温室栽培环境因子调控技术_姚爱华.pdf

温 室包括各类玻璃温室 PC 板温室 膜温室等 国内外 温室栽培技术近年来得到迅猛发展 其中以荷兰 以色列 美国 英国 日本 法国 澳大利亚等国发展最快 我国温室 栽培技术研究始于 20 世纪 80 年代后期 特别是近 10 多年 来发展迅速 但由于许多栽培者在生产过程中对温室内环 境因子调控技术掌握不到位 1 3 造成温室栽培没有发挥出 应有效益 甚至亏本 因此 掌握温室内环境因子的调控技 术是决定温室栽培成败的关键 1 温室内温度调控技术 温度与植物生长发育 花芽分化 光合作用 蒸腾作用 呼吸作用以及同化产物的运输等都有密切的关系 极端的 高温与低温会影响植物的正常生长和发育 严重时甚至使 植株死亡 土壤温度对作物生育也有很大影响 因为地温的 高低直接影响作物根系吸收营养和水分 而且还影响土壤 微生物的活动 采用温室的主要目的是在植物不适于露地 栽培的季节进行栽培 因此温度就成为温室环境调控中的 一个重要因子 4 6 目前 对温度的控制主要有保温 加温和 降温几个方面 1 1 保温技术 一是减少贯流放热和通风换气量 温室的散热有 3 种 途径 即 经过覆盖材料的维护结构传热即贯流传热 通过 缝隙露风的换气传热 与土壤热交换的地中传热 3 种传热 量分别占总散热量的 70 80 10 20 10 以下 为了 提高温室的保温能力 近年来主要采用外盖膜 内铺膜 起 垄种植再加盖草席 草毡子 纸被或棉被以及建挡风墙等方 法来保温 在选用覆盖物时 要注意尽量选用导热率低的材 料 其保温原理为 减少向温室内表面的对流传热和辐射传 热 减少覆盖材料自身的传导散热 减少温室外表面向大气 的对流传热和辐射传热 减少覆盖面的露风而引起的对流 传热 二是增大保温比 适当降低设施的高度 缩小夜间保 护设施的散热面积 有利于提高设施内昼夜的气温和地 温 三是增大地表热流量 通过增大保护设施的透光率 减 少土壤蒸发以及设置防寒沟等 增加地表热流量 1 2 加温技术 加温的方法有酿热加温 电热加温 水暖加温 汽暖加 温 暖风加温 太阳能储存系统加温等 根据作物种类和设 施规模和类型选用 其中酿热加温利用的是酿热物 比如牲 口粪便 稻草等 发酵过程中产生的热量 太阳能加温系统 是将棚内上部日照时出现的高温空气所截获的热能储存于 地下以提高地温 当夜间气温低于地温时 储存于土壤中的 能量可散发到空气中 通过太阳能储存系统的运用 温室内 地温可提高 1 2 1 3 降温技术 当外界气温升高时 为缓和温室内气温的继续升高对 作物生长产生不利影响 需采取降温措施 目前温室的降温 主要有以下方式 一是换气降温 打开通风换气口或开启换 气扇进行排气降温 在降低室温的同时 还可以排出湿气 补充二氧化碳 二是遮光降温 夏天光照太强时 可以用旧 薄膜或旧薄膜加草帘 遮荫网等遮盖降温 三是屋面洒水降 温 在设备顶部设有有孔管道 水分通过管道小孔喷于屋 面 使得室内降温 四是屋内喷雾降温 一种是由温室侧底 部向上喷雾 另一种是由大棚上部向下喷雾 应根据植物的 种类来选用 2 温室内光照调控技术 植物的生命活动都与光照密不可分 因为人类赖以生 存的物质基础是通过光合作用制造出来的 目前 温室内的 光照仍以自然光照为主 但光照强度一般较弱 这是因为自 然光要透过透明屋面覆盖材料才能进入温室内 这个过程 中会由于覆盖材料吸收 反射 覆盖材料内表面结露的水珠 折射 吸收等而降低透光率 7 9 如果透明材料不清洁 使用 时间长而染尘 老化等因素 其透光率甚至不足自然光的 50 因此 要尽量提高大棚内的光照 使之满足蔬菜花卉等 设施栽培作物生长发育的要求 2 1 合理设计温室结构 提高透光率 一是合理设计 施工前选择好光照充足的建造场地 设 计合理的建造方位和屋面坡 弧 度 尽量减少温室棚面龙 骨的数量和表面积 选用透光率高的覆盖材料 二是保持覆 盖材料表面干净 经常清扫覆盖物表面 减少灰尘污染 以 增加透光率 提高棚内光照强度 三是减少覆盖物内表面结 露 通过通风等措施减少覆盖膜内表面结露 防止光的折 射 提高透光率 目前 我国已经研制出不易产生结露的无 滴膜 生产时应作为首选材料 四是延长棚面光照时间 在 保温前提下 尽可能早揭晚盖外保温和内保温覆盖物 增加 光照时间 双层膜温室 可将内层改为能拉开的活动膜 以 利光照 五是合理密植 合理安排种植行向 以减少作物间 的遮荫 密度不可过大 否则 作物在设施内会因高温 弱光 发生徒长 作物行向以南北行向为好 没有 死阴影 若是 温室栽培环境因子调控技术 姚爱华 杨凌职业技术学院 陕西杨凌 712100 摘要 温室栽培在国内外已经得到迅猛发展 重点介绍了目前温室栽培环境内温度 光照 湿度 气体 肥力等调控技术 以期为温室 生产提供参考 关键词 温室栽培 温度 光照 湿度 气体 肥力 调控技术 中图分类号 S625 文献标识码 B 文章编号 1007 5739 2010 13 0277 02 作者简介 姚爱华 1977 陕西韩城人 硕士 助理讲师 从事作物栽 培教学与技术推广工作 收稿日期 2010 05 31 农业工程学现代农业科技 2010 年第 13 期 277 农 业工程学 现代农业科技 2010 年第 13 期 东西行 则行距要加大 单屋面温室的高栽培床要南低北 高 防止前后遮荫 六是选用耐弱光品种 温室栽培时应选 用耐弱光品种 同时加强植株管理 对于高秧作物通过及时 整枝 打杈 插架等措施以防止上下叶片互相遮荫 七是采 用地膜覆盖或挂反光幕 板 地膜覆盖有利地下反光以增 加植株下层光照 在温室内悬挂反光幕可使反光幕前光照 增加 40 50 有效范围达 3 m 八是利用有色膜改变光 质 在光照充足的前提下 采用有色薄膜 人为创造某种光 质 例满足某种作物或某个发育时期对该光质的需求 获 得高产优质 例如紫色薄膜对菠菜有提高产量 推迟抽薹 延长上市时间的作用 黄色薄膜对黄瓜有明显的增产作用 而蓝色薄膜能提高香莱的维生素丙的含量 2 2 遮光技术 温室遮光 20 40 能使室内温度下降 2 4 初夏中 午前后 光照过强 温度过高 超过作物光饱和点 对生育有 影响时应进行遮光 遮光材料要求有一定的透光率 较高的 反射率和较低的吸收率 一是覆盖各种遮荫物 覆盖物有遮 阳网 苇帘 竹帘等 二是玻璃面涂白 将玻璃面涂成白色可 遮光 50 55 降低室温 3 5 5 0 三是屋面流水 使屋面 安装的管道保持有水流 可遮光 25 遮光对夏季炎热地区 蔬菜及花卉栽培尤为重要 2 3 人工补光技术 补光有调节开花期的日长补光和栽培补光 日长补光 是为了抑制和促进作物花芽分化 调节开花期 而栽培补光 主要是促进作物光合作用 促进作物生长 据研究 当温室 内床面上光照日总量小于 100 W m 2 时 或光照时数不足 4 5 h d 时 就应进行人工补光 因此 在北方冬季很需要这种补 光 但因成本高 国内主要用于育种 引种和育苗 人工补光 的光源是电光源 对电光源有 3 点要求 一是要求有一定的 强度 使墙面上光强在光补偿点以上和光饱和点以下 不同 作物的光补偿点和光饱和点分别不同 所以应用时要因作 物而定 二是要求光照强度具有一定的可调性 三是要求有 一定的光谱能量分布和太阳光的连续光谱 可以模拟自然 光照或采用类似作物生理辐射的光谱 3 温室内湿度调控技术 由于温室内土壤的蒸发和植株的蒸腾作用 使空气湿 度明显高于露地 而湿度是影响温室栽培作物病害发生的 主要因素 湿度调控一是地膜覆盖 温室内覆地膜可使覆盖 地面蒸发大大减少 从而达到保持土壤水分 降低空气湿度 的目的 二是控制浇水 尤其在寒冷的季节 推行在地膜垄 沟内暗灌 不仅有利于降低室内空气湿度 抑制病害发生 还能起到减少热能损耗 提高地温的作用 三是通风降湿 通过通风 可调节改善室内的湿度状况 但在通风降湿的同 时 也降低了室内的温度 因此在寒冷的冬季 要以保温为 主 尽量减少通风次数与时间 春季则要适当加大通风 量 以协调温室内的温度与湿度 缓解温度与湿度矛盾 另 外 大型设施在进行周年生产时 到了高温季节还会遇到 高温干燥 空气湿度不够的问题 要注意加湿 加湿的方法 有喷雾加湿 湿帘加湿和温室内顶部安装喷雾系统 降温的 同时也可加湿 4 温室内气体调控技术 4 1 温室内气体的种类 一是 CO 2 对温室作物影响最大的气体是 CO 2 它是 作物光合作用的主要原料 其含量直接影响到设施栽培作 物光合作用的进行 空气中 CO 2 的浓度一般为 340 350 mg kg 远低于光合作用的适宜浓度 600 1 200 mg kg 而温 室是一个相对封闭的空间 其中 CO 2 主要来自大气 植物和 土壤微生物的呼吸活动 有机肥料的分解也可以释放一些 CO 2 但由此而来的 CO 2 远远满足不了作物生长的需要 如 果不及时补充 CO 2 植物的光合作用减弱 光合产物数量少 供应养分不足 导致植株生长缓慢 产量低 品质差 畸形果 多 落花落果严重 因此 对温室大棚设施补充 CO 2 是提高 作物产量与品质的主要途径之一 二是 O 2 土壤中的 O 2 对 作物影响较大 作物地上器官呼吸所需要的 O 2 可以从空气 中得到满足 根系需要的 O 2 要从土壤中获得 缺氧时根系 易腐烂 当土壤含氧量低于 5 时 根系就不能进行正常的 吸收活动 甚至会使根系窒息而死亡 三是有害气体 温室 生产过程中往往会产生一些有毒气体对作物产生毒害 如 温室中施入未经腐熟的鸡禽粪等有机肥 再发酵过程中会产 生大量的 NH 3 另外大量使用碳酸氢铵 尿素等氮素化肥 也会放出 NH 3 NO 2 燃煤或燃烧沼气加温时会产生 SO 2 乙 烯等 质量不好的农膜还会产生 Cl 2 这些气体如果不及时 排出便会导致作物中毒 4 2 温室内气体调节技术 一是人工使用 CO 2 肥 利用强酸和碳酸盐进行化学反 应产生碳酸 碳酸在常温下很快分解生成水和 CO 2 目前在 冬暖大棚广泛应用的是稀硫酸和碳酸氢铵的反应 产生 CO 2 此法操作简单 安全 费用相对低 其反应速度随反应 物浓度和外界温度的增高而加快 但要注意温度过高而引 起碳酸氢铵的分解 产生氨中毒 或用燃烧沼气 天然气 液 化石油气 无烟煤 丙烷 煤油等碳氢燃料的方法生成 CO 2 此法生产 CO 2 气肥有 2 个较大的缺点 即虽经过滤但仍会 放出 CO 和 H 2 S 等有害气体及成本较高 或用干冰填埋法 在大棚内每 1 m 2 挖 1 个坑 坑内埋入少量干冰 使 CO 2 缓缓 的释放到大棚里 这种方法释放量大 使用方便 但成本过 高 劳动强度大 且因 CO 2 气体密度大 从地面向空气中释 放比较困难 不利于作物吸收 无法做到定时定量 有降温 效应 或用瓶装液态 CO 2 法 瓶装液态 CO 2 是化肥厂 酒精 厂等企业的副产品 是比较理想的农用 CO 2 气源 且资源丰 富 成本低廉 很容易控制 方便安全 具有其他 CO 2 气源所 不具有的优点 还有生物法 在保护地内高架作物下堆放食 用菌袋 既可生产食用菌 食用菌呼吸放出的二氧化碳又能 被植物利用 二是通风换气 通过通风 在排出有害气体的 同时 补充 CO 2 和 O 2 但这种方法只能使 CO 2 浓度最高达到 大气水平 三是改善土壤 O 2 供应 增施腐熟的有机肥 中耕 松土 防止土壤板结 覆盖地膜 既能保墒又能保持土壤 疏松透气 但地膜间垄沟要定期中耕 四是其他调节办法 选用含硫量低的煤作燃料 选用合格农用塑料膜 每次施肥 后几天内要加大通风量 减少有毒气体对作物的危害 下转第 282 页 278 农 业工程学 现代农业科技 2010 年第 13 期 上接第 278 页 5 温室内肥力调控技术 5 1 温室内施肥特点 一是禁用挥发性化肥 二是不能使用未腐熟的有机肥 三是多施有机肥 施有机肥不仅能提高土壤肥力 还能防止 盐类积聚 并且有机物分解过程中产生的 CO 2 可供作物光 合作用需要 少施容易被土壤吸附的硝酸钾 氯化钾 硫酸 镁等化肥 5 2 施肥技术 一是有机肥 有机肥一般作基肥 多在耕前撒施 为提 高肥效 种植行距较大的果蔬时最好集中沟施 注意分层施 用并与土混匀 二是氮肥 氮肥是速效肥 一般用作追肥 分 期施用 施用时埋在地下 5 10 cm 为宜 尤其是在温室中不 能施在地表 以免发生氨气危害 如果采取膜下暗灌技术可 随水追施 三是磷肥 为了提高磷肥利用率 磷肥应集中深 施 也可集中分层施用 颗粒磷肥比粉末磷肥效果好 有效 磷含量高 四是钾肥 钾肥多作基肥和定植肥 可集中沟施 对于浅根性作物还可洒在地表 与表土掺匀 五是微量元素 多数土壤不缺乏微量元素 但温室内连作严重 常导致土壤 中微量元素吸收障碍或缺乏 不同作物对微量元素缺乏的 敏感性不同 生产上应根据作物种类的不同及生长发育表 现 决定是否缺素 微量元素多进行叶面喷施 喷施浓度通 常是 0 2 0 5 钼 铜的实用浓度应适当降低 叶面喷施在 傍晚进行最好 药液不容易风干 便于叶片吸收 用液量为 375 750 kg hm 2 6 参考文献 1 陈青云 李成华 农业设施学 M 北京 中国农业大学出版社 2001 2 古文海 陈建 设施农业的现状分析及展望 J 农机化研究 2004 1 46 47 56 3 李宝明 中国设施农业技术的研究与应用进展 J 机电信息 2003 19 19 20 4 张宏辉 果树日光温室气候环境及其调控技术 上 J 西北园艺 果 树 2003 2 29 30 5 李淑珍 果树日光温室栽培新技术 M 北京 中国农业出版社 1997 6 彭靖里 安华轩 马敏象 国内外设施农业栽培技术发展及云南省的 差距 J 农业系统科研究 2001 17 3 236 239 7 范双喜 侯雷平 李梅兰 日光温室蔬菜高产栽培 M 北京 中国农业 大学出版社 1998 8 张玉娟 余杨 张乃明 设施环境因子调控技术研究进展 J 农业系统 科学与综合研究 2009 13 3 186 188 9 刘慧 张宏辉 油桃日光温室内外光照强度变化规律观察研究 J 陕 西农业科学 2010 2 32 34 浇筑完后及时覆盖 防止水分蒸发 待混凝土强度足够 及 时人工凿毛 要求去皮露骨 原材料每盘称量的允许偏差是 水泥掺合料允许偏差 2 粗细骨料允许偏差 3 水外加 剂允许偏差 2 当遇雨天或含水率有显著变化时 应增加 含水率检测次数 并及时调整水和骨料的用量 检查数量按 每工作班抽查不应少于 1 次 混凝土运输 浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土 的初凝时间 运输要求保持混凝土的均匀性 不漏浆 不失 水 不分层 不离析 同一施工段的混凝土应连续浇筑 并应 在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕 3 3 混凝土摊铺 运至浇筑现场的混合料 一般直接倒向安装好模板的 槽内 并人工找补均匀 有明显离析时应重新拌匀 摊铺时 应用大铁耙子把混合料耙散 然后用铲子 刮子把料耙散 铺平 在模板附近 需用方铲用扣铲法撒铺混合料并插入捣 几次 使砂浆捣出 以免发生空洞蜂窝现象 摊铺时的松散 混凝土应略高过模板顶面设计高度的 10 左右 施工间歇 时间不得过长 一般不应超过 1 h 因故停工在 1 h 以内 可将 已捣实的混凝土表面用麻袋覆盖 恢复工作时将此混凝土 耙松 再继续铺筑 如停工 1 h 以上时 应作施工缝处理 如 在中途遇雨时 一面停止铺筑 设置施工缝 一面操作人员 可继续在棚下进行抹面等工作 4 养护 混凝土的养护有 2 个目的 一是使水泥得以充分水化 加速混凝土硬化 二是防止混凝土成型后因日晒 风吹 干 燥 寒冷等自然因素的影响而出现超出正常范围的收缩 裂 缝及破坏等现象 混凝土的标准养护条件为温度 20 2 相对湿度保持 90 以上 时间为 28 d 在实际工程中一般无 法保证标准条件 而只能采取在经济实用条件下取得尽可能 好的养护效果 混凝土从大的范围可分为自然养护与加热养 护 2 类 使混凝土在一定的时间里保持水泥水化作用所需要 的适当温度和条件 正常增长强度 3 4 混凝土自然养护加热 养护的方法及管理要点如下 一是应在浇筑完毕的 12 h 内对混凝土加以覆盖和浇 水 对干硬性混凝土则应在浇筑后 1 2 h 里覆盖并适时浇 水 具体而言 初凝后可覆盖 终凝后开始浇水 混凝土强度 未达到 1 20 N mm 以前不得上人踩踏或安装模板及支架 二 是用麻袋片 草帘 锯末 砂及炉渣等 浇水次数以使混凝土 保持湿润为准 养护应与拌制用水相同 当日平均气温低于 5 时不得浇水 三是混凝土的浇水养护时间 对采用硅酸 盐水泥 普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土 不得小于 7 d 对掺用缓凝型外加剂 有抗渗性要求 或用 火山灰水泥 粉煤灰水泥拌制的混凝土不得少于 14 d 对采 用矾土水泥拌制的混凝土不得少于 3 d 四是有条件时可以 采用塑料布覆盖养护 混凝土敞露的表面应全部覆盖严 密 并保持塑料布里有凝结水 五是在缺水地区或混凝土表 面不便浇水或覆盖塑料布时 可涂刷薄膜养生液 以防混 凝土水分蒸发 以此进行养护 薄膜养生液是一类可成膜的 溶液 涂刷在混凝土表面上 溶剂挥发后凝结成 1 层膜 隔 断混凝土里水分蒸发路径 达到养护目的 六是混凝土在养 护过程中 如发现遮盖不全 浇水不足 以至表面泛白或出 现细小干缩裂缝时 应立即仔细遮盖 充分浇水 加强养护 并延长浇水时间加以补救 5 参考文献 1 邢艳 张宏伟 夏留厂 中小型水利施工中对混凝土工程质量控制要 点 J 河南水利与南水北调 2010 1 60 61 2 李丽 苗莉 浅述在水利施工中对混凝土工程质量控制要点 J 黑龙 江科技信息 2009 36 421 3 吕彦 孙启儒 任文娟 试述在水利施工中对混凝土工程质量控制要 点 J 农业科技与信息 2008 2 31 32 4 鲁艳秋 水利施工中混凝土工程的质量控制 J 中国新技术新产品 2009 23 96 282