溫濕度對農(nóng)業(yè)的影響

1、溫室大棚的溫濕度控制塑料大棚按棚頂形狀可分為：拱圓形、屋脊形按骨架材料可分為：竹木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼架結(jié)構(gòu)、鋼竹混合結(jié)構(gòu)等。按連接方式可分為：單棟大棚、雙連棟大棚、多連棟大棚課題背景：溫濕度是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素，采用STC89C52單片機為控制中心，由 AM2301溫濕度傳感器和LCD液晶顯示模塊構(gòu)成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在線實時溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對農(nóng) 業(yè)溫濕度精確測量與控制。實踐表明，該系統(tǒng)電路簡單、工作穩(wěn)定、集成度高、調(diào)試方便、測試精度高， 保證了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量與合格率，具有一定的實用價值。發(fā)展情況設(shè)施建設(shè)日趨大型化。向管理信息化、控制自動化、生產(chǎn)機械化方向發(fā)展。存在的問題：重“硬件”設(shè)

2、施建設(shè)，輕“軟件”栽培管理缺乏適宜良種設(shè)施內(nèi)環(huán)境調(diào)控能力差覆蓋材料落后人才培養(yǎng)不到位解決對策：加強工廠化設(shè)施栽培專用新品種的選育研究開發(fā)用于環(huán)境調(diào)控具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的各種設(shè)施裝置及探測頭研究開發(fā)新型覆蓋材料在設(shè)施生產(chǎn)中建立綠色蔬菜產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)始終將經(jīng)濟效益放在第一位提高栽培管理水平，增加單產(chǎn)發(fā)揮優(yōu)勢，補足空缺規(guī)劃和區(qū)劃工廠化農(nóng)業(yè)（四）設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展前景設(shè)施農(nóng)業(yè)的類型結(jié)構(gòu)與分區(qū)和布局更加合理。設(shè)施栽培的作物種類更加豐富，注重提高經(jīng)濟效益。新型覆蓋材料的研制與開發(fā)進展迅速。設(shè)施農(nóng)業(yè)工程的總體水平有了明顯提高，設(shè)施逐步向大型化發(fā)展。農(nóng)業(yè)全國各地興建了一批農(nóng)業(yè)高科技示范園區(qū)，有力地推動了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的

3、發(fā)展。設(shè)施農(nóng)業(yè)工程相關(guān)科研受到極大重視，得以迅速發(fā)展。設(shè)施的環(huán)境控制是根據(jù)作物遺傳特性和生物特性對環(huán)境的要求，通過人為地調(diào)節(jié)控制， 盡可能使作物與環(huán)境間協(xié)調(diào)、統(tǒng)一、平衡，人工創(chuàng)造出作物生育所需的最佳的綜合環(huán)境條件， 從而實現(xiàn)作物設(shè)施栽培的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效。第三章設(shè)施溫度特點及調(diào)控溫度是影響作物生長發(fā)育的環(huán)境條件之一。在園藝設(shè)施生產(chǎn)中很多情況下，溫度條件是生產(chǎn) 成功與否的最關(guān)鍵因素。充分認識和了解園藝設(shè)施內(nèi)的溫度條件和調(diào)節(jié)技術(shù)，對于搞好設(shè)施 園藝生產(chǎn)無疑是十分必要的。一 園藝作物與溫度的關(guān)系（一）園藝作物對溫度的要求1、蔬菜作物對溫度的要求耐寒性多年生宿根蔬菜：能耐-20-30 C低溫，冬季地上

4、部莖葉枯死，地下部根不死，第 二年春天溫度達到5 C可解凍后重新發(fā)芽生長。金針菜、蘆筍、韭菜等。耐寒性蔬菜：能長時間耐-1-2 C,能短時間耐-10-12 C低溫，最適生長溫度12 18 C。適合溫室冬春季節(jié)栽種。蔥、蒜、菠菜、油菜、香菜等。半耐寒性蔬菜：能短時間耐-1-2 C，最適生長溫度1720C。適合溫室和大棚早春和晚 秋栽種。蘿卜、胡蘿卜、蠶豆、芹菜、萵苣、大白菜、花椰菜、甘藍等。喜溫性蔬菜：不耐輕霜，0 C會凍死，最適生長溫度2030C， 1015C授粉不良， 40 C以上停止生長。設(shè)施栽培注意防止低溫凍害。番茄、茄子、辣椒、黃瓜、豆角等 耐熱性蔬菜：最適生長溫度2535C，15C以

5、下授粉不良，10 C以下停止生長，01C 會凍死。設(shè)施栽培適宜季節(jié)59月，早春和晚秋栽培要注意保溫。西瓜、甜瓜、南瓜、豇豆、 刀豆等。2、果樹作物對溫度的要求影響果樹地理分布的溫度是年平均溫度、生長期積溫和冬季極端低溫。3、花卉作物對溫度的要求不同種類的花卉開花所需的溫度不同：2530 C （牽牛、雞冠花、鳳仙花等）、1525C （虞美人、金魚草、蜀葵等）、1016 C （秋菊）、515 C （原產(chǎn)溫帶的二年生的秋播花 卉）。溫度對花色的影響：開花所需溫度高的種類，溫度高時花色彩艷麗；而開花所需溫度低的種 類，溫度高時花色淡。（二）溫度對園藝作物的影響吸收能力：溫度特別是地溫過低，影響植物根系

6、的生長和吸收能力。黃瓜在低于15C的時 候，發(fā)生“花打頂”現(xiàn)象。地溫過低，影響植物對礦質(zhì)元素的吸收。低溫低于12 C影響植 物對P的吸收。光合作用、呼吸作用和蒸騰作用花芽分化：低溫需求量：許多越冬性植物和多年生木本植物，冬季必須滿足一定的低溫才能 完成花芽分化和開花。（如何打破休眠，是果樹設(shè)施栽培的首要問題，需要掌握不同果樹解 除休眠的低溫需求量。）番茄在花芽分化期遇到56 C的低溫或30 C以上的高溫，發(fā)生 畸形果、空洞果等。二設(shè)施溫度環(huán)境特點及產(chǎn)生原因1、氣溫氣溫的特點日變化大，晴天晝夜溫差明顯大于外界?？臻g分布嚴重不均。白天上高下低，中部高四周低，夜間上低下高，南低北高。太陽發(fā)出波長較短

7、的高能輻射，涼爽的地球表面發(fā)出波長較長的低能輻射。溫室允許波長較 短的太陽輻射穿過，同時使波長較長的紅外輻射熱不易穿過，使溫室保持著一種溫暖的狀態(tài)， 這種現(xiàn)象被稱為“溫室效應(yīng)”。逆溫現(xiàn)象逆溫及其形成原因逆溫：有風(fēng)的晴朗夜間，溫室大棚的表面輻射散熱很強，出現(xiàn)棚室內(nèi)氣溫反比外界氣溫低 12 C，此現(xiàn)象即逆溫現(xiàn)象。原因：白天設(shè)施內(nèi)地表與作物吸收熱量后，夜間通過覆蓋物向外輻射放熱，有風(fēng)的晴天夜間 放熱更劇烈，室外的空氣可從大氣反輻射中吸收熱量，而棚室內(nèi)由于覆蓋物的阻擋，不能從 大氣反輻射中吸收熱量，因此，室內(nèi)溫度比室外低。易發(fā)生的時期：早春23月凌晨45點。對春提前設(shè)施栽培的植物在夜間一定要注意保溫，

8、通過多層覆蓋可降低對植物的傷害。2、地溫地溫的特點水平溫度分布：晴天的白天，在日光溫室內(nèi)南北方向上，中部地溫最高，向南向北均遞減； 夜間后屋面下地溫最高，向南遞減。東西方向上差異不大。塑料大棚的地溫，中部均高于四 周。垂直分布：晴天白天上層土壤溫度高，下層土壤溫度低；夜間以10cm深處最高，向上向下 均遞減；陰天，下層土溫比上層高。（二）園藝設(shè)施熱收支平衡收支狀況熱量來源=太陽總輻射+人工加熱量熱量支出=貫流放熱+換氣放熱+地中傳熱熱量平衡方程：進入保護地的熱量=熱量支出+蓄熱收加熱設(shè)施；肥料中微生物發(fā)酵釋放熱量；生物呼吸作用釋放的熱量。支貫流放熱：透過覆蓋材料和圍護結(jié)構(gòu)的熱量。（是農(nóng)業(yè)設(shè)施放

9、熱的最主要途徑，占 總散熱量的6070%，高時可達90%左右。）通風(fēng)換氣：自然通風(fēng)、強制通風(fēng)，建筑材料的縫隙導(dǎo)致的熱量損失。（包括顯熱和 潛熱失熱）土壤傳導(dǎo)：土壤上下層和土壤橫向傳熱。（受土壤松緊度和含水量影響很大。）貫流放熱量表達式：Qt = Aw ht （tr - to）【Aw設(shè)施表面積、ht熱貫流率、（tr - to）內(nèi)外溫差】換氣失熱-顯熱失熱Qv = R - V - F （tr-t0）【Qv為整個設(shè)施單位時間的換氣放熱量、R為每小時換氣次數(shù)、V為設(shè)施容積、F為空 氣比熱=1.30kJ/（m3 - C）、（tr-t0）為室內(nèi)外溫差】 換氣失熱-潛熱失熱水汽蒸發(fā)而吸收的熱量為潛熱，經(jīng)通風(fēng)

10、換氣排出水汽而散失的水的汽化熱，叫潛熱失熱。三設(shè)施溫度環(huán)境的調(diào)節(jié)控制保溫原理：保溫比：是指熱阻較大的溫室圍護結(jié)構(gòu)覆蓋面積同地面積之和與熱阻較小的溫室 透光材料覆蓋面積的比。保溫比越大，說明溫室的保溫性能越好。適當減低農(nóng)業(yè)設(shè)施的高度， 縮小夜間保護設(shè)施的散熱面積，有利提高設(shè)施內(nèi)晝夜的氣溫和地溫。減少貫流放熱；減少覆蓋面的漏風(fēng)而引起的換氣傳熱；減少土壤的地中傳熱。保溫措施1、多層覆蓋：最有效的辦法-室外覆蓋草苫、紙被或保溫被2、減少縫隙-減少換氣放熱-及時修補破損的棚膜；在門外建造緩沖間，并隨手關(guān)嚴房門。3、設(shè)置防寒溝-減少地中傳熱，減少溫室南底角土壤熱量散失。4、全面地膜覆蓋、膜下暗灌、滴灌-減

11、少土壤蒸發(fā)和作物蒸騰加溫措施1、環(huán)保加熱：太陽能加熱；釀熱加溫；利用能源加熱：電熱溫床、熱風(fēng)爐、水暖；利用工 業(yè)的余熱。2、水暖加熱：用6080C的熱水循環(huán)加熱。預(yù)熱時間長，在寒冷地區(qū)要注意管道的防凍。 熱穩(wěn)定性好，室溫均勻，余熱多，停機后保溫性好。3、熱風(fēng)加熱：直接加熱空氣。預(yù)熱時間短，升溫快，操作簡單，便宜。停機后缺乏保溫性。4、電熱溫床的鋪設(shè)鋪設(shè)的方法例題 在1m寬、5.5m長的畦子上鋪總功率800W、100m長的電熱線，如何鋪設(shè)？鋪一個畦子：功率密度=800W/5.5m2 145鋪設(shè)電熱線的條數(shù)=（100m 一畦子寬）：畦子長=18兩條地熱線的距離=畦子寬/條數(shù)=1/18 5cm鋪兩個

12、畦子：兩個畦子的面積是11m2, 一個800W的地熱線鋪兩個畦子，那么每平米是將近80W。鋪設(shè)電熱線的條數(shù)=（100m 2X畦子寬）：畦子長e16（注意：這個數(shù)必須是雙數(shù)，如果是單數(shù)要減去1）。兩條地熱線的距離=1/16 e6cm。電熱溫床的鋪設(shè)一一接線注意事項嚴禁成卷電熱線在空氣中通電試驗或使用。布線時不得交叉、重疊或扎結(jié)。電熱線不得接長或剪短使用。所有電熱線的使用電壓都是220V,多根線之間只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。使用地熱線時應(yīng)把整根線（包括接頭）全部均勻埋入土中，不能暴露于空氣中，線的兩頭應(yīng) 放在苗床的同側(cè)。收地熱線時不要硬拔，以免損壞絕緣層。降溫措施通風(fēng)換氣遮光，減少進入園藝設(shè)施內(nèi)的熱量。

13、增大潛熱消耗-大量灌水之后通風(fēng)排濕。濕簾風(fēng)機降溫系統(tǒng)：該系統(tǒng)由濕簾、風(fēng)機、循環(huán)水路與控制裝置組成。濕簾的材料：棕絲、多孔混凝土板、塑料板、樹脂等。水泵應(yīng)比風(fēng)機提前幾分鐘停止，使?jié)窈熣舭l(fā)變干，防治濕簾上生長水苔。汽化冷卻法噴霧法第四章設(shè)施濕度環(huán)境及調(diào)節(jié)控制農(nóng)業(yè)設(shè)施內(nèi)的濕度環(huán)境，包含空氣濕度和土壤濕度兩個方面。水是農(nóng)業(yè)的命脈，也是植物體的主要組成成分，一般作物的含水量高達80%95%。一、園藝作物對濕度環(huán)境的要求（一）不同作物對水分的需求耐旱植物：根系發(fā)達、吸水力強；葉片蒸發(fā)少，消耗水分少濕生植物：根系吸水能力減弱，葉片薄而大，水分蒸發(fā)消耗量大，多原產(chǎn)于熱帶、沼澤地帶中生植物：不耐旱、不耐澇（二）

14、不同生長期對水分的需求不同種子發(fā)芽期：需要大量的水分。幼苗生長期：根系小，抗旱力弱，需經(jīng)常保持土壤潮濕，但濕度不能過大。營養(yǎng)生長期：需水量大。（土壤含水量和空氣濕度）開花結(jié)果期：濕度低（三）果樹對濕度環(huán)境的要求萌芽前：需水量大。開花期：濕度要求嚴格，過多過少都會引起落花落果。新稍生長期：需水量最多，需水臨界期。果樹灌溉應(yīng)抓住：花前、花后、花芽分化和休眠四個時期。（四）花卉對濕度環(huán)境的要求一般需要較高的空氣濕度：60%90%。開花結(jié)實期濕度相對需求較少。灌水的原則：間干間濕，不干不澆，見干就澆，澆則澆透。澆水時間以上午或傍晚為好，中 午可適當噴霧灑水。二、濕度與作物的生長發(fā)育（一）濕度與作物的蒸

15、騰和光合作用低濕，會引起植物氣孔關(guān)閉，減弱光合作用。低濕同時高溫，加劇植物的蒸騰，使植物暫時或永久失水萎蔫。高濕，抑制植物的蒸騰，影響根系的吸收。（二）濕度與作物的病害高濕有利于病原微生物的繁殖。溫室內(nèi)的濕度條件是引起病害發(fā)生的重要原因。三、設(shè)施濕度環(huán)境特點（一）空氣濕度特點高濕，是農(nóng)業(yè)設(shè)施濕度環(huán)境的突出特點。特別是設(shè)施內(nèi)夜間隨著氣溫的下降相對濕度逐漸增 大，往往能達到100%?？諝庀鄬穸鹊娜兆兓?。白天低夜晚高。午夜至早晨日出前，大棚內(nèi)相對濕度往往高達100%，中午也常常高達70 80%，通風(fēng)時可降到5060%。季節(jié)變化：早春、晚秋最高，夏季較低；陰天濕度大于晴天。空氣濕度依園藝設(shè)施的大小

16、而變化。大型設(shè)施空氣濕度及其日變化小，但局部濕差大。設(shè)施內(nèi)的空氣濕度是由土壤水分的蒸發(fā)和植物體內(nèi)水分的蒸騰形成的。結(jié)露由于設(shè)施內(nèi)部溫度差異的存在，其相對濕度分布差異非常大，因此在冷的地方就 會出現(xiàn)冷凝水。冷凝水的出現(xiàn)與積聚，會使設(shè)施作物的表面結(jié)露。晴朗的夜晚，溫室的屋頂會散發(fā)大量的熱量，這會導(dǎo)致高稈作物頂端結(jié)露。植物的果實和花芽在日出前后，容易結(jié)露。濡濕（沾濕）現(xiàn)象作物沾濕是由于從屋面或保溫幕落下的水滴、作物表面的結(jié)露、根壓 使作物體內(nèi)的水分從葉片水孔排出“溢液”（吐水現(xiàn)象）、霧等4種原因造成的。（二）土壤濕度的特點土壤濕度比露地穩(wěn)定。水分蒸發(fā)和蒸騰量很少，土壤濕度較大。土壤水分是向上運動的。

17、土壤濕度存在著一定的濕差。通常設(shè)施的四周或加溫設(shè)備附近的土壤濕度小，中間部分 土壤濕度大。（三）設(shè)施內(nèi)水分收支Ir + G + C = ET【ET一蒸散量（土壤蒸發(fā)與作物蒸騰）、Ir一灌水量、G-地下水補給量、C一凝結(jié)水量】四、設(shè)施濕度環(huán)境的調(diào)節(jié)控制1、土壤濕度的調(diào)節(jié)與控制設(shè)施的土壤濕度由灌水量、土壤毛細管上升水量、土壤蒸發(fā)量以及作物蒸騰量的大小來決定。土壤濕度的調(diào)控應(yīng)當依據(jù)作物種類及生育期的需水量、體內(nèi)水分狀況以及土壤濕度狀況而 定。采用土壤水分張力計測得的指標，pF多與作物生育的關(guān)系，來確定當pF值多少時為灌水期。 滴灌法：利用塑料管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進

18、行局部 灌溉。是目前最有效的一種節(jié)水灌溉方式，水的利用率可達95%。較噴灌具有更高的節(jié)水 增產(chǎn)效果，同時可以結(jié)合施肥，提高肥效一倍以上。適用于果樹、蔬菜、經(jīng)濟作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結(jié)垢和堵塞，因 此應(yīng)對水源進行嚴格的過濾處理?？煞乐雇寥腊褰Y(jié)，省水、省工、降低棚內(nèi)濕度，抑制病害 發(fā)生，但需一定設(shè)備投入。分為固定式滴灌系統(tǒng)和移動式滴灌系統(tǒng)兩種地下灌溉：用帶小孔的水管埋在地下10厘米處，直接將水澆到根系內(nèi)。此法投資較大，花 費勞力，但對土壤保濕及防止板結(jié)、降低土壤及空氣濕度、防止病害效果比較明顯。灌溉/施肥系統(tǒng)2、空氣濕度的調(diào)節(jié)與控制除濕溫室除

19、濕的最終目的：防止作物沾濕，抑制病害發(fā)生。A、被動除濕：不用人工動力（電力等），不靠水蒸氣或霧等的自然流動，使園藝設(shè)施內(nèi)保 持適宜濕度環(huán)境。覆蓋地膜：覆蓋地膜即可減少由于地表蒸發(fā)所導(dǎo)致的空氣相對濕度升高。據(jù)試驗，覆膜前夜 間空氣濕度高達95%100%，而覆膜后，則下降到75%80%?？茖W(xué)灌水：采用滴灌或地中灌溉，根據(jù)作物需要來補充水分，同時灌水應(yīng)在晴天的上午進行， 或采取膜下灌溉等等。減少灌水：通過改良灌水方法提高水分的利用率地膜覆蓋：地膜覆蓋也能抑制土壤表面水分蒸發(fā)，提高室溫和空氣濕度飽和差，從而降低空 氣相對濕度。B、主動除濕用人工動力，依靠水蒸氣或霧等的自然流動，使園藝設(shè)施內(nèi)保持適宜濕度

20、環(huán)境。通風(fēng)換氣自然通風(fēng)：從調(diào)節(jié)風(fēng)口大小、時間和位置，達到降低室內(nèi)濕度的目的，但通風(fēng)量不易掌握， 而且室內(nèi)降濕不均勻。強制通風(fēng)：可由風(fēng)機功率和通風(fēng)時間計算出通風(fēng)量，而且便于控制。加溫除濕是有效措施之一。濕度的控制既要考慮作物的同化作用，又要注意病害發(fā)生 的臨界濕度。保持葉片表面不結(jié)露，就可有效控制病害的發(fā)生和發(fā)展。加濕噴霧加濕：噴霧器種類很多，可根據(jù)設(shè)施面積選擇。溫室內(nèi)頂部安裝噴霧系統(tǒng)，降溫的同時 可加濕。濕簾加濕：主要是用來降溫的，同時也可達到增加室內(nèi)濕度的目的。1.系統(tǒng)示意圖溫濕度傳感器2 .軟件流程圖3 .算法流程圖本設(shè)計首先簡要介紹了溫濕度控制系統(tǒng)的組成，以及工作原理，包括系統(tǒng)硬件設(shè)計、軟件設(shè) 計、程序流程圖設(shè)計等。針對該系統(tǒng)本身的特點和對系統(tǒng)的功能要求，選用STC89C52芯片 作為CPU,MAX232等作為輔助設(shè)計。我們在編程、