温室CO2环境及其调控技术_东方.pdf

温 室 园 艺 年 第 期 品 种 栽 培 温 室 环 境 及 其 调 控 技 术 一 温 室 内 的 环 境 以 塑 料 玻 璃 等 材 料 覆 盖 的 塑 料 棚 和 温 室 处 于 相 对 封 闭 状 态 内 部 状 况 与 棚 室 外 大 气 明 显 不 同 温 室 浓 度 的 变 化 取 决 于 作 物 群 体 生 理 活 动 土 壤 微 生 物 呼 吸 环 境 条 件 和 人 工 管 理 措 施 等 因 素 夜 间 由 于 植 物 的 呼 吸 作 用 和 土 壤 有 机 质 分 解 室 内 不 断 积 累 早 晨 日 出 之 前 浓 度 最 高 日 出 以 后 随 着 光 温 条 件 的 改 善 作 物 光 合 作 用 不 断 增 强 浓 度 迅 速 降 低 通 常 在 通 风 之 前 降 至 一 日 中 的 最 低 值 通 风 后 棚 室 外 进 入 室 内 浓 度 有 所 回 升 但 由 于 通 风 量 不 足 补 充 数 量 有 限 室 内 浓 度 始 终 低 于 室 外 傍 晚 随 着 光 照 减 弱 和 温 度 降 低 作 物 光 合 作 用 不 断 减 弱 直 至 停 止 浓 度 重 新 上 升 其 中 以 前 半 夜 上 升 较 快 国 外 的 研 究 表 明 夏 季 晴 天 通 风 口 全 部 开 放 的 情 况 下 温 室 内 黄 瓜 群 体 内 浓 度 仍 比 室 外 低 以 上 若 此 时 通 风 口 完 全 关 闭 浓 度 会 降 至 黄 瓜 的 表 观 光 合 作 用 停 止 普 通 日 光 温 室 越 冬 栽 培 过 程 中 亏 缺 最 严 重 的 季 节 为 低 温 寡 照 的 月 翌 年 月 由 于 当 前 日 光 温 室 管 理 主 要 以 保 温 为 目 标 严 冬 季 节 不 通 风 或 少 通 风 浓 度 较 低 据 测 定 结 果 盛 期 番 茄 群 体 内 的 浓 度 最 低 达 晴 天 的 下 午 若 通 风 口 过 早 关 闭 作 物 较 强 的 光 合 作 用 会 导 致 温 室 浓 度 再 次 大 幅 度 降 低 温 室 内 部 亏 缺 时 间 的 长 短 取 决 于 其 类 型 和 结 构 栽 培 季 节 天 气 条 件 和 作 物 生 育 状 况 在 采 用 中 央 锅 炉 供 暖 并 同 时 利 用 燃 烧 尾 气 进 行 施 肥 的 温 室 内 伴 随 严 冬 过 后 光 照 增 强 气 温 升 高 供 暖 时 间 逐 渐 缩 短 亏 缺 的 持 续 时 间 逐 渐 延 长 从 小 时 天 增 加 到 小 时 天 在 栽 培 越 冬 果 菜 的 日 光 温 室 内 月 翌 年 月 亏 缺 发 生 时 间 逐 渐 提 前 持 续 时 间 逐 渐 延 长 从 小 时 天 增 加 到 小 时 天 无 土 栽 培 温 室 内 亏 缺 现 象 更 加 严 重 温 室 内 不 同 部 位 的 浓 度 并 不 相 同 中 午 在 通 风 窗 局 部 开 启 条 件 下 作 物 群 体 生 育 层 顶 部 以 及 靠 近 通 道 和 地 表 面 的 空 气 中 浓 度 较 高 生 育 层 内 部 浓 度 较 低 夜 间 靠 近 地 表 的 浓 度 往 往 相 当 高 生 育 层 内 浓 度 较 高 上 层 浓 度 较 低 由 此 可 见 供 应 源 主 要 来 自 土 壤 和 室 外 空 气 日 光 温 室 内 浓 度 的 空 间 分 布 一 般 为 早 晨 和 傍 晚 前 部 中 部 后 部 近 地 面 层 作 物 冠 层 生 育 层 顶 部 中 午 前 后 前 部 中 部 后 部 近 地 面 层 生 育 层 顶 部 作 物 冠 层 以 温 室 前 部 冠 层 高 度 处 浓 度 最 低 因 此 施 肥 管 道 应 悬 挂 在 冠 层 高 度 温 室 南 北 中 线 的 稍 南 位 置 为 宜 二 温 室 调 控 的 意 义 是 光 合 作 用 的 原 料 作 物 在 光 下 通 过 叶 绿 体 将 和 水 合 成 有 机 物 质 0主 要 是 糖 和 其 它 碳 水 化 合 物 1 构 成 生 物 学 产 量 各 种 作 物 对 的 吸 收 存 在 补 偿 点 和 饱 和 点 在 补 偿 点 和 饱 和 点 之 间 浓 度 越 高 光 合 作 用 越 旺 盛 其 中 以 下 随 着 浓 度 的 升 高 作 物 光 合 速 率 呈 近 直 线 上 升 例 如 时 的 光 合 速 率 仅 为 时 的 以 上 光 合 速 率 的 增 加 逐 渐 缓 慢 在 正 常 光 照 和 温 度 条 件 下 植 物 的 补 偿 点 一 般 为 2 植 物 较 低 为 低 温 弱 光 环 境 中 补 偿 点 会 进 一 步 升 高 植 物 的 饱 和 点 一 般 在 范 围 内 左 右 的 浓 度 远 远 低 于 作 物 光 合 作 用 的 最 佳 浓 度 中 午 前 后 温 室 内 部 匮 乏 更 加 限 制 了 作 物 的 光 合 作 用 浪 费 了 光 热 资 源 成 为 高 产 的 关 键 制 约 因 素 之 一 据 测 算 叶 面 积 系 数 为 的 黄 瓜 群 体 早 春 亏 缺 使 其 净 同 化 量 损 失 长 期 亏 缺 则 造 成 减 产 增 施 是 促 进 温 室 作 温 室 园 艺 年 第 期品 种 栽 培 物 生 长 发 育 实 现 高 产 高 效 的 有 效 途 径 与 此 同 时 温 室 结 构 的 密 闭 性 也 为 施 肥 创 造 了 条 件 三 温 室 施 肥 技 术 温 室 施 肥 始 于 瑞 典 丹 麦 荷 兰 等 国 家 世 纪 年 代 英 国 日 本 德 国 美 国 也 相 继 开 展 了 施 肥 试 验 目 前 均 进 入 生 产 实 用 阶 段 成 为 设 施 栽 培 中 的 一 项 重 要 管 理 措 施 施 肥 得 到 重 视 和 发 展 主 要 归 因 于 以 下 几 个 方 面 施 肥 作 用 和 效 果 被 进 一 步 肯 定 农 户 的 科 技 意 识 增 强 温 室 结 构 的 密 闭 性 提 高 在 冬 季 弱 光 和 人 工 补 光 条 件 下 施 肥 效 果 显 著 温 室 种 植 制 度 的 改 革 减 少 了 有 机 质 的 施 用 尤 其 是 无 土 栽 培 技 术 的 应 用 一 施 肥 浓 度 从 光 合 作 用 的 角 度 接 近 饱 和 点 的 浓 度 为 最 适 施 肥 浓 度 但 是 饱 和 点 受 作 物 环 境 等 多 因 素 制 约 生 产 中 较 难 把 握 而 且 施 用 饱 和 点 浓 度 的 也 未 必 经 济 合 算 国 外 的 研 究 表 明 浓 度 超 过 后 进 一 步 增 加 施 肥 浓 度 收 益 增 加 很 少 而 且 浓 度 过 高 易 造 成 作 物 伤 害 和 增 加 渗 漏 损 失 尤 其 以 碳 氢 化 合 物 燃 烧 作 为 施 肥 肥 源 时 在 产 生 高 浓 度 的 同 时 往 往 伴 随 高 浓 度 有 害 气 体 的 积 累 因 此 施 肥 浓 度 在 之 间 为 宜 通 常 认 为 0 可 作 为 多 数 作 物 的 推 荐 施 肥 浓 度 具 体 依 作 物 种 类 生 育 阶 段 光 照 及 温 度 条 件 而 定 如 晴 天 和 春 秋 季 节 光 照 较 强 时 施 肥 浓 度 宜 高 阴 天 和 冬 季 低 温 弱 光 季 节 施 肥 浓 度 宜 低 近 年 来 根 据 温 室 内 的 气 象 条 件 和 作 物 生 育 状 况 以 作 物 生 长 模 型 和 温 室 物 理 模 型 为 基 础 通 过 计 算 机 动 态 模 拟 优 化 将 投 入 与 产 出 相 比 较 确 定 瞬 间 施 肥 最 佳 浓 度 的 研 究 已 起 步 并 取 得 较 大 进 展 二 施 肥 时 间 从 理 论 上 讲 施 肥 应 在 作 物 一 生 中 光 合 作 用 最 旺 盛 的 时 期 和 一 天 中 光 温 条 件 最 好 的 时 间 进 行 育 苗 期 施 肥 利 于 缩 短 苗 龄 培 育 壮 苗 提 高 早 期 产 量 因 此 施 肥 应 尽 早 进 行 定 植 后 开 始 施 肥 的 时 间 取 决 于 作 物 种 类 栽 培 季 节 肥 源 类 型 以 蔬 菜 为 例 为 防 止 营 养 生 长 过 旺 和 植 株 徒 长 果 菜 类 从 定 植 到 开 花 一 般 不 施 肥 开 花 座 果 后 开 始 施 肥 叶 菜 类 则 从 定 植 即 可 施 肥 一 天 中 施 肥 时 间 应 根 据 温 室 变 化 规 律 和 植 物 的 光 合 特 点 灵 活 掌 握 在 我 国 施 肥 多 习 惯 于 从 日 出 后 1 小 时 开 始 通 风 换 气 之 前 结 束 严 寒 季 节 不 通 风 时 可 适 当 延 长 施 肥 时 间 在 北 欧 荷 兰 等 国 家 施 肥 则 全 天 候 进 行 中 午 温 室 通 风 窗 开 至 一 定 大 小 时 施 肥 自 动 停 止 月 翌 年 月 日 光 温 室 亏 缺 通 常 发 生 于 早 晨 揭 苫 后 1 小 时 在 此 之 前 施 肥 即 可 有 效 避 免 亏 缺 由 于 日 光 温 室 管 理 主 要 以 保 温 为 目 的 通 风 量 相 对 不 足 通 风 期 及 闭 风 后 亏 缺 不 可 避 免 但 下 午 施 肥 的 生 态 和 经 济 可 行 性 尚 需 探 讨 三 施 肥 过 程 中 的 环 境 调 节 1 光 照 浓 度 对 光 合 作 用 的 影 响 与 光 强 有 密 切 的 关 系 当 光 强 较 低 时 浓 度 就 足 以 满 足 作 物 对 的 需 要 即 使 进 一 步 提 高 浓 度 光 合 速 率 也 不 会 升 高 只 有 光 强 度 提 高 后 再 提 高 浓 度 光 合 速 率 才 会 升 高 而 且 到 一 定 程 度 后 又 需 要 进 一 步 提 高 光 强 度 反 之 当 浓 度 不 足 时 即 使 增 加 光 强 度 光 合 速 率 也 不 会 升 高 由 于 强 光 下 增 加 浓 度 时 作 物 光 合 速 率 的 增 加 幅 度 大 于 弱 光 所 以 施 肥 时 务 必 注 意 改 善 作 物 群 体 的 见 光 条 件 1 温 度 温 度 对 光 合 作 用 的 影 响 在 低 浓 度 和 低 光 强 时 较 小 在 高 浓 度 和 高 光 强 时 较 大 强 光 下 增 加 浓 度 作 物 的 光 合 适 温 也 随 之 升 高 因 而 在 施 肥 的 同 时 提 高 温 度 是 必 要 的 有 人 主 张 将 施 肥 温 室 的 通 风 温 度 提 高 2 但 同 时 将 夜 温 降 低 2 以 加 大 昼 夜 温 差 保 证 植 株 生 长 健 壮 防 止 徒 长 但 提 高 通 风 温 度 往 往 带 来 高 温 环 境 对 作 物 生 长 不 利 也 会 诱 发 病 害 另 外 过 高 温 度 和 高 浓 度 同 时 发 生 会 促 进 作 物 衰 老 1 肥 水 施 肥 促 进 作 物 生 长 发 育 增 加 对 水 分 和 矿 质 营 养 的 需 求 因 此 在 施 肥 的 同 时 必 须 加 大 肥 水 的 供 应 数 量 满 足 作 物 生 长 需 要 但 又 要 注 意 避 温 室 园 艺 年 第 期 品 种 栽 培 免 肥 水 过 大 造 成 徒 长 从 光 合 作 用 的 角 度 提 高 浓 度 和 增 施 氮 肥 均 有 利 于 改 善 作 物 的 光 合 作 用 四 施 肥 肥 源 发 达 国 家 设 施 栽 培 发 展 较 早 施 肥 技 术 相 对 成 熟 和 完 善 他 们 经 过 多 年 探 索 均 已 确 定 了 各 自 条 件 下 的 肥 源 类 型 如 荷 兰 加 温 温 室 以 天 然 气 为 燃 料 采 用 中 央 锅 炉 燃 烧 后 产 生 的 尾 气 作 肥 源 日 本 则 主 要 利 用 以 煤 油 为 原 料 的 发 生 机 我 国 当 前 主 要 的 肥 源 类 型 有 以 下 几 种 一 液 体 主 要 是 酿 造 业 化 工 业 的 副 产 品 液 体 纯 度 高 使 用 安 全 可 靠 通 常 装 在 高 压 钢 瓶 内 施 肥 时 打 开 瓶 栓 直 接 释 放 并 借 助 管 道 输 散 较 易 控 制 施 肥 时 间 和 用 量 在 我 国 许 多 地 方 曾 经 发 现 地 贮 纯 度 高 但 均 未 得 到 很 好 的 开 发 液 体 成 本 适 中 在 近 郊 菜 区 便 于 推 广 但 多 数 地 区 由 于 换 气 不 便 应 用 受 到 限 制 北 欧 的 瑞 典 挪 威 等 国 均 有 专 门 从 事 运 销 的 公 司 和 企 业 我 国 当 前 很 少 二 燃 料 燃 烧 法 将 燃 煤 炉 具 进 一 步 改 造 增 加 对 烟 道 尾 气 的 净 化 处 理 装 置 滤 除 其 中 的 粉 尘 煤 焦 油 等 有 害 成 分 将 纯 净 的 气 体 由 鼓 风 机 通 过 管 道 输 入 温 室 内 部 该 类 装 置 以 焦 炭 木 炭 煤 球 煤 块 等 为 燃 料 原 料 来 源 广 泛 成 本 较 低 施 用 时 间 和 浓 度 易 调 控 并 可 在 一 定 条 件 下 实 现 温 室 供 暖 与 施 肥 的 统 一 在 广 大 农 村 发 展 潜 力 较 大 但 设 备 的 一 次 性 投 入 往 往 较 大 燃 气 处 理 所 需 化 学 试 剂 价 格 偏 高 除 外 以 沼 气 为 燃 料 的 沼 气 炉 或 沼 气 灯 以 酒 精 为 燃 料 的 酒 精 灯 在 某 些 地 区 也 用 作 施 肥 肥 源 三 颗 粒 气 肥 山 东 省 农 科 院 研 制 的 固 体 颗 粒 气 肥 以 碳 酸 钙 为 基 料 有 机 酸 作 调 理 剂 无 机 酸 作 载 体 在 高 温 高 压 下 挤 压 而 成 施 入 土 壤 后 可 缓 慢 释 放 据 报 道 每 00 1 一 次 施 用 量 2 3 4 56 可 持 续 产 气 2 天 左 右 并 且 一 日 中 释 放 的 速 度 与 光 温 变 化 同 步 该 类 肥 源 的 优 点 是 使 用 方 便 省 时 省 力 室 内 浓 度 空 间 分 布 较 均 匀 但 是 颗 粒 气 肥 对 贮 藏 条 件 要 求 严 格 释 放 的 速 度 慢 产 气 量 少 且 受 温 度 水 分 的 影 响 难 以 人 为 控 制 此 外 施 肥 对 土 壤 环 境 的 影 响 也 需 研 究 四 化 学 反 应 法 利 用 强 酸 硫 酸 盐 酸 与 碳 酸 盐 碳 酸 钙 碳 酸 铵 碳 酸 氢 铵 反 应 释 放 硫 酸 碳 铵 法 是 目 前 应 用 最 多 的 一 种 类 型 简 易 的 施 肥 方 法 是 在 温 室 内 分 点 放 置 塑 料 桶 人 工 放 入 硫 酸 和 碳 铵 产 气 此 法 费 工 费 料 操 作 不 便 可 控 性 差 操 作 不 当 会 发 生 气 体 危 害 近 几 年 山 东 辽 宁 等 地 相 继 开 发 出 多 种 成 套 的 施 肥 装 置 主 要 结 构 包 括 贮 酸 罐 反 应 桶 净 化 吸 收 桶 和 导 气 管 等 部 分 通 过 硫 酸 供 给 量 控 制 生 成 量 发 生 迅 速 产 气 量 大 操 作 简 便 较 安 全 应 用 效 果 较 好 大 面 积 施 肥 时 硫 酸 的 供 给 是 该 肥 源 应 用 中 遇 到 的 主 要 问 题 五 其 它 提 高 温 室 浓 度 的 方 法 7 通 风 换 气 当 温 室 浓 度 低 于 外 界 较 多 时 采 用 强 制 或 自 然 通 风 可 迅 速 补 充 内 部 的 此 法 简 单 易 行 但 浓 度 升 高 有 限 仅 靠 自 然 通 风 不 能 解 决 作 物 旺 盛 生 长 期 的 亏 缺 问 题 而 且 寒 冷 季 节 通 风 较 少 7 增 加 土 壤 有 机 质 有 机 肥 不 仅 提 供 作 物 生 长 所 需 要 的 营 养 改 良 土 壤 而 且 有 机 质 分 解 可 以 释 放 出 据 中 国 科 学 院 农 业 现 代 化 研 究 所 测 定 秸 秆 堆 肥 施 入 土 壤 后 4 3 0 天 就 可 释 放 出 大 量 前 后 维 持 近 天 日 光 温 室 蔬 菜 生 产 过 程 中 在 施 入 大 量 鸡 粪 作 基 肥 的 基 础 上 结 果 期 每 隔 一 段 时 间 补 施 一 定 数 量 的 鸡 粪 可 使 温 室 浓 度 维 持 较 高 水 平 但 要 注 意 未 腐 熟 有 机 肥 分 解 过 程 中 可 能 产 生 8 等 有 害 气 体 7 生 物 生 态 法 将 温 室 作 物 和 食 用 菌 间 套 作 在 菌 料 发 酵 食 用 菌 呼 吸 过 程 中 释 放 出 或 者 在 温 室 内 发 展 种 养 一 体 利 用 畜 禽 新 陈 代 谢 所 产 生 的 此 法 属 于 被 动 施 肥 易 相 互 污 染 且 无 法 控 制 的 释 放 量 东 方