設(shè)施環(huán)境調(diào)控技術(shù)

1、設(shè)施環(huán)境調(diào)控技術(shù)摘要在設(shè)施環(huán)境栽培中,溫度、光照、水分、氣體和土壤起到非常重要的作用。分別論述了溫度、光照、水分、氣體、土壤等環(huán)境調(diào)控技術(shù),以期在作物的不同生長階段、時(shí)段,調(diào)控每個(gè)環(huán)境因子的參數(shù)指標(biāo),達(dá)到設(shè)施栽培的高產(chǎn)、高效、高創(chuàng)收的目標(biāo)。 關(guān)鍵詞設(shè)施環(huán)境調(diào)控;溫度;光照;水分;氣體;土壤 設(shè)施園藝實(shí)現(xiàn)了可調(diào)控內(nèi)部環(huán)境因子量值、改善內(nèi)部作物生長環(huán)境的小型人造“溫室效應(yīng)”,打破地域、氣候、環(huán)境差異,創(chuàng)造作物正常生長的環(huán)境載體。通過配套設(shè)備或設(shè)施分別調(diào)控與控制各個(gè)環(huán)境因子(溫度、光照、水分、氣體、土壤、生物)的量值幅度與狀態(tài),給作物提供最佳的適宜生存環(huán)境,以達(dá)到市場供求及個(gè)別需求,實(shí)現(xiàn)收益。 1溫

2、度環(huán)境調(diào)控 溫度是影響作物生存和生長發(fā)育的主要環(huán)境因子之一。作物從萌芽到成熟的各個(gè)生長發(fā)育階段,體內(nèi)一切生理生化過程,都有一定的“三基點(diǎn)”溫度要求 。根據(jù)作物對溫度的不同要求,分為耐寒性、半耐寒性、不耐寒性等3類作為溫度管理的主要依據(jù)。在設(shè)施栽培中,目前主要推廣的是棚室四段變溫管理,即把一晝夜24h分成4個(gè)階段,上午、下午、前半夜和后半夜。上午以促進(jìn)作物的光合作用為目標(biāo),進(jìn)行高溫管理;下午和前半夜溫度逐漸降低,以便把光合產(chǎn)物運(yùn)送到各個(gè)器官;后半夜在保證作物正常生長的前提下,進(jìn)行低溫管理,防止消耗更多的養(yǎng)分。 1.1溫室加溫 冬季,溫室內(nèi)部溫度受到室外環(huán)境的影響而降低,可能降至作物生長溫度最低基

3、點(diǎn)以下,若不及時(shí)采取加溫措施,將很難維持作物正常生長所要求的溫度環(huán)境,因此需要加溫。一是空氣加溫。常用的主要有熱水供暖系統(tǒng)和熱風(fēng)供暖系統(tǒng)。前者主要熱媒為水,介質(zhì)熱容量較大,系統(tǒng)熱穩(wěn)定性較高,適應(yīng)范圍較廣;后者熱媒為空氣,介質(zhì)熱容量較小,熱穩(wěn)定性較低,適用于短時(shí)間補(bǔ)充熱量,用以短期維持室內(nèi)空氣溫度保持相對穩(wěn)定或提高。二是土壤加溫。多采用土壤下埋入電熱線和埋設(shè)釀熱物。前者又稱電熱溫床,使電能轉(zhuǎn)化成熱能,實(shí)現(xiàn)土壤溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié),保溫效果好,設(shè)備簡單,用途廣泛。后者溫室土壤下面埋1層釀熱物,既能提高地溫(10cm深土層溫度提高1.52.0),又能補(bǔ)充二氧化碳,從而提高作物產(chǎn)量。 1.2溫室降溫 溫室的

4、降溫在夏季尤為重要,降溫的措施主要有:一是通風(fēng)換氣,包括自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng);二是遮陽降溫,主要包括設(shè)置內(nèi)、外遮陽幕系統(tǒng)、采用布織布覆蓋、溫室透明屋面涂刷半透明涂料等;三是蒸發(fā)降溫,主要包括濕簾降溫和空氣加濕降溫。 1.3溫室保溫 有效的保溫措施可以減少熱損失,在節(jié)省能源的同時(shí),保持作物正常生育所要求的環(huán)境溫度。保溫措施主要有:改善溫室結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)材質(zhì),提高自然光的透光率和采光量,如園藝“LY-型”蓄熱保溫墻體的應(yīng)用等;選用透光率高、導(dǎo)熱性差的透明覆蓋材料;設(shè)置室外輔助保溫層、內(nèi)保溫幕和多層覆蓋技術(shù)(比單層棚膜提高1012),提高散熱面熱阻,降低向外的長波輻射率;選址適當(dāng),避免在冬季多風(fēng)、風(fēng)大

5、的風(fēng)口附近建造溫室。 2光照環(huán)境調(diào)控 作物全部干物質(zhì)產(chǎn)量的90%95%均來自于光合作用。因此,設(shè)施光環(huán)境直接關(guān)系作物生命及其干物質(zhì)產(chǎn)量和品質(zhì),是一種基礎(chǔ)環(huán)境。它包括光照強(qiáng)度、光照時(shí)數(shù)、光質(zhì)、光照分布等。不同植物所要求的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間不同,前者分為強(qiáng)光照、弱光照、中光照植物;后者分為長日照、短日照、中日照植物,光照強(qiáng)度和光周期性反應(yīng)是進(jìn)行光照條件管理的主要依據(jù)。在設(shè)施有限的空間中,在自然光照形成的設(shè)施光照環(huán)境基礎(chǔ)上,進(jìn)行對室內(nèi)光照條件適當(dāng)?shù)叵拗?、補(bǔ)充和有目的地調(diào)節(jié)與控制,可以在充分利用自然光照條件的前提下,營造有利于作物生長全過程的良好光照環(huán)境,能夠使溫室周年生產(chǎn)各種不同的園藝作物,滿足市場

6、供應(yīng)或其他需求。一是光照強(qiáng)度調(diào)節(jié)。進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃與棚、室設(shè)計(jì),如選擇合適的建筑方位、合理的溫室結(jié)構(gòu)、適宜的透光覆蓋材料、減少結(jié)構(gòu)和設(shè)備的遮陽率等。二是光質(zhì)調(diào)節(jié)。根據(jù)作物對光質(zhì)的要求,選擇透射的光譜波段應(yīng)有益于該種植物生長與開花結(jié)果的材質(zhì)。如紫色膜對紫外光、紫光透過率高,有利于茄子果實(shí)的著色和提高品質(zhì)。三是人工補(bǔ)光調(diào)節(jié)。分為人工光周期補(bǔ)光和人工光合補(bǔ)光。前者是對長光性作物正常發(fā)育采用的人工延長日照時(shí)間的措施,如安裝熒光燈和鎢絲燈;后者是作物自然光照強(qiáng)度不足而采用人工光源補(bǔ)充光合能量不足的補(bǔ)光措施,如安裝農(nóng)藝鈉燈、熒光燈或張掛聚酯反光幕、覆蓋銀黑色地膜。四是遮光調(diào)節(jié)。包括光合遮光調(diào)節(jié)和光周期遮

7、光調(diào)節(jié)。強(qiáng)光和高溫會(huì)降低光合速率,抑制光合作用,采用有一定遮光率的遮光材料,減弱光照強(qiáng)度,有效降低溫度,提高光合作用速率。短光性作物并不需要日照時(shí)間過長,需要用周期遮光的措施延長暗期,縮短日照時(shí)間,以利發(fā)育良好或提早開花、促進(jìn)早熟。 1 3水分環(huán)境調(diào)控 水是構(gòu)成并支撐植物體的主要組成部分,占植物總質(zhì)量的80%95%,園藝產(chǎn)品尤甚。設(shè)施的水分環(huán)境,由土壤水分和空氣濕度共同構(gòu)成,二者只有協(xié)調(diào)管理,才能充分滿足作物生長發(fā)育的要求。不同生長發(fā)育時(shí)期對水分條件要求:種子發(fā)芽期,需要足夠大量的促進(jìn)種子貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和原生質(zhì)的生命活動(dòng),以利胚根伸出并向胚胎供足水分;幼苗生長期,根系弱小,保持土壤濕潤,過高的

8、土壤濕度造成植株徒長或爛根;營養(yǎng)生長期,處于莖葉生長盛期,需水量大,對土壤含水量和空氣濕度要求高,但濕度也不可過高,易引發(fā)病害;開花結(jié)果期,對環(huán)境水分要求比較嚴(yán)格,土壤水分足以維持正常的新陳代謝,不可缺水,否則導(dǎo)致生長發(fā)育不良或落花?？諝鉂穸纫说?利于開花授粉。果實(shí)膨大要求土壤水分充足1,2。一是土壤水分調(diào)控。土壤水分的調(diào)控目的,是滿足不同作物對水分的不同要求,根據(jù)不同生長期調(diào)節(jié)灌溉水量和灌溉次數(shù)。如采用滴灌、微噴灌、膜下溝灌等。二是空氣濕度的調(diào)控。降低空氣濕度采用:通風(fēng)換氣,是實(shí)現(xiàn)棚室內(nèi)外空氣交換、將溫室內(nèi)濕度較高的空氣排除、降低室內(nèi)空氣濕度的辦法,有效調(diào)節(jié)設(shè)施環(huán)境濕度,如通風(fēng)口開啟等;加熱

9、降濕,通過加熱提高室內(nèi)空氣溫度從而降低空氣相對濕度;減少水分蒸發(fā),通過采用膜下滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉措施,節(jié)水、減少水分蒸發(fā)量,降低空氣相對濕度。增加空氣濕度,如冬季供暖系統(tǒng)導(dǎo)致空氣相對濕度過低,采用灌溉、微霧噴灌,增加地表水分,提高蒸發(fā)量。 4氣體環(huán)境調(diào)控 溫室內(nèi)氣體來自室外環(huán)境中的大氣,但溫室是個(gè)半封閉的空間,并非隨時(shí)與室外保持連通,同時(shí)又種有作物,氣體條件比較復(fù)雜,二氧化碳?xì)怏w有時(shí)不足,有毒氣體較多,如管理不當(dāng),易造成作物減產(chǎn)甚至中毒死亡。 二氧化碳為綠色植物進(jìn)行光合作用的原料,對作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)有重要影響,隨著環(huán)境中二氧化碳濃度的提高,作物碳代謝、體內(nèi)碳氮比提高,促進(jìn)花芽分化

10、、器官健全、可達(dá)到增產(chǎn)和果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良的目的。試驗(yàn)證明,二氧化碳濃度比正常空氣高50%時(shí),作物增產(chǎn)26%37%。有害氣體通過作物氣孔進(jìn)入其體內(nèi),不但影響作物生產(chǎn)發(fā)育,而且有的會(huì)導(dǎo)致作物受害致死,主要可能發(fā)生的有害氣體有鄰苯二甲酸二異丁酯、二氧化硫、氯氣、氨氣等。一是二氧化碳調(diào)控。及時(shí)打開通風(fēng)口,使室外的二氧化碳補(bǔ)充進(jìn)來,以滿足作物光合作用的需要,降低“生理饑餓”造成的減產(chǎn)。采用一氧化碳定時(shí)、定量的充分燃燒,液態(tài)或固態(tài)二氧化碳的揮發(fā)、化學(xué)反應(yīng)等方法,定量提高溫室內(nèi)二氧化碳的濃度;或利用有機(jī)肥的發(fā)酵在一定程度上作人為調(diào)控,從而提高光合速率,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。二是有害氣體調(diào)控。選用安全可靠的農(nóng)用塑料薄膜

11、、塑料制品;施用充分腐熟的有機(jī)肥,防止氨氣和二氧化硫有毒氣體的危害;直燃式供暖設(shè)備的密閉性,防止一氧化碳和二氧化硫有毒氣體的危害;避免化肥、農(nóng)藥等堆放不當(dāng),造成揮發(fā),產(chǎn)生有害氣體。 5土壤環(huán)境調(diào)控 土壤環(huán)境包括土壤物理性狀(土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、土壤水分、土壤溫度、土壤氣體)、土壤化學(xué)性狀(土壤的酸堿度、土壤所含有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)元素的物理化學(xué)性質(zhì))和土壤生物環(huán)境,對作物的生長與營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量有著密切的關(guān)系。溫室周年生產(chǎn),土壤利用率高,施肥量大,造成室內(nèi)土壤環(huán)境與室外露地土壤明顯不同,造成表層土壤鹽分高,產(chǎn)生次生鹽漬化、土壤酸化、連作障礙突出等問題3,4。一是利用平衡施肥技術(shù)。根據(jù)土壤的供肥能力和作

12、物各生長階段的需肥,有針對性地進(jìn)行施肥,從根源上減少土壤鹽分積累,避免或減緩?fù)寥来紊}漬化或酸化。二是有機(jī)肥調(diào)節(jié)。增施有機(jī)肥,增加土壤腐殖質(zhì)同時(shí)改善土壤理化性狀,減緩鹽類濃度上升。三是調(diào)節(jié)灌溉方式。采用微噴、滴灌、滲灌等灌溉方式,節(jié)水同時(shí)有效降低土壤表層蒸發(fā)強(qiáng)度,減緩?fù)寥酪虼罅克稚仙鴮?dǎo)致的地表層鹽分過多積累。四是土壤消毒。溫室內(nèi)出現(xiàn)土壤病蟲害難以滅絕,可采用高溫消毒或藥劑熏蒸消毒如硫磺、氯化苦等。五是合理輪作。避免由于栽培品種單一連作而造成土壤中養(yǎng)分失衡,植物殘?bào)w及根系分泌物產(chǎn)生的自毒現(xiàn)象,對保持土壤肥力、減輕病蟲害極為有利。六是改善土壤環(huán)境。由于溫室空間有限,可以花費(fèi)有限的人力、物力和時(shí)間徹底改變溫室內(nèi)的土壤環(huán)境,如更換土壤、針對土壤物理和化學(xué)性狀有目