日光温室环境调控方法和技术要点

日光温室环境调控方法和技术要点
蔬菜的生长发育是蔬菜作物与其周围环境条件双方互相作用的结果。蔬菜于日光温室内栽培的技术,是人为的创造出适合于蔬菜作物生长发育的环境条件,并经常调节蔬菜作物生长发育与其所处环境条件之间的矛盾,使其双方达到统一。因此,蔬菜于日光温室内栽培的技术重点,是如何进一步完善日光温室这一保护园艺设施和调节环境条件,使其能适合于栽培蔬菜作物的要求。这就是蔬菜于日光温室内栽培管理的技术特点,也是与露地栽培管理技术的主要不同之处。蔬菜在正常的生长发育过程中,需要一定的光照、温度、水分、空气、养分等条件,这些条件并非单独与蔬菜发生关系,而是诸条件(因素)相互联系、相互影响。因此,在日光温室内栽培蔬菜,栽培管理者既需要了解温室内环境条件诸因素的特点,又必须了解蔬菜对环境条件的要求,并掌握各种相关因素的调节,使诸环境条件协调,适于蔬菜作物正常生长发育的需要。
一、日光温室光照条件的特点及其调节
蔬菜作物进行光合作用和生长发育所需要的光照强度和光照时数,因蔬菜种类不同而有较大的差异;同时还受温度、空气中二氧化碳含量(浓度)的影响和生育阶段的不同而变化。大
多数蔬菜作物在幼苗期的光饱和点和光补偿点分别为40~50千Lx(勒克斯即米烛光)和1.5~2.0千Lx。其中黄瓜、西葫芦、冬瓜、苦瓜、西瓜等葫芦科蔬菜和番茄、椒、茄子等茄科蔬菜的光饱和点和光补偿点,分别为70~80千kx和3~4千Lx。所谓光饱和点和光补偿点是:在一定范围内,绿植物的光合作用随着光照强度的逐渐增强而逐渐加快。当光照强度达到一定限度时,光合作用不再加快,这种现象叫光饱和现象,这时的光照强度,叫做光饱和点。同样,在一定范围内降低光照强度时,光合能力也随之下降,当光照强度降到植物的光合强度和吸呼强度相等时,这时的光照强度就叫做光补偿点。在光补偿点至光饱和点之间,光合强度随着光照强度的增减而增减。所以,光饱和点和光补偿点是分别代表植物对强光和弱光的利用能力,可作为植物需光特性的两个重要指标来衡量植物的需光量。上述蔬菜作物的光合强度一般是11~17毫克C02/分米2· 小时,最高可达20~30毫克CO2/分米2·小时。
所以,日光温室的光照强度大小(即光照强弱),不仅关系温室内升温快慢和温度高低,而且对绿植物的光合作用和生长发育的影响很大。光照强度和光照时数是平衡地增减,而且由两者构成了光量。果菜类蔬菜的生长发育和产量大致与光量相一致。而对其另一方
面的影响是花芽分化。如黄瓜、丝瓜、佛手瓜等瓜类蔬菜作物,幼苗期在长日照下易分化成雄花,而在短日照条件下不仅能促进花芽分化,而且易分化成雌花;番茄、辣椒(甜椒)等茄果类蔬菜作物,在苗期处于短日照条件下,能促进花芽分化,使其适当早现蕾。日光温室的光照条件,还直接和间接地影响室内的温度、湿度和空气中二氧化碳含量等其他条件。因此,光照条件是关系着日光温室蔬菜生产成败、产量高低、品质优劣的主要因素。
喷香器
(一)日光温室光照特点
温室接受太阳光的效率称温室的采光。温室的结构和设备决定其采光性能,并构成了室内复杂的光气候。温室的采光除受不断变化着的太阳位置(太阳高度角)和外界气象要素影响外,还受温室本身的结构、材质和管理技术的影响。
1、采光屋面角对光照的影响
mao sugiyama
光线照射透明体后,一部分被吸收,一部分被透射,其余部分被反射。其关系可用下式表示:
吸收率+反射率+透射率=100%=1
干净的聚氯乙烯无滴膜对光的吸收率大致为10%,剩余的就是反射率和透射率。反射率愈小,透射率就愈大。反射率大小与光的入射角有关,当光线垂直入射物体表面时,入射角为0°(对太阳光投射角为90°),反射率最小,而透射率达到最大值。因此,温室光照强度与太阳的位置和采光屋面角有关,而太阳的位置(即太阳高度角)又与地区所处的地理纬度、季节、每天时间有关。使温室光线最好的棚面角度,应该是与太阳高度成直角(即棚面角斜线面的法线与太阳射线重合)。如果按此理论,在我国北方高纬度地区建造日光温室,棚面要建造得很高大,这不仅造成造价过高,而且造成遮荫面积大和保温性能差等缺点。所以,在实际建造日光温室时,应按“冬至”节中午的入射角35~37度、在10时至14时的时间内对透射率影响不大的坡度,来缩小棚面角度。如宁夏第二代节能日光温室,正是依据上述理论和当地的地理纬度,以“冬至”中午时间的太阳入射角35~37度(即太阳光投射角度为55~53度)为设计参数来确定的棚面角度。
2、不同透光材料对透光量和光质的影响
太阳光直射到地面的光波长度在300~3000纳米(即0.3~3.0微米)之间。波长短于400纳
米的光为紫外线;波长400~700纳米的光为可见光,包括:、紫、兰、青、绿、黄、橙、红七光;波长700~3000纳米的光为红外线。而由地面向外辐射为长波长,一般在5000~10000纳米(即5~10微米)之间,称其为热线。不同的光质对蔬菜作物的生长发育有着不同的影响(参见表1)。
表1不同光质对绿植物的影响
光  质
波  长
(纳米)
对绿植物的影响
红外线
红  光
750以上
750纳米为吸收临界值,植物对这个临界值以上光能的吸收实际上等于零。
红  光
橙  光
750~600输出滤波器
增强叶绿体光合作用的能力,利于植物生长,是绿植物进行正常发育必不可少的光能。
红  光
绿  光
600~490
能使光合作用下降,生长减弱,但植物对绿光吸收最少。
红  光
兰  光
490~440
可活跃叶绿体的活动,促进植物营养生长。
紫  光
紫外线
440~280
植物形成素的主要光质,并促进维生素的形成和千物质的积累,防止徒长,使植物苗壮,binghai少,产量高。
不同的透光材料对不同波长的光质透过率不同;如醋酸乙烯和聚乙烯薄膜,具有透过紫外线的良好性能,而玻璃和聚氯乙烯对紫外线几乎严密隔绝;但聚氯乙烯薄膜和玻璃阻隔热线能力较醋酸乙烯和聚乙烯强(参见表2)。
表2不同透光材料的光线透过率(%)
项  目
单  位
聚氯乙烯
醋酸乙烯
聚乙烯
玻  璃
试样厚度
毫  米
0.1
0.1
0.1
3.光伏组件检测0
紫外线
280纳米
300纳米
320纳米
350纳米
0
20
25
78
76
84
81
84
55
60
63
66
0
0
46
80
可见光
450纳米
550纳米
650纳米
86
87
88
82
85
86
71
77
80
84
88
91
红外线
1000纳米
1500纳米
2000纳米
93
94
93
90
91
91
88
91
90
91
90
90
热  线
5000纳米
9000纳米
72
40
85
70
85
84
20
0
3、温室的方位、前后温室距离对光照的影响
在高纬度地区建造冬季栽培喜温性蔬菜用的日光温室,应特别注意温室的方位问题。因为纬度愈高,太阳高度愈低,建材的遮光面积愈大。因座北朝南东西向延长的日光温室,比三面透光南北向延长的冬暖型大棚优越,这种优越性的大致在北伟34.5度左右。所以在北纬35度以北地区宜建造座北朝南东西向延长的日光温室。因冬季的太阳高度低,尤其是离中午时间愈长的上午和下午时间,太阳高度愈低,投射的阴影愈长。所以,对于东西延长、南北连栋排列的日光温室来说,前排温室的后墙至后排温室前底脚的距离,应是前排温室“冬至”中午投射阴影的长度再加上1米。如果后排温室与前排温室相距过近,就会因前排温室在上午和下午遮后排温室的光,使连栋排列的温室内形成一条条的阴影,其光线分布不匀,降低东西向延长的优越性。
4、日光温室光照的分布
导致日光温室光照分布不均匀的原因主要有以下几个方面:
悬浮床(1)采光面角度的影响:透光棚面是弓形或略起拱的,因此在同一栋温室的透光棚面的不同部位,切线角度不同,导致光照差异,入射角大的(太阳投射角小的)部位光照差。
(2)温室内离采光面距离的影响:离透光棚面越远,光照越弱。如宁夏二代节能日光温室南部光照强,北部光照弱,有时可差50%以上。
(3)遮荫的影响:温室的东西两山墙造成的遮荫能使棚内的光照分布不均匀;温室的立柱等建材也造成遮荫。
(4)栽培管理方式的影响:棚内南北向行种植比东西向行种植受光均匀。架蔓的比匍匐蔓的受光均匀。
(二)日光温室光照的调节
1.选择适宜的建造场地  建造日光温室以不进行加温和人工补光为前提,必须选择冬季早春阴雨(雪雾)天较少,晴天多,光照百分率高的地区建造。建造场地前要无高大建筑物和树木遮荫,附近无烟尘较多的工厂,不靠近车辆过往频繁的道路,以防灰尘污染温室屋面薄膜。
  2.科学的采光设计 日光温室的方位角以正南或南偏东50、南偏西50比较理想。设计建造日光温室的关键是前屋面采光角的设计。全国日光温室协作网成立初期,以入射角40
0为参数进行采光设计,生产实践中发现,在黄淮海地区效果不理想;后又提出在以400为参数的合理屋面角的基础上增加采光屋面角50~70;再后来张真和提出合理采光时段屋面角的理论。
按入射角400设计采光屋面角在理论上是正确的,但是构成合理采光屋面角的时间太短,按照这一原理建造的日光温室,在冬季基本无持续阴雨(雪、雾)天气、日照百分率高的“三北”地区,进行反季节喜温蔬菜不加温生产的成功率高;而在冬春持续阴雨(雪、雾)天气较多,日照百分率较低的黄淮地区,温光效应差,进行反季节喜温蔬菜不加温生产的成功率就很低。合理采光时段屋面角指从10时到14时,4个小时入射角都小于400(表3)。
表3 合理采光屋面角与合理采光时段屋面角查对表
北纬
H0
h10
a0
500~h10
a
a~a0
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
33.50
32.50
31.50
30.50
29.50
28.50
27.50
26.50
25.50
24.50
23.50
26.670
25.810
24.950
24.090
23.220
23.350
电瓶修复器
21.490
20.610
19.740
18.870
17.990
16.50
17.50
18.50
19.50
20.50
21.50
22.50
23.50
24.50
25.50
26.50
23.330
24.190
25.050
25.91º
26.780
27.650
28.510
29.390
30.260
31.130
32.010
27.120
28.240
29.270
30.300
31.350
32.400
33.450
34.520
35.580
36.650
37.340
10.710
10.740
10.770
10.800
10.850
10.900
11.950
11.020
11.080
11.150
11.240
3.减少建材的遮荫部分  钢结构无柱日光温室,由于材质强度高,断面小,遮光部分少,透光率高。但是一次性投资多,目前不可能大面积发展,只有在竹木结构温室建造上进行改进。从提高透光率和便于作业角度考虑,最好采用加强桁架代替前屋面的立柱,桁架上设横梁,用小吊柱支撑拱杆,构成悬梁吊柱骨架。如果桁架采用钢管,可以不用立柱支撑。

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