设施农业 温度环境及其调控措施由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“农业设施环境调控”。
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。
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