设施园艺学 第四章 园艺设施的环境特征及其调节控制6-2.ppt

第四章 园艺设施的环境特征及其调节控制Environment Characteristics and Adjust Environment Characteristics and Adjust Control of Horticultural FacilitiesControl of Horticultural Facilities 信阳涉外职业技术学院信阳涉外职业技术学院农业技术系农业技术系 闫明亮闫明亮 设施园艺学Protected Horticulture第二节温度环境及其调节控制|园艺设施内的温度条件有别于露地栽培。园艺设施内的温度条件有别于露地栽培。园艺设施内的温度条件有别于露地栽培。园艺设施内的温度条件有别于露地栽培。|温温温温度度度度是是是是影影影影响响响响园园园园艺艺艺艺植植植植物物物物生生生生长长长长发发发发育育育育最最最最重重重重要要要要环环环环境境境境因因因因子子子子，与与与与其其其其它它它它环环环环境境境境因因因因子子子子相相相相比比比比较较较较，温温温温度度度度也也也也是是是是设施栽培中调控相对最容易的环境因子。设施栽培中调控相对最容易的环境因子。设施栽培中调控相对最容易的环境因子。设施栽培中调控相对最容易的环境因子。一、园艺设施的温度环境对作物生育的影响一、园艺设施的温度环境对作物生育的影响（一）温度三基点：最低、最适、最高温度（一）温度三基点：最低、最适、最高温度 根据园艺作物对温度要求不同，可将园艺作物分为：根据园艺作物对温度要求不同，可将园艺作物分为：耐寒性作物耐寒性作物耐寒性作物耐寒性作物，生育适温，生育适温，生育适温，生育适温15-2015-2015-2015-20：菠菜，大葱；葡萄、李；三色堇、菠菜，大葱；葡萄、李；三色堇、金鱼草等。金鱼草等。半耐寒性作物半耐寒性作物半耐寒性作物半耐寒性作物，生育适温，生育适温，生育适温，生育适温18-25 18-25 18-25 18-25：白菜类、甘蓝类；紫罗兰、金白菜类、甘蓝类；紫罗兰、金盏菊等。盏菊等。不耐寒作物不耐寒作物不耐寒作物不耐寒作物，生育适温为，生育适温为，生育适温为，生育适温为20-30 20-30 20-30 20-30：瓜类，茄果类蔬菜；瓜叶菊、瓜类，茄果类蔬菜；瓜叶菊、茶花等花卉。茶花等花卉。半耐寒性作物半耐寒性作物半耐寒性作物半耐寒性作物耐寒性作物耐寒性作物耐寒性作物耐寒性作物不耐寒作物不耐寒作物不耐寒作物不耐寒作物（二）花芽分化与温度（二）花芽分化与温度 作物种类作物种类花芽分化适温花芽分化适温花芽生长适温花芽生长适温葡萄葡萄20302025草莓草莓2627-柑橘柑橘101520郁金香郁金香209唐菖蒲唐菖蒲10-黄瓜黄瓜152520番茄番茄152020 一些园艺作物花芽分化的适温范围一些园艺作物花芽分化的适温范围一些园艺作物花芽分化的适温范围一些园艺作物花芽分化的适温范围n n许多许多许多许多越冬性植物越冬性植物越冬性植物越冬性植物和和和和多年生木本植物多年生木本植物多年生木本植物多年生木本植物，冬季低温是必需的冬季低温是必需的冬季低温是必需的冬季低温是必需的，满足必需的，满足必需的，满足必需的，满足必需的低温才能完成花芽分化和开花。低温才能完成花芽分化和开花。低温才能完成花芽分化和开花。低温才能完成花芽分化和开花。n n不同作物花芽分化适温不同不同作物花芽分化适温不同不同作物花芽分化适温不同不同作物花芽分化适温不同 表表表表 几种果树解除休眠的低温需求量（几种果树解除休眠的低温需求量（几种果树解除休眠的低温需求量（几种果树解除休眠的低温需求量（）树种树种低温需求量低温需求量*树种树种低温需求量低温需求量*桃桃7501150欧洲李欧洲李8001200甜樱桃甜樱桃11001300杏杏7001000葡萄葡萄18002000草莓草莓401000*果树解除休眠需要果树解除休眠需要果树解除休眠需要果树解除休眠需要7.27.2以下一定低温的积累。以下一定低温的积累。以下一定低温的积累。以下一定低温的积累。|花芽分化的低温需求量花芽分化的低温需求量花芽分化的低温需求量花芽分化的低温需求量在果树设施栽培中很重要，在以在果树设施栽培中很重要，在以在果树设施栽培中很重要，在以在果树设施栽培中很重要，在以提早成熟为目的时，如何打破休眠，是提早成熟为目的时，如何打破休眠，是提早成熟为目的时，如何打破休眠，是提早成熟为目的时，如何打破休眠，是果树设施栽培果树设施栽培果树设施栽培果树设施栽培的首要的首要的首要的首要问题，这就需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。（下问题，这就需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。（下问题，这就需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。（下问题，这就需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。（下表）表）表）表）（三）温度与园艺作物生命活动过程关系密切（三）温度与园艺作物生命活动过程关系密切光合作用光合作用蒸腾作用蒸腾作用呼吸作用呼吸作用同化产物运输同化产物运输(四四)园艺设施内的地温园艺设施内的地温n n地地地地温温温温的的的的管管管管理理理理也也也也是是是是设设设设施施施施园园园园艺艺艺艺能能能能否否否否成成成成功功功功的的的的关关关关键键键键因因因因子子子子地地地地温温温温对对对对作作作作物物物物生生生生长长长长有多方面影响，管理中应稳定地温。有多方面影响，管理中应稳定地温。有多方面影响，管理中应稳定地温。有多方面影响，管理中应稳定地温。n n设设设设施施施施内内内内的的的的地地地地温温温温存存存存在在在在明明明明显显显显的的的的昼昼昼昼夜夜夜夜变变变变化化化化，但但但但与与与与气气气气温温温温相相相相比比比比，地地地地温温温温比比比比较较较较稳稳稳稳定定定定，且地温的变化滞后于气温且地温的变化滞后于气温且地温的变化滞后于气温且地温的变化滞后于气温。n n日日日日最最最最高高高高地地地地温温温温出出出出现现现现在在在在14141414时时时时左左左左右右右右。随随随随着着着着土土土土层层层层深深深深度度度度的的的的增增增增加加加加，日日日日最最最最高高高高地地地地温温温温出出出出现现现现的的的的时时时时间间间间逐逐逐逐渐渐渐渐延延延延后后后后，距距距距地地地地表表表表5cm5cm5cm5cm深深深深处处处处的的的的日日日日最最最最高高高高地地地地温温温温出出出出现现现现在在在在15151515时时时时左左左左右右右右，距距距距地地地地表表表表10cm10cm10cm10cm深深深深处处处处的的的的日日日日最最最最高高高高地地地地温温温温出出出出现现现现在在在在17171717时时时时左左左左右右右右，距距距距地地地地表表表表20cm20cm20cm20cm深深深深处处处处的的的的日日日日最最最最高高高高地地地地温温温温出出出出现现现现在在在在18181818时时时时左左左左右右右右，距距距距地地地地表表表表20cm20cm20cm20cm以以以以下下下下深深深深层层层层土土土土壤壤壤壤温温温温度度度度的的的的日日日日变变变变化很小。化很小。化很小。化很小。地球的温室效应地球的温室效应地球的温室效应地球的温室效应二、园艺设施的温度状况和特点二、园艺设施的温度状况和特点（一）温度的形成一）温度的形成太阳辐射为主太阳辐射为主加温器加热为辅加温器加热为辅透明覆盖物能让短波辐射透射进设施透明覆盖物能让短波辐射透射进设施透明覆盖物能让短波辐射透射进设施透明覆盖物能让短波辐射透射进设施内（内（内（内（白天白天白天白天），又阻止设施内长波辐射），又阻止设施内长波辐射），又阻止设施内长波辐射），又阻止设施内长波辐射透射出去（透射出去（透射出去（透射出去（夜晚夜晚夜晚夜晚）（）（）（）（28%28%28%28%贡献率）贡献率）贡献率）贡献率）保护设施本身是一个半封闭空间，内保护设施本身是一个半封闭空间，内保护设施本身是一个半封闭空间，内保护设施本身是一个半封闭空间，内外空气交换弱，使高温不易散失。外空气交换弱，使高温不易散失。外空气交换弱，使高温不易散失。外空气交换弱，使高温不易散失。（72%72%72%72%贡献率）贡献率）贡献率）贡献率）温温室室效效应应指指在在没没有有人人工工加加温温的的条条件件下下，园园艺艺设设施施内内获获得得或或积积累累太太阳阳辐辐射射能能，从从而而使使设设施施内内的的气气温温高高于于外外界界气气温温的的一一种能力。种能力。温室效应温室效应影响日温差因素影响日温差因素影响日温差因素影响日温差因素与与温室类型有关温室类型有关与保温比有关。（保温比：设施内土壤面积与保温比有关。（保温比：设施内土壤面积S与覆盖与覆盖及维护结构表面积及维护结构表面积W之比）之比）与与覆盖材料有关覆盖材料有关（二）、日温差（二）、日温差温度逆转现象（设施内温度逆转现象（设施内温度逆转现象（设施内温度逆转现象（设施内“逆温逆温逆温逆温”现象）现象）现象）现象）:棚室内于下午棚室内于下午棚室内于下午棚室内于下午2424时气温开始下降时气温开始下降时气温开始下降时气温开始下降,日落后降温迅速日落后降温迅速日落后降温迅速日落后降温迅速,比露地降温快比露地降温快比露地降温快比露地降温快,经常会经常会经常会经常会出现棚室内气温反而出现棚室内气温反而出现棚室内气温反而出现棚室内气温反而低于低于低于低于棚室外气温（棚室外气温（棚室外气温（棚室外气温（1 122）的现象。）的现象。）的现象。）的现象。设施内一日间最高温与最低温之差。设施内一日间最高温与最低温之差。设施内一日间最高温与最低温之差。设施内一日间最高温与最低温之差。（三）、园艺设施内的传热方式（三）、园艺设施内的传热方式对流传热：对流传热：随着气体和液体的流动而引起的随着气体和液体的流动而引起的随着气体和液体的流动而引起的随着气体和液体的流动而引起的热量交换热量交换热量交换热量交换辐射传热：辐射传热：由于物体表面温度不均匀而引起的热由于物体表面温度不均匀而引起的热由于物体表面温度不均匀而引起的热由于物体表面温度不均匀而引起的热量交换，是设施内主要的传热方式量交换，是设施内主要的传热方式量交换，是设施内主要的传热方式量交换，是设施内主要的传热方式传导传热：传导传热：由设施内温度分布不均匀而引起由设施内温度分布不均匀而引起由设施内温度分布不均匀而引起由设施内温度分布不均匀而引起的热量交换的热量交换的热量交换的热量交换（四）、园艺设施的热收支状况（四）、园艺设施的热收支状况热量的收入热量的收入太阳辐射、加热器散热太阳辐射、加热器散热热热量量的的支支出出通风、换气失热通风、换气失热通风、换气失热通风、换气失热设施内土壤表面蒸发、作物蒸腾失热（潜热）设施内土壤表面蒸发、作物蒸腾失热（潜热）设施内土壤表面蒸发、作物蒸腾失热（潜热）设施内土壤表面蒸发、作物蒸腾失热（潜热）地面覆盖物，作物表面有效辐射失热地面覆盖物，作物表面有效辐射失热地面覆盖物，作物表面有效辐射失热地面覆盖物，作物表面有效辐射失热以以以以对流方式，设施内土壤表面与空气间，对流方式，设施内土壤表面与空气间，对流方式，设施内土壤表面与空气间，对流方式，设施内土壤表面与空气间，空气与覆盖物之间的热交换空气与覆盖物之间的热交换空气与覆盖物之间的热交换空气与覆盖物之间的热交换土壤传导失热土壤传导失热土壤传导失热土壤传导失热1 1、园艺设施内的主要产热途径：、园艺设施内的主要产热途径：、园艺设施内的主要产热途径：、园艺设施内的主要产热途径：太阳辐射、加热器散热太阳辐射、加热器散热2 2、园艺设施内的主要损热途径：、园艺设施内的主要损热途径：、园艺设施内的主要损热途径：、园艺设施内的主要损热途径：（1 1 1 1）贯流放热）贯流放热）贯流放热）贯流放热：是最主要的损热途径，把透过覆盖材料或：是最主要的损热途径，把透过覆盖材料或围护结构的热量叫围护结构的热量叫贯流放热量贯流放热量。QQt t=A=Awwh ht t(t tr r-t-t0 0)Qt贯流传热量，kJ/h Aw温室表面积，m2ht热贯流率（与界面材料有关），kJm-2h-1-1tr温室内气温t0温室外气温 各种物质的热贯流率各种物质的热贯流率KJ/(m2h)种类种类规格规格/mm热贯流率热贯流率种类种类规格规格/cm热贯流率热贯流率玻璃玻璃2.520.92木条木条厚厚54.60玻璃玻璃33.520.08木条木条厚厚83.77玻璃玻璃4518.83砖墙砖墙(面抹灰面抹灰)厚厚385.77聚氯乙烯聚氯乙烯单层单层23.01钢管钢管41.8453.97聚氯乙烯聚氯乙烯双层双层12.55土墙土墙厚厚504.18聚乙烯聚乙烯单层单层24.27草苫草苫12.55合成树脂板合成树脂板(FRP,FRA,MMA)5.0钢筋混凝土钢筋混凝土518.41合成树脂板合成树脂板双层双层14.64钢筋混凝土钢筋混凝土1015.90（2 2）通风换气的放热（）通风换气的放热（）通风换气的放热（）通风换气的放热（QQv v)自然通风或强制通风自然通风或强制通风自然通风或强制通风自然通风或强制通风,建筑材料的裂缝、覆盖物破损、门、建筑材料的裂缝、覆盖物破损、门、建筑材料的裂缝、覆盖物破损、门、建筑材料的裂缝、覆盖物破损、门、窗缝隙等使设施内热量的损失。窗缝隙等使设施内热量的损失。窗缝隙等使设施内热量的损失。窗缝隙等使设施内热量的损失。Qv=R.V.F(tr-t0)Qv单位时间内换气失热量R每小时换气次数V保护设施体积F空气比热(1.30KJ/m3.0 C)换气失热量主要与换气次数及外界风速有关换气失热量主要与换气次数及外界风速有关温室密闭时每小时换气次数温室密闭时每小时换气次数保护设施类型保护设施类型覆盖形式覆盖形式R/(次次.h-1)玻璃温室玻璃温室单层单层1.5玻璃温室玻璃温室双层双层1.0塑料大棚塑料大棚单层单层2.0塑料大棚塑料大棚双层双层1.1（3 3）土壤传导失热（）土壤传导失热（）土壤传导失热（）土壤传导失热（Qs)Qs)土壤上下层和土壤横向传热，是设施栽培不容忽视土壤上下层和土壤横向传热，是设施栽培不容忽视土壤上下层和土壤横向传热，是设施栽培不容忽视土壤上下层和土壤横向传热，是设施栽培不容忽视的部分，包括纵向和横向传导失热两部分。的部分，包括纵向和横向传导失热两部分。的部分，包括纵向和横向传导失热两部分。的部分，包括纵向和横向传导失热两部分。横向传导失热是设施内的一个特殊问题，一般占温横向传导失热是设施内的一个特殊问题，一般占温横向传导失热是设施内的一个特殊问题，一般占温横向传导失热是设施内的一个特殊问题，一般占温室总失热的室总失热的室总失热的室总失热的5%5%5%5%10%10%10%10%设施内温度分布不均匀原因：设施内温度分布不均匀原因：设施内温度分布不均匀原因：设施内温度分布不均匀原因：太太阳阳辐辐射射能能影影响响设设施施内内气气流流运运动动影影响响设设施施结结构构的的影影响响加加温温技技术术的的影影响响通通风风设设备备和和安安装装位位置置的的影影响响内内外外温温差差影影响响（五）园艺设施内的温度分布（五）园艺设施内的温度分布园艺设施内温度的调节和控制包括园艺设施内温度的调节和控制包括保温保温、加温加温和和降温降温三个方面。三个方面。（一）、保温（一）、保温三、园艺设施温度环境的调节与控制三、园艺设施温度环境的调节与控制1 1、保温原理保温原理保温原理保温原理 （途径）（途径）（途径）（途径）减少贯流放热和通风换气量减少贯流放热和通风换气量增大保温比增大保温比增大地表热流量增大地表热流量2 2、保温措施、保温措施、保温措施、保温措施（1 1 1 1）减少贯流放热和通风换气量）减少贯流放热和通风换气量）减少贯流放热和通风换气量）减少贯流放热和通风换气量 采取各种保温采取各种保温覆盖覆盖,达到以下目的达到以下目的减少向设施内表面的对减少向设施内表面的对减少向设施内表面的对减少向设施内表面的对流传热和辐射传热流传热和辐射传热流传热和辐射传热流传热和辐射传热减少覆盖材料自身的热传导减少覆盖材料自身的热传导减少覆盖材料自身的热传导减少覆盖材料自身的热传导散热散热散热散热减少设施外表面向大气的减少设施外表面向大气的减少设施外表面向大气的减少设施外表面向大气的对流传热和辐射传热对流传热和辐射传热对流传热和辐射传热对流传热和辐射传热减少覆盖面的漏风而引起的减少覆盖面的漏风而引起的减少覆盖面的漏风而引起的减少覆盖面的漏风而引起的换气传热换气传热换气传热换气传热(2)(2)(2)(2)选用合适的覆盖材料和方法选用合适的覆盖材料和方法选用合适的覆盖材料和方法选用合适的覆盖材料和方法保温保温覆盖覆盖温室大棚覆盖物温室大棚覆盖物中空复合板材中空复合板材固定式双层玻璃或薄膜固定式双层玻璃或薄膜双层薄膜充气结构双层薄膜充气结构室内覆盖室内覆盖保温幕保温幕单层活动保温幕单层活动保温幕双层活动保温幕双层活动保温幕顶部单层侧面双层顶部单层侧面双层小拱棚小拱棚单层小拱棚单层小拱棚双层小拱棚双层小拱棚外面覆盖外面覆盖:屋顶上盖草苫、蒲席、纸被、棉被等屋顶上盖草苫、蒲席、纸被、棉被等其他其他泡沫颗粒充填温室泡沫颗粒充填温室后墙、侧墙隔热保温覆盖材料后墙、侧墙隔热保温覆盖材料对于覆盖材料的选择，则主要考虑覆盖材料白天对太阳辐射能的透过性和夜晚对长波辐射的阻隔性。在覆盖方式的选择上，采用多层覆盖的保温效果明显优于采用单层覆盖。室外覆盖草苫、纸被或保温被室外覆盖草苫、纸被或保温被最有效的办法是多层覆盖。室内活动保温幕（活动天幕）室内扣小拱棚塑料膜充气管保温帘塑料膜充气管保温帘 塑料膜充气窗塑料膜充气窗 双层充气技术双层充气技术（3 3 3 3）增大地表热流量）增大地表热流量）增大地表热流量）增大地表热流量（4 4 4 4）设施结构要合理，选一个合适）设施结构要合理，选一个合适）设施结构要合理，选一个合适）设施结构要合理，选一个合适的保温比的保温比的保温比的保温比 适当降低设施高度适当降低设施高度适当降低设施高度适当降低设施高度,缩小维护结构的表缩小维护结构的表缩小维护结构的表缩小维护结构的表面积，可以缩小设施的散热面积，有利于提面积，可以缩小设施的散热面积，有利于提面积，可以缩小设施的散热面积，有利于提面积，可以缩小设施的散热面积，有利于提高设施的温度。高设施的温度。高设施的温度。高设施的温度。增加透光率，增加光照增加透光率，增加光照增加土壤蓄热，夜间增加土壤蓄热，夜间阻止长波辐射阻止长波辐射设置防寒沟设置防寒沟（二）、加温二）、加温1 1、加温目的、加温目的、加温目的、加温目的靠保温不能维持作物生长温度时，需补充加温靠保温不能维持作物生长温度时，需补充加温靠保温不能维持作物生长温度时，需补充加温靠保温不能维持作物生长温度时，需补充加温2 2、加温在设计上要求、加温在设计上要求、加温在设计上要求、加温在设计上要求加温设备的容量应经常保持室内的设定温度加温设备的容量应经常保持室内的设定温度在寒冷的季节，为维持设计的室内、外气温的温度在寒冷的季节，为维持设计的室内、外气温的温度差，在温室内需增加的总热量差，在温室内需增加的总热量最大采暖负荷：最大采暖负荷：设备和加温费要尽量少设备和加温费要尽量少保护设施内加温空间分布均匀，时间变化平稳保护设施内加温空间分布均匀，时间变化平稳遮荫少，占地少，便于栽培作业遮荫少，占地少，便于栽培作业明火加温气暖加温电热加温水暖加温热风加温辐射采暖3 3、加温方式、加温方式、加温方式、加温方式（三）、降三）、降 温温遮光降温遮光降温遮光降温遮光降温蒸发冷却降温（喷雾、水帘降温）蒸发冷却降温（喷雾、水帘降温）蒸发冷却降温（喷雾、水帘降温）蒸发冷却降温（喷雾、水帘降温）通风（自然通风、强制通风）通风（自然通风、强制通风）通风（自然通风、强制通风）通风（自然通风、强制通风）屋面流水降温屋面流水降温屋面流水降温屋面流水降温（四）（四）变温管理变温管理随着昼夜光照时间的变化，作物随着昼夜光照时间的变化，作物随着昼夜光照时间的变化，作物随着昼夜光照时间的变化，作物的生理活动中心将不断地转移，的生理活动中心将不断地转移，的生理活动中心将不断地转移，的生理活动中心将不断地转移，依据依据依据依据作物生理活动中心作物生理活动中心作物生理活动中心作物生理活动中心将将将将一天一天一天一天分分分分成若干时段，并设计出成若干时段，并设计出成若干时段，并设计出成若干时段，并设计出各时段适各时段适各时段适各时段适宜的管理温度宜的管理温度宜的管理温度宜的管理温度，以促进同化产物，以促进同化产物，以促进同化产物，以促进同化产物的制造、运转和合理分配，同时的制造、运转和合理分配，同时的制造、运转和合理分配，同时的制造、运转和合理分配，同时降低呼吸消耗，这样的温度管理降低呼吸消耗，这样的温度管理降低呼吸消耗，这样的温度管理降低呼吸消耗，这样的温度管理方法，叫方法，叫方法，叫方法，叫变温管理变温管理变温管理变温管理。黄瓜四段变温管理黄瓜四段变温管理黄瓜四段变温管理黄瓜四段变温管理西瓜结果期三段变温管理西瓜结果期三段变温管理西瓜结果期三段变温管理西瓜结果期三段变温管理棚室果菜四段变温管理指标棚室果菜四段变温管理指标 种类种类 变温管理变温管理变温管理变温管理612612时时时时 12171217时时时时 17211721时时时时 晴天晴天晴天晴天 阴天阴天阴天阴天 216216时时时时 常温管理常温管理常温管理常温管理 白天白天白天白天 夜间夜间夜间夜间黄瓜黄瓜黄瓜黄瓜 30 20 16 14 30 20 16 14 白刺白刺白刺白刺 12 28 1412 28 14 黑刺黑刺黑刺黑刺 1010番茄番茄番茄番茄 27 24 12 10 5 25 827 24 12 10 5 25 8甜瓜甜瓜甜瓜甜瓜 着果前着果前着果前着果前30 26 24 22 16 30 1730 26 24 22 16 30 17 着果后着果后着果后着果后28 1028 10复习思考题（名词解释）：复习思考题（名词解释）：vv温室效应；vv温度逆转现象；vv变温管理；S1.1.园艺设施保温、加温、降温的具体园艺设施保温、加温、降温的具体措施或方法有哪些？措施或方法有哪些？S2.2.设施内温度分布不均匀原因？设施内温度分布不均匀原因？S3.3.温室黄瓜的四段变温管理技术中一温室黄瓜的四段变温管理技术中一天的温度具体设定？天的温度具体设定？思考题思考题