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园林花卉栽培之温室环境的调控及调控设施设备

花匠小妙招
2024-09-17 15:58

（一）降温系统
　　温室中常用的降温设施有：自然通风系统（通风窗：侧窗和顶窗等）、强制通风系统（排风扇）、遮荫网（内遮荫和外遮荫）、湿帘一风机降温系统、微雾降温系统。一般温室不采用单一的降温方法，而是根据设备条件、环境条件和温度控制要求采用以上多种方法组合。
　　1．自然通风和强制通风降温
　　通风除降温作用外，还可降低设施内湿度，补充二氧化碳气体，排除室内有害气体。
　　(1)自然通风系统。温室的自然通风主要是靠顶开窗来实现的，让热空气从顶部散出。简易温室和日光温室一般用人工掀起部分塑料薄膜进行通风，而大型温室则设有相应的通风装置，主要有天窗、侧窗、肩窗、谷间窗等。自然通风适于高温、高湿季节的通风及寒冷季节的微弱换气。
　　(2)强制通风系统。利用排风扇作为换气的主要动力，强制通风降温。由于设备和运行费用较高，主要用于盛夏季节需要蒸发降温，或开窗受到限制、高温季节通风不良的温室。排风扇一般和水帘结合使用，组成水帘一风扇降温系统（见后详述）。当强制通风不能达到降温目的时，水帘开启，启动水帘降温。
　　2．蒸发降温系统
　　蒸发降温是利用水蒸发吸热来降温，同时提高空气的湿度。蒸发降温过程中必须保证温室内外空气流动，将温室内高温、高湿的气体排出温室并补充新鲜空气，因此必须采用强制通风的方法。高温高湿的条件下，蒸发降温的效率会降低。目前采用的蒸发降温方法有湿帘一风机降温和喷雾降温。
　　(1)湿帘一风机降温。湿帘一风机降温系统由湿帘箱、循环水系统、轴流风机、控制系统4部分组成。降温效率取决于湿帘的性能：湿帘必须有非常大的表面积与流过的空气接触，以便空气和水有充分的接触时间，使空气达到近水饱和。湿帘的材料要求有强的吸附水的能力、强通风透气性能、多孔性和耐用性。国产湿帘大部分是由压制成蜂窝结构的纸制成的。
　　(2)喷雾降温。喷雾降温是直接将水以雾状喷在温室的空中，雾粒直径非常小，只有50-90μm，可在空气中直接汽化，雾滴不落到地面。雾粒汽化时吸收热量，降低温室温度，其降温速度快，蒸发效率高，温度分布均匀，是蒸发降温的最好形式。喷雾降温效果很好，但整个系统比较复杂，对设备的要求很高，造价及运行费用都较高。
　　3．遮荫网降温
　　遮荫网降温是利用遮荫网（具一定透光率）减少进入温室内的太阳辐射，起到降温效果。遮荫网还可以防止夏季强光、高温条件下导致的一些阴生植物叶片灼伤，缓解强光对植物光合作用造成的光抑制。遮荫网遮光率的变化范围为25%- 75%，与网的颜色、网孔大小和纤维线粗细有关。遮荫网的形式多种多样，目前常用的遮荫材料，主要是黑色或银灰色的聚乙烯薄膜编网，对阳光的反射率较低，遮荫率为45%- 85%。欧美一些国家生产的遮荫网形式很多，有内用、外用各种不同遮荫率的遮荫网及具遮荫和保温双重作用的遮荫幕，多为铝条和其他透光材料按比例混编而成，既可遮挡又可反射光线。
　　(1)温室外遮荫系统。温室外遮荫是在温室外另外安装一遮荫骨架，将遮荫网安装在骨架上。遮荫网用拉幕机构或卷膜机构带动，自由开闭；驱动装置手动或电动，或与计算机控制系统联接，实现全自动控制。温室外遮荫的降温效果好，它直接将太阳能阻隔在温室外。缺点是需要另建遮荫骨架，同时，因风、雨、冰雹等灾害天气时有出现，对遮荫网的强度要求较高；各种驱动设备在露天使用，要求设备对环境的适应能力较强，机械性能优良。遮荫网的类型和遮光率可根据要求具体选择。
　　(2)温室内遮荫系统。温室内遮荫系统是将遮荫网安装在温室内部的上部，在温室骨架上拉接金属或塑料网线作为支撑系统，将遮荫网安装在支撑系统上，不用另行制作金属骨架．造价较温室外遮荫系统低。温室内遮荫网因为使用频繁，一般采用电动控制或电动加手动控制，或由温室环境自动控制系统控制。
　　温室内遮荫与同样遮光率的温室外遮荫相比，效果较差。温室内遮荫的效果主要取决于遮荫网反射阳光的能力，不同材料制成的遮荫网使用效果差别很大，以缀铝条的遮荫网效果最好。
　　温室内遮荫系统往往还起到保温幕的作用，在夏季的白天用作遮荫网，降低室温；在冬季的夜晚拉开使用，可以将从地面辐射的热能反射回去，降低温室的热能散发，可以节约能耗20%以上。

　　（二）保温、加温系统
　　1．保温设备
　　一般情况下，温室通过覆盖材料散失的热量损失占总散热量的70%，通风换气及冷风渗透造成的热量损失占20%，通过地下传出的热量损失占10%以下。因此，提高温室保温性途径主要是增加温室围护结构的热阻，减少通风换气及冷风渗透。生产中经常使用的保温设备有：
　　(1)室外覆盖保温设备。包括草苫、纸被、棉被，及特制的温室保温被。多用于塑料棚和单屋面温室的保温，一般覆盖在设施透明覆盖材料外表面。傍晚温度下降时覆盖，早晨开始升温时揭开。
　　(2)室内保温设备。主要采用保温幕。保温幕一般设在温室透明覆盖材料的下方，白天打开进光，夜间密闭保温。连栋温室一般在温室顶部设置可移动的保温幕（或遮荫／保温幕），人工、机械开启或自动控制开启。保温幕常用材料有无纺布、聚乙烯薄膜、真空镀铝薄膜等。
　　在温室内增设小拱棚后也可提高栽培畦的温度，但光照一般会减弱30%，且不适用于高秆植物，在花卉生产中不常用。
　　2．加温系统
　　温室的采暖方式主要有热水式采暖、热风式采暖、电热采暖和红外线加温等。
　　(1)热水加温。热水采暖系统由热水锅炉、供热管道和散热设备3个基本部分组成。热水采暖系统运行稳定可靠，是玻璃温室目前最常用的采暖方式。其优点是温室内温度稳定、均匀，系统热惰性大，温室采暖系统发生紧急故障，临时停止供暖时，2h内不会对作物造成大的影响。其缺点是系统复杂，设备多，造价高，设备一次性投资较大。
　　(2)热风加温。热风加温系统由热源、空气换热器、风机和送风管道组成。
热风加温系统的热源可以是燃油、燃气、燃煤装置或电加温器，也可以是热水或蒸汽。热源不同，热风加温系统的安装形式也不一样。蒸汽、电热或热水式加温装置的空气换热器安装在温室内，与风机配合直接提供热风。燃油、燃气的加温装置安装在温室内，燃烧后的烟气排放到室外大气中，如果烟气中不含有害成分，可直接排放至温室内。燃煤热风炉一般体积较大，使用中也比较脏，一般都安装在温室外面。为r使热风在温室内均匀分布，由通风机将热空气送入均匀分布在温室中的通风管。通风管由开孔的聚乙烯薄膜或布制成，沿温室长度布置。
通风管重量轻，布置灵活且易于安装。
　　热风加温系统的优点是：温度分布比较均匀，热惰性小，易于实现快速温度调节，设备投资少。其缺点是：运行费用高，温室较长时，风机单侧送风压力不够，造成温度分布不均匀。
　　(3)电加温。电加温系统一般用于热风供暖系统。另外一种较常见的电加温方式是将电热线埋在苗床或扦插床下面，用以提高地温，主要用于温室育苗。电能是最清洁、方便的能源，但电能本身比较贵，因此只作为临时加温措施。
　　(4)红外线加温系统。红外线加温最初应用于温室是在20世纪70年代早期。红外线可使温室温度迅速升高。采用液化石油气红外燃烧取暖炉，燃烧系统顶部有一个铝制反射器，燃烧的能量被直接反射到下面的作物上，可直接提高植物冠层温度，预热时间短，容易控制，使用方便，可节约能量。由于叶片及土壤的温度比周围的空气的温度高，所以采用此方式有利于降低葡萄孢菌病和霉菌病等叶部病害的发生率。红外线加温燃烧效率高，用电量低，一般作为临时辅助采暖。该种方式在中国还很少采用。
　　中国北方地区的简易温室还常采用烟道加热的方式进行温室加温。
　　温室采暖方式和设备选择涉及温室投资、运行成本、生产经济效益，需要慎重考虑。温室加温系统的热源从燃烧方式上分为燃油式、燃气式、燃煤式3种。燃气式设备装置最简单，造价最低。燃油式设备造价比较低，占地面积比较小，土建投资也低，设备简单，操作容易，自动化控制程度高，有的可完全实现自动化控制；但燃油设备的运行费用比较高，相同的热值比燃煤费用高3倍。燃煤式设备最复杂，操作比较复杂，设备费用最高，占地面积大，土建费用比较高；但设备运行费用在3种设备中最低。从温室加温系统来讲，热水式系统的性能好，造价高，运行费用低；热风式系统性能一般，造价低，运行费用高。在南方地区，温室加温时间短，热负荷低，采用燃油式的设备较好，加温方式以热风式较好。在北方地区，冬季加温时间长，采用燃煤热水锅炉比较保险，虽然一次投资比较大，但可以节约运行费用，长期计算还是合适的。

　　（三）遮光幕　　
　　使用遮光幕的主要目的是通过遮光缩短日照时间。用完全不透光的材料铺设在设施顶部和四周，或覆盖在植物外围的简易棚架的四周，严密搭接，为植物临时创造一个完全黑暗的环境。常用的遮光幕有黑布、黑色塑料薄膜两种，现在也常使用一种一面白色反光、一面为黑色的双层结构的遮光幕。

　　（四）补光设备
　　补光的目的一是延长光照时间，二是在自然光照强度较弱时，补充一定光强的光照，以促进植物生长发育，提高产量和品质。补光方法主要是用电光源补光。
　　用于温室补光的理想的人造光源要求要有与自然光照相似的光谱成分，或光谱成分近似于植物光合有效辐射的光谱；要有一定的强度，能使床面光强达到光补偿点以上和光饱和点以下，一般在30-50klx，最大可达80klx。补光量依植物种类、生长发育阶段以及补光目的来确定。用于温室补光的光源主要有白炽灯、荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯。它们的光谱成分不同，使用寿命和成本也有差异。
　　在短日条件下，给长日照植物进行光周期补光时，按产生光周期效应有效性的强弱，各种电光源可以排列如下：
　　白炽灯>高压钠灯>金属卤化灯=冷白色荧光灯=低压钠灯>汞灯
　　荧光灯在欧美温室生产中广用于温室种苗生产，很少用于成品花卉生产。金属卤化物灯和高压钠灯在欧美国家广泛用于花卉和蔬菜的光合补光。
　　除用电灯补光外，在温室的北墙上涂白或张挂反光板（如铝板、铝箔或聚酯镀铝薄膜）将光线反射到温室中后部，可明显提高温室内侧的光照强度，可有效改善温室内的光照分布。这种方法常用于改善日光温室内的光照条件。