农业生物环境工程提纲.ppt

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1、农业生物环境工程第二部分提纲,范咏梅,第一章 绪论,一、农业发展的阶段 （一）原始农业阶段 （二）传统农业阶段 （三）石油农业发展阶段 （四）“绿色农业”发展阶段,（三）现代农业发展的十大方向,由“平面式”向“立体式”发展 由“自然式”向“车间式”发展 由“固定型”向“移动型”发展 由“石油型”向“生态型”发展 由“粗放型”向“精细型”发展,由“农场式”向“公园式”发展 由“机械化”向“自动化”发展 由“陆运式”向“空运式”发展 由“化学化”向“生物化”发展 由“单向性”向“综台性”发展,四、现代农业发展的十大模式,（一）生态农业 生态农业是针对现代农业投资大、能耗高、污染严重、破坏生态环境等

2、提出的。即在经济和环境协调方针指导下，总结吸收了各种农业方式的成功经验，运用生态学与经济学原理以及系统工程方法，因地制宜利用现代科学技术并与传统农业精华相结合，合理组织生产，实现高产、优质、高效与持续发展目标，达到经济、生态、社会三大效益统一。,2、中国特色的生态农业模式,2.1 北方“四位一体”能源生态模式 2.2西北“五配套” 能源生态模式,（二）都市农业,立足于城市而发展的一种特色农业。 内容可以表现为： 观光农业(休闲农业、旅游农业)； 工厂化农业(设施农业、精细农业)； 庄园农业(都市农庄)； 农业高科技园区等等。,植物工厂,定义：是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高

3、效农业系统。 关键技术：1、环境调控技术；2、计算机智能管理；3、物联网技术；4、立体无土栽培技术（营养液、基质、喷雾、水培）；5、光环境调控技术。 基本概念,设施农业,定义：设施农业是采用人工技术手段，改变自然光温条件，创造优化动植物生长的环境因子，使之能够全天候生长的设施工程。 主要分为两大类：设施农业从种类上分，主要包括设施园艺和设施养殖两大部分。 设施食用菌的发展趋势 适合热区推广的设施大棚必须解决以下几点共性：1、相对抗风（10-12级）；2、降温（能在夏秋季正常使用）；3、档暴雨（关系到棚型结构顶部的覆盖材料与覆盖方式）；4、阻隔虫源（四周覆盖材料的选择）；5、成本与效益（棚型档次

4、与利用）。（其中最主要的是夏秋季如何降温） 无土育苗的定义：是指不用天然土壤而利用蛭石、泥炭、珍珠岩、岩棉等天然或人工合成基质及营养或利用水培及雾培进行育苗的方法，有时也称为营养液育苗。 主要方式：育苗主本育苗；泡沫育苗；岩棉块育苗；穴盘育苗；育苗盘（箱）育苗；育苗筒育苗。 工厂化育苗的定义: 繁殖的概念 扦插方法 ：1、叶插；2、枝插；3、根插。,幼苗的生长发育受环境条件的影响，只有在育苗过程中创造适宜的环境条件，才能达到培育壮苗的目的。无土育苗与土壤育苗一样，必须严格控制光、温、水、气等条件。,育苗环境及调控,温室环境因素 环境调控技术 土壤温度 温度 加温、保温、可再生能源利用 空气温度

5、 空气湿度 通风、降温 CO2环境 - CO2施肥 光照 - 光照调控 根圈环境(水份、养分) - 灌溉与施肥,植物的光周期现象 在植物的光周期反应中，光作为植物生长发育的控制信息发挥作用，连续光照时间与光质是决定其作用的重要因素，能量大小是次要因素，照度仅数十lx即可发挥作用。 长日照植物 每天12小时以上光照促进生长发育 （大多数叶菜、豌豆、葱、蒜、荷花、唐菖蒲等） 短日照植物 每天光照少于1214小时才能正常生长发育 （茼蒿、扁豆、豇豆、秋菊、一品红、牵牛花等） 中光性植物 对光照时数无严格要求，一般每天816h均可 （黄瓜、番茄、辣椒、四季豆、月季、香石竹、天竺葵等）,光伏农业,光伏发

6、电的概念：利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。 太阳能光伏系统的分类：离网光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统。 1、离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。 2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统

7、，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网发电的主流。 3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。,一、光伏简介(10),太阳能利弊分析优点,一、光伏简介(11),太阳能利弊分析缺点,光伏立体农业温棚介绍,光伏立体农业温棚是一种集自动化、智能化、高机械化为一体，温室内部具有保温、光照、通风和喷 灌设施，可以进行立体种植，属于现代化大型温室大棚。 它的采光时间长，保温效果好，温度、湿度等自然因素的调控能力好，不受地形、气候、土壤等自然

8、因数制约和影响。生产能力达到高效、高产，高益。最大限度的摆脱了自然条件的束缚。 主体结构：钢构大棚材料主要有双面热镀锌钢管（厚度2.5mm4mm 不等）和塑钢组成。 棚顶：南向为透光薄膜太阳能电池和钢化玻璃，北向为钢化玻璃。四周墙面为阳光板。 门窗：四周墙面为窗户，东西向各1扇对开门，用于温棚降温。,果蔬贮藏环境调控,1、呼吸跃变：部分果实成熟时，呼吸速率降低，到成熟末期又急剧升高，最后又降低；2、跃变型果实：在成熟期表现呼吸跃变现象，例如：苹果、梨、香蕉；3、非跃变型果实的定义:在成熟期不发生呼吸跃变现象，例如：柑桔、葡萄、樱桃等。 果蔬运输的基本要求：（1）缩短运输时间，减少水分，营养物质

9、的损失和不适环境造成的损伤（2）采用适宜的包装，轻装轻卸，减少果蔬机械损伤和机械损伤导致的微生物侵染（3）进行温度与湿度、气体条件的管理，防冻防热。 通风贮藏库的类型：地下式、半地下式、地上式。 机械制冷的原理及分类,二、果蔬贮藏保鲜方式,果蔬的贮藏保鲜方式，按温度调控手段的不同，可分为自然冷却贮藏和人工冷却贮藏两种。自然冷却贮藏利用自然条件进行降温贮藏，如沟藏、窖藏、通风库贮藏等，人工冷却贮藏则利用机械制冷达到降温贮藏的目的，如冷藏库、气调库贮藏等。按气体成分的不同，可分为常态气体贮藏、自发气调贮藏（MA）和人工气调贮藏（CA）等。,（一）简易贮藏 简易贮藏是利用气候的寒暑变化和土壤层温度变

10、化平稳缓慢的自然特性，在土壤中开沟挖窖来进行贮藏的方式，包括沟藏、窖藏等。山东烟台的苹果贮藏沟、四川的吊金窖、西北黄土高原的窑藏等都是简易贮藏的示例。 （二）通风库贮藏 通风贮藏库是有较好隔热性能的永久性建筑，它利用库内外温度的差异和昼夜温度变化，以灵活的通风系统调节、维持库内温度。,（三）机械冷藏 机械冷藏是在有良好隔热性能的库房中装置冷冻机械设备，通过压缩机制冷等人工调控措施，控制库内的温度、湿度等环境条件。由于机械冷藏库的应用，使许多水果和蔬菜得以较长期贮藏和长途运输，实现不分寒暑、周年贮藏水果蔬菜，尤其是在温暖的南方更具有广泛的应用价值。 四）气调贮藏 气调贮藏是人为地调节或利用贮藏物

11、自身呼吸作用来调节贮藏环境中O2、CO2的含量，降低贮藏物的代谢作用速度和乙烯产生，抑制微生物的活动，而达到延缓贮藏物衰老、败坏，延长贮藏时间提高保鲜质量的贮藏方式。 （五）减压贮藏 减压贮藏（hypobaric storage），或称低压贮藏，是蔬菜水果以及其他许多食品保藏的又一个技术创新，是气调冷藏的进一步发展。减压贮藏是把贮藏场所的气压降低，造成一定的真空度，一般降至10.1325kPa（1/10大气压）甚至更低。,一体式气调库可分成以下四种类型：,1半地下砖混结构库体外壳，内喷聚胺酯绝热气密层式 这是一种节能型库体结构，非常适合在北方寒冷地区建造，也可以由原来的半地下果蔬冷藏库改造而得

12、。由于是半地下式，其保温性能好，减少了制冷系统的工作时间，节约用电，可节省建库费用，但因气密性处理技术较复杂，在施工和维护时比较复杂。 2砖混结构外壳，内喷聚胺酯式。 这种库体结构造价较低，库体内壁需喷涂聚胺酯作气密性处理，并铺设围板加以保护，以防机械损伤，影响其气密性。 3砖混结构外壳，内贴单面夹芯绝热库板式。 夹芯绝热库板有装配式和装嵌组合式两种，它是将单面库板按预埋的装配螺栓，一张一张地装嵌上去，然后再用密封胶涂抹接缝；另一种是先将单面库板组合成“片”，然后再在库板和砖墙之间灌充聚胺酯使两者牢固结合。 4钢结构、夹芯绝热库板组合式。 这种库体结构建库周期短、性能优异、施工维护方便，与国外

13、新型气调库库体的性能完全相同。但其造价比前几种高出很多。,农业生产中的环境污染与环境保护,农业生产污染源的种类：1、畜牧业生产污染源的种类（1）家禽粪尿（2）畜牧场污水（3）其他畜产废弃物（4）臭气；2、农业生产中的其他污染源（1）农药、化肥（2）废旧地膜（3）作物病虫害（4）农作物秸秆。 污染途径：水体；空气；土壤；生物。 粪便的管理、处理与利用的原则 生物富集作用概念：有害物质进入食物链以后，经过食物链不断放大不断增加的过程。,生态浮岛,生态浮岛的含义：是指由于泥炭层向上浮起作用，使湖岸的植物一部分被切断，漂浮在水面的一种现象。 生态浮床技术的原理：通过水生植物的根系的截留、吸附、吸收和水

14、生动物的摄食以及微生物的降解作用，到达水质净化的目的。 （植物的生长繁殖过程需要大量营养，生态浮岛植物的根系在水中形成的富氧环境和根系表面的生物膜能高效的降解水中的COD、氮、磷的含量，而根系膜内微生物产生的多聚糖能有效吸附水中悬浮物。） 四大作用 1、净化水质，降解水中的COD、氮、磷等（赤潮）；2、创造生物（鱼类/鸟类）的生息环境；3、改善景观，恢复生态，绿化环境；4、消波效果，对岸也构成保护作用。,生态浮床技术的结构和分类,干式生态浮床：植物与水体不直接接触，水质净化的功能相对较差 湿式有框浮床：一般用PVC管等作为框架，用聚苯乙烯板等材料作为植物种植的床体 湿式无框浮床：用椰子纤维缝合作为床体，不单独加框,生态浮床技术的结构和分类,