小時。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第47頁熒光燈

光譜主要集中在可見光區(qū)

藍紫光

黃綠光

紅橙光

16.1%39.3%44.6%第二代電光源。價格廉價，發(fā)光效率高（約為白熾燈4倍）。能夠改變熒光粉成份，以取得所需光譜。壽命長達3000小時左右。主要缺點是功率小。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第48頁金屬鹵化物燈光效高（60-80Lm/w），光色好（主要集中在可見光區(qū)域），功率大（200-400W），是當前高強度人工補光主要光源。缺點是成本較高。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第49頁高壓氣體放電燈水銀燈（汞燈）：主要是藍綠光，紫外輻射高，發(fā)光效率高（達50-60Lm/w），光色差。低壓燈主要用作紫外光源，高壓燈用于照明及人工補光。氙燈：分為長弧氙燈和短弧氙燈，兩種氙燈輻射能量分布與日光較靠近，故稱“小太陽”。強度高，發(fā)光效率高（27-37Lm/w）體積小，壽命長。生物效應燈：連續(xù)光譜，紫外光、藍紫光和遠紅外光低于自然光，遠紅外低于自然光25%。綠、紅、黃光比自然光高。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第50頁作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第51頁

2、

溫度環(huán)境2.1

設施作物對溫度基本要求2.2設施溫度環(huán)境特點與熱平衡2.3設施內(nèi)溫度環(huán)境調(diào)控作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第52頁2.1園藝作物對溫度基本要求溫度是園藝作物設施栽培首要環(huán)境條件，因為任何作物生長發(fā)育和維持生命活動都要求一定溫度范圍，即所謂最適、最高、最低界限“溫度三基點”。當溫度超出生長發(fā)育最高、最低界限，則生育停頓。如再超出維持生命最高最低界限，就會死亡。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第53頁表1幾個果菜類蔬菜生育適宜氣溫、地溫及界限溫度（℃）（高橋等，1977）作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第54頁表2幾個葉、根、花菜類蔬菜生育適溫及界限溫度

氣溫（℃）

蔬菜種類

最高氣溫

最適溫

最低界限

菠菜

25

20~15

8

蘿卜

25

20~15

8

大白菜

23

18~13

5

芹菜

23

18~13

5

茼蒿

25

20~15

8

萵苣

25

20~15

8

甘藍

20

17~7

2

花椰菜

22

20~10

2

韭菜

30

24~12

2

溫室韭黃

30

27~17

10

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第55頁溫室效應

在無加溫條件下，溫室內(nèi)溫度起源主要靠太陽直接輻射和散射輻射，而且透過透明覆蓋物，照射到地面，提升室內(nèi)氣溫和土溫，因為反射出來是長波輻射，能量較小，大多數(shù)被玻璃、薄膜等覆蓋物阻擋，所以溫室內(nèi)進入太陽能多，反射出去少。再加上覆蓋物阻擋了外界風流作用，室內(nèi)溫度自然比外界高，這就是所謂溫室效應。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第56頁太陽輻射量設施保溫比—設施內(nèi)土壤面積(S)與覆蓋及維護結(jié)構(gòu)表面積(W)之比，即S/W=β。普通溫室保溫比:

單棟0.5-0.6；連棟0.7-0.8設施屋面角、方位覆蓋材料溫室效應影響原因作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第57頁2.2設施溫度環(huán)境特點與熱平衡

2.2.1設施溫度改變特征

氣溫季節(jié)改變

冬季：候均溫

10C旬最高均溫17C旬最低均溫4C

夏季：候均溫

22C旬最高均溫28C旬最低均溫15C氣溫日改變設施內(nèi)“逆溫”現(xiàn)象

室內(nèi)氣溫分布存在不均勻

候均溫是連續(xù)5日平均氣溫。氣候?qū)W上按候均溫劃分季節(jié)。半旬為一候。候均溫劃分四季標準是：10℃～22℃為春季；大于22℃為夏季；22℃～10℃為秋季；小于10℃為冬季。這么子才會有長夏無冬之類說法。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第58頁無加溫溫室內(nèi)溫度日改變（高倉）θi室內(nèi)氣溫θo室外氣溫氣溫時間θoΘiθoΘi作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第59頁設施內(nèi)氣溫分布不均勻，不論垂直方向和水平方向均存在溫差。在保溫條件下，垂直溫差可達4-6℃，水平溫差較小。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第60頁

2.2.2溫室熱平衡原理

溫室是一個半封閉系統(tǒng)，它不停地與外界進行能量與物質(zhì)交換，依據(jù)能量守恒原理，蓄積于溫室內(nèi)熱量ΔQ=進入溫室內(nèi)熱量（Qi）-散失熱量（Qo）。當Qi>Qo時，溫室蓄熱升溫；當Qi<Qo時，室內(nèi)失熱而降溫；當Qi=Qo時，室內(nèi)熱收支到達平衡，此時溫度不發(fā)生改變。不過，平衡是相對、暫時和有條件，不平衡是經(jīng)常絕正確。依據(jù)熱平衡原理，人們采取增溫、保溫、和降溫辦法來調(diào)控溫室內(nèi)溫度。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第61頁

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

QQoutQin作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第62頁

溫室熱量收支模式圖qt:太陽總輻射能量；qf:有效輻射能量；qg:人工加熱量；qc:對流傳導失熱量（顯熱部分）；qi：潛熱失熱量；qs:地中傳熱量；qs':土壤橫向失熱；qv:通風換氣失熱量（包含顯熱和潛熱）兩部分作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第63頁熱貫流傳熱模式圖保護地熱支出各種路徑之一

——

貫流放熱

對流輻射內(nèi)表面外表面輻射對流熱傳導材料導熱率、內(nèi)外溫差風速、表面積作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第64頁表3各種材料熱貫流率（KJ/m2·h·℃）貫流放熱是園藝設施放熱最主要路徑，占總散熱量70-80%。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第65頁保護地熱支出各種路徑之二

——通風換氣放熱

溫室內(nèi)自然通風或強制通風，建筑材料裂縫，覆蓋物破損，門、窗縫隙等，都會造成室內(nèi)熱量流失。

溫室內(nèi)通風換氣失熱量，包含顯熱失熱和潛熱失熱兩部分，顯熱失熱量表示式以下：Qv=R·V·F(tr-to)式中Qv為整個設施單位時間換氣失熱量；R為每小時換氣次數(shù)（見表5-12）；F是空氣比熱，F(xiàn)=1.3KJ/m3·℃；V是設施體積，m3。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第66頁表4每小時換氣次數(shù)（次/時）（溫室密閉時）

保護設施類型覆蓋形式R/(次.h-1)玻璃溫室單層1.5玻璃溫室雙層

1.0塑料大棚單層2.0塑料大棚雙層

1.1作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第67頁保護地熱支出各種路徑之三——土壤傳導失熱土壤傳導失熱包含土壤上下層之間傳熱和土壤橫向傳熱。但不論是垂直方向還是在水平方向上傳熱，都比較復雜。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第68頁（a）白天

（b）夜間

日光溫室內(nèi)熱收支平衡示意圖

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第69頁2.3設施內(nèi)溫度調(diào)整2.3.1

保溫2.3.2加溫2.3.3降溫2.3.4變溫管理作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第70頁降低向設施內(nèi)表面對流傳熱和輻射傳熱降低覆蓋材料本身熱傳導散熱降低設施外表面向大氣對流傳熱和輻射傳熱降低覆蓋面漏風而引發(fā)換氣傳熱2.3.1保溫A.經(jīng)過保溫材料降低貫流放熱和通風換氣量

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第71頁保溫覆蓋材料與方法保溫覆蓋溫室大棚覆蓋物中空復合板材固定式雙層玻璃或薄膜雙層薄膜充氣結(jié)構(gòu)室內(nèi)覆蓋保溫幕單層活動保溫幕雙層活動保溫幕頂部單層側(cè)面雙層小拱棚單層小拱棚雙層小拱棚外覆蓋(屋頂上蓋草苫、蒲席、紙被、棉被等）其它泡沫顆粒充填溫室后墻、側(cè)墻隔熱保溫覆蓋材料作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第72頁①室外覆蓋：草苫、紙被或保溫被等作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第73頁②二層固定覆蓋（雙層充氣薄膜）間距10-20cm比5cm保溫好充氣口作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第74頁③室內(nèi)覆蓋：活動保溫幕（活動天幕，2層足夠）

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第75頁室內(nèi)扣小拱棚作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第76頁④結(jié)構(gòu)與墻體：使用保溫性能好材料作墻體和后坡，并盡可能加厚。密封縫隙保溫材料作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第77頁⑤降低換氣放熱盡可能降低園藝設施縫隙及時修補破損棚膜作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第78頁在門外建造緩沖間，并隨手關(guān)嚴房門。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第79頁保溫覆蓋熱節(jié)約率保溫方法

保溫覆蓋材料熱節(jié)約率/%玻璃溫室塑料大棚雙層固定覆蓋玻璃或聚氯乙烯薄膜4045聚乙烯薄膜3540室內(nèi)單層保溫幕聚乙烯薄膜3035聚氯乙烯薄膜3540不織布4030混鋁薄膜3045鍍鋁薄膜4555室內(nèi)雙層保溫幕兩層聚乙烯薄膜4555聚乙烯薄膜+鍍鋁薄膜6565外面覆蓋溫室用草苫6065作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第80頁B.增大保溫比適當降低設施高度，降低夜間散熱面積作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第81頁C降低土壤傳熱

設置防寒溝，降低溫室南面底角土壤熱量散失。深40cm寬30cm作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第82頁作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第83頁D.降低土壤蒸發(fā)和作物蒸騰

全方面地膜覆蓋、膜下暗灌、滴灌，阻止或降低潛熱損失。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第84頁2.3.2加溫A.增加設施內(nèi)進光量—提升透明覆蓋物透光率作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第85頁加溫目標：靠保溫不能維持作物生長溫度時，需補充加溫。當代溫室加溫成本占運行成本50-60%。加溫在設計上要求做到：加溫設備容量應經(jīng)常保持室內(nèi)設定溫度設備和加溫費要盡可能少保護設施內(nèi)加溫空間分布均勻，時間改變平穩(wěn)遮蔭少，占地少，便于栽培作業(yè)B.人工加溫作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第86頁明火加溫氣暖加溫電熱加溫水暖加溫熱風加溫輻射加溫不同加溫方式作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第87頁爐火加溫作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第88頁暖氣加溫作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第89頁全自動燃油熱風機熱風加溫作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第90頁作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第91頁土壤加溫電熱加溫作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第92頁遮光降溫屋面噴水降溫蒸發(fā)冷卻降溫（噴霧、水簾降溫）通風（自然通風、強制通風）

2.3.3降溫辦法作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第93頁A.通風換氣自然通風作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第94頁強制通風作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第95頁B.遮光、屋頂噴水,降低進入設施內(nèi)熱量。外遮陽內(nèi)遮陽屋面涂白作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第96頁C.蒸發(fā)冷卻法增大潛熱消耗濕簾作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第97頁大量灌水之后強制通風排濕作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第98頁噴霧作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第99頁2.3.4變溫管理

（三段變溫或四段變溫）

依據(jù)作物在一天中生理活性中心改變將1天分成若干時段，設計出各時段適宜管理溫度，以促進同化產(chǎn)物制造、運轉(zhuǎn)和合理分配，同時降低呼吸消耗，從而起到增產(chǎn)、節(jié)能作用。這么溫度管理方法叫做變溫管理。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第100頁變溫管理理論基礎(chǔ)時間生理活性中心溫度控制目上午光合生育適溫上限促進光合下午光合減弱適當降溫促進光合部分運轉(zhuǎn)前午夜光合產(chǎn)物運轉(zhuǎn)呼吸繼續(xù)降溫加速運轉(zhuǎn)抑制呼吸后午夜呼吸保持生長下限抑制呼吸作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第101頁果菜類蔬菜變溫管理應注意問題氣溫與地溫互補關(guān)系光照與變溫管理關(guān)系作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第102頁黃瓜四段變溫管理西瓜結(jié)果期三段變溫管理作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第103頁3濕度環(huán)境

設施內(nèi)濕度環(huán)境特征

濕度與設施作物生長發(fā)育設施內(nèi)濕度環(huán)境與病蟲害發(fā)生關(guān)系

設施濕度環(huán)境調(diào)控作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第104頁

3.1設施內(nèi)濕度概念

空氣濕度—表示空氣潮濕程度即空氣中水汽含量物理量。土壤濕度—表示土壤濕潤程度即土壤中水分含量物理量。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第105頁3.1.1空氣濕度絕對濕度：

相對濕度一定體積空氣中含有水蒸氣質(zhì)量,其單位是g/m3。絕對濕度最大程度是飽和狀態(tài)下最高（與溫度相關(guān)）。是空氣中實際水汽含量(絕對濕度)與同溫度下飽和濕度(最大可能水汽含量)百分比值。它單位是%。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第106頁絕對濕度—一定重量干土中所含水分重量，其單位為％干土重。絕對濕度最大程度是飽和狀態(tài)下最高。

相對濕度—土壤中實際所含水分重量與飽和含水量百分比值。它單位是%。3.1.2土壤濕度作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第107頁3.2.1設施內(nèi)空氣濕度特點

空氣濕度大存在季節(jié)改變和日改變濕度分布不均勻

3.2設施內(nèi)濕度環(huán)境特征

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第108頁甜椒溫室空氣平均相對濕度（上海南匯當代溫室1997）作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第109頁3.2.2設施內(nèi)空氣濕度影響原因

設施密閉性設施內(nèi)溫度作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第110頁溫室內(nèi)水分移動模式圖作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第111頁3.3濕度對設施作物生長發(fā)育影響

土壤水分

空氣濕度

土壤水分空氣濕度作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第112頁（一）園藝植物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收及轉(zhuǎn)運需要水分根系對元素吸收需要在水溶液中進行營養(yǎng)元素在植株體內(nèi)運輸需要水分作介質(zhì)（二）園藝植物生理代謝需要水分光合作用，蒸騰作用，滲透壓維持等（三）園藝植物產(chǎn)品器官形成需要較多水分產(chǎn)量，品質(zhì)詳細影響表現(xiàn)在：作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第113頁園藝植物對水分要求植物原因根系強弱與吸水能力大小葉片組織和結(jié)構(gòu)園藝植物分類對水分要求和吸收能力耐旱植物：

可忍受長久空氣和土壤干燥而繼續(xù)生活。根系強大，葉片小、革質(zhì)化或較厚，氣孔少并下陷。濕生植物：生長久間要求大量水分存在根、莖、葉內(nèi)有大量水分存在。中生植物：

既不耐旱，也不耐澇，要求經(jīng)常保持土壤濕潤作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第114頁蔬菜作物對空氣濕度基本要求大多數(shù)花卉適宜相對空氣濕度為60%~90%作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第115頁番茄體內(nèi)水分張力降低與光合成、呼吸衰退作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第116頁3.4設施內(nèi)濕度環(huán)境與病蟲害發(fā)生關(guān)系蔬菜

種類

病蟲害種類

要求相對

濕度（%）

蔬菜

種類

病蟲害種類

要求相對

濕度（%）

葉霉病

>80

炭疽病、疫病、細菌性病害等

>95

早疫病

>60

枯萎病

土壤潮濕

枯萎病、黑星病、灰霉病、細菌性角斑病等

>90

番

茄

病毒性花葉病、病毒性蕨葉病

干燥（旱）

霜霉病

>85

褐紋病

>80

白粉病

25~85

枯萎病、黃萎病

土壤潮濕

病毒性花葉病

干燥（旱）

茄

子

紅蜘蛛

干燥（旱）

黃

瓜

瓜蚜

干燥（旱）

疫病、炭疽病

>95

細菌性瘡痂病

>95

綿疫病、軟腐病等

>95

辣

椒

病毒病

干燥（旱）

疫病

>95

炭疽病、灰霉病等

>90

韭

菜

灰霉病

>90

番

茄

晚疫病

>85

芹菜

斑點病、斑枯病

高溫

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第117頁3.5設施濕度環(huán)境調(diào)控

3.5.1加濕

濕簾加濕噴霧加濕作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第118頁3.5.2除濕辦法

（1）被動除濕（2）主動除濕①降低灌水②地膜覆蓋③增大通風量和透光量④采取透濕性和吸濕性良好保溫幕材料①強制通風換氣②加溫除濕③強制空氣流動④除濕機或除濕型熱交換通風裝置作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第119頁不用人工動力（電力等），只靠空氣自然流動，將設施內(nèi)空氣中多出水汽或水霧等放出設施外，使設施內(nèi)保持適宜濕度環(huán)境。除濕辦法（1）被動除濕作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第120頁①降低灌水

經(jīng)過改良灌水方法提升水分利用率

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第121頁②地膜覆蓋

地膜覆蓋能阻隔土壤表面水分蒸發(fā)，降低設施內(nèi)空氣相對濕度。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第122頁自然通風③增大通風量和透光量通風口作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第123頁④采取透濕性和吸濕性良好保溫幕材料作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第124頁

采用人工動力（電力等），強制空氣流動，將設施內(nèi)空氣中多出水汽或水霧等放出設施外，使設施內(nèi)保持適宜濕度環(huán)境。

（2）主動除濕作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第125頁①強制通風換氣

強制通風作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第126頁②強制設施內(nèi)空氣流動可促進水蒸氣擴散，預防作物沾濕。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第127頁③加溫除濕作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第128頁④除濕機或除濕型熱交換通風裝置

通道風扇（高溫低濕）溫室（高溫高濕）排氣（低溫高濕）屋外（低溫低濕）風扇通風用全熱交換型通風裝置作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第129頁4.二氧化碳環(huán)境

設施內(nèi)二氧化碳環(huán)境

二氧化碳濃度與作物光合作用

二氧化碳施肥技術(shù)作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第130頁大氣中CO2濃度約為330～350μl.L-1，因為受氣候、生物等原因影響而含有一定季節(jié)改變和日改變。普通，一天中，日出之前最高，10～14時最低；一年之中，11月～2月較高，4～6月較低。

4.1設施內(nèi)二氧化碳環(huán)境作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第131頁呼吸（晝．夜）光合（晝）土壤呼吸土壤中CO2呼吸根微生物呼吸溫室內(nèi)空氣CO2CO2源CO2施用換氣進入CO2溫室內(nèi)濃度＜外界換氣逸出CO2溫室內(nèi)濃度＞外界外界CO2溫室內(nèi)和土壤CO2收支模式圖作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第132頁

日光溫室CO2濃度日改變作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第133頁表6沖施雞糞對日光溫室CO2濃度影響（何啟偉等，）

單位：μl.L-1

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第134頁

甜瓜栽培之溫室CO2濃度（μl.L-1）分布情況（矢吹等，1965）(株高約2米時測定)6月7日13：00（晴，有時少云）6月4日18：00（雨，陰）作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第135頁

溫室內(nèi)礫培番茄CO2濃度垂直分布日改變（矢吹等，1965）株高（cm）作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第136頁4.2二氧化碳濃度與作物光合作用

不一樣光強下黃瓜光合強度與CO2濃度關(guān)系（伊東，1980）濃度率速合光凈賠償點飽和點作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第137頁提升空氣中CO2濃度，作物光合速率上升原因:

CO2是光合反應底物，大氣CO2濃度升高同時，葉肉細胞間隙CO2濃度升高，從而提升CO2與O2比值，造成二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPcase）活性增加，加氧酶(RuBPoase)活性降低，光呼吸受到抑制，并加速碳同化過程。

伴隨CO2濃度升高，光賠償點下降，光合量子產(chǎn)額增加，對弱光利用能力增強，可賠償弱光下光合損失。作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第138頁表7CO2濃度對黃瓜葉片光合速率、Rubisco活性影響（于國華等，1997）

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第139頁注：X-光通量密度(μmol·m-2·s-1)；Y-光合速率(μmolCO2·m-2·s-1)

表8CO2濃度對番茄表觀量子產(chǎn)額及光賠償點影響（侯玉棟等，1996）

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第140頁4.3二氧化碳施肥技術(shù)CO2施肥濃度

通常，800～1500μl.L-1作為多數(shù)作物推薦施肥濃度，詳細依作物種類、生育時期、光照及溫度等條件而定。

CO2施肥時間從理論上講，CO2施肥應在作物一生中光合作用最旺盛時期和一日中光照條件最好時間進行。

CO2施肥過程中環(huán)境調(diào)整

光照

溫度

肥水

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第141頁光照

CO2施肥能夠提升光能利用率，填補弱光損失。研究表明，溫室作物在大氣CO2濃度下光能轉(zhuǎn)換效率為5～8μgCO2·J-1，光能利用率6%～10%，1200μl·l-1CO2濃度下光能轉(zhuǎn)換效率為7～10μgCO2·J-1,光能利用率12%～13%。通常，強光下增加CO2濃度對提升作物光合速率更有利，所以，CO2施肥同時應注意改進群體受光條件。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第142頁溫度

從光合作用角度分析，當光強為非限制性因子時，增加CO2濃度提升光合作用程度與溫度相關(guān)，高CO2濃度下光適當溫升高。由此能夠認為，在CO2施肥同時提升管理溫度是必要。有些人提出將CO2施肥條件下通風溫度提升2～40C，但同時將夜溫降低1～20C，加大晝夜溫差，從而確保植株生長健壯，預防徒長。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第143頁

肥水

CO2施肥促進作物生長發(fā)育，增加對水分、礦質(zhì)營養(yǎng)需求。所以，在CO2施肥同時，必須增加水分和營養(yǎng)供給，滿足作物生理代謝需要，但又要注意防止肥水過大造成徒長。應該重視氮肥施用，因為氮是光合碳循環(huán)酶系和電子傳遞體組成成份，增施氮肥利于改進葉片光合功效。

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第144頁CO2肥源

液態(tài)CO2燃料燃燒CO2顆粒氣肥化學反應

作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第145頁燃燒法--燃燒白煤油釋放CO2作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第146頁化學法——CO2發(fā)生器NH4HCO3H2SO4作物的生理生態(tài)和設施環(huán)境和其調(diào)控技術(shù)專家講座第147頁5、土壤環(huán)境調(diào)控