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10 第四章 设施环境调控2.2.ppt

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本课件讲解设施温度环境及其调控,先说明耐寒、半耐寒与喜温作物对温度的要求及温度对光合、呼吸、吸收的影响,再分析设施气温地温特点、温室效应与逆温成因,最后给出保温、加温与降温的具体措施。

第四章温度调控章节标题页,说明温度是设施生产成败的关键环境因子
春季设施园艺生产示意图,展示春季温室内作物长势与管理场景
温度调控内容提要页,列出植物对温度的要求与温度对植物的影响两部分
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第1页:第四章 第二节 设施温度特点及调控

第四章设施环境内环境调控第二节设施温度特点及调控温度是影响作物生长发育的环境条件之一。在园艺设施生产中很多情况下,温度条件是生产成功与否的最关键因素。充分认识和了解园艺设施内的温度条件和调节技术,对于搞好设施园艺生产无疑是十分必要的

第2页:春季设施生产

春季设施园艺生产示意图,展示春季温室内作物长势与管理场景

第3页:温度内容提要

温度调控内容提要页,列出植物对温度的要求与温度对植物的影响两部分

第4页:耐寒性植物

半耐寒性植物(一)园艺作物对温度的要求喜温性植物

  • 生长适宜温度是10~15℃,可以短时间忍耐-5~-8℃低温,生长的最高温度不超过25℃,短时间超过30℃还可以生长,作物不同对逆境的适应能力不同:
  • 花卉有:三色堇、金鱼草、蜀葵
  • 蔬菜有:菠菜、韭菜、甘蓝、大葱
  • 果树有:葡萄、李子、杏、桃、黄太平

第5页:半耐寒性植物

耐寒性植物(一)园艺作物对温度的要求喜温性植物

  • 生长的适宜温度是18~25℃,短时间能耐-1~-2℃的低温。
  • 花卉有:金盏菊、紫罗兰;
  • 蔬菜有:萝卜、白菜、豌豆、莴苣、蚕豆

第6页:喜温性植物

半耐寒性植物(一)园艺作物对温度的要求耐寒性植物

  • 生长最适温度是25~35℃,当温度低于10℃的时候,生长就会受到影响,当温度降到0℃的时候生长停止,换句话说就是不耐0℃低温。
  • 花卉有:瓜叶菊、茶花、报春花
  • 蔬菜有:瓜类——丝瓜、甜瓜、黄瓜,豆类——刀豆、豇豆,茄果类——西红柿
  • 果树有:热带果树、香蕉、荔枝、龙眼

第7页:温度对吸收能力的影响

温度特别是地温过低,会影响植物根系的吸收能力。地温低,土壤中溶液的流动性减小,植物根系的活动能力减弱,从而使根系的根毛区吸水吸肥能力降低。例子:黄瓜在低于15℃的时候,其根毛死亡,不能吸水吸肥;一定长时间内低温,黄瓜的顶芽被花芽取代,花芽大多数是雌花,即“花打顶”现象。研究表明,该现象是植物把低温信号传导至顶芽做出的反应

第8页:温度与园艺作物

温度与园艺作物关系标题页,引出温度对光合、呼吸与吸收的影响

第9页:光合速率的概念

表观光合速率(apparent photosynthetic rate)或净光合速率(net photosynthetic rate):即一般测定光合速率时没有减去呼吸作用。如果把表观光合速率加上呼吸速率,则得到总(真正)光合速率。

  • 实际光合速率(或真正光合速率或总光合速率):如果我们在测光合作用速率时,同时测其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则得到真正光合速率。即:
  • 真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率光合作用实际产氧量=实侧的氧气释放量+呼吸作用耗氧量光合作用实际CO2消耗量=实侧CO2消耗量+呼吸作用CO2释放量光合作用葡萄糖净生产量=光合作用实际葡萄生产量—呼吸作用葡萄糖消耗量

第10页:温度与呼吸作用

温度与呼吸作用页,说明温度对呼吸消耗与光合产物积累的影响

第11页:温度对蒸腾的影响

温度与蒸腾页,说明温度较低时蒸腾减弱并影响根系吸收能力

第12页:温度与花芽分化

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。果树设施栽培,以提早成熟为目的,如何打破休眠,是果树设施栽培的首要问题,需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。一些具有春化作用的蔬菜,是以营养体为食用器官,因此栽培中应防止其地温春化

第13页:设施温度环境的内容

设施温度内容导航页,分气温与地温两部分展开讲解

第14页:设施温度的特点

㈠园艺设施内温度的特点

  • 气温季节性变化明显。冬天天数明显缩短,夏天天数明显增长,保温性能好的日光温室几乎不存在冬季。
  • 气温日变化大,晴天昼夜温差明显大于外界。
  • 气温分布严重不均。上高下低,中部高四周低,单屋面温室夜间北高南低。
  • 土温较气温稳定。中部高于四周,30cm

第15页:设施温度特点的成因

㈡产生园艺设施温度特点的原因1.温室效应及其形成原因炽热的太阳发出波长较短的高能辐射,凉爽的地球表面发出波长较长的低能辐射。地球的大气层起着温室玻璃的作用,允许波长较短的太阳辐射穿过,抵达地球表面,但是却能够捕获波长较长的地球的红外辐射热,使地球保持着一种温暖的状态,这种现象被形象地称为“温室效应”

第16页:太阳光线入射量不均

2.太阳光线入射量不均。后坡遮荫西墙下午遮荫东墙上午遮荫中线以南为强光区,以北光照相对弱

第17页:设施内气流运动的影响

园艺设施内气流运动示意图,说明气流对温度分布均匀性的影响

第18页:热收支平衡

热量来源=太阳总辐射+人工加热量

  • 热量支出=贯流放热+潜热消耗+换气放热+地中传热
  • 热量平衡方程进入保护地的热量=热量支出+蓄热园艺设施热收支平衡

第19页:设施内热量的来源

设施热量来源页,说明生物呼吸与微生物发酵放热等内部热源

第20页:白天的热平衡

白天设施热平衡示意图,显示太阳辐射进入与热量蓄积过程

第21页:夜间的热平衡

夜间设施热平衡示意图,显示覆盖物辐射放热与热量散失过程

第22页:热量收支关系图

QQout

  • Q=0QinQoutQinQin>Qout室内蓄热升温Qin=Qout热量收支平衡恒温Qin<Qout室内失热降温QoutQin

第23页:贯流放热

惯流放热;是园艺设施放热的最主要途径,占总散热量的60~70%,高时可达90%左右。通风换气中损失,缝隙散热;土壤、墙体向外辐射热量潜热水气放热吸热支

第24页:气温变化的特点

气温气温日变化走势逆温现象1.室内气温高于外温2.气温的日变化3.气温在空间上变化30 ℃12 ℃0612 18 24(时)温度日光温室气温在空间上的分布白天水平温度变化高低白天垂直温度变化夜间水平温度变化低高夜间垂直温度变化

第25页:微风与逆温

逆温现象图示页,显示微风条件下棚内温度低于外界的分布

第26页:逆温及其形成原因

逆温及其形成原因

  • 逆温:有风的晴朗夜间,温室大棚的表面辐射散热很强,棚室内气温反比外界气温低,此现象即逆温现象。
  • 原因:白天设施内地表与作物吸收热量后,夜间通过覆盖物向外辐射放热,有风的晴天夜间放热更剧烈,室外的空气可从大气反辐射中吸收热量,而棚室内由于覆盖物的阻挡,不能从大气反辐射中吸收热量,因此,室内温度比室外低

第27页:地温变化特点

地温变化

  • 水平温度分布晴天的白天,在温室内南北方向上,中部地温最高,向南向北均递减;夜间后屋面下地温最高,向南递减。东西方向上差异不大。塑料大棚的地温,中部均高于四周。
  • 垂直分布晴天白天上层土壤温度高,下层土壤温度低;夜间以10cm深处最高,向上向下均递减;阴天,下层土温比上层高

第28页:地温与热岛效应

地温与热岛效应页,说明室内土温、冻土层与热交换的分布情况

第29页:保温的基本原理

①减少向设施内表面的对流传热和辐射传热;

  • ②减少覆盖材料自身的热传导散热;
  • ③减少设施外表面向大气的对流传热和辐射传热;
  • ④减少覆盖面的漏风而引起的换气传热。具体方法就是增加保温覆盖的层数,采用隔热性能好的保温覆盖材料,以提高设施的气密性。保温措施降温措施加温措施

第30页:保温措施与材料

保温措施页,列出防寒沟、地膜、小拱棚、二层幕与夹心墙等保温做法

第31页:保温比

保温比:是指热阻较大的温室围护结构覆盖面积同地面积之和与热阻较小的温室透光材料覆盖面积的比。保温比越大,说明温室的保温性能越好。

  • 适当减低农业设施的高度,缩小夜间保护设施的散热面积,有利提高设施内昼夜的气温和地温。加温措施

第32页:原材料市场价格

2005年9月PET、PC等原材料同期市场价格:下表列出设施建造常用原材料的价格参考。

2005年9月主要原材料市场价格
品名价格(元/t)
PET(聚对苯二甲酸乙二酯)11000
PC(聚碳酸酯)30500
EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)15000
PA66(聚酰胺)27000
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)20000
LDPE(低密度聚乙烯)7000
PVC(聚氯乙烯)6500
PP(聚丙烯)9500
LLDPE(线型低密度聚乙烯)9600
HDPE(高密度聚乙烯)7000

第33页:室外覆盖保温

①室外覆盖草苫、纸被或保温被减少贯流放热。最有效的办法是多层覆盖。保温措施

第34页:二层固定覆盖

二层固定覆盖示意图,展示双层充气膜形成的固定保温结构

第35页:室内活动保温幕

室内活动保温幕示意图,展示可收放的天幕式内保温形式

第36页:室内扣小拱棚

室内扣小拱棚示意图,展示棚内再搭小拱棚的多层保温做法

第37页:减少缝隙与加厚墙体

③尽量减少园艺设施缝隙数量。④使用保温性能好的材料作墙体和后坡的材料,并尽量加厚

第38页:减少换气放热

减少换气放热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

第39页:设置防寒沟

设置防寒沟

  • 减少温室南底角土壤热量散失

第40页:加温措施

设施加温措施标题页,列出酿热、电热、热风炉与水暖等加温方式

第41页:加温方式

环保加热:太阳能加热酿热加温

  • 利用能源加热:电热温床热风炉水暖
  • 利用工业的余热

第42页:增加设施进光量

增加设施进光量措施页,说明揭盖草苫与清洁棚膜提高透光率

第43页:

第44页:热风加热

热风加热设备示意图,展示热风炉向设施内输送热风的加温方式

第45页:土壤加热

土壤加热示意图,展示地热线或酿热物提高根层地温的做法

第46页:火炉加热

火炉加热实景图,展示设施内用火炉直接增温的简易加温方式

第47页:降温的措施

降温措施保温措施放风筒筒状通风带状通风底脚通风

  • 逐渐加大通风量
  • 反复多次进行
  • 早晨揭苫后不宜立即放风排湿
  • 低温季节不放底风加温措施

第48页:

第49页:

第50页:

第51页:强制通风

强制通风设备示意图,展示用风机强制换气降温的通风方式

第52页:

第53页:强制通风布置

强制通风另一布置形式图,展示风机与进风口形成的换气路径

第54页:

第55页:

第56页:开窗通风

温室开窗通风示意图,展示顶窗与侧窗开启降温的做法

第57页:本节小结

设施温度调控一节结束页,提示温度调控内容讲解完毕

第58页:贯流放热的概念

贯流放热:透过覆盖材料和结构材料放出的热量,叫园艺设施表面的贯流放热量。对流辐射内表面外表面辐射对流热传导散热面积、材料导热率、内外温差风速、表面积

第59页:影响贯流放热的因素

影响贯流放热的因素

  • 设施散热面积(设施表面积)
  • 室内外温差
  • 设施结构材料的导热率
  • 结构材料的含水量
  • 室外风速
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