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园艺设施环境调控技术

花匠小妙招
2024-09-10 07:47

导语：现在随着农业技术的进步，设施农业等先进的农业生产模式已经在逐渐替代传统农业的生产模式。与传统农业生产模式相比，设施农业可以对农作物提供更加精细的照料，改变了原先粗放经营的模式，有效地提高了农作物的产量与质量。设施农业之所以能够具有这么大的生产优势，很大一部分来自于它对环境的调控能力。那么它是怎么对环境实施调控的呢？一般都调控那几个方面呢？今天的节目就给大家带来一个详细的介绍。

1.主持人：听众朋友们大家好，我是主持人关常。设施园艺可以通过调控生产环境，达到保护农作物生长，避免风险，提高农作物生产质量的目的。园艺设施的使用，已经让不少农户走上了致富之路。为了帮助到更多的农民朋友，今天我们节目就请到了中国农业大学的高丽红教授来给我们讲解一下关于园艺设施环境调控技术的相关问题。高老师，您好。

专家：主持人好，听众朋友们大家好。

2.主持人：高老师，现在在蔬菜种植中，一般都是我们常说的大棚蔬菜和露地蔬菜，这两种种植模式在栽培管理过程中主要的区别在哪？

专家：两种栽培方式最主要的区别是对其生长环境的调控能力差异。露地栽培过程中的温度、光照、气体环境完全是自然条件，人为干预能力很低，只能对土壤的水分、养分进行管理；而在大棚等园艺设施内栽培作物，是在一定的空间范围内进行的，因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响，比露地栽培要大得多。管理的重点，是根据园艺作物生长对环境的要求，通过人为地调节控制，人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件，从而实现蔬菜、花卉、水果设施栽培的优质、高产、高效。

3.主持人：那一般来说，作物生长都会需要到哪些环境条件？在设施栽培条件下又如何对这些环境进行调控呢？

专家：园艺作物生长离不开温度、光照、土壤、水分和气体条件，露地栽培和设施栽培条件下，这5种环境条件存在很大差异，调控的技术也不同，总体是在设施栽培条件下，调控的技术和手段相对要多，调控能力也更强一些。

4.主持人：那您就针对这五个主要的环境条件，一个一个来介绍下温室大棚的环境调控技术吧。

专家：好的，我们首先来说说大棚温室内的光环境特点及其调控技术吧。园艺设施内的光环境与露地相比，存在以下特点：光照强度弱；光照时数短；光质不同于露地；光分布不均匀。俗话说，万物生长靠太阳，光照强度对作物生长的影响更直接，而光照强度又与温室大棚的透光率密切相关的。

5.主持人：看来光照环境对于农作物的生长真的是很重要，那有什么办法可以对温室大棚内的光环境进行调节控制呢？

专家：首先，要改进园艺设施结构，提高透光率。如选择适宜建筑场地及合理的建筑方位；设计合理的屋面坡度；合理的透光屋面形状；骨架材料选择；选择透光率高，流滴持效期长的透明覆盖材料等；

其次，要改进管理措施。如保持透明屋面干洁，在保温前提下早揭晚盖保温覆盖物；合理的栽培畦向---以南北畦受光均匀；合理密植，进行植株调整；选择设施专用品种；进行地膜覆盖，北墙张挂反光膜；合理使用有色薄膜，改变光质等。

最后要注意在高温季节遮光，如采用遮阳网进行内遮阳、外遮阳等；玻璃面涂白、甩稀薄泥土等；低温季节合理补光，目前生产中应用较少，主要是性价比低，在光周期调控上补光应用比较普遍，如冬季温室生产鲜大蒜技术。

6.主持人：欢迎回来。今天为大家介绍的是“园艺设施环境调控技术”。为我们作介绍的专家是来自中国农业大学的高丽红教授。高老师刚才给我们讲解了大棚蔬菜和露天蔬菜的区别，还有作物生长中比较重要的五个环境要素，并针对其中的光照给我们做了详细的讲解。接下来我们继续听高老师介绍。

高老师，说完了光照，我们现在介绍一下温度吧。现在有经验的农户都知道，温室大棚内的温度要比露地高一些，那它为什么会比露地高呢？棚室内的高温是怎么形成的？

专家：温室大棚内热量的来源主要是太阳辐射，温室大棚内的温度比露地高的原因是 “温室效应”的结果。温室效应是由两个原因引起的，一个原因是玻璃或塑料薄膜等透明覆盖物，可让短波辐射（320～470 nm）透射进温室大棚内，又能阻止温室大棚内长波辐射透射出去而失散于大气之中；另一原因是温室大棚为半封闭空间，内外空气交换弱，从而使蓄积热量不易损失。所以，温室大棚内白天温度高的原因，除了与覆盖物的保温作用有关系外，还与被加热的空气不易被风吹走有关系。

7.主持人：听了您的介绍，我是不是可以这样理解，温室大棚内的热量来源主要是太阳辐射，通过温室效应使棚室内温度高于外界。但温室大棚内一天中的温度变化是很大的，不通风最高温度能够达到50℃以上，夜间最低温度有时只有几度。那么温室大棚内的热量又是通过哪些途径散失了呢？

专家：温室大棚的散热有3种途径：一是经过温室大棚的覆盖材料和围护结构散热；二是通过温室大棚密闭性不严导致的缝隙漏风的热量损失；三是由于棚室内外土壤纵向和横向的温度差异引起的土壤传导失热。如棚室内土壤在垂直方向上的热传导白天是由上向下传递，夜间则相反，土壤传热方向是由下向上传热。土壤在水平方向上的横向传热，是温室大棚的一个特殊问题。

在露地由于面积很大，土壤温度的水平差异小，不存在横向传热。温室大棚内则不然，由于室内外土壤温差大，横向传热便不可忽视。研究表明，土壤横向传热占温室总失热的5%～10%。总之，温室大棚内总的放热量，是围护结构放热量，通风换气放热量和土壤传导放热量3部分之和。

8.主持人：高老师，现在我们了解了温室大棚内热量来源及损失途径，那应该如何进行温室大棚内的温度调控呢？

专家：园艺设施内温度的调节和控制包括保温、加温和降温3个方面。温度调控要求达到能维持适宜于作物生育的设定温度，温度的空间分布要均匀，时间变化要平缓。我国主要园艺生产设施是单屋面日光温室和塑料大棚，因此温度环境调控主要是保温和降温。前面说过，温室大棚的散热有3种途径：一是经过覆盖材料的围护结构散热；二是通过缝隙漏风的换气散热；三是与土壤热交换的地中散热。

9.主持人：高老师，您上面说的是降温的措施，那如果我们要保持温度的话，具体又应该怎么做呢？

专家：为了提高温室大棚的保温能力，常采用各种保温覆盖。具体方法就是增加保温覆盖的层数，如生产中的大棚多层覆盖技术、日光温室冬季增加二道幕、增加保温被厚度、连栋温室采用双层充气薄膜覆盖等均是有效的保温措施。

其次，为了增加棚室保温性可以采用隔热性能好的保温覆盖材料，以提高设施的气密性。

第三，增加保温比，适当减低园艺设施的高度，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。

第四，增加土壤蓄热量，通过以下措施增加土壤蓄热量：①增大保护设施的透光率，使用透光率高的薄膜，正确选择保护设施方位和屋面坡度，尽量减少建材的阴影，经常保持覆盖材料干洁；②减少土壤蒸发和作物蒸腾量，增加白天土壤贮存的热量；③设置防寒沟，防止地中热量横向流出。在设施周围挖一条宽30厘米，深与当地冻土层相当的沟，沟中填入稻壳、藁草等保温材料。根据北京地区观测有防寒沟的比无防寒沟的设施内5厘米，地温可高出4摄氏度左右。

10.主持人：除了这些降温和保温的措施之外，在温度调节这方面，高老师您还有什么好的建议要分享给我们的吗？

专家：还有就是在低温季节主要是保温，当所有保温措施应用后还不足以满足作物生长对温度的需求，此时需要进行加温。我国传统的单屋面温室，大多采用炉灶煤火加温，近年来也有采用锅炉水暖加温或电热风加温的。塑料大棚大多没有加温设备，少部分使用热风炉短期加温，对提早上市提高产量和产值有明显效果。大型连栋温室则多采用集中供暖方式的水暖加温，也有部分采用热水或蒸汽转换成热风的采暖方式。各种加温方式所用的装置不同，其加温效果、可控制性能、维修管理以及设备费用和运行费用等等都有很大差异，在生产中可以根据具体情况合理选用。

棚室内温度高时，则需要降温。常用降温方法为通风降温，由于温室大棚顶部为高温高湿区，因此顶通风降温除湿效果优于底部通风。温室大棚低温季节降温排湿多采用顶通风方式，夏季高温时采用顶部与腰部或底通风相结合方式降温；其次采用遮光降温，一般可采用遮阳网、喷涂利凉等遮光涂料或薄膜上甩稀泥等，均能起到很好降温效果。现代化温室还可以采用强制通风降温和喷雾降温等方式。

11.主持人：好的，谢谢高老师的建议。高老师，介绍完了温度之后，您给我们再讲讲温室大棚内的湿度是怎样形成的吧，它都有哪些特点你也给我们讲一讲。

专家：设施内的空气湿度是由土壤水分的蒸发和植物体内水分的蒸腾，在设施密闭情况下形成的。高湿，是园艺设施空气湿度环境的突出特点；其次，具有结露和濡湿现象；结露的出现是温室大棚内存在着垂直温差和水平温差，也影响空气湿度分布的差异，因此在冷的地方就会出现冷凝水，冷凝水的出现与积聚，会使设施作物的表面结露；作物沾湿是从屋面或保温幕落下的水滴、作物表面的结露、由于根压使作物体内的水分从叶片水孔排出“溢液”（吐水现象）、雾等4种原因造成的。高湿、结露和作物沾湿都为很多病害的发生和流行创造了条件，这也是温室大棚内病害易于发生的重要原因之一。第三，温室大棚内的空气湿度具有明显的日变化特征，一般温度高时，空气相对湿度较低，因此夜间湿度远远高于白天。

12.主持人：那现在对于温室大棚内的空气湿度进行调控的话，调控的技术都有哪些呢？

专家：从环境调控观点来说，空气湿度的调控，主要是防止作物沾湿和降低空气湿度两个直接目的。防止作物沾湿是为了抑制病害，实际上作物沾湿如能减少2～3 小时以上，即可抑制大部分病害。常用除湿方法有这么几种：

（1）通风换气，设施内造成高湿原因是密闭所致，通风降湿效果显著。一般采用自然通风，通过调节风口大小、时间和位置，达到降低室内湿度的目的。

（2）加温除湿。前面说过，温度越高，空气湿度相对越低，而且加温可有效防止作物表面濡湿。

（3）覆盖地膜，或适当控制灌水量，采用滴灌或膜下灌溉的方式，通过控制土壤水分蒸发达到降低空气湿度的目的。

另外，对于一些大型园艺设施如连栋温室在进行周年生产时，到了高温季节还会遇到高温、干燥、空气湿度不够的问题，当栽培要求空气湿度高的作物，如黄瓜、辣椒和蝴蝶兰、红掌等喜欢相对较高空气湿度的作物时，还必须加湿以提高空气湿度。常用加湿方法有喷雾加湿，可以采用湿帘加湿，也可以在温室内顶部安装喷雾系统，在加湿同时达到降温目的。

13.主持人：欢迎回来。今天为大家介绍的是“园艺设施环境调控技术”。为我们作介绍的专家是来自中国农业大学的高丽红教授。高老师刚才在给我们讲解完光照的调节之后，又给我们介绍了温度和湿度这两个要素的调节方法。接下来我们继续听高老师介绍。

高老师，我们都知道二氧化碳作为光合作用的原料对于作物的生长也是一种很重要的影响因素，那在温室大棚内二氧化碳分布有哪些特点呢？

专家：温室大棚内二氧化碳分布特点是夜间积聚，白天匮缺。这是因为设施中二氧化碳来源除了空气固有的二氧化碳之外，还有作物呼吸作用、土壤微生物活动以及有机物分解发酵、煤炭燃烧等放出二氧化碳，所以夜间保护设施内二氧化碳浓度比外界高。但从清晨天亮之后，作物立即开始旺盛地进行光合作用，吸收大量的二氧化碳，造成白天设施二氧化碳浓度比外界的还低；其次温室大棚内二氧化碳浓度分布不均匀，这与设施内温度、光照分布不均匀及植物不同部位接受的光强不同有关，一般作物上部二氧化碳浓度要低于下部。

14.主持人：高老师，现在还有一种比较流行的施肥方式就是二氧化碳施肥，这个施肥方式在我们国家都有哪几种常见的方法呢？

专家：目前国内常用且有效的二氧化碳施肥方法主要有这么几种：

有机肥发酵，特点是肥源丰富，成本低，简单易行，但二氧化碳发生量集中，也不易掌握。是目前生产中广泛应用方法。

第二种是使用液态二氧化碳，液态二氧化碳不含有害物质，使用安全可靠，但成本较高。通常装在高压钢瓶内，施肥时打开瓶栓直接通过管道释放，较易控制施肥量和施用时间，大型连栋温室应用较多。

还有化学反应法，利用强酸与碳酸盐反应产生二氧化碳，硫酸、碳酸氢铵反应法是应用最多的一种类型。近几年相继开发出多种成套二氧化碳施肥装置，通过硫酸供给量控制二氧化碳生成量，方法简便，操作安全，应用效果较好。

还有一种叫做秸秆生物反应堆法，采用生物技术将作物秸秆转化为农作物所需的二氧化碳、热量、有机和无机养料等物质，对促进冬季温室栽培蔬菜的生长发育和品质提高效果明显。近几年应用较多，但比较费工，给推广应用带来一定局限性。

最后一种叫做吊袋式二氧化碳施肥，是将吊袋二氧化碳发生剂吊挂在植物生长上方，白天在阳光照射下可自动产生二氧化碳，一般每袋施肥面积30平方米左右，有效使用期25-30天，成本低，使用比较方便，近几年在生产中有一定应用。

15.主持人：高老师，最后，请您给我们介绍一下园艺设施内的土壤环境特点吧。

专家：由于温室内温度高，空气湿度大，光照较弱，而作物种植茬次多，生长期长，施肥量大，使得土壤环境与露地土壤有很大差异，影响温室蔬菜的生育。温室大棚内土壤的几个典型特点是：

（1）盐分积聚现象突出：温室内土壤水盐运移方向与露地不同，由于温室是一个相对封闭的空间，自然降水受到阻隔，土壤受自然降水自上而下的淋融作用几乎没有，使土壤中积累的盐分不能被淋洗到深层土壤；同时由于温室内温度高，作物生长旺盛，土壤水分自下而上的蒸发和作物蒸腾作用比露地强，根据“盐随水走”的规律，加速了土壤表层盐分的积聚。

（2）过量施肥尤其是氮肥，导致土壤酸化，土壤酸化会抑制其他元素的吸收；

（3）土传病虫害严重，土壤连作障碍问题突出；（温室大棚的环境特点没有了露地冬季的低温，土传病虫害的基数增加；专业化的单一栽培制度使相同致病菌积累）

（4）设施土壤NO3-N残留量高，磷转化率高导致磷富集，速效钾盈亏并存。土壤有机质含量明显高于露地。

16.主持人：那就针对这些特点，现在园艺设施内常用土壤调控技术都有哪些呢？

专家：首先要合理施肥，平衡、配方施肥，根据蔬菜的需肥规律，土壤的供肥特性和肥料效应，合理进行施肥管理。在确定施肥量的基础上要兼顾施肥种类，速效肥的施肥与灌溉要相结合，多施优质有机肥，使用缓释肥等。

其次，对发生盐渍化和酸化的土壤进行改良，如通过增施含碳的有机肥、施用作物秸杆、灌水洗盐、水旱轮作等降低土壤盐分含量；通过在温室大棚休闲期种植填闲作物、合理轮作等缓解连作障碍；对土传病害严重、根结线虫危害严重的土壤可以进行土壤消毒。常用土壤消毒方法有药剂消毒，如用氯化苦、棉隆、威百亩、1,3-二氯丙烯、石灰氮结合夏季高温进行土壤消毒，对根结线虫和其他土传病害防控效果都非常好。对连作障碍特别严重的土壤可以进行客土或无土栽培。

17. 主持人：好的，由于时间关系呢，本期的节目到这里就要告一段落了。让我们再次感谢高老师的精彩介绍，我们下期节目再见。