設施農業(yè)概論

1、第一章 緒 論【 本 章 要 點 】1.國內外設施農業(yè)進展 2.我國設施農業(yè)急需研究的課題 設施農業(yè)：是指具有相應設施，能在局部范圍改善環(huán)境因素，為動植物生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件，從而進行高效生產的現(xiàn)代農業(yè)。設施農業(yè)是農業(yè)工程學科最具典型的分支學科領域，屬于高投入高產出，資金、技術、勞動力密集型的產業(yè)，是當今世界最具活力的高新技術產業(yè)之一。設施農業(yè)包括兩大類：1.設施栽培主要是園藝植物的設施栽培，主要設施有塑料棚、溫室等。2.設施養(yǎng)殖主要是畜禽、水產品和特種動物的設施養(yǎng)殖，主要設施有集約化飼養(yǎng)畜禽舍 及配套設施設備等。 第一節(jié) 國內外設施農業(yè)進展一、設施農業(yè)的現(xiàn)狀1.生產規(guī)模：全世界溫室面積

2、超過60萬公頃,其中：大型現(xiàn)代化的玻璃溫室面積約5萬多公頃大部分建在西歐國家。(1) 荷蘭世界上溫室生產最發(fā)達的國家。現(xiàn)有大型連棟玻璃溫室面積1.2萬公頃，約占世界玻璃溫室的1/4，居世界第一位。 (2) 中國設施栽培面積居世界第一位，達200多萬公頃，但人均占有設施栽培面積僅達到發(fā)達國家80年代水平。2. 設施類型國外大多數(shù)國家以溫室為主我國以日光溫室和塑料大棚為主；世界上溫室應用最廣泛的國家有荷蘭、美國、以色列和法國等。表1 主要國家農業(yè)設施的主要類型國別設施類型覆蓋材料能源栽培方式控制系統(tǒng)荷 蘭大型連棟玻 璃天然氣基質栽培智能化日 本小型單棟塑料膜石油基質培 水 培智能化美 國大型連棟玻

3、 璃 塑料膜石油基質培智能化以色列小型連棟塑料膜 聚碳酸酯板太陽能基質培智能化中 國日光溫室、塑料棚塑料膜日光、煤土壤栽培為主機械化北京植物園展覽溫室：溫室分為熱帶雨林室、沙漠植物室、蘭花、鳳梨及食蟲植物室和四季花園等，展示熱帶、亞熱帶植物3100余種。展覽溫室建筑面積9800平方米，占地5.5公頃，是目前亞洲最大，世界單體溫室面積最大的展覽溫室。3.品種結構：大多栽培園藝作物。主要種植品種為:蔬菜（以果菜類、葉菜類為主）、花卉、特種水果（1）荷蘭：花卉占60%，蔬菜占40%；（2）日本：蔬菜占72%，花卉占15%，果樹占13%；（3）以色列：花卉占40%，蔬菜和香料占60%；（4）中國：以生

4、產蔬菜為主，部分現(xiàn)代溫室生產種苗和花卉。 二、發(fā)展趨勢1.設施大型化溫室面積呈擴大趨勢。20世紀80年代末以來，各國新建溫室多為大型現(xiàn)代溫室。日本提出：發(fā)展單棟面積達5000m 2以上的大型溫室。2. 品種多樣化：除園藝作物外，能產生高附加值的香料作物、工業(yè)用原料植物、藥用植物等也已成為溫室栽培的主要品種。 3. 產品特色化 以花卉生產為例荷蘭：在花卉種苗、球根花卉、鮮切花方面占有絕對優(yōu)勢，其切花出口量占世界切花出口總量的71%；美國：盆花、觀葉植物生產方面領先世界。以色列、西班牙、意大利等國：溫帶切花方面實現(xiàn)專業(yè)化、規(guī)?；a。4. 布局區(qū)域化 由于能源、土地和勞動力成本的不斷提高，溫室產業(yè)

5、逐步向氣候條件優(yōu)越、生產成本低的地區(qū)轉移。 20世紀90年代前，世界花卉溫室生產主要集中在歐美、日本等經(jīng)濟發(fā)達國家，而今逐步轉移到南美洲的哥倫比亞、厄瓜多爾，非洲的肯尼亞、津巴布韋以及東南亞等國家和地區(qū)。三、我國設施農業(yè)主要研究課題1.經(jīng)濟實用性棚室結構。2.環(huán)境調控技術與設備。3.多功能覆蓋材料（長壽、防霧滴、保溫、高透光、抗農藥）4.抗病、優(yōu)質、高產專用型品種的選育5.連作障礙克服對策研究（尤其土壤次生鹽漬化）6.節(jié)能技術（新能源應用：太陽能、地熱等）7.無土栽培技術8.立體栽培技術9.病蟲害綜合防治技術（無公害）10.高新技術的應用（計算機技術、生物技術等）第二節(jié) 新技術開發(fā)與應用一、信

6、息技術的開發(fā)應用(一)農業(yè)自動控制1. 環(huán)境自動控制應用人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡等高新技術,將專家系統(tǒng)引入管理環(huán)節(jié)，實現(xiàn)小氣候條件的計算機自動監(jiān)測控制。環(huán)境控制技術是設施農業(yè)的核心技術。 環(huán)境自動控制類型：（1）單因子控制（主要是溫度、其次是濕度）（2）多因素綜合控制：一般以光照為始變條件，溫度、濕度和CO2濃度為隨變條件，使四個主要因素隨時都處于最佳配合狀態(tài)。 倫敦大學農學院研制的溫室計算機遙控技術，可以觀察、遙控50 km以外溫室內的溫度、濕度等環(huán)境狀況 。2. 生產作業(yè)和管理自動化 生產作業(yè)：包括育苗、定植、收獲、包裝等。其中在自動化作業(yè)方面，國外已開發(fā)出機器人移苗機、自動噴（滴）灌設備等。在

7、我國，中國農業(yè)大學率先研究蔬菜自動嫁接機器人技術。嫁接速度600棵/h，成功率95%以上，可大大促進蔬菜生產規(guī)?；a業(yè)化。 （二）因特網(wǎng)應用1.情報查詢（1）購銷情報：了解國內外市場園藝產品的品種、規(guī)格、交易量、成交價格。（2）技術情報： 園藝植物的種類、品種數(shù)據(jù)庫；研究課題概要；農業(yè)氣象信息（如氣象衛(wèi)星云圖、臺風路線）（3）資料情報：設施農業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)；病蟲害預測預報資料等。2. 遠距離診斷：利用電視攝像機，拍攝植物的生長狀態(tài)，通過因特網(wǎng)傳送、診斷。日本M式水培研究所已開展此項服務。3. 網(wǎng)上直銷 通過因特網(wǎng)進行農業(yè)生產資料、園藝產品交易者，可以進行登記，將來可實現(xiàn)交易電子化。二、生物技術的

8、開發(fā)應用(一) 脫毒快繁1.日本：香石竹、唐菖蒲、杜鵑花、菊花、草莓、葡萄、蘋果等20多種。2.荷蘭：各種花卉種苗5000萬株/年。3.美國：建有10多個蘭花工業(yè)中心年產值6000萬美元。4.我國：馬鈴薯、蘋果、香石竹、菊花等脫毒苗；香蕉、月季等快繁苗（其中香蕉苗年生產能力500-600萬株）（二）轉基因作物我國已批準商品化生產轉基因蔬菜：耐貯藏番茄、抗病毒番茄、抗病毒甜椒。其中轉基因番茄可延緩成熟變軟，延長保藏期，其貨架期長達152天。美國自1994年批準生產以來，市場銷售額每年高達35億美元。為加強農業(yè)轉基因生物安全管理，國務院于2001年5月23日頒布了農業(yè)轉基因生物安全管理條例。 農業(yè)

9、部：于2002年1月5日發(fā)布了3個配套規(guī)章：農業(yè)轉基因生物安全評價管理辦法【 2002年第8號令】農業(yè)轉基因生物進口安全管理辦法【2002年第9號令】農業(yè)轉基因生物標識管理辦法【2002年第10號令】自2002年3月20日起施行。 三、植物工廠：設施農業(yè)的最高水平（一）植物工廠（Plant factory）植物工廠：指在全封閉、智能化控制條件下，實現(xiàn)按設計工藝流程全天候生產或周年均衡生產作物的設施。植物工廠內從播種到采收的全過程實行高度自動化、流水化作業(yè)。其面積一般為9001500m2。目前主要生產：生菜、菠菜、萵苣、番茄等。葉菜秧苗移栽后2周即可收獲，一年可收獲20茬以上，年總產量是露地的數(shù)

10、十倍。從生產功能上劃分： 種苗植物工廠；商品菜（果、花）植物工廠 從光能的利用方式上劃分：人工光利用型；太陽光利用型；太陽光和人工光并用型 1957年世界上第一家植物工廠誕生在丹麥。 1964年，奧地利開始試驗一種塔式植物工廠（高30米、面積5000平方米）。 該國魯斯納公司的塔式植物工廠已在北歐、俄羅斯、中東國家采用。 1971年，丹麥建成綠葉菜工廠 1974年，日本建成花卉蔬菜工廠。該廠由1棟2層的樓房（830平方米）和兩棟栽培溫室（每棟800平方米）構成，周年生產郁金香和番茄（5茬）。 目前日本已有植物工廠近40個，其中生產用植物工廠有17個。美國、英國、荷蘭等國的蘑菇工廠，每個在1萬m

11、2以上，年栽培6個周期以上，每個周期20d左右，蘑菇產量達到 27kg/ m2。奧地利的一家番茄工廠，工作人員僅30人，平均日產番茄 13.7噸，生產1公斤番茄耗電 910kw.h，成本只有露地的60。此外，英國達雷卡得設施農業(yè)工程公司，發(fā)明了工廠化栽培果樹的方法。即將果樹枝條插在樹枝形的橡膠管上，吸收營養(yǎng)液開花結果。一年可收獲3-5次。目前已建立蘋果枝、梨枝、桃枝實驗線。（二）航天植物（Space plant）航天植物生產亦已獲得成功。美國宇航中心已采取最先進的無土栽培技術，生產人類在太空生活所必需的食物。目前滿足1個人在太空生活所需的菜、薯等食物，只需6 m2即可。每m2面積可種植番茄10

12、0-120株。作物的生長期僅為5060d。美國還計劃在2020年將“生物圈5號”（模擬地球環(huán)境的設施）發(fā)射到月球，將使人類在月球上種植植物成為可能。 太 空 番 茄：單果重12公斤，一粒種子40元一般的雜交種子，種植兩三代就退化；而太空種子種10代也不會退化。總之，設施農業(yè)是一項跨學科的綜合技術系統(tǒng)工程，必須強化生物技術、信息技術、計算機技術等高新技術的研究與應用。設施農業(yè)已成為當今世界農業(yè)新技術革命的重點，并將成為21世紀最具活力的高新技術產業(yè)之一。第三節(jié) 設施栽培方式一、促成栽培（Forcing culture）在寒冷季節(jié)中，使園藝作物生長發(fā)育全過程都在保護設施內完成的一種栽培方式。促成栽

13、培必須在生產設施比較完善（特別是有加溫設備）的設施內進行，如塑料棚、溫室等。二、早熟栽培（Early maturing culture）促使蔬菜等提早成熟的栽培方式，又稱半促成栽培。即園藝作物生長的前期（早春）在保護設施內生長，后期在露地生長。早熟栽培必須采用抗寒性強、低溫條件下座果率高的品種，并根據(jù)園藝作物的生物特性及適宜苗齡，確定播種適期。三、越夏栽培（Over summer culture）在炎熱多雨的夏季，采用遮蔭降溫、防雨等設施，使園藝作物正常生長發(fā)育的保護栽培方式。越夏栽培多用于秋菜的育苗以及8、9月份蔬菜供應淡季生產新鮮蔬菜。四、延后栽培（Prolonged culture）在秋

14、季延長園藝作物收獲期的保護栽培方式。通常夏末秋初育苗，秋末降霜前進行覆蓋保溫，使產品在冬季供應市場。如秋延番茄、辣椒等。五、軟化栽培（Blanching culture）將某一生長階段的園藝作物栽植在黑暗（或弱光）和溫暖潮濕的環(huán)境中，生長出具有獨特風味產品的保護栽培方式。軟化栽培的產品葉綠素含量低、組織柔嫩、具有較高的商品價值。適宜軟化栽培的蔬菜主要有：蔥蒜類（韭菜、大蒜、蔥等）、豆類（豌豆、綠豆、大豆）、葉菜類（芹菜）等。六、無土栽培（Soilless culture）：不用天然土壤而采用營養(yǎng)液或（和）基質栽培作物的方法。無土栽培的優(yōu)點是：1.栽培地點的選擇受土壤、地形的局限小，空閑荒地、鹽

15、堿地以及城市樓頂、陽臺均可用來進行栽培；2. 防止土傳病害及土壤鹽類聚集造成的生理障礙；3. 有利于保護栽培向機械化、自動化方向發(fā)展；4. 省水、省肥；5. 產量高，產品清潔衛(wèi)生、無污染。應用無土栽培時，需考慮其設備與技術條件。第二章 農業(yè)設施的設計與建造【本章要點】 農業(yè)設施的類型、結構 塑料大棚的規(guī)劃與建造 新型、實用覆蓋材料 第一節(jié) 農業(yè)設施的類型與結構一、農業(yè)設施的主要類型根據(jù)結構、規(guī)模和技術水平，農業(yè)設施可分為4個層次：1.簡易覆蓋設施：包括各種溫床、冷床、小拱棚、遮陽覆蓋等簡易設施，主要用于育苗和矮稈作物的季節(jié)性生產。2.普通保護設施：通常是指塑料棚和日光溫室。多為永久性或半永久性

16、設施，是我國現(xiàn)階段主要農業(yè)設施。3.現(xiàn)代溫室：通常指能夠進行環(huán)境條件自動控制的大型單棟或連棟溫室。4.植物工廠 （一）塑料棚：按棚高、跨度大小，分為大棚、中棚和小棚。A.塑料小棚（1）骨架材料：主要采用竹片（竿）、鋼筋（直徑68mm）等作為架材（2）規(guī)格：棚高80cm，寬130cm左右，插架間距80cm100cm，上覆塑料薄膜。（3）性能：由于覆蓋空間小，栽培管理不方便，棚內小氣候條件不易調節(jié)，小棚豐產潛力不大。（4）主要用途：用于耐寒綠葉蔬菜（如白菜、芹菜等）早熟栽培；喜溫蔬菜（如番茄、辣椒等）反季節(jié)栽培的育苗；春播露地蔬菜的短期覆蓋等。B.塑料中棚（1）骨架材料與塑料小棚相同。（2）規(guī)格：

17、棚高1.5m1.8m，寬4m6m，長30m40m。（3）主要用途：耐寒綠葉菜的春季早熟栽培； 喜溫果菜類春早熟栽培和秋延遲栽培。 C.塑料大棚：又稱塑料溫室。（1）規(guī)格：棚高2.0m2.5m，寬6m15m，長30m50m，單棟面積180667m2。（2）用途：園藝植物育苗園藝植物反季節(jié)栽培（春早熟、秋延遲、 夏遮蔭防雨栽培） 園藝植物（蔬菜）雜交制種等。（3）類型 根據(jù)棚頂形狀：分為拱圓形、屋脊形兩種。我國塑料大棚的基本形式是拱圓形。屋脊形大棚透光及排水良好，但建造施工比較復雜，屋脊及兩肩部突出，容易損壞薄膜，生產上很少使用。江淮地區(qū)使用的大棚，基本上呈拱圓形，但頂部微微突起，既不磨損塑料薄膜

18、，又可防止棚頂積水。 根據(jù)棟數(shù)多少：分為單棟大棚和連棟大棚。 根據(jù)建筑材料：分為竹木結構大棚、菱鎂結構大棚和裝配式鋼管結構大棚等。a.竹木大棚：骨架由竹木建成,采用直徑4cm5cm竹竿。我省北部地區(qū)棚內設有立柱。南部地區(qū)棚型小，不設立柱。其優(yōu)點是：取材方便，造價較低，建造容易；缺點是：壽命短，抗風雪荷載性能差，遮光率高，作業(yè)不方便等。b.裝配式鍍鋅鋼管大棚：拱桿、縱向拉桿、端頭立柱均為薄壁鋼管，并用專用卡具連接形成整體。所有桿件和卡具都采用熱鍍鋅防銹處理。現(xiàn)已形成20多種標準、規(guī)范系列產品。其優(yōu)點是：.建造方便，可撤卸遷移；.構件抗腐蝕，整體強度高，承受風雪荷載能力強；.使用壽命長，可達15a

19、以上；.棚內空間大，遮光少，作業(yè)方便。缺點是：造價較高。（二）日光溫室我省日光溫室主要類型有：1.琴弦式；2.拱圓式等。二、設施結構（一）塑料大棚1.小型竹木大棚：棚寬4m6m，高1.6m1.8m，長30m50m。2.裝配式鋼管大棚：以GP-C625型為例，寬度6m，長度30m，高度2.5m，肩高1.2m，拱間距0.65m，拱架管徑25mm，管壁厚1.2mm。結構為單拱，三道縱梁，二道縱卡?？扇我膺B棟，目前以2-4連棟較為常見。 注 GP-C625：n GP鋼架管棚代號n C具有肩部的棚架特征代號n 6棚架跨度n 25棚架鋼管外徑（mm）（二）日光溫室1.琴弦式日光溫室2.拱圓式日光溫室（1）

20、跨度 7m（2）高度 3m-3.1m（高跨比1：2.3-2.5）（3）長度 50m；（4）前屋面角度（前屋面與地平面夾角,采光角）（三）塑料溫室以胖龍WGK-80型溫室為例。拱圓形頂開窗溫室，頂部及四周均為雙層充氣膜覆蓋。骨架為輕型鋼結構（熱鍍鋅鋼管制成）?？缍?m，開間4m，長度4m的倍數(shù)，100m；屋頂高4.67m/5.67m，雨槽高3m/4m，推拉門寬3.2m，高2.5m。第二節(jié) 塑料大棚的規(guī)劃與建造一、場地的選擇 1.地勢平坦，避風向陽。場地的東、南、西三面應無高大建筑物或樹木。丘陵地區(qū)要避免在山谷風口處或窩風低洼處建棚。在只能選擇坡地時，宜選用南坡。2.土壤肥沃，排水良好：選用地下水

21、位低，富含有機質的肥沃土壤。切勿在地下水位高處建棚，否則早春地溫回升慢。在稻田建棚，四周深開排水溝，降低地下水位。3.靠近水源，交通方便二、規(guī)劃布局1.方位南北向，偏西，偏角在15°以內。一般南北向大棚透光量較東西向多5%-7%，且光照分布較均勻，棚內白天溫度變化較平緩。2.棚間距離兩棚之間保持1.5m距離；前后兩排間距4m以上，以利通風、作業(yè)、開溝排水及避免相互遮蔭。3.棚群布局大棚群應建在南北向主路的東西兩側，各側大棚群體分成數(shù)個單元，單元間設有縱橫道路，寬4-6m，保證雙排貨車能夠通過。三、竹木大棚的建造1.定位放樣：打定位樁，拉定位線，沿線把插拱桿的地基鏟平夯實。2.插綁拱架

22、拱間距50cm-70cm。拱桿插入土中40cm以上。把同一拱架兩側的竹竿，按同一高度標準，彎成拱圓形，隨即用聚丙烯包扎繩綁成拱架。3.建造山墻在南、北兩端最后一根拱架下，根據(jù)大棚的寬度，垂直插入4-6根立柱，與拱架綁在一起，筑成山墻。在中部預留好門的位置，寬約0.8m，高約1.8m。4.綁縱向拉桿在拱架的中部和兩側，沿棚長方向，對稱綁上3-5道縱向拉桿，使拱架不致前后滑動，并與地面垂直。5.覆蓋薄膜：三塊覆瓦狀覆蓋（頂膜1塊，圍裙膜2塊，相互重疊20cm-30cm）。6. 扣壓膜線7.注意事項（1）同一拱架的兩根竹竿，粗度應盡量相同，否則作成拱架后兩側的高度不易一致。（2）拱間距不能太大。（3

23、）地基若太硬竹竿不易插入時，可先打孔（直徑與竹竿粗細相同）。第三節(jié) 覆蓋材料 一、塑料薄膜 .地膜材料：PVC（聚氯乙烯）規(guī)格：厚度0.0060.015mm，幅寬40200cm。種類：（1）無色透明地膜；（2）有色地膜（黑色膜、銀灰色膜）；（3）耐老化長壽地膜；（4）除草膜；（5）特殊地膜（黑白雙面膜、銀色反光膜等）；（6）降解膜（生物降解膜、光降解膜）等。.棚膜材料：PVC、PE（聚乙烯）、EVA（乙烯醋酸乙烯共聚物）。規(guī)格：溫室棚膜厚0.08mm0.12mm，大棚膜厚0.05mm0.08mm，小棚膜0.03mm0.05mm。幅寬1m6m。種類：（1）防老化膜；（2）雙防膜（防霧滴、防老化）

24、；（3）多功能復合膜（無滴、長壽、保溫等功能）；（4）調光膜（漫散射膜、光轉換膜、葉菜專用膜）。此外，還有鏡面反光膜（反光幕）等。二、遮陽網(wǎng)遮陽網(wǎng)又稱涼爽紗，是用PVC為原料編織而成的一種高強度、耐老化的網(wǎng)狀覆蓋材料。1.規(guī) 格：遮光率：有35%50%、50%65%、65%80%、80%等4種規(guī)格；寬 度：有150cm、160cm、200cm、220cm不等。重 量：45±3g/m2（黑網(wǎng)）和49±3g/ m2（銀灰網(wǎng)）。2.種 類（1）黑色遮陽網(wǎng)；（2）銀灰色遮陽網(wǎng)。 目前應用最多的是35%65%的黑網(wǎng)和65%的銀灰網(wǎng)。黑色網(wǎng)的遮光和降溫效果比銀灰色網(wǎng)好，適于炎夏及對光照

25、要求較低作物使用；銀灰色網(wǎng)適用于初夏和早秋，同時具有避蚜作用。3.性 能（1）遮光降高溫（夏季）；（2）防風防暴雨；（3）避蟲防病害；（4）保溫防霜凍（冬春季）等。4.使用方法（1）棚室覆蓋：有頂蓋、棚內平蓋和一網(wǎng)一膜（即頂膜+遮陽網(wǎng)）覆蓋等種方法，兩側各空出1m左右。（2）小棚覆蓋：只蓋頂部，兩側各空出2030cm。（3）浮面覆蓋：直接覆蓋在畦面或作物上。使用壽命34a。三、不織布 又叫無紡布，是以聚酯為原料，不經(jīng)紡織工序，采用熱壓加工而成的一種纖維布狀物。不織布重量輕，結實耐用，使用期34年。耐水透氣，操作方便。1.性能不織布既能用于浮面覆蓋，也可用作棚室保溫幕。由于其孔隙大而多，可吸水，

26、能防止結露、降低濕度、減輕病害發(fā)生，具有遮蔭調光、保溫節(jié)能、防霜防凍和防蟲避草等作用。2.規(guī)格目前農業(yè)上使用的不織布為長纖維不織布，通常用g/m2表示其規(guī)格。主要有20、30、40、50g/m2等，遮光率分別為27%、30%、35%、50%。四、防蟲網(wǎng)防蟲網(wǎng)是以聚乙烯為主要材料編織而成的網(wǎng)紗，具有強度大、抗熱、耐水、耐腐蝕、耐老化等特點，是南方地區(qū)無（少）農藥蔬菜栽培的有效措施。1.規(guī)格寬度有100、120、150cm；目數(shù)有20、24、30、40目，以20、24目最為常用。2.種類：（1）白色防蟲網(wǎng)；（2）銀灰色遮陽網(wǎng)3.性能：（1）防蟲（如蚜蟲、小菜蛾等）；（2）防暴雨；（3）頂部結合用黑

27、色遮陽網(wǎng)，有遮陽降溫效果。4.使用方法：（1）大棚全封閉覆蓋（2）立柱式隔離網(wǎng)狀覆蓋用高約2m的立柱，作成隔離網(wǎng)狀，在其內種植小白菜等葉菜。5.注意事項：（1）覆蓋前土壤要翻耕、曬垡，以殺死地下害蟲。（2）選用適宜網(wǎng)目的防蟲網(wǎng)，并注意空間高度，結合遮陽網(wǎng)覆蓋，防止網(wǎng)內溫度高于網(wǎng)外，造成熱害死苗。第三章 設施環(huán)境的調控【本章要點】1.設施內環(huán)境變化的特點2.設施環(huán)境的調控技術第一節(jié) 光照條件及其調控一、設施內光照的特點1.光照不足：保護地光照強度僅為露地50%-80% ，不能滿足園藝作物需要。弱光成為冬季影響園藝作物生產的主要因素。2.分布不均勻：設施內的光照強度，不論在水平方向還是垂直方向上都

28、有明顯差異。在垂直分布上，由上向下逐漸減弱。如冬暖式大棚， 從棚頂?shù)降孛娲怪边f減率約每m下降10%。二、采光性能主要影響因素：建筑方位、采光面的角度、采光材料透光性能、結構材料遮蔭情況等。1.設施方位：溫室、溫床建筑的方位以正東偏南（不超過10°范圍）較宜。因為就植物光合作用合成的物質而言，上午占總合成量的70%左右。正東偏南有利于早見陽光，并可盡早提高設施內溫度。2. 采光面角度該因素影響太陽投射角，進而影響太陽光的透射率與反射率。太陽投射角（）=采光面角度（）+ 太陽高度角（）當太陽射線與采光面垂直時，透射率最大（反射率為0）；但在冬季，太陽高度角很小，要使采光面與太陽射線垂直,

29、必然要增大采光面角度，這樣溫室修建要高大，造價高。故生產上一般采光面角度多在33° 35°范圍內。3.采光材料透光性能不同的采光材料，對各種光波的透射率有很大差異。紫外線、紅外線透過率：聚乙烯薄膜>聚氯乙烯薄膜>玻璃；可見光透過率：聚氯乙烯薄膜>玻璃>聚乙烯薄膜；玻璃對紫外線透射率低，玻璃溫室內的作物往往病害多，產品維生素含量較低。4.結構材料的遮蔭：設施骨架材料均可遮蔭。一般竹木大棚遮光率在10% 以上；鋼管遮光面積5%左右。三、光照調節(jié)技術設施栽培要求：光照充足,分布均勻。冬季陰天多、日照時數(shù)少的地區(qū),設施內光照尤顯不足，需要采用補光等措施加以調

30、節(jié)；相反，在夏季，或進行軟化栽培時，則需要遮蔭處理。（一）增加光照1.方位、結構合理在北緯32° 43°地區(qū)，溫室屋面角度應達到25° 35°。骨架材料要減少遮光面積。2.選擇多功能薄膜： （1）選用無滴、防塵、耐老化新膜；（2）薄膜拉緊、拉平；（3）保持透明覆蓋材料表面清潔，可增加透過率約20%。3.充分利用反射光（1）在北側張掛聚酯鍍鋁膜作反光幕能明顯地增加光照強度。據(jù) 報 道，晴天反光幕前1m以內光強可提高40%以上。（2）在建材或墻上涂白，增加反射光。 4.調整作物布局：（1）合理密植，（2）高矮搭配，進行立體栽培（如西瓜、甜瓜吊蔓栽培）。 5.

31、人工補光（1）補光目的主要有兩個： 抑制或促進花芽分化，調節(jié)花期（如草莓）。這種補光使用的光照強度?。?Olux左右）； 作為光合作用的光源使用的光照強度較大（約1000-3000lux）。這種補光的成本太高，目前國內外主要在育苗期使用。（2）人工光源要求：園藝作物光合作用吸收的光譜主要是0.40.5m的紫光區(qū)和0.60.7m的紅光區(qū)，因而要求人工光源中富有紅光和藍紫光。同時，還要考慮：發(fā)光效率、光源價格、壽命、安裝維護方便等。 光源種類：目前常用的光源有：白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓鈉燈等。A.白熾燈和鹵鎢燈：白熾燈平均壽命1000h，鹵鎢燈是在燈泡中充入少量鹵素，平均壽命2000 h。白熾

32、燈輻射能主要是紅外線，可見光所占比例很小，且發(fā)光效率最低（17 lm/W，流明/ 瓦）。但由于價格低，目前仍有使用。B.熒光燈：光譜性能好，接近太陽光，發(fā)光效率較高（70 lm/W），壽命長。C.高壓水銀熒光燈：在高壓水銀燈玻璃外殼的內壁上涂熒光材料，使紫外輻射轉變?yōu)榭梢姽狻Ｆ浒l(fā)光效率略低于熒光燈，為4060 lm/W，壽命5000h。D.高壓鈉燈：在燈泡內充高壓鈉蒸氣，添加少量金屬鹵化物。發(fā)光效率106 lm/W，燈泡壽命2400h，是目前國內外設施園藝栽培中應用最廣泛的人工光源。（二）遮光處理1.遮光目的：（1）降低光照；（2）降溫。遮光20%30%，設施內溫度會降低46。2.遮光方法：（

33、1）覆蓋遮陽物：遮陽網(wǎng)、不織布、草簾等。（2）流水減光法：在透明屋面上不斷流水，遮光25%， 降溫4左右。（3）玻璃涂白法：石灰水噴霧涂白面積30%-50%，能減弱室內光照20%-30%。第二節(jié) 溫度條件及其調控在設施環(huán)境中，溫度對作物生育影響最顯著。設施內的溫度條件要求：經(jīng)常保持適溫和溫度分布均勻。一、設施內溫度變化特點1.溫室效應透入溫室的太陽輻射，大部分被截留在溫室內，致使溫度升高的現(xiàn)象。實際上，溫室的升溫作用：只有1/3靠“溫室效應”，2/3靠覆蓋材料的不透氣性。2.溫度空間分布：無論是水平方向還是垂直方向都不均勻。（1）垂直方向：上部氣溫比下部高。太陽輻射使地表溫度升高，地表通過熱傳

34、導，對流加熱空氣。加熱的空氣聚集在溫室的屋頂，在保溫條件下，垂直方向的溫差可達46 以上。室外風也會引起室內溫度不均勻。當室外溫度明顯低于室內空氣溫度時，與墻面接觸的冷空氣形成下沉氣流，溫室中央形成上升氣流，造成溫度分布不均勻。（2）水平方向中間高邊緣低。一般而言，保護設施越小，邊緣低溫帶比例增大，溫度分布越不均勻。二、氣溫調控技術（一）保溫技術1.增加陽光透射率：使用透光率高的塑料薄膜，正確調節(jié)設施方位和采光面角度， 盡量減少建材遮蔭等。 2.增加地熱貯存設施內土壤貯存的熱量，約有50%60%用于蒸發(fā)，進行地面覆蓋減少蒸發(fā)量，可以增加保溫性。為防止熱量向設施外散失，可在設施周圍挖防寒溝，填入

35、保溫材料（如稻殼、麥稈等）。3.保溫覆蓋（1）外保溫覆蓋 覆蓋材料有：A.草簾；B.紙被（4層舊水泥袋或4-6層新牛皮紙縫制）；C.保溫被：由3-5層不同材料組成。由外向內依次為：防雨布、無紡布、棉毯、鍍鋁轉光膜和防雨布。優(yōu) 點：保溫效果好、重量輕、防水、使用年限長，非常適合電動操作。（2）內保溫覆蓋 覆蓋材料有：塑料薄膜、無紡布、遮陽網(wǎng)等。PEP利得膜（UV2794AD)使用壽命達三年以上。超大尺寸，最寬可達16M，長度可達1000M，任何尺寸均可不必剪接。（二）加溫技術1.火爐加溫是較為簡便的臨時加溫方式，有明火加溫和暗火加溫兩種。一般667m2放置36個火爐，可使棚溫提高12.5。要避免

36、煤氣中毒及烤傷作物。2.暖風加溫由暖風機或燃油熱風機加熱空氣。為使室內溫度均一，暖風機上接有送風筒，以使熱空氣運送較遠的距離。3.水暖加溫：多用鍋爐加溫，60-80熱水循環(huán)；最大優(yōu)點是溫度穩(wěn)定，分布均勻。由于水暖加溫系統(tǒng)管道一般離地面較近，土壤增溫效果較為理想。4.電熱加溫 用電熱線加熱，是一種地下加溫方式。3.3m2加熱面積，果菜類需250w，溫度可升高15。該法成本高，較燃油高出56倍，故多用于苗床加溫。 5.太陽能存貯加溫太陽能貯存系統(tǒng)由風機、管道和集風洞三部分組成。白天將棚內熱空氣所載熱能，貯存于地下，提高地溫；夜間氣溫低于土溫時，貯存于土壤中的熱能散發(fā)到空氣中。該系統(tǒng)可使地溫提高12

37、。（三）降溫技術1.自然通風法2.人工換氣法：使用換氣扇進行人工換氣。3.遮光降溫法4.屋面流水降溫法：流水可吸收太陽輻射8%，可使室溫降低2-3。5.室內噴霧法：通風時由棚室旁側底部向上高壓噴霧，水霧在降落途中蒸發(fā)吸熱，不會落到作物表面。6.濕簾降溫法：濕簾降溫系統(tǒng)組成：濕簾箱、貯水箱、水循環(huán)系統(tǒng)、風機、電動卷簾機構等。 第三節(jié) 氣體條件及其調控 一、CO2氣體條件（一）設施內CO2濃度動態(tài) 1.設施內CO2的來源（1）空氣 （2）園藝作物等呼吸作用 （3）土壤有機質分解 2.設施內CO2濃度 早晨見光前最高，1-2h后就低于室外。設施內若不換氣，每100m2面積內CO2重量約為150g。按

38、光合作用消耗量50mg/cm2/h計算，則CO2在20min內耗盡。（二）園藝作物對CO2的要求1.CO2飽和點 1000-1600mg/L。2.CO2補償點 80-100mg/L。從生產角度來講，設施內CO2濃度低于300mg/L時，就要人工補充。（三）CO2的調控補充CO2是提高設施栽培園藝作物產量、增進品質的有效途徑。據(jù)試驗，可使黃瓜增產35%，番茄增產20%左右。但是，棚室內CO2氣體過多也有毒害作用，因此CO2施肥要適量。目前增加CO2的方法主要有：1.合理通風換氣（1）優(yōu)點：方法簡單易行。（2）缺點：只能使CO2濃度最高達到大氣水平； 在外界氣溫低于10時難以進行。在生產上只能作為

39、增加CO2的輔助措施。2.增施有機肥據(jù)測定，1kg有機物最終能釋放1.5kg CO2。如果667m2施用秸稈堆肥3000kg，則可在1個月內使溫室內CO2濃度達到600800mg/L。施入土中的有機質釋放CO2：腐熟稻草最多；稻殼次之；腐葉土、礱糠灰等較差。（1）優(yōu)點：可行性強，成本低。（2）缺點： 釋放期短，僅1個月左右； 濃度不易控制；土壤中CO2濃度超過5mg/L 時，不利于園藝作物等植物的生長發(fā)育。3.人工施用CO2（1）直接法 直接施用純CO2 （干冰、液態(tài)）。 液態(tài)CO2通過塑料軟管輸送。塑料管上按3m間距扎孔，近鋼瓶一端孔要小一些。鋼瓶出口壓力保持在1.01.2kg/m2，每天釋

40、放810min。CO2純度應在99%以上。（2）燃燒法燃燒天然氣、白煤油、石蠟等燃料。燃料燃燒必須在CO2發(fā)生器內進行。CO2發(fā)生器裝在室內屋梁上，并配置通風裝置，防止發(fā)生器周圍氣溫過高。點火裝置采用24h時間繼電器自動點火，或光電控制（光照達一定強度時點火）。燃料含硫量不得高于0.05%。一般燃燒1L煤油（0.82kg），約可產生2.5kg（1.27m3）CO2。（3）化學法 （硫酸 + 碳酸氫銨） 2NH4HCO3 + H2SO4 （?。∟H4）2SO4 + 2CO2 + 2H2O（4）固體顆粒狀CO2肥料又稱固氣顆粒肥，由山東省農科院原子能所研制。固氣顆粒肥為直徑1cm的扁圓形顆粒。

41、施用方法施于土表下12cm處。在潮濕、適溫條件下，可連續(xù)釋放CO240d左右，供氣濃度可達5001000mg/L。 施用量 2030g/m2。在作物定植后施用1次，基本可供一茬作物CO2的需要。注意事項：（1）施用濃度800-1500mg/L，其中：葉菜類600-1000mg/L；果菜類1000-1500mg/L。（2）施用時期 施用季節(jié)：秋、冬、春季使用。葉菜類整個生長期都可使用；果菜類一般在苗期和結果期使用。 施用時間：晴天見光后半小時進行，放風前半小時停止。一般需連續(xù)使用2030d。（3）注意溫、光、水、肥配合 溫度：白天高5左右；夜間低1-2（以免旺長）。室溫低于15不宜施用。 光照：低于3000 lx時，一般不施用，防止CO2中毒。水肥：施用CO2后的園藝作物，應加大肥水供應，防止脫水、脫肥。二、有害氣體及其調控 （一）有害氣體的種類與危害1.氨氣（1）來源： 施用碳酸氫銨、尿素不及時覆土； 有機肥發(fā)酵； 化工（肥）廠排放廢氣。（2）危害：可使葉片葉肉組織崩潰，葉綠體解體。危害濃度5g/升。（3）園藝作物敏感性：芥菜、甘藍、花椰菜敏感；茄果類、黃瓜、芹菜中等抗性；芋抗性最強。2.二氧化氮（1）來源：大量使用碳酸氫銨、尿素等氮素化肥；光化學煙霧（約10%為二氧化氮）。（2）危害：進入葉片后，與水形成亞硝酸、硝酸