设施环境控制全书总结_基础设施运行环境控制

2020-02-28 其他工作总结下载本文

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第二章光照环境及调控

一.与露地相比,设施内光环境有哪些特点?

光照强度弱(覆盖材料反射或吸收，寒冷的冬春季或雨雪天光强只有露地的50-70%，覆盖材料不洁老化会降到50%以下）。

光照时数短或相同(与设施类型有关，塑料大棚和大型连栋温室与陆地相同，日光温室等单屋面温室内比较短，为保温所覆盖的蒲席等揭盖时间影响光照时数)光质不同于露地(有别于自然光，取决于覆盖材料的种类和特性，主要影响紫外光（310nm以下)的透过光分布不均匀(与设施结构有关，由骨架结构和保温墙壁的影响)二．温室光照环境的主要影响因素

1.覆盖材料的透光特性（本身的物理特性决定)，尘埃、水滴等，老化程度。2.园艺设施结构；

（1）屋面坡度（屋面倾斜角）—主要影响直射光透过率 a.单栋温室

对东西向温室主要采光屋面（南屋面）倾角ϴ的要求

南坡屋面日光入射角：ϴ = 90°-β-a（a-太阳高度角）, 为保证屋面透光率，要求：ϴ= 90°-β-a ≤ 40°, 有：ϴ≥ 50°-a（冬季南坡屋面设计的重要依据，北坡屋面θ =90 ℃ + β-α采用保温屋面）对南北向温室主要采光屋面（南屋面）倾角b 的要求ϴ = 90°-a b.连栋温室

南北栋连栋温室屋面坡度对直射光日总量透光率影响不大，东西延长有影响，纬度越高，差异越明显。国际标准连栋o 温室屋面倾角为26.5（2）.温室方位

☆中高纬度地区冬季温室的直接辐射平均透过率大小排序依次是东西单栋、东西连栋、南北单栋、南北连栋。东西栋温室比南北栋温室直接辐射平均透过率高5-20%。

☆夏季各温室的变化与冬季正好相反。春秋季的差异较小。☆单栋温室的透光性优于连栋温室。

☆温室类型和建设方位在低纬度地区的直接辐射透过率的差异比中高纬度地区小。纬度越高影响越大，纬度越低影响越小。因为太阳高度角和纬度密切相关，纬度越高，太阳高度角越小，直射光入射角越大，直射光透过率越小;☆东西连栋温室的直接辐射平均透过率的横向分布不均匀，屋脊结构等造成阴影弱光带，透光率的大小差近40%； ☆南北连栋温室的光照分布较均匀，一般是中央位置的透过率高，东西侧面略低10%左右。☆中高纬度地区春、夏季和低纬度地区，南北栋温室和塑料棚比东西栋优越，冬季东西栋温室透光率优于南北栋温室。（3）相邻温室或大棚的间距（4）温室结构、设备的遮光 3.栽培的作物

植株垄（行）向天中进入温室的直射光中，被植物群体吸收的比例被称作直射光群落入射率。冬季栽培东西垄向较好，我国温室栽培以南北行垄向为主流。4.室外光照强度（纬度，季节，天气）

三光照环境的要素（1）光质（光色）—各波长光的能量分布（考虑不同波长光对植物的不同作用）（2）光照强度 a光照强度

根据人的视觉光谱光效应确定的单位面积光通量。单位： lx（勒克斯）.国际单位制规定：标准空气中，单位立体角通过1/683W的波长为555nm的单色辐射(黄绿光)作为光通量的计量单位，单位为流明（lm);到达或通过单位面积的光通量称为辐射照度。每平方米通过1流明的光通量时，照度为1勒克斯（lx）。注：人眼对辐射的反应具有选择性，其中555nm的黄绿光光反应最强 b太阳总辐射照度

2水平或垂直面上，单位面积上接受的太阳辐射量称为太阳辐射照度, 单位：W/m c光合有效辐射照度（PAR）

单位时间、单位面积上照射的光合有效辐射能，也就是太阳辐射中被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量。单位：

2W/m

d光合有效光量子流密度（PPFD或PPF）

量子力学：太阳辐射的能量是一粒一粒的光量子所携带的；光化学定律：吸收一个量子，只能激活一个分子或原子。研究光化学反应时，应以量子流密度来定义辐射强度更为合适，即单位时间、单位面积上照射的光合有效辐射光量子2数。单位：mmol/m.s（3）光照周期— 明期、暗期的长短的交替周期规律（考虑植物的光周期作用）

四设施光环境的调控

（一）设施内光强的调控

1.改进园艺设施结构等，增强保护地的自然光照强度（提高温室内光照透过率）（1）选择适宜的建筑场地及建筑方位（2）合理的骨架材料，减少建材的遮荫。（3）合理的屋面坡度（温室结构）（4）透光屋面形状（5）覆盖材料 2.改进管理措施

应经常打扫和清洗园艺设施的透光覆盖面，增加透光率

内表明通过防风减少揭露防止光的折射，阴雪天过后应及时揭开保温覆盖物在保温的前提下，尽可能早揭晚盖外覆盖保温材料，以延长光照时间作物栽培行向以南北方向为好，不会出现死阴影

适当增加株行距，减少栽培密度，这可以减少作物间的遮阴高矮作物的间作套种也可减少改善设施内的光照条件

3.是在冬季弱光期或光照时数较少的地区进行人工补光（人工补光）a.光源光谱特性与植物产生生物效应的光谱灵敏度尽量吻合 b.光源所具有的辐射通量使作物能得到足够的辐照度。c.其他：发光效率、使用寿命、安装维护、价格等。

4.是在光强的夏季栽培或进行软化栽培等特殊条件下进行遮光（遮光）缩短光照时间，满足短日照作物要求；减弱光照强度；降温

（二）设施内光周期的调控

（三）设施内光质的调控

第三章园艺设施内的温度条件及调节技术

一.设施内的温度环境特点白天温度内部高于外部。气温季节性变化明显。

设施内一日最高温与最低温之差比露地栽培的要大

a与保温比有关，设施内土壤面积／覆盖及维护结构表面积，一般单栋温室0.5-0.6，连栋温室0.7-0.8）b与覆盖材料有关（聚乙烯保温性不如聚氯乙烯）土温较气温稳定。

园艺设施内的温度分布不均匀。（上高下低，中部高四周低，单屋面温室夜间北高南低）

二设施内热量的散失途径及温度调节措施

散失主要途径包括换气放热，贯流放热和土壤传导失热

（一）保温措施： 1.减少贯流放热和通风换气量

①采用多层覆盖，减少贯流放热、通风换气量，这是最有效和经济适用的方法 ②加强防风措施

③增加墙体保温材料，改变墙体建筑材料形状和结构

④尽可能减少园艺设施缝隙；及时修补破损的棚膜；在门外建造缓冲间，并随手关严房门 ⑤减少土壤蒸发和作物蒸腾

2.增大保温比，降低棚室高度，缩小夜间设施的散热面积，有利提高设施内的气温和地温（2分）3.减少土壤热量散失，设置防寒沟，可以防止地中的热量横向流出

（二）加温措施地上采暖设计： 1热水采暖：

系统组成：热水锅炉→输送管道→散热设备及附属设备

特点：水热容量大，热稳定性好，室内温度波动小，停机后保温性强；配置复杂、设备费用高；预热时间长 2蒸汽采暖：

以蒸汽为热媒的采暖系统，其组成与热水采暖系统相近，但由于热媒为蒸汽，温度一般在100-110℃．设备要求耐高压、高温、耐腐蚀、密封性好；由于温度高、压力大，相比热水采暖系统，散热器面积小，亦即采暖系统的一次性投资相对较低，但管理的要求比热水采暖更严格。但是蒸汽比热水的散热器冷却快，故前者火力强。3.热风采暖

热风干燥，温室内相对湿度低；热惰性小，温度变化快,温度稳定性差，停机后温度降低快；风筒出风口附近容易出现高温，影响作物生长；供热系统简单，配置安装灵活、简便,一次性投资小，但运行费用高。适用范围：小型温室或供热需求较小的温室，或用于大型温室辅助加温，尤其适用于短期临时加温。4.辐射采暖

优点：升温快、效率高、设备运行费用低、叶面不易结露、对光合呼吸蒸腾有明显效果 5炉火加温

优点简单可以自制，设备费用低，加温效果持续时间长；缺点预热时间长，烧火费劳力，有煤气中毒安全隐患。地下采暖设计：

电热采暖；酿热温床；水暖温床；火炕温床酿热温床

利用好气性微生物分解有机物（酿热物）时所产生的热量进行加温。

受碳，氮，氧，水分，碳氮比等影响，除了可以发热外，还可以补充二氧化碳。电热温床

利用电热线通电时由电能转换成热能所产生的热量进行加温优点：电热采暖不受季节、地区限制，可根据种植作物的要求和天气条件控制加温的强度和加温时间，具有升温快，温度分布均匀、稳定，操作灵便等有点；缺点：耗电量大，运行费用高。

（三）降温措施通风换气

增大温室的潜热消耗（大量灌水之后通风）遮光

气化冷却法（屋面喷淋法，雾帘降温喷雾法，湿帘-风机降温系统）第四章园艺设施内的水环境及调节技术

1.空气湿度的特点

设施内空气湿度一般大于露地，由于设施内作物生长势强，代谢旺盛，作物叶面积指数高，通过蒸腾作用释放大量水蒸汽，在密闭的情况下很容易使设施内水蒸气很快达到饱和

同时相对湿度日变化和季节变化较大，低温季节相对湿度高，高温季节相对湿度低，夜晚湿度高，白天湿度低，设施空间越小，这种变化越明显

湿度的分布不均匀。主要是由于设施内温度的分布存在差异导致湿度的分布也存在差异 2.对作物的影响

空气湿度不足，细胞分裂或伸长受影响，进而影响干物质的增长和分配及产量和品质水分严重不足时，可能导致气孔关闭，妨碍二氧化碳交换，光和作用显著下降，生长发育不良湿度过大使作物茎叶生长过旺，造成徒长，影响开花结果造成很多病害发生

3.设施内除湿的目的及主要除湿的方法目的防止作物沾湿，抑制病虫害调节植株生理状态主动除湿

主要是通过加热升温和通风换气来降低室内湿度。强制通风和热交换型除湿机是通过通风换气来降低室内湿度被动除湿的方法

自然通风：设施内合理通风，降低空气湿度，又能补充CO2气体肥料覆盖地膜：地膜覆盖也能抑制土壤表面水分蒸发，提高室温和空气湿度饱和差，从而降低空气相对湿度科学灌溉:采用滴灌，渗灌，地中灌溉等，可以有效降低空气湿度，减少土壤灌水量，限制土壤水分过分蒸发采用吸湿材料：例如无纺布做二层幕。地面铺放稻草，生石灰，氧化硅胶等

农业技术措施:适时中耕，通过切断土壤毛细管，组织地下水分通过毛细管上升到地表，蒸发到空间 4.空气湿度的表示方法与测量

绝对湿度:指单位体积内水汽的含量，以每立方米空气中水汽克数（g·m-3）表示。水汽压：空气中水汽所产生的分压强。

相对湿度（RH），在一定温度条件下空气中水气压与该温度下饱和水气压之百分比表示。干燥空气的RH为0﹪，饱和水汽下RH为100﹪。当空气温度上升，饱和水汽压增大，相对湿度下降

露点温度，当空气中气压不变时，水汽达到饱和时的温度称为露点温度。此时，相对湿度为100﹪，饱和差为0。饱和差，在一定温度下空气中水汽压与该温度下饱和水汽压之差，以kPa表示。饱和差越大，空气越干燥，土壤蒸发量越大。

比湿：是指单位质量湿空气中所含的水汽质量。通常用g/kg表示。5.温室微灌系统组成水源：江河、渠道、湖泊、水库、井、泉等均可作为微灌水源，但其水质需符合微灌要求。

首部枢纽：首部枢纽包括水泵、动力机、肥料和化学药品注入设备、过滤设备、控制器、控制阀、进排气阀、压力流量量测仪表等。其作用是从水源取水增压并将灌溉水处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。

输配水管网：输配水管网包括干、支管和毛管三级管道。毛管是微灌系统的最末一级管道，其上安装或连接灌水器灌水器：灌水器是微灌设备中的关键部件，是直接向作物施水的设备，其作用是消减压力，将水流变为水滴或细流或喷洒状施入土壤，包括微喷头、滴头、滴灌管（带）等。6.温室灌溉系统首部枢纽的过滤器拦污坝沉淀池颗粒过滤器筛网过滤器旋流式水沙分离器叠片式过滤器

7.设施灌溉系统主要类型

管道灌溉系统，滴灌系统，微喷灌系统，渗灌，喷雾灌溉系统，潮汐灌溉系统和水培灌溉系统等 8.微灌系统及灌水器类型微灌是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。

滴灌灌水器：滴头、滴灌管(带)1）滴灌带 2）内镶式滴头 3）管上式滴头 4）多出口滴头 5）管间式滴头 6）微管滴头 7）滴箭型滴头

微喷灌灌水器：微喷头（折射式微喷头，旋转式微喷头，离心式微喷头，缝隙式微喷头）喷灌带涌泉灌灌水器：涌水器渗灌：渗灌管 9.地膜覆盖灌溉技术

膜侧沟灌；膜上灌；膜孔灌溉；膜缝灌；膜下灌溉

第五章园艺设施气体条件及其调控

1.设施内气体环境特点设施内CO2亏缺

大气中的CO2浓度为330µL/L，在设施密闭的环境条件下，由于植物的光合作用，常会出现CO2的亏缺，从而影响植物的光合作用和产量，CO2的亏缺通常出现在日出后1～2 小时内，设施的通风系统还未开启的情况下表现最为明显。有毒有害气体的产生如NH3、亚硝酸、CO、O3等

2.园艺设施内二氧化碳的科学施肥

补充时间：晴天上午

补充方法：气态，液态，燃烧，化学反应（6分）补充浓度：0.08%-0.15% 3．设施有害气体及预防办法

(1)氨气和亚硝酸气体产生原因