学习情境二温度环境及其调控措施
一、园艺作物对温度环境的要求
（一）温度三基点
不同作物都有各自温度要求的“三基点”，即最低温度、最适温度和最高温度。园艺作物对三基点的要求一般与其原产地关系密切，原产于温带的，生长基点温度较低，一般在10℃左右开始生长；起源于亚热带的在15~16℃时开始生长；起源于热带的要求温度更高。因此，根据对温度的要求不同，园艺作物可分为耐寒性、半耐寒性和不耐寒性3类。
1．耐寒性作物
抗寒力强，生育适温15~20℃。这类植物的二年生种类一般不耐高温，炎夏到来时生长不良或提前完成生殖生长阶段而枯死。多年生种类或地上部枯死，宿根越冬，或以植物体越冬。这类园艺作物一般利用比较简易的保护设施如风障、阳畦、小拱棚等即可越冬栽培。如三色堇、金鱼草、蜀葵、韭菜、菠菜、大葱、葡萄、桃、李等。
2．半耐寒性作物
这类作物其耐寒力介于耐寒性与不耐寒性作物之间，可以抗霜，但不耐长期0℃以下的低温。一般在长江以南可露地越冬或露地生长，在北方需进行设施栽培。如紫罗兰、金盏菊、萝卜、芹菜、白菜类、甘蓝类、莴苣、豌豆和蚕豆等。这类植物其同化作用的最适温度为18~25℃；超过25℃则生长不良，同化机能减弱；超过30℃时，几乎不能积累同化产物。
3．不耐寒作物
在生长期间要求较高的温度，不能忍受0℃以下的温度，一般在无霜期内生长，多为一年生植物或多年生温室植物。其中喜温植物如报春花、瓜叶菊、茶花、黄瓜、番茄、茄子和菜豆等，它们的生长适温为20~30℃，当温度超过40℃时几乎停止生长，而当温度＜15℃时，生长不良或授粉、受精不好。所以，这类植物在北方以春播或秋播为主，避开炎热的夏季和寒冷的冬季。耐热植物最低温度到10℃时就会生长不良，如冬瓜、丝瓜、甜瓜、豇豆和刀豆等。它们在30℃时生长最好，40℃高温下仍能正常生长。喜温不耐寒的园艺作物，冬季生产只能在温室内进行，在高寒地区，还需进行补充加温，以保证其对温度的要求。
设施栽培应根据不同园艺作物对温度三基点的要求，尽可能使温度环境处在其生育适温内，即适温持续时间越长，生长发育越好，有利优质、高产。露地栽培适温持续时间受季节和天气状况的影响，设施栽培则可以人为调控。
（二）花芽分化与温度
各种园艺作物花芽分化的最适温度不同（表4－3），但总的来说，花芽分化的最适温度比茎叶生长的最适温度高。许多越冬性植物和多年生木本植物，冬季低温是必需的，满足必需的低
温才能完成花芽分化和开花。这在果树设施栽培中很重要，在以提早成熟为目的时，如何打破休眠，是果树设施栽培的首要问题，这就需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量（表4－4）。
二、园艺设施内的温度环境特点
（一）气温
1．室内气温高于外温
园艺设施内的气温远远高于外界温度，但是与外界温度有一定相关性。光照充足的白天，外界温度较高时，室内气温升高快，温度也高；外界温度低时，室内温度也低。但室内外温度并不呈正相关，因为设施内的温度完全取决于光照强度，严寒的冬季只要晴天光照充足，即使外界温度很低，室内气温也能很快升高，并且保持较高的温度。遇到阴天，虽然室外温度并不低，室内温度上升量也很少。
2．气温的日变化
太阳辐射的日变化对设施的气温有着极大的影响，晴天时气温变化显著，阴天不明显。塑料大棚在日出之后气温上升，最高气温出现在13时，14时以后气温开始下降，日落前下降最快，昼夜温差较大。温室内最低气温往往出现在揭开草苫前的短时间内，揭苫后随着太阳辐射增强，气温很快上升，一般情况下11时前上升最快，在密闭条件下每小时最多上升6~10℃，12时以后上升趋于缓慢，13时气温达到最高。以后开始下降，15时以后下降速度加快，直到覆盖草苫时为止。盖草苫后气温回升1~3℃，以后气温平缓下降，直到第二天早晨。气温下降的速度与保温措施有关。
刚盖完草苫气温回升，原因是日光温室的贯流放热是不断进行的，只是晴天白天太阳辐射能不断透入温室内，透入的太阳辐射能升温比贯流放热损失的热量大，室温不会下降。到了午后光照强度减弱，温度开始下降，降到一定程度要盖草苫保温，即阻止贯流放热。刚盖完草苫贯流放热量突然减少，而墙体、温室构件、土壤蓄热向空气中释放，所以短时间内出现气温回升（图4－2）。
3．气温在空间上变化
（1）垂直方向
白天气温在垂直方向上的分布是日射型，气温随高度的增加而上升；夜间气温在垂直方向上的分布是辐射型，气温随着高度的增加而降低；上午8时至10时和下午14时至16时是以下两种分布类型的过渡型。
（2）水平方向
南北延长的大棚里，上午东部气温高于西部，午后则相反，温差为1~3℃。夜间，棚四周气温比中部低，一旦出现冻害，边沿一带最先发生。日光温室内气温在水平方向上的分布存在着明显的不均匀性。在南北方向上，中柱前1~2m处气温最高，向北、向南递减。在高温区水平梯度不大，在前沿和后屋面下变化梯度较大。晴天的白天南部高于北部，夜间北部高于南部。温室前部昼夜温差大，对作物生长有利。东西方向上气温差异较小，只是靠东西山墙2m左右温度较低，靠近出口一侧最低。
4．逆温现象
园艺设施内还会产生“逆温”现象，一般出现在阴天后、有微风、晴朗夜间。在有风的晴天夜间，温室大棚表面辐射散热很强，有时棚室内气温反而比外界气温还低，这种现象叫做“逆温”。其原因是白天被加热了的地表面和作物体，在夜间通过覆盖物向外辐射放热，而晴朗无云有微风的夜晚放热更剧烈。另外，在微风的作用下，室外空气可以从大气反辐射补充热量，而温室大棚由于覆盖物的阻挡，室内空气却得不到这部分补充热量，造成室温比外温还低。10月份至翌年3月易发生逆温，逆温一般出现在凌晨，日出后棚室迅速升温，逆温消除。有试验研究表明，逆温出现时，设施内的地温仍比外界高，所以作物不会立即发生冻害，但逆温时间长了，或温度过低
就会出问题。
（二）地温
设施的地温不但是蔬菜作物生长发育的重要条件，也是温室夜间保持一定温度的热量来源。夜间日光温室内的热量，有近90％来自土壤的蓄热。
1．热岛效应
我国北方广大地区，进入冬季土壤温度下降很快，地表出现冻土层，纬度越高封冻越早，冻土层越深。日光温室采光、保温设计合理，室外冻土层深达1m，室内土壤温度也能保持12℃以上，设施内从地表到50cm深的地温都有明显的增温效应，但以10cm以上的浅层增温显著，这种增温效应称之为“热岛效应”。但温室内的土壤并未与外界隔绝，室内外土壤温差很大，土壤的热交换是不可避免的。由于土壤热交换，使大棚温室四周与室外交界处地温不断下降。
2．地温的变化
（1）水平方向
日光温室地温的水平分布具有以下特点：5cm土层温度在南北方向上变化比较明显，晴天的白天，中部温度最高，向南向北递减，后屋面下低于中部，但比前沿地带高。夜间后屋面下最高，向南递减。阴天和夜间地温的变化梯度较小。东西方向上差异不大，靠门的一侧变化较大，东西山墙内侧温度最低。塑料大棚内地温，无论白天还是夜间，中部都高于四周。
（2）垂直方向
园艺设施内的地温，在垂直方向上的分布与外界明显不同。外界条件下，0~50cm的地温随深度增加而增加，即越深温度越高，不论晴天或阴天都是一致的。设施内的情况则完全不同，晴天白天上层土壤温度高，下层土壤温度低，地表0cm温度最高，随深度的增加而递减；夜间以10cm深处最高，向上向下均递减，20cm深处的地温白天与夜间相差不大；阴天，特别是连阴天，下层土壤温度比上层土壤温度高，越是靠地表温度越低，20cm深处地温最高。这是因为阴天太阳辐射能少，气温下降，温室里的热量主要靠土壤贮存的热量来补充，因此，连阴天时间越长，地温消耗也越多，连续7~10天阴天，地温只能比气温高1~2℃，对某些作物就要造成危害。
二、园艺设施内的温度调节
（一）增温保温措施
1）采用优型结构
设计合理的采光角，增加进入室内的光量，使温度升高。
2）增大透光率
选用透光率高，耐老化的无滴膜；保持棚膜清洁；尽量减少建材的遮荫。
3）减少缝隙放热
密闭门窗；及时修补棚膜破洞；设作业间、缓冲带。
4）多层覆盖
利用小拱棚、二层幕、纸被、草苫等进行多层覆盖。
5）防寒沟
前底脚设防寒沟。
6）改善土壤结构
中耕松土，增加土壤的吸热、蓄热能力。
7）地膜覆盖
进行膜下暗灌，减少地面的蒸发和作物蒸腾。
8）地热线加温
9）临时加温
冬季寒流来临前用热风炉、煤气罐、炭火盆等进行临时辅助加温。
（二）降温措施
1．自然通风
（1）通风方法（动画4-2-2-1）
①带状通风
也称扒缝放风。通常在扣膜时就预留一条东西走向可以开闭的通风带，开闭处各粘合一条尼龙绳或撕裂膜，东西拉紧，下边一块固定在拱架上，上边一块压在下边的绳上，上下相互重叠30~40cm。通风时，扒开两膜绳，形成通风带。通风量可根据扒缝的大小随意掌握。
②筒状通风
又称烟囱式放风。在前屋面的高处开一排直径为30~40cm的圆形孔，然后粘合一些直径比开口稍大，长50~60cm的塑料筒，筒顶用直径8~10mm的铁线固定，需大通风时将筒口用竹杆支起，形成一个个烟囱状通风口；小通风时，筒口下垂；不通风时，筒口扭起。这种方法在温室冬季生产中排湿降温效果较好（图4－3）。
③底脚通风
多用于高温季节，将底脚围裙揭开，昼夜通风。
（2）通风原则
①逐渐加大通风量
每次通风时，不能一次开启全部通风口，而是先开1／3或1／2，经过一段时间后再开启全部风口。可将温度计挂在温室内几个不同的位置，以决定不同位置风口大小。进入春季，随着外界温度的升高，逐渐加大通风面积和通风时间，当外界夜温稳定在15℃以上时，就要昼夜通风。
②反复多次进行高效节能日光温室冬季晴天12:00~14:00之间室内最高温度可以达到32℃以上，此时打开通风口，由于外界气温低，温室内外温差过大，常常是放风不足半小时，气温已下降至25℃以下，这时关闭通风口，使温室贮热增温，当室内温度再次升到30℃左右时，重新放风排湿。这种放风管理应重复几次，使午后室内气温维持在23~25℃。由于反复多次的升温、放风、排湿，可有效地排除温室内的水汽量，二氧化碳气体得到多次补充，使室内温度维持在适宜温度的下限，并能有效地控制病害的发展和蔓延。遇多云天气，更要注意随时观察温度计，温度上来就放风，温度下降就闭风。否则，棚内作物极易受高温高湿危害。
③早晨揭苫后不宜立即放风排湿冬季外界气温低时，早晨揭苫后常看到温室内有大量水雾，若此时立即打开天窗排湿，外界冷空气就会直接进入棚内，加速水汽的凝聚，使水雾更重。因此冬季日光温室应在外界最低气温达到0℃以上时通风排湿。一般开15~20cm宽的小缝半小时，即可将室内的水雾排除。中午再进行多次放风排湿，尽量将日光温室内的水汽排出，以减少叶面结露。
④低温季节不放底风喜温蔬菜对底风（扫地风）非常敏感，低温季节生产原则上不放底风，以防各种真菌随风传入温室，病害发生蔓延。
2．强制通风大型连栋温室因其容积大，需强制通风降温。
3．遮光降温采用遮阳网、无纺布等不透明覆盖，或向棚膜上甩泥浆。
4．地面灌溉采用浇水、喷雾等方式，增加潜热消耗。
温室设施配臵及环境调控技术 一、温室外部结构优化及其环境调控 园艺作物温室栽培产量和品质除受气候、品种等因素影响外，与温室设施配臵和综合环境因子调控的智能化、专业化水平等也有很大关系。 温室设施结构、覆盖材料与光照强度的关系 温室采光性的优劣取决于温室布局的走向和坡面角度，采光最好的温室走向是东西走向，且以单栋的东西向温室为最好；其次是东西向的连栋温室和南北向的单栋温室，南北向的连栋温室透光性最差。东西走向的连栋温室受温室屋脊和天沟的水平结构影响，会造成室内光照的不均匀性，南北向将出现明显的强光带和弱光带。相对来说南北走向的温室，光的透过率比较均匀，只是南立面山墙处的光透过率到冬季会显著提高。 温室的覆盖材料中以玻璃的透光性为最好，单层膜的透光性也很好，双层中空阳光板和双层充气膜温室的透光性最差。实践证明，后两者覆盖材料的温室不仅光的折射损失很高，而且使用过程中水蒸气和灰尘进入夹层后不易排除，进而导致透光率迅速下降。到了冬季，室内光照即使在晴天中午，也达不到作物正常的光照需求。中空阳光板和双层充气膜只适宜于耐阴花卉和观叶植物的栽培养护。 此外，玻璃和普通塑膜温室，覆盖材料对紫外线的吸收率较高，使温室内的紫外线处于较低水平。适量的紫外线有利于花卉转色和病
害的预防。 温室夏季遮阳降温和冬季覆盖保温的调控原则 我国大部分地区每年夏季的6月至8月和冬季的12月至次年2月，温湿度差距很大，给温室运行带来一定难度。光照的强度不仅直接影响植物的光合速率，同时也间接影响室内的温、湿度变化。 虽然大型连栋温室已经配臵了降温和加温措施，但大多数生产者都比较关注室内的温度调节，容易忽视光照和湿度的协调控制。需要考虑的是：遮阳降温对光照的损失是否已经影响了园艺作物最大光合效率的发挥；风机和湿帘强制通风对温度和湿度的变化是否已经危及了园艺作物正常的生理；冬季温室保温的覆盖物晚揭早盖是否已造成作物的“光饥饿”等问题。 1.遮阳降温的调控原则启动遮阳降温对于种植喜阳花卉来说，应该是最后考虑的措施；对于一些喜阴花卉和观叶植物来说，则可首先启动，但都必须以满足植物对光照的最高需求（光饱和点以内）为调控原则。大多数花卉对光照和光质的要求较高，必须根据不同的品种设定最佳的光照管理指标，并实行智能化控制。尽管夏季温度偏高，但必须在早晚合适的时间段给予良好的透光条件，不能长时间依赖遮阳降温。同时，光照、温度和湿度的调控管理应该是同步的。 2.覆盖保温的调控原则温室的冬季保温措施对温室的光照损失不能忽视，如日光温室草苫的掀和盖、连栋温室的内遮阳和双层保温设施的开与闭的掌握，都应该要以满足光照为首要目标。光照是植物最重要的能量来源，满足一定的光照强度和光照时间才能使植物生长
学习情境三湿度环境及其调控措施 设施内由于覆盖物的阻隔，外界降雨对设施内的环境影响较小。水分来源主要包括以下三方面： 一是灌溉水，人工灌溉维持作物整个生育期的需要，多雨季节设施内受降雨影响小，生产上能保持稳定。二是地下水补给，设施外的降水由于地中渗透，有一部分横向传入设施内，同时地下水上升补给。三是凝结水，作物蒸腾及土壤蒸发散失的水汽在薄膜内表面凝结成水滴，再落入土壤中如此循环往复。此外在循环过程中，由于通风换气，使设施内的潮湿空气流向外部，必然要损失一部分水分。 一、园艺作物对水分的要求 （一）水分在园艺作物生长发育过程中重要作用 1 ?影响园艺作物的光合作用和物质代谢 园艺作物进行光合作用，水分是重要的原料，水分不足导致气孔关闭，影响C02的吸收，使光 合作用显著下降。植物体内的营养物质运输，要在水溶液中进行，缺乏水分，新陈代谢作用也无法进行。 2.影响园艺作物的产量 土壤湿度直接影响根系的生长和肥料的吸收，也间接地影响地上部的生育，如产量、色泽和风味等。蔬菜每生产1g干物质需要400?800g的水。土壤水分减少时，因不能补充蒸腾的水分，植物体内水分失掉平衡，根的表皮木质化，生长减退，甚至坏死。 3?影响园艺作物的产品质量 园艺作物的产品器官（菜、花、果）大多柔嫩多汁，与粮食作物很不相同。如果水分不足，细胞缺水，产品则会萎蔫，变形，纤维增多，色泽暗淡，失去特有的色、香、味。 4 ?水分过多易对园艺作物生长不利 空气湿度过大，易使作物茎叶生长过旺，造成徒长，影响了作物的开花结实。此外，高湿还易引起病害的发生和曼延。土壤水分过多会导致根际缺氧，土壤酸性提高而产生危害。 （二）园艺作物对水分的要求 一方面取决于根系的强弱和吸水能力的大小；另一方面取决于植物叶片的组织和结构，后者直接关系到植物的蒸腾效率。蒸腾系数越大，所需水分越多。根据园艺作物对水分的要求和吸收能力，可将其分为耐旱植物、湿生植物和中生植物。 1.耐旱植物 抗旱能力较强，能忍受较长期的空气和土壤干燥而继续生活。这类植物一般具有较强大的根系, 叶片较小、革质化或较厚，具有贮水能力或叶表面有厚茸毛，气孔少并下陷，具有较高的渗透压等。
随着农业的发展，作物种植逐渐从露天种植进入到了大棚种植，当然现代农业科学技术也在不断的发展。就比如设施农业自动控制系统，在现代设施农业中得到了广泛的应用，该系统的应用不仅提高了生产过程中的科学性，同时也最大限度的发挥了作为品种的生产潜力，提高了农作物的产量、品质，对于现代农业的可持续发展具有非常重要的意义。那么，设施农业自动控制系统具体是什么呢？ 简单来说，设施农业自动控制系统是采用传感器技术，采集温室内的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、二氧化碳、光照强度等实时环境数据，传输到控制中心，由中心平台系统将最新监测数据与预先设定适合农作物生长的环境参数与进行比较，如发现传感器监测到的数据与预设数值有了偏差，计算机会自动发出指令，智能启动与系统相连接的通风机、遮阳、加湿、浇灌等设备进行工作，直到大棚内环境数据达到系统预设的数据范围之内，相关设备才会停止工作。 通过以上的简单介绍，相信大家对设施农业自动控制系统已经有了一定的了解，实际上，目前已经有不少的地区利用设施农业自动控制系统等物联网技术在不断提高设施农业的科技含量，并有计划、有步骤地建设一批高标准、示范带动性强、辐射面广的科技示范基地。而随着技术的日趋完善，这些科技力量将会为农业产业规模的扩大和产业升级提供重要的技术支撑，并帮助实现我国农业的现代化。 而托普云农设施农业自动控制系统在温室大棚等规模化设施农业的应用，可以说真正实现了农业生产自动化、管理智能化，通过电脑、手机实现对温室大棚种植管理智能化调温、精细化施肥，可达到提高产量、改善品质、节省人力、降低人工误差、提高经济效益的目的，即使在作物不适合生长的季节，作物也能够高品质的产出，创造巨大的经济效益。 浙江托普云农科技股份有限公司，专业研发生产各类农业仪器，是集技术研发、生产销售、实施应用于一体的高新技术企业。更多详情可进托普云农网站咨询：https://www.doczj.com/doc/fd18123796.html,
农业生产技术的改进，主要沿着两个方向在进行：一是创造出适合环境条件的作物品种及其栽培技术；二是创造出使作物本身特性得以充分发挥的环境。而设施农业，就是实现后一目标的有效途径。 设施栽培是在一定的空间范围内进行的，因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响，比露地栽培要大得多。管理的重点，是根据作物遗传特性和生物特性对环境的要求，通过人为地调节控制，尽可能使作物与环境间协调、统一、平衡，人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件，从而实现蔬菜、水果、花卉等作物设施栽培的优质、高产、高效。 制定作物设施栽培的环境调节调控标准和栽培技术规范，必须研究以下几个问题： 1.掌握作物的遗传特性和生物学特性，及其对各个环境因子的要求。作物种类繁多，同一种类又有许多品种，每一个品种在生长发育过程中又有不同的生育阶段（发芽、出苗、营养生长、开花、结果等），上述种种对周围环境的要求均不相同，生产者必须了解。光照、温度、湿度、气体、土壤是作物生长发育必不可少的5个环境因子，每个环境因子对各种作物生育都有直接地影响，作物与环境因子之间存在着定性和定量的关系，这是从事设施农业生产所必须掌握的。 2.研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点，阐明形成各种环境特征的机理。摸清各个环境因子的分布规律，对设施内不同作物或同一作物不同生育阶段有何影响，为确立环境调控的理论和基本方法、改进保护设施、建立标准环境等提供科学依据。 3.通过环境调控与栽培管理技术措施，使园艺作物与设施的小气候环境达到最和谐、最完美的统一。 在摸清农业设施内的环境特征及掌握各种园艺作物生育对环境要求的基础上，生产者就有了生产管理的依据，才可能有主动权。环境调控及栽培管理技术的关键，就是千方百计使各个环境因子尽量满足某种作物的某一生育阶段，对光、温、湿、气、土的要求。作物与环境越和谐统一，其生长发育也越加健壮，必然高产、优质、高效。
第一章绪言 设施农业环境工程学：是在充分掌握农业生物生长发育与各环境因素相作用的基础上，研究如何采用经济和有效的环境调控工程技术与设备，创造优于自然界的、更加适于农业生物生长发育和产品转化的环境条件，提高农业产品生产效率的一门学科。 环境：指围绕着生物体周围的所有事物。 设施农业环境工程学所关注的环境因素：温度、湿度、光照、热辐射、空气、土壤和水的运动状态等。 影响和决定农业生物的生长发育、产品产量和品质的各种因素可以概括为遗传和环境两个方面。 设施农业环境工程内容： 1.温室内光、热、水、气、土五大因素的基本特征与变化规律。 2.温室内五大因素与作物生态发育的关系。 3.温室环境因子进行调控的设备与技术。 4.环境自动监测与控制系统。 5.能源开发与利用。 设施农业环境工程在农业生产中的作用： 1.打破季节限制，实现动植物周年生产 2.采用标准化管理，实现高产、优质、高效生产 3.节约能源与光源，提高农业生产产值 存在的问题： 1.数量较大，质量较差 2.设施种类齐全，内部功能较差 3.种植种类较多，栽培技术不规范 发展趋势： 1.开发新型温室结构，制定设施标准体系 2.开发设施内环境控制技术与设备 3.开发与应用设施生产机械作业技术 4.培养设施农业管理的专门人才 5.研究与开发植物工厂化生产技术体系。 第二章设施光环境及其调控 第一节 辐射：物体以电磁波方式向外传递能量的过程。被传递的能量称为辐射能。 太阳光波长的单位通常用纳米（nm）表示,1nm=10-9m。狭义的太阳光是指可见光，波长在380~760nm之间，广义的太阳光应包含所有的辐射。波长250~380nm的辐射称为紫外光、380~760nm的辐射称为可见光，760nm以上的辐射光称为红外光，4000nm以上的辐射被称为长波辐射。 一、太阳辐射的光谱能量分布（课本P9） 二、太阳辐射强度 以电磁波形式发射、传播或接受的能量称为辐射能（Qe）单位焦耳（J）。单位时间内发射、传播或吸收的辐射能称为辐射功率又称辐射通量（Φe）单位瓦（W）。点辐射强度（Ie）单位（W/sr）。单位时间内到达或通过单位面积的辐射能定义为辐射密度，又称为辐射照度或辐射强度（I）,单位（W/m2）。对植物光合作用有效的辐射波称为光合有效辐射（PAR）,单位（W/m2）。到达或通过单位面积的光通量称为辐射照度，单位勒克斯（lx）。
学习情境一光照环境及其调控措施 知识要点： 1. 学会设施内光照环境的特点及其调控措施； 2. 学会设施内温度环境的特点及其调控措施； 3. 学会设施内湿度环境的特点及其调控措施； 4. 学会设施内气体环境的特点及其调控措施； 5. 学会设施内气体环境的特点及其调控措施； 6. 了解常见的灾害性天气 技能要点： 1. 能对设施内的各个环境特点进行检测； 2. 会根据测出的环境特点进行合理地调控。 3. 能在灾害性天气来临之前做好预防工作。 园艺设施是在人工控制下的半封闭状态的小环境，其环境条件主要包括光照、温度、水分、土壤、气体、肥料等。园艺作物生长发育的好坏，产品产量和质量的高低，关键在于环境条件对作物生长发育的适宜程度。日光温室在建造前要考虑结构的优化设计以创造良好的环境条件，建成以后主要日常管理就是对环境条件进行调节控制，才能保证为园艺作物生长发育创造最佳环境条件，以达到早熟、丰产、优质、高效的目的。但温室内的环境条件调控十分复杂，一方面各环境条件之间相互影响、制约，不能忽视其中任何一方面；另一方面，又要考虑作物种类、生育阶段、栽培方式等方面的因素。因此，只有对环境条件进行综合调控，才能获得理想效果。 光照条件对日光温室的园艺作物生产起主导作用。一方面光照是日光温室的唯一热源，光照条件好，透入温室内的阳光多，温度就高，对作物的光合作用也越有利。另一方面，光照是蔬菜作物光合作用的能源，光照条件的好坏直接影响到作物光合作用的强弱，从而明显影响到产量的高低。 一、园艺作物对光环境的要求 （一）园艺作物对光照强度的要求 光照强度主要影响园艺作物的光合作用强度，在一定范围内（光饱和点以下），光照越强、光合速率越高，产量也越高。温室蔬菜的产量与光照有密切关系，如番茄每平方米接受100mJ的产量为2.01~2.65㎏／m2，降低光照6.4％和23.4％，其产量分别损失7.5％和19.5％，黄瓜也有类似的情况。
设施农业-光照及其调控措施
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学习情境一光照环境及其调控措施 知识要点： 1．学会设施内光照环境的特点及其调控措施；? 2. 学会设施内温度环境的特点及其调控措施；? 3. 学会设施内湿度环境的特点及其调控措施； 4. 学会设施内气体环境的特点及其调控措施；? 5. 学会设施内气体环境的特点及其调控措施； 6. 了解常见的灾害性天气 技能要点: 1. 能对设施内的各个环境特点进行检测;?２．会根据测出的环境特点进行合理地调控。? 3. 能在灾害性天气来临之前做好预防工作。 园艺设施是在人工控制下的半封闭状态的小环境，其环境条件主要包括光照、温度、水分、土壤、气体、肥料等。园艺作物生长发育的好坏，产品产量和质量的高低，关键在于环境条件对作物生长发育的适宜程度。日光温室在建造前要考虑结构的优化设计以创造良好的环境条件，建成以后主要日常管理就是对环境条件进行调节控制，才能保证为园艺作物生长发育创造最佳环境条件，以达到早熟、丰产、优质、高效的目的。但温室内的环境条件调控十分复杂,一方面各环境条件之间相互影响、制约,不能忽视其中任何一方面；另一方面，又要考虑作物种类、生育阶段、栽培方式等方面的因素。因此,只有对环境条件进行综合调控,才能获得理想效果。 光照条件对日光温室的园艺作物生产起主导作用。一方面光照是日光温室的唯一热源,光照条件好，透入温室内的阳光多,温度就高,对作物的光合作用也越有利。另一方面，光照是蔬菜作物光合作用的能源，光照条件的好坏直接影响到作物光合作用的强弱，从而明显影响到产量的高低。 一、园艺作物对光环境的要求 （一）园艺作物对光照强度的要求 光照强度主要影响园艺作物的光合作用强度,在一定范围内（光饱和点以下),光照越强、光合速率越高，产量也越高。温室蔬菜的产量与光照有密切关系,如番茄每平方米接受100ｍJ的产量为2．０1~2.6５㎏／m2,降低光照６.4％和23.4％,其产量分别损失7.５％和１9.5％,黄瓜也有类似的情况。 光照强弱除对植物生长有影响外，对花色亦有影响，这对花卉设施栽培尤为重要。如紫红色的花是由于花青素的存在而形成的，而花青素必须在强光下才能产生,散射光下不易产生。因此，开花的观赏植物一般要求较强的光照。
设施环境调控技术 摘要在设施环境栽培中,温度、光照、水分、气体和土壤起到非常重要的作用。分别论述了温度、光照、水分、气体、土壤等环境调控技术,以期在作物的不同生长阶段、时段,科学调控每个环境因子的参数指标,达到设施栽培的高产、高效、高创收的目标。 关键词设施环境调控;温度;光照;水分;气体;土壤 设施园艺实现了可调控内部环境因子量值、改善内部作物生长环境的小型人造“温室效应”,打破地域、气候、环境差异,创造作物正常生长的环境载体。通过配套设备或设施分别调控与控制各个环境因子(温度、光照、水分、气体、土壤、生物)的量值幅度与状态,给作物提供最佳的适宜生存环境,以达到市场供求及个别需求,实现经济收益。 1温度环境调控 温度是影响作物生存和生长发育的主要环境因子之一。作物从萌芽到成熟的各个生长发育阶段,体内一切生理生化过程,都有一定的“三基点”温度要求。根据作物对温度的不同要求,分为耐寒性、半耐寒性、不耐寒性等3类作为温度管理的主要依据。在设施栽培中,目前主要推广的是棚室四段变温管理,即把一昼夜24h分成4个阶段,上午、下午、前半夜和后半夜。上午以促进作物的光合作用为目标,进行高温管理;下午和前半夜温度逐渐降低,以便把光合产物运送到各个器官;后半夜在保证作物正常生长的前提下,进行低温管理,防止消耗更多的养分。 1.1温室加温 冬季,温室内部温度受到室外自然环境的影响而降低,可能降至作物生长温度最低基点以下,若不及时采取加温措施,将很难维持作物正常生长所要求的温度环境,因此需要加温。一是空气加温。常用的主要有热水供暖系统和热风供暖系统。前者主要热媒为水,介质热容量较大,系统热稳定性较高,适应范围较广;后者热媒为空气,介质热容量较小,热稳定性较低,适用于短时间补充热量,用以短期维持室内空气温度保持相对稳定或提高。二是土壤加温。多采用土壤下埋入电热线和埋设酿热物。前者又称电热温床,使电能转化成热能,实现土壤温度的自动调节,保温效果好,设备简单,用途广泛。后者温室土壤下面埋1层酿热物,既能提高地温(10cm 深土层温度提高1.5~2.0℃),又能补充二氧化碳,从而提高作物产量。 1.2温室降温 温室的降温在夏季尤为重要,降温的措施主要有:一是通风换气,包括自然通风和强制通风;二是遮阳降温,主要包括设置内、外遮阳幕系统、采用布织布覆盖、
设施农业复习资料 一、名词解释 1 温室是指采用透光覆盖材料作全部或部分围护结构材料，可供冬季或其它不适宜栽培植物的寒冷季节（或地区）栽培植物的设施。 2 聚氯乙烯（ PVC ）塑料薄膜：它是在 PVC 树脂中加入增塑剂，稳定剂，功能性助剂，经压延成膜的一类塑料薄膜。 3 渗灌：是通过埋在土壤表面以下的渗管或渗头等将水灌到土中的一种灌溉系统。这种灌溉系统作业时不会影响耕作，且灌水不易蒸发。 4 临界控制：指温室只具备加热器和通风设备，当温度低于某一临界值时，起动加热器，当温度高于某一临界值时，起动通风设备，在上下临界值之间不进行控制，这种温室环境控制称为临界控制。 5 保温面积比：温室的建筑面积与外围护结构面积的比值称为保温面积比。 6 精量播种生产线：该生产线包括基质筛选—基质混拌—基质提升混装料箱—穴盘装料—基质刷平—基质压穴—精量播种—穴盘覆土—基质刷平—喷水等工艺过程，播种准确性高于 95%，可播种除黄瓜外的各种蔬菜种子，播种速度为 6 盘 /分。 7 无滴膜（双防农膜）：在 PVC 或 PE 原料中加入耐老化及流滴剂等功能性助剂而制成的农膜。这种膜同时具有防老化和流滴特性，耐侯性、透光性和保温性好，是目前性能较全、使用广泛的农膜品种。 8 温室透光率：指透进温室内的光亮占室外光亮的百分率。 9 环境控制：指利用各种手段来影响温室内部的环境条件，最终目标是提供作物生长适宜的条件。 10 滴灌：又称滴水灌溉，是通过出水孔口非常小的滴头或滴水带把水一滴一滴均匀而缓慢的滴在作物根部的土壤中。 11 温室气肥：指二氧化碳肥料。 12 自动控制中的闭环系统：指具有控制结果返回信息的自动控制系统。 13 设施农业：是用一定设施和工程技术手段改变自然环境，在环境可控条件下，按照动植物生长发育要求的最佳环境（光照、温度、湿度、营养等），以最少资源投入，进行生产的现代农业。 14 连栋温室：将两栋以上的单栋温室在屋檐处连接起来，去掉相连接处的侧墙，加上檐沟（天沟）而构成的温室称为连栋温室。 15 最适控制：在植物的临界上下限温度区设置最佳温度及其它要素的量值，以获得最佳产量输出的控制水平称为最适控制。 16 穴盘育苗：指在多孔穴盘中以泥碳、蛭石、珍珠岩等混合材料为基质进行机械化播种和工厂化育苗的一种现代化育苗生产体系。 17 脉冲式微灌系统：是微灌中的又一种新的灌水形式。它通过水的自压形成脉冲能，以连续积累和释放的方式将灌溉水冲出灌水器的微灌系统。 二、简述题 1、简述防寒保温外覆盖材料的种类。 答：防寒保温的外覆盖材料有以下几类：1）草帘和草苫： 2）纸被： 3）棉被： 4）化 纤保温毯和化纤保温被。 2、简述温室通气窗的做法。答：通气窗的作法分为三种： 1）设置进风口。进风口应设置在温室的最低部位，砌墙时一并砌好。外口应在距地平10cm 高处，以防雨水内灌。 2）设置出气天窗。出气天窗应设在温室的最高部位。 3）立面窗子。温室立面窗子最好都作成活扇，并在大扇活窗上再作2?3个小扇活窗。 3. 简述竹木结构拱圆型大棚的构建。 答：大棚立柱、拱杆、拉杆均为竹木。立柱用5－ 8cm 粗的木杆或竹竿以承担荷载；拉杆用
设施农业的概念及主要类型 设施农业属于高投入高产出，资金、技术、劳动力密集型的产业。它是利用人工建造的设施，使传统农业逐步摆脱自然的束缚，走向现代工厂化农业、环境安全型农业生产、无毒农业的必由之路，同时也是农产品打破传统农业的季节性，实现农产品的反季节上市，进一步满足多元化、多层次消费需求的有效方法。 设施农业是个综合概念，首先要有一个配套的技术体系做支撑，其次还必须能产生效益。这就要求设施设备、选用的品种和管理技术等紧密联系在一起。设施农业是个新的生产技术体系，它的核心设施就是环境安全型温室、环境安全型畜禽舍、环境安全型菇房。它采用必要的设施设备，同时选择适宜的品种和相应的栽培技术。 设施农业从种类上分，主要包括设施园艺和设施养殖两大部分。设施养殖主要有水产养殖和畜牧养殖两大类。 设施园艺按技术类别一般分为玻璃/PC板连栋温室(塑料连栋温室)、日光温室、塑料大棚、小拱棚(遮阳棚)四类。 ①玻璃/PC板连栋温室具有自动化、智能化、机械化程度高的特点，温室内部具备保温、光照、通风和喷灌设施，可进行立体种植，属于现代化大型温室。其优点在于采光时间长，抗风和抗逆能力强，主要制约因素是建造成本过高。福建、浙江、上海等地的玻璃/PC板连栋温室在防抗台风等自然灾
害方面具有很好的示范作用，但是目前仍处在起步阶段。塑料连栋温室以钢架结构为主，主要用于种植蔬菜、瓜果和普通花卉等。其优点是使用寿命长，稳定性好，具有防雨、抗风等功能，自动化程度高；其缺点与玻璃/PC板连栋温室相似，一次性投资大，对技术和管理水平要求高。一般作为玻璃/PC板连栋温室的替代品，更多用于现代设施农业的示范和推广。②日光温室的优点有采光性和保温性能好、取材方便、造价适中、节能效果明显，适合小型机械作业。天津市推广新型节能日光温室，其采光、保温及蓄热性能很好，便于机械作业，其缺点在于环境的调控能力和抗御自然灾害的能力较差，主要种植蔬菜、瓜果及花卉等。青海省比较普遍的多为日光节能温室，辽宁省也将发展日光温室作为该省设施农业的重要类型，甘肃、新疆、山西和山东日光温室分布比较广泛。③塑料大棚是我国北方地区传统的温室，农户易于接受，塑料大棚以其内部结构用料不同，分为竹木结构、全竹结构、钢竹混合结构、钢管(焊接)结构、钢管装配结构以及水泥结构等。总体来说，塑料大棚造价比日光温室要低，安装拆卸简便，通风透光效果好，使用年限较长，主要用于果蔬瓜类的栽培和种植。其缺点是棚内立柱过多，不宜进行机械化操作，防灾能力弱，一般不用它做越冬生产。④小拱棚(遮阳棚)的特点是制作简单，投资少，作业方便，管理非常省事。其缺点是不宜使用各种装备设施的应用，并且劳动强度大，抗灾能力差，增产效果不显著。主要用于种植蔬菜、
微喷灌水器的设计及应用（旋转式微喷头） 一、旋转式微喷头 旋转式微喷头的主要特征是微喷头中设有运动部件，辅助水流成束状喷出并产生旋转。旋转式微喷头的喷洒图形一般呈圆形或扇形。依据不同的原理，旋转式微喷头有多种，但均用了水的反作用力，及水流流经可以转动的弯曲流道或可产生反作用效果的专用部件时，水的反作用力，使喷嘴产生转动，喷洒出水束随之做周向运动。并用喷洒的方式消能。 旋转式微喷头的特点为：①出流流道相对较长，可有较远的射程；②水束做周向运动，降水强度大大降低。通过对出流流道的专门设计，可以获得不同降水曲线和满足不同的用途，从而获得较高的均匀度。 微喷灌与滴灌相比，微喷灌的湿润面积较滴灌大，这样有利于消除含水饱和区，使水分能被土壤随时吸收，改善了根区的通气条件，可以调节田间小气候。且微喷灌适用于育苗和片状种植的叶菜类植物。鉴于微喷灌和旋转式喷头的各种特点，我选择设计旋转式微喷头。 二、旋转式微喷头设计及工作性能的主要参数（一）、工作压力H 工作压力是指微喷头水流入口处的水流压力，由于此处距喷嘴的距离很短，实用中往往可以反映喷嘴处的压力大小。工作压力影响微喷头性能的关键参数，
微喷头的流量和雾化程度均随工作压力的升高而增加。设计时通常将微喷头进水口处的工作压力当作喷嘴的工作压力。且工作压力的设计不应过大，虽然喷洒水的粉碎性好，但射程小，可能使水量分布图产生极大的变化。因此，通过查相关资料，选取旋转式微喷头的工作压力为200kp ,通过转换运算。P=ρgh ，得到h=20.41ｍ (二)、流量q 根据旋转微喷头的特性，选择了大旋轮微喷头，即旋选用微喷头流量为50L/h 的旋转微喷头, 该微喷头在200Pa 工作水头时的流量为50L/h ， 湿润直径为8.0m (三)、孔口直径 其工作水头是20.41m ，孔口流量为50/h ，管嘴特性的流量系数Cq 取为0.7。 根据滴头流量计算公式gH KaC q q 2=有： 41.2081.927.0106.3056??????=a 可解的滴头的流到面积为：299.0mm a = 进而可求滴头流到的直径为：mm d 12.114.3/99.0*4== 旋转微喷头的具体形式和生产性图纸见图一和图二。 三、利用所设计旋转微喷头进行微喷灌工程设计 （一）、基本情况 北方有两个日光温室，种植番茄，此温室使用微喷灌的方式灌溉。温室的土壤为沙壤土，温室长为30m ，宽为10m ，两温室间距为1m ，温室墙体厚1m ，
学习情境五园艺设施气体环境及其调节控制 园艺设施内的气体条件不如光照和温度条件那样直接地影响着园艺作物的生育，往往被人们所忽视。但随着设施内光照和温度条件的不断完善，保护地设施内气体成分和空气流动状况对园艺作物生育的影响逐渐引起人们的重视。设施内空气流动不但对温、湿度有调节作用，并且能够排出有害气体，同时补充CO2，这对增强园艺作物光合作用，促进生育有重要意义。所以，为了提高园艺作物的产量和品质，必须对设施环境中的气体成分及其浓度进行调控。 一、园艺设施的气体环境及其特点 （一）氧气（O2） 园艺作物生命活动需要氧气，尤其在夜间，光合作用因为黑暗的环境而不再进行，呼吸作用则需要充足的氧气。此外，根系的形成和种子的萌发，都需要有足够的氧气。 （二）二氧化碳（CO2） CO2是绿色植物光合作用的主要原料，自然界中CO2的浓度为0.03％，一般蔬菜作物的CO2饱和点是1％~1.6％，显然不能满足需求。但露地生产中从来表现不出CO2不足现象。原因是空气流动，作物叶片周围的CO2不断得到补充。而设施生产是在封闭或半封闭条件下进行的， CO2的主要来源是土壤微生物分解有机质产生或作物呼吸产生的，冬季很少通风，CO2得不到补充，常使植株处于CO2饥饿状态，作物产量下降。 1．CO2浓度的日变化 温室早晨揭苫有CO2浓度最高，一般可达到1％~1.5％。揭苫后随着光照强度增加，温度升高，作物光合作用增强，CO2浓度迅速下降。如不通风，到上午10时左右浓度最低，达0.01％，比大气中还低，造成“生理饥饿”，严重地抑制了光合作用。到了夜间，作物呼吸作用放出CO2，土壤微生物活动也会放出CO2，温室又处于密闭状态，所以夜间CO2浓度最高，比一般空气中的含量高3~5倍。如图4－8。
1 引言 随着控制技术、Internet和移动通信技术的飞速发展，农业生产的自动化、信息化水平不断提高，“可控环境农业”的研究已经越来越为人们所重视。如何方便有效地对温室环境进行监测和控制，如何提高农业生产的信息化水平是目前可控环境农业研究的重点。本章简要说明了课题的研究背景和现实意义，并综述了温室环境监控技术的研究现状和发展趋势，在此基础上提出了本文的研究内容。 1.1 远程温室监测系统的应用现状及发展前景 自20世纪80年代以来，我国工程科技人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，进行了温室中温度、湿度和二氧化碳等单项环境因子控制技术的研究，希望通过改变植物生长的自然环境、创造适合植物最佳的生长条件、避免外界恶劣的气候，达到调节产期、促进生长发育、防治病虫害等目的。由此而引发的各种温室测控技术的实际应用与研究也取得了长足发展。发达国家已经向高层次的自动化、智能化方向发展，形成了现代化水平高，比较完善的技术体系[1]。我国温室测控技术应用研究虽然也取得了一定的进展，但是与发达国家相比依旧存在较大差距。随着世界设施农业栽培技术发展迅速，温室面积和产量大幅增加，对各种温室测控技术以及与之紧密相关的通信技术的研究，已经引起该领域内的专家学者的广泛关注。 1.2 国内外温室测控技术 1.2.1 国外温室测控技术研究状况 发达国家如荷兰、美国、英国等都大力发展集约化的温室产业，温室内温度、湿度、光照、CO2浓度、水、气、营养液等实现计算机调控。荷兰在1974年首次研制出计算机控制系统CECS。l978年日本东京大学的学者研制出微型计算机温室综合环境控制系统。目前，日本、荷兰、美国等发达国家可以根据温室作物的特点和要求，对温室内的诸多环境因子进行环境控制。 在日本，作为设施农业主要内容的设施园艺相当发达，塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用，设施栽培面积位居世界前列。蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施栽培生产。针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境。日本有关部门进行了如下几种设施项目的研究。主要有设施内播种装置、苗灌水装置、换气扇的旋转和遮光装置的开闭装
国内外农业设施的发展现状 设施栽培是指在外界自然条件不适宜作物生长的季节,采用地膜覆盖、塑料中小棚、塑料大棚、温室或连栋温室等人工设施及相关联的加温保温、降温降湿、通风遮光等设备装置,为作物生育创造一个相对稳定、适宜的环境条件,达到增加产量、改善品质的目的,系属设施园艺的范畴 ; 是当今世界各国最有活力的新兴产业之一,是向人们提供大量无污染新鲜洁净农产品最为有效的栽培或养殖方式, 能大幅度增加农产品的产量并改进提高质量。 自 20世纪 50年代以来,世界上许多国家的设施农业得到了很快的发展,目前设施农业发达的国家有荷兰、以色列、美国、日本、法国、西班牙、澳大利亚、英国、加拿大、韩国等。它们基本上已实现了技术配套、设备完善、生产规范化和系统化,质量的优质,可靠和保证性强,自动化、智能化等高科技的全新技术体系的设施农业。其中以色列的灌溉技术, 特别是滴灌技术和设备发展很快处于世界先进水平 ; 日本的被称为第 4高技术农业的“植物工厂”,已在日本普及, 其通过计算机将温度、湿度、 CO:浓度和肥料控制在最适合蔬菜生长发育的水平 ; 美国设施专用品种选育研究及其开发的高压雾化降温、加温系统和夏季降温用的湿帘降温系统处于世界领先地位 ; 荷兰的设施环境条件自动控制技术与规范化、定量化栽培技术水平均处于世界的前列 ; 韩国这几年来, 设施栽培综合环境控制水平有了很大的提高, 其中暖房、换气、灌水、 CO:浓度、窗帘的开闭等设施发展很快,已具有较高的水平。 我国设施栽培历史悠久,但现代设施栽培起步较晚。 20世纪 50年代末中国出现了塑料棚和日光温室 , 对解决中国北方冬、春季的蔬菜供应起到了较大的作用。我国第一栋现代化连栋加温温室是 1977年在北京卤玉渊潭公社建成的。到了80年代后期, 特别是 90年代初, 随着我国市场经济体制的确立以及农业种植结构的调整, 设施栽培面积迅速扩大。据统计, 20世纪末设施栽培面积已达 133.31万hrnZ , 占世界设施栽培面积的 50%,居世界之首。 2010~2011年度我国设施栽培面积将超过1“ .710万腼 2, 2030~2031年度可望达到 200, 10万 hmZ 川。但与发达国
设施农业控制系统调控大棚温度 温室大棚已经成为我国设施农业的一个重要部分，而随着科学技术的发展，温室大棚也在发生这一些改变，主要是在温室环境的监测和控制方面，温度的控制是中是管理者非常关注的一个问题，应用设施农业控制系统就能无线调控温室温度，不仅实现了温室环境的智能化控制，大棚的无人值守，而且还可以通过手机来对大棚及相应的设备进行操控，非常方便。 设施农业控制系统利用放置在温室大棚中的气温、空气湿度、土壤湿度等传感器实时采集数据信息，并利用无线传输技术及时将这些信息传输到温室控制系统主站，这样种植户在电脑前就能看到各个大棚的信息，通过手动或自动的方式来开启/关闭卷帘、浇水、增降温和通风等设备，就能起到温室自动化调控的效果。 夜间夜间基本没有光照，若温度过高，蔬菜植株的呼吸作用一直维持在高强度，会使白天制造的有机营养大量消耗，导致植株细弱、落花落果严重。而人工监测的方式很难做到及时性，稍有懈怠，就可能造成大的经济损失，因此在当前大规模的温室大棚生产中，普遍是采用设施农业控制系统这样的智能控制方式来调节大棚温度变化，而利用设施农业控制系统控制大棚温度的优势也非常明显，主要表现在以下几个方面： 1、设施农业控制系统的应用，实现了温室大棚的温度设定和温度自主控制，能够解决冬季温室种植者经验缺乏带来的困扰。 2、利用设施农业控制系统，除了能够将温度调节到更适宜作物生长的温度，还可调节至不适宜微生物生存的温度，与其他化学防治病虫害的方法相结合，能有效提高冬季温室大棚农作物的安全生产。
3、温室大棚中使用设施农业控制系统，安全性极高，不产生烟气、一氧化碳及碳的排放，对人无害，可放心在温室大棚中进行作业，同时在保护环境和维护生态平衡上也起到了重要作用。 4.温室大棚中使用设施农业控制系统，只需要自动控制，不要人工过度投入，能大幅度降低劳动成本。 由此可见，利用设施农业控制系统控制大棚温度的优势是十分明显的，而随着农业结构的调整，设施农业的规模也在不断扩大，设施农业控制系统目的就是要在降低生产成本的同时，保证农业生产的顺利进行。
节能日光温室环境智能监控系统 建 设 方 案 技术支持：浙江托普云农科技股份有限公司
目录 第一章托普简介及企业资质 公司简介 浙江托普云农科技股份有限公司（原浙江托普仪器有限公司）位于素有“人间天堂”美誉的杭州。杭州市国家信息化试点城市、电子商务试点城市、电子政务系统试点城市、数字电视试点城市和国家软件产业化基地、集成电路设计产业化基地。优越的天时地利人和环境助长了托普的飞速发展。 浙江托普云农科技股份有限公司是一家致力于中国农业信息化发展的国家高新技术企业，创新地将物联网、云计算等最新信息技术运用于农业领域，助推我国农业现代化发展。公司以先进的感知监测产品，前沿的云计算运用，领先的物联网技术及其系统集成为核心，为种植业（大田，联栋温室大棚）、水产养殖、畜牧养殖及食品安全溯源等领域提供标准、个性化的解决方案。 托普云农科技股份有限公司潜心十年，专注于农业领域，立足农业物联网关键技术的研发，通过应用示范，探索农业物联网的产业化应用。如今我司已在全国各地实施了近百个农业物联网示范基地，拥有（顶层设计-方案制定-实施应用-技术支持）全套服务的丰富经验。是国内农业物联网领域拥有核心技术和丰满实践经验的先行者，更是我国“智慧农业”建设的倡导者和推动者。 公司目前拥有员工300余名，其中研发技术人员近百人，项目施工及售后50余人。迄今已荣获国家发明专利2项、国家实用新型专利25项、产品软件着作权30余项、软件产品登记证书13项，拥有大量完全自主知识产权的技术和产品。目前正在筹建院士工作站和博士后工作站。 与时俱进，开拓创新，托普云农将与您一起携手为中国农业的现代化和信息化不懈努力。 公司资质:
第一章设施农业环境概述 一、设施农业概述 （一）设施农业的含义和包含的内容 ?定义--是指有一定设施,能在局部范围内改造和创造最优的动植物生长发育的环境条 件而进行高产、优质、高效生产的农业。 ?设施的含义非常广，包括简易的地面覆盖；地膜覆盖；塑料中、小棚；塑料大棚； 温室（日光温室、现代化温室）等。其中，塑料大棚和温室是目前最主要的设施类型。 地膜覆盖的方式: (d平畦覆盖) 地膜的种类：1.无色透明地膜2.有色膜3.特种地膜（除草膜、光解膜、有孔膜） 塑料大棚 ?按棚顶形状可分为：拱圆形、屋脊形 ?按骨架材料可分为：竹木结构、钢筋混凝土结构、钢架结构、钢竹混合结构等。 ?按连接方式可分为：单栋大棚、双连栋大棚、多连栋大棚 设施农业包括 ?设施栽培——目前主要是蔬菜、花卉、瓜果类的设施栽培，主要的设施有各类塑料棚、各类温室和人工气候室。 ?设施养殖——目前主要是畜禽、水产品和特种动物的设施养殖，主要设施有各类保温、遮荫棚舍和现代集约化饲养畜禽舍及配套设施设备。 设施农业的作用 ?土地利用率大大提高。 ?增强抗自然灾害(大风、干热、冰雪等)的能力。 ?便于工厂化生产。可以一年四季有优质农产品满足市场需求，还可大量生产反季节、 无公害的名、优、特食品。
（二）设施农业的发展状况 1、国外设施农业发展现状 ?设施建设日趋大型化。 ?向管理信息化、控制自动化、生产机械化方向发展。 ?植物工厂技术和无土栽培技术发展迅速。 ?美国走“宜地种植”的道路，设施面积不大（2006年统计2.7万hm2)，但设备技术 一流； ?日本设施先进，但面积在逐渐缩小； ?荷兰号称“Greenhouse Kingdom”，是当今世界温室业最发达的国家之一。现有大 型连栋温室17000hm2，占世界玻璃温室的1/4。 （1）我国设施园艺近年来发展特点： ◆发展速度快 ◆区域化、规模化分布明显 ◆设施档次和标准不断提高 ◆设施生产效益在逐年提高 ◆以蔬菜生产为主体 （2）我国设施园艺近年来取得的主要成就 成果1.设施与环境工程技术研究与开发 成果2.种苗工程技术研究与开发 成果3.种植工艺工程技术研究与示范 成果4.环境逆境生育障碍控制技术研究 （三）日光温室的优型结构 1、主要结构参数—五度(跨度、高度、屋面角度、墙体厚度、后屋面投影长度） ①温室跨度：指从温室北墙内侧到南底角间的距离 ②温室高度：指温室屋脊到地面的高度。 ③温室前后屋面角度：前屋面角是指温室前部塑料薄膜采光面与地平面的夹角 后屋面角—温室后屋面与后墙水平线的夹角 ④温室墙体和后屋面的厚度： 温室墙体和后屋面的作用：承重、保温、蓄热 ⑤后屋面水平投影长度： 后屋面越长，冬天晚间保温越好。 后屋面过长会造成春夏秋温室北部地面阴影过长；还会减小前屋面采光面积，使白天升温过慢。 2、墙体和后屋面材料的选择 必须采用复合墙体，即内墙采用蓄热能力强的材料，中墙和外墙采用保温性能好的材料。
设施环境调控技术(一) 摘要在设施环境栽培中,温度、光照、水分、气体和土壤起到非常重要的作用。分别论述了温度、光照、水分、气体、土壤等环境调控技术,以期在作物的不同生长阶段、时段,科学调控每个环境因子的参数指标,达到设施栽培的高产、高效、高创收的目标。 关键词设施环境调控;温度;光照;水分;气体;土壤 设施园艺实现了可调控内部环境因子量值、改善内部作物生长环境的小型人造“温室效应”,打破地域、气候、环境差异,创造作物正常生长的环境载体。通过配套设备或设施分别调控与控制各个环境因子(温度、光照、水分、气体、土壤、生物)的量值幅度与状态,给作物提供最佳的适宜生存环境,以达到市场供求及个别需求,实现经济收益。 1温度环境调控 温度是影响作物生存和生长发育的主要环境因子之一。作物从萌芽到成熟的各个生长发育阶段,体内一切生理生化过程,都有一定的“三基点”温度要求。根据作物对温度的不同要求,分为耐寒性、半耐寒性、不耐寒性等3类作为温度管理的主要依据。在设施栽培中,目前主要推广的是棚室四段变温管理,即把一昼夜24h分成4个阶段,上午、下午、前半夜和后半夜。上午以促进作物的光合作用为目标,进行高温管理;下午和前半夜温度逐渐降低,以便把光合产物运送到各个器官;后半夜在保证作物正常生长的前提下,进行低温管理,防止消耗更多的养分。 1.1温室加温 冬季,温室内部温度受到室外自然环境的影响而降低,可能降至作物生长温度最低基点以下,若不及时采取加温措施,将很难维持作物正常生长所要求的温度环境,因此需要加温。一是空气加温。常用的主要有热水供暖系统和热风供暖系统。前者主要热媒为水,介质热容量较大,系统热稳定性较高,适应范围较广;后者热媒为空气,介质热容量较小,热稳定性较低,适用于短时间补充热量,用以短期维持室内空气温度保持相对稳定或提高。二是土壤加温。多采用土壤下埋入电热线和埋设酿热物。前者又称电热温床,使电能转化成热能,实现土壤温度的自动调节,保温效果好,设备简单,用途广泛。后者温室土壤下面埋1层酿热物,既能提高地温(10cm 深土层温度提高1.5~2.0℃),又能补充二氧化碳,从而提高作物产量。 1.2温室降温 温室的降温在夏季尤为重要,降温的措施主要有:一是通风换气,包括自然通风和强制通风;二是遮阳降温,主要包括设置内、外遮阳幕系统、采用布织布覆盖、温室透明屋面涂刷半透明涂料等;三是蒸发降温,主要包括湿帘降温和空气加湿降温。 1.3温室保温 有效的保温措施可以减少热损失,在节省能源的同时,保持作物正常生育所要求的环境温度。保温措施主要有:改善温室结构形式和结构材质,提高自然光的透光率和采光量,如园艺“LY-Ⅰ型”蓄热保温墙体的应用等;选用透光率高、导热性差的透明覆盖材料;设置室外辅助保温层、内保温幕和多层覆盖技术(比单层棚膜提高10~12℃),提高散热面热阻,降低向外的长波辐射率;选址适当,避免在冬季多风、风大的风口附近建造温室。 2光照环境调控 作物全部干物质产量的90%~95%均来自于光合作用。因此,设施光环境直接关系作物生命及其干物质产量和品质,是一种基础环境。它包括光照强度、光照时数、光质、光照分布等。不同植物所要求的光照强度和光照时间不同,前者分为强光照、弱光照、中光照植物;后者分为长日照、短日照、中日照植物,光照强度和光周期性反应是进行光照条件管理的主要依据。在设施有限的空间中,在自然光照形成的设施光照环境基础上,进行对室内光照条件适当地限制、补充和有目的地调节与控制,可以在充分利用自然光照条件的前提下,营造有利于作物生长全过程的良好光照环境,能够使温室周年生产各种不同的园艺作物,满足市场供应或其他需
设施内土壤生态环境特点及调控 陈玉洲 西南大学园林园艺学院 112013325040838 摘要：设施栽培是在露地不适于作物生长的情况下，利用温室、大棚等设施，人为地创造适 宜的环境条件来进行作物栽培的一种方式。了解设施内的环境特点，并掌握其人工调控方法，对促进设施园艺作物的优质高产高效栽培，具有重要的意义。设施生产由于本身存在的特点：周年栽培茬次多、轮作困难等，而造成了土壤环境恶化，使土壤中盐离子浓度升高，致使蔬菜的产量降低，品质变劣，病虫害加剧，究其原因，有多方面，但主要来自于设施内的土壤[1]。本文主要根据分析现在设施土壤生态环境特点，逐步找出解决措施，用科学的方法合理利用设施土壤在农业方面的优势和作用，促进设施农业增产增收。 关键字：设施栽培；环境特点；土壤；调控 The characteristics and regulation of greenhouse soil environment Chen Yuzhou Colleague of Horticulture and Landscape Architecture, Southwest University 112013325040838 Abstract:Protected cultivation is a way creating suitable environment for crop artificially with the help of the greenhouse and other facilities when the conditions are not suitable for crop growths in the field. To understand the environment in the protected facilities and the artificial regulation method is essential to promote the establishment of good quality and high yielding cultivation of horticultural crops. Protected facilities have some disadvantages, such as anniversary stubble cultivation , difficulty of crop rotation and so on. It can result in soil environment degradation , increasing soil salt ion concentration, decreasing vegetable yield and quality, increasing pests and diseases. The main reason is that the degradation of soil. In this paper, according to analysis now facilities in agriculture soil development environment feature of soil, and gradually find solutions, use the method of science reasonable use facilities soil in agriculture advantage and function, and promote the agricultural production facilities and incomes. Key words: Protected cultivation ; Environment feature ; Soil ; Regulation 引言 设施栽培的是是是农业的一个重要组成部分，其特点是在用人工采收，改变局部生态环