設施農業(yè)環(huán)境工程學 考點總結

1、第一章 緒言設施農業(yè)環(huán)境工程學：是在充分掌握農業(yè)生物生長發(fā)育與各環(huán)境因素相作用的基礎上，研究如何采用經濟和有效的環(huán)境調控工程技術與設備，創(chuàng)造優(yōu)于自然界的、更加適于農業(yè)生物生長發(fā)育和產品轉化的環(huán)境條件，提高農業(yè)產品生產效率的一門學科。環(huán)境：指圍繞著生物體周圍的所有事物。設施農業(yè)環(huán)境工程學所關注的環(huán)境因素：溫度、濕度、光照、熱輻射、空氣、土壤和水的運動狀態(tài)等。影響和決定農業(yè)生物的生長發(fā)育、產品產量和品質的各種因素可以概括為遺傳和環(huán)境兩個方面。設施農業(yè)環(huán)境工程內容：1.溫室內光、熱、水、氣、土五大因素的基本特征與變化規(guī)律。2.溫室內五大因素與作物生態(tài)發(fā)育的關系。3.溫室環(huán)境因子進行調控的設備與技術。

2、4.環(huán)境自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)。5.能源開發(fā)與利用。設施農業(yè)環(huán)境工程在農業(yè)生產中的作用：1. 打破季節(jié)限制，實現(xiàn)動植物周年生產2. 采用標準化管理，實現(xiàn)高產、優(yōu)質、高效生產3. 節(jié)約能源與光源，提高農業(yè)生產產值存在的問題：1. 數(shù)量較大，質量較差2. 設施種類齊全，內部功能較差3. 種植種類較多，栽培技術不規(guī)范發(fā)展趨勢：1. 開發(fā)新型溫室結構，制定設施標準體系2. 開發(fā)設施內環(huán)境控制技術與設備3. 開發(fā)與應用設施生產機械作業(yè)技術4. 培養(yǎng)設施農業(yè)管理的專門人才5. 研究與開發(fā)植物工廠化生產技術體系。第二章 設施光環(huán)境及其調控第一節(jié)輻射：物體以電磁波方式向外傳遞能量的過程。被傳遞的能量稱為輻射能。太

3、陽光波長的單位通常用納米（nm）表示,1nm=10-9m。狹義的太陽光是指可見光，波長在380760nm之間，廣義的太陽光應包含所有的輻射。波長250380nm的輻射稱為紫外光、380760nm的輻射稱為可見光，760nm以上的輻射光稱為紅外光，4000nm以上的輻射被稱為長波輻射。一、 太陽輻射的光譜能量分布（課本P9）二、 太陽輻射強度以電磁波形式發(fā)射、傳播或接受的能量稱為輻射能（Qe）單位焦耳（J）。 單位時間內發(fā)射、傳播或吸收的輻射能稱為輻射功率又稱輻射通量（e）單位瓦（W）。 點輻射強度（Ie）單位（W/sr）。 單位時間內到達或通過單位面積的輻射能定義為輻射密度，又稱為輻射照度或輻

4、射強度（I）,單位（W/m2）。 對植物光合作用有效的輻射波稱為光合有效輻射（PAR）,單位（W/m2）。 到達或通過單位面積的光通量稱為輻射照度，單位勒克斯（lx）。第二節(jié)光質：即光的組成，是指具有不同波長的太陽光譜成分。1.了解不同波長的光熱輻射對植物及環(huán)境的作用。單位（nm）>1000 被植物吸收后轉變?yōu)闊崮?，影響有機體的溫度和蒸騰情況，可促進干物質的積累，但不參加光合作用1000720 對植物伸長起作用，并控制開花及果實的顏色720610 被葉綠素強烈吸收，光合作用最強，某種情況下表現(xiàn)為強的光周期作用610510 葉綠素吸收不多，光和效率也較低510400 葉綠素吸收最多，表現(xiàn)為

5、強的光合作用與成形作用400320 起成形和著色作用<320 對大多數(shù)植物有害，可能導致植物氣孔關閉，影響光合作用，促進病菌感染2.簡述溫室內光照環(huán)境特點設施內的光環(huán)境包括光照強度、光質、光照時數(shù)和光的分布均勻性四個方面。設施內的光環(huán)境與室外的光環(huán)境具有不同的特征，表現(xiàn)在：（1）溫室內光照強度比自然光要低，若采用薄膜覆蓋，光強只有露地的50-70%。（2）塑料大棚和大型連棟溫室，因全面透光，無外覆蓋，溫室內的光照時數(shù)與露地基本相同。但日光溫室等單屋面溫室內的光照時數(shù)一般比露地要短。（3）光質成分有別于自然光，一般紫外光的透過率低，與透明覆蓋材料的性質有關。（4）設施內光照分布在時間和空間

6、上都不均勻。3.論述影響溫室光環(huán)境的因素答：室外太陽輻射能、覆蓋材料的光學特性、直射光入射角、屋面傾斜角、溫室方位角、植株壟（行）向、溫室光環(huán)境季節(jié)的變化。4.了解各種覆蓋材料的光照性能玻璃對可見光的透光率很高，但300nm以下波長紫外光基本不透過。FRP板、PC板與玻璃一樣，300nm以下波長紫外線光透光率低。FRA板和MMA板紫外線光透光率較高。EVA、PE和PVC薄膜對可見光的透光率相近，都在90%左右，但EVA和PE膜可透過300nm,以下的紫外線，PVC只能透過300380nm的紫外線，所以PE和EVA膜對果色、花色和維生素C的形成有利，但保溫性能不如pvc膜。硬質塑料膜PET、ET

7、FE的可見光透過率高達90%93%，紫外光透過率也是最好的。5.影響設施透光率的主要因素有哪些溫室方位、骨架結構、透光屋面形狀、大小和角度、覆蓋材料特性及其潔凈程度等。6.某地地理緯度為北緯420,欲建設日光溫室生產反季節(jié)作物，請計算其適宜的前屋面角度，并列出計算過程，確定其適宜的方位角。合理屋面角>理想屋面角-40° 42°+23.5°-40°=25.5°7.試述改善溫室透光能力，增強設施內光照強度的措施（1）選用透光性好、防塵、抗老化、無滴的透明覆蓋材料。（2）采用合理的屋角面。（3）溫室架構選材上盡量選結構比小而強度大的輕量鋼鋁骨架

8、材料，以減少遮光面。（4）注意溫室建造方位。大型現(xiàn)代溫室則以南北方向為宜，因光分布均勻，并要注意溫室側面長度、連棟數(shù)等對透射光的影響。（5）經常打掃，清洗，保持屋面透明覆蓋材料的高透光率。（6）在保持室溫適宜的前提下，設施的不透明內外覆蓋物(保溫幕、草苫等)盡量早揭晚蓋，以延長光照時間增加透光率。（7）注意作物的合理密植，注意行向(一般南北向為好)，擴大行距，縮小株距，增加群體光透過率。（8）張掛反光幕和玻璃溫室屋面涂白等增加室內光分布均勻度，夏季涂白，可防止升溫等。8.試述栽培補光對電光源的要求1.光照度：根據植物對光照度的要求分為陽性植物、陰性植物和中性植物。陽性植物必須在完全光照條件下生

9、長。陰性植物在較弱光條件下比在全光照條件下生長良好。中性植物對光照度的要求介于上述兩者之間。2.光照時間：光周期是指一天中光照時數(shù)與黑暗時數(shù)的交替。根據植物對光周期的反應分為長日照植物、短日照植物和日中性植物。長日照植物在開花前需要一特定時期，每日的光照時數(shù)大于14h的臨界時數(shù)。短日照植物在開花前需要一特定時期，每日的光照時數(shù)少于12h的臨界時數(shù)。日中性植物對光照與黑暗的長短沒有嚴格的要求，只要發(fā)育成熟，無論長日照條件還是短日照條件均能開花。光源布置時應考慮的因素 為使被照面的光照分布盡可能均勻，為此，布置光源時，應充分考慮光源的光度分布特性及合理的安裝位置。9.了解多類光源特征人工補光光源的

10、主要類型有白熾燈、碘鎢燈、螢光燈、利用氣體放電發(fā)光原理制成的氣體放電燈等。 白熾燈的光譜是連續(xù)光譜，能量主要是紅外線輻射（占總能量的8090%），生理輻射只占總輻射能的1020%，其中主要是橙紅光，藍紫光很少，幾乎無紫外線。螢光燈發(fā)光光譜主要集中在可見光區(qū)域，其成份一般為藍紫光16.1、黃綠光39.3%、紅橙光44.6%。螢光燈光譜可通過改變螢光粉成份，以獲得所需要的光譜，如用于育苗的螢光燈，需加強藍色和紅色部分。 碘鎢燈功率大，發(fā)光效率高，為2030流明/瓦，構造簡單，使用可靠，體積小，裝修方便，故障少，壽命長。為溫室常用光源之一。 利用氣體放電發(fā)光原理制成的燈就叫氣體放電燈。主要有水銀燈（

11、汞燈）、鈉燈、氙燈、金屬鹵化物燈、生物效應燈等第三章 設施熱環(huán)境及其調控1.概念簡述：三基點溫度、貫流放熱、保溫比、溫度逆轉現(xiàn)象三基點溫度：即最低溫度、最適溫度和最高溫度。貫流放熱：把透過覆蓋材料或圍護結構的熱量叫作溫室表面的貫流傳熱量。保溫比：設施內的土地面積與覆蓋及維護結構表面積之比。溫度逆轉現(xiàn)象：溫室內因覆蓋物阻擋得不到熱量補充，再遇冷空氣入侵，出現(xiàn)室內氣溫低于室外氣溫12的現(xiàn)象。2.園藝設施熱支出的途徑有哪些貫流放熱、換氣放熱、土壤傳導失熱3.論述保溫原理及提高設施保溫性的主要措施原理：減少貫流放熱、換氣放熱和地中熱傳導，在白天盡量加大室內土壤對太陽輻射的吸收率。措施：1.采用多層覆蓋

12、，減少貫流放熱量2.增大溫室透光率3.增大保溫比4.設置防寒溝，防止地中熱量橫向流出。4.敘述溫室效應及其成因溫室效應：在沒有人工加溫的條件下，設施內獲得或積累的太陽輻射能，從而使設施內的溫度高于外界的能力。成因：1.透明覆蓋材料塑料能讓短波輻射透射進設施內，又能阻止溫室內長波輻射。2設施本身是一個封閉的系統(tǒng)，內外空氣交換弱，使蓄積熱量不易散失。5.設施溫度特點有哪些？1.氣溫季節(jié)性變化明顯2.氣溫日變化大，晴天晝夜溫差明顯大于外界3.氣溫分布嚴重不均4.土溫較氣溫穩(wěn)定6.掌握溫室水暖加溫設計程序及內容1.要根據設施的結構、地理位置等因素進行最大采暖負荷的計算2.依據設施所在地及用途等具體條件

13、確定采暖所用熱媒3.根據最大采暖負荷及采暖方式進行散熱設備、管道及鍋爐容量計算等7.溫室降溫措施主要有哪些？遮光降溫、屋面噴水降溫、蒸發(fā)冷卻降溫、通風換氣降溫、屋面涂白等8.簡述四段變溫管理及其理論基礎理論基礎：上午、下午、前半夜、后半夜變溫管理：依據作物在一天中生理活性的變化，將一天分為若干時段，設計出各段適宜的管理溫度。作用：促進作物的光合作用，減少作物的呼吸消耗，最大限度的達到增產的目的。9.簡圖示意電熱溫床及釀熱溫床結構10.影響釀熱微生物繁殖的因素1.C/N比2.含水量3.通氣4.溫度11.微生物繁殖對溫床溫度的影響釀熱溫床：利用好氣性微生物分解有機物（釀熱物）時所產生的熱量進行加溫

14、。原理：微生物碳水化合物+氧氣 二氧化碳+水+熱量釀熱快慢12.掌握電熱溫床功率的確定總功率=床總面積×功率密度功率密度：是指單位面積苗床需要的電熱功率（w/m2）電熱溫床的計算電熱線根數(shù)=總功率/電熱線的額定功率苗床內布線條數(shù)=（線長床寬度）/苗床長度布線平均間距=床寬度/（布線條數(shù)1）13.簡述電熱溫床使用注意事項1.盡量利用陽光，節(jié)能降耗2.管理操作時先切斷電源3.水分消耗多，注意澆水4.秧苗移栽前注意鍛煉第四章 設施水環(huán)境及其調控1.概念簡述：絕對溫度、相對濕度、濕生植物、耐旱植物絕對濕度：指每單位容積的氣體所含水分的重量（g/m3）或（mg/L）相對濕度（RH）：一定溫度條

15、件下空氣中水汽壓與該溫度下的飽和水汽壓之比（%）濕生植物：生長在過度潮濕環(huán)境中的植物。耐旱植物：植物在干旱時，體內水分喪失全株呈風干狀態(tài)而不死亡（只是休眠），故稱耐旱型植物或耐旱植物。2.簡述設施內空氣濕度的形成、特點形成：設施內的空氣濕度是由土壤水分的蒸發(fā)和植物體內水分的蒸騰，在設施密閉情況下形成的。特點：絕對濕度和相對濕度一般都大于露地（高濕）、具有日變化、具有結露現(xiàn)象、沾濕現(xiàn)象沾濕（濡濕）現(xiàn)象：就是液體內聚力與附著力作用：如果液體的內聚力大于附著力稱為不沾濕；反之稱為沾濕3.請分析作物沾濕的原因1.屋面或保溫幕落下的水滴；2.作物表面結露；3.作物吐水；4.設施內的霧。4.試述設施內空氣

16、除濕措施1.除濕的目的：防止作物沾濕和降低空氣濕度除濕方法：被動除濕：不用人工動力（電力）等，只靠空氣的自然流動，將設施內空氣中多余的水分除去。主要有通風換氣、覆蓋地膜、控制澆水、選擇防霧滴好的覆蓋材料、打藥時藥劑選型等。主動除濕：采用人工動力（電力）等，強制空氣流動，將設施內空氣中多余的水分除去。主要有加溫除濕、使用除濕機、氯化鋰吸濕材料、除濕型熱交換通風裝置、強制通風等。加濕的方法1.噴霧加濕2.濕簾加濕3.屋頂安裝噴霧系統(tǒng)5.設施灌溉系統(tǒng)由哪幾部分組成水源、首部樞紐、田間灌溉系統(tǒng)、自動控制設備6.使用滴灌、微噴灌、滲灌的注意事項1.應具有良好的水源，壓力均衡、硬度小、凈度高。2.主輸水管

17、應采取中分式或四分式，盡量保證每條管線壓力均衡。3.滴灌管和滲灌管鋪設要平，最好有2的自然坡降。4.應安裝過濾器，過濾器要安放在施肥器的后面。5.每次只施一種化肥，施完肥后應繼續(xù)放水沖洗管線；多種化肥應分次施用。6.溫室休閑期或整地前應將地下管線輕輕起出，排除其中余水，置于陰涼處存放，不可曝曬或冰凍。7.農業(yè)設施內主要有哪些灌水方法，有什么特點1. 管道灌溉 優(yōu)點：適用性強，安裝使用簡單，管理方便，投資低。2. 滴灌 優(yōu)點：省工、省水、節(jié)能，優(yōu)質、增產，適應范圍廣，易于自動控制，可隨水追肥或施藥。3. 微噴灌 優(yōu)點：省工、省水、節(jié)能，能隨時追肥或噴藥，易于自動控制，在高溫干燥季節(jié)可調節(jié)田間氣候

18、4. 自行走式噴灌機¢屬微噴灌系統(tǒng)，灌水均勻度高，可移動使用，可施肥噴藥。5. 微噴帶微灌 抗堵塞性能好，不需精細過濾設備，能滴能噴，投資低，灌水均勻度低，使用年限短6.滲灌 優(yōu)點：不破壞土壤結構、減少地面水分蒸發(fā)、管材抗老化性能強、田間作業(yè)方、理論上水利用率最高7.水培灌溉 產量高、質量好；能夠避免連作障礙；栽培環(huán)境清潔，可生產優(yōu)質高檔園藝產品；省水、省肥、省工；易于進行生長調控, 不受地域等條件的限制,可以擴大農業(yè)生產空間；有利于實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化8. 噴霧栽培法 優(yōu)點：徹底解決作物根系氧氣供應不足的問題、節(jié)水效果明顯9. 潮汐灌溉 “潮起”時栽培基質部分淹沒，作物根系吸水，“潮落”

19、時栽培基質排水，作物根系更多地吸收空氣二 對灌水方法的基本要求各種灌水方法都應以節(jié)水、省工、增產和取得最大經濟效益為總目標。合理的灌水方法、灌水技術一般應滿足下述基本要求：(1)保證實現(xiàn)定額灌水 (2)田間水的有效利用率高 (3)田間灌水質量高 (4)高效低耗，灌水成本低 （5)方便與農業(yè)技術措施密切配合 (6)簡單 經濟 便于推廣 8.舉例設施內主要過濾設備、施肥（藥）裝置。過濾設備：顆粒過濾器、篩網過濾器、疊片式過濾器和旋流式水沙分離器施肥（藥）裝置：泵注式、文丘里式、壓差式、水驅動混合注入式等，其中水驅動混合注入式以控制精確、無附加動力等特點應用越來越廣泛。第五章 設施內氣體及其調控1.

20、設施內有害氣體有哪些？1.對農作物有害的：NH3，CO，亞硫酸和塑料制品散發(fā)的鄰苯二甲酸二異丁酶等2.對人體有害的：CO，SO2，一氧化氮，二氧化氮等有害氣體的預防：1.有機肥充分腐熟2.改變加溫方式3.選擇符合標準的塑料薄膜4.防止農藥殘毒污染5.防止大氣污染6.防止地熱水的污染2.溫室內二氧化碳的增施方法有哪些1.施固體二氧化碳肥2.化學反應法3.燃放沼氣4.液態(tài)二氧化碳（氣瓶）5.增施有機肥3.風速對作物的生長發(fā)育有哪些方面的影響1.提高植物蒸騰速度，降低植物體溫，增加根系吸收能力；還幫助植物授粉，傳播植物種實，幫助植物繁殖。2.風對作物周圍CO2的影響3.風對作物周圍光照的影響4.風對

21、光合作用的影響5.風有利于蔬菜等作物礦質元素的吸收6.風速與品質的關系7.風速與作物形態(tài)生長的關系8.風對作物的不利影響：風使作物病害蔓延，甚至還能造成病蟲害的長距離遷移現(xiàn)象。4.試述溫室內自然通風基本原理1.是由室內外溫差形成的內外空氣密度差，該密度差驅動空氣的內外交換；2.是室外的自然風在溫室四周形成的壓力分布，驅動空氣的流動。5.溫室自然通風量的計算方法(課本P164166)6.試述二氧化碳從大氣到葉綠體所需要經過的途徑第一段路程：二氧化碳從大氣輸送到葉片附近；第二段路程是二氧化碳從葉片周圍通過氣孔進入葉肉細胞表面；第三段路程是從葉肉細胞表面進入到葉綠體表面。7.試述二氧化碳的變化規(guī)律1

22、.二氧化碳濃度夜間比白天高，陰天比晴天高2.早晨揭開不透明覆蓋物質前濃度最高3.揭開不透明覆蓋物后濃度逐漸降低2小時后降至二氧化碳濃度補償點以下4.晴天9:0011:30，棚內綠色植物光合作用最強5.通風前濃度降至一日中最低值，通風后室內濃度一直低于外界6.下午，二氧化碳濃度回升，蓋苫及前半夜的室內濃度逐漸增加。8.二氧化碳施用后應當對溫室環(huán)境進行哪些相應調整1.光照管理2.溫度管理3.濕度管理4.灌水和施肥管理9.設施內哪些情況下容易發(fā)生NH3危害？1.未經腐熟的有機肥在高溫下發(fā)酵時產生出大量氨氣越積越多；2.大量施用碳酸氫銨和撒施尿素產生氨氣。氨氣防除方法：1.施用腐熟人畜糞尿，不施未腐熟的生肥；2.不施或少施碳酸氫銨，尿素用溝施或穴施，施后蓋土埋嚴，不用撒施；3.在保證正常溫度的情況下，開窗或卷起膜腳，進行通風換氣，以排除過多的氨氣。第六章 設施內土壤及其調控1.概念：此生鹽漬化、連作障礙、自毒作用初生鹽漬化：由于地下水造成的鹽漬化。次生鹽漬化：由于施肥不當造成的土壤鹽離子的積累稱次生鹽漬化。連作障礙：同一種作物或近緣作物連作以后，即使在正常管理下，也會產生產量降低、品質變劣、病害嚴重、生育狀況變差的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象叫連作障礙