3.1园艺设施内的环境条件及其调控I_光照

一、基本要点

1、与露地相比,设施内光环境的特点

  • 光照度低于露地,弱光;
  • 光照时数短或者相同;
  • 光质不同于露地:取决于覆盖材料的种类和特性
  • 光分布不均匀。

2、光照对园艺作物生长发育的影响

  • 光合效应:植物光合作物的能量源;
  • 光形态效应:影响生长发育过程中形态形成的信息源;
  • 热效应:创造植物生长的环境条件。
植物有效进行光合作物需要的光照强度应在其光补偿点与饱和点之间。
光周期是光照在一个周期变化中的光照时间的长短。
上半年种的都是长日照,下半年种的都是短日照。
设施园艺很多驯化后都是全日照。

3、光质对植物生长发育影响

(1)紫外光

  • 抑制植株徒长;
  • 花青素形成;
  • 抑制病原菌。

(2)可见光

光合作用

(3)红外光

  • 保温隔热;
  • 促进茎伸长;
  • 增热效应明显;
  • 但是会使花色变淡。
温室、塑料大棚内的植物比较细长;
白炽灯光下栽培植物生长的比较细长。

3、园艺设施光照环境的调节与控制的具体措施与应用

(1)影响设施内光环境的主要因素

1、室外光照条件:

光照度、光质、光照时间
太阳高度角和大气透明度。

2、覆盖材料:

透过率;污染和老化

3、直射光入射角

吸收率+反射率+透射率=1

4、屋面坡度

  • 理想屋面角:一年中太阳高度角最低那天(冬至)的透光率最多。
  • 合理采光屋面角:保证一天中上午10点-下午14点进光量最多的屋面角。

5、温室结构、设备的遮光

构架率:温室全表面积内,直射光照射到结构骨架(或者框架)材料的面积与全表面积之比。

6、建造方位(温室屋脊的走向)

  • 透光率:在冬季东西栋优于南北栋,纬度越高差异越明显;夏季相反。
  • 透光率单栋优于连栋。
  • 南北栋,光量分布较为均匀。

7、植株垄向

一天中进入设施内的直射光中,被植物群体吸收的比例称为直射光群落入射率
我国温室栽培以南北垄行向为主。
温室光照重要性:1%原则,减少透光1%将减少1%产量。

(二)***设施内光照环境的调节控制

1、改进设施园艺的结构,提高透光率

  • 适宜的建筑场地以及建筑方位;
  • 合理的骨架材料,减少建材的遮荫;
  • 合理的屋面坡度和透明屋面形状;
  • 采用透光率高的透明覆盖材料。

2、加强温室管理

  • 粉尘、烟尘较轻的地方;保持透明屋面干洁;灰尘往往影响透光10%,要清洁;
  • 充分利用反射光:日光温室适当缩短后坡、后墙涂白、安装镀铝反光膜、张挂反光幕、覆盖地膜;
  • 在保暖前提下,保温覆盖材料尽可能早揭迟盖;
  • 注意合理密植,注意垄向;
  • 加强植株管理,整枝打杈,及时吊蔓/插架;
  • 耐弱光品种。

3、遮光

目的:喜阴植物;黄化栽培;光周期需求;降低设施内温度。
方法:
  • 覆盖各种遮荫物,比如苇帘、竹帘、遮阳网、无纺布;
  • 玻璃面涂白,一般用石灰水,全部涂白/部分涂白/斑状涂白;
  • 玻璃屋面流水法;
  • 温室内种植藤本植物;
  • 室外种植落叶树种。

4、人工补光

目的:光周期需要;促进光合作用;增加品质;增强抗病性;满足其他特殊要求。
考虑因素:波长功率;成本;效率;寿命;作物种类等
人工补光的光源
特点
适用范围
白炽灯
简单便宜;效率低;红光多;寿命短
不宜用作光合补光光源、但可作光周期补光光源。
荧光灯
更复杂;效率高;含少量UV;寿命长
适用于生长室、组培室、冷库、光周期补光
高压钠灯
光效高;光谱以黄橙光为主,光谱窄;寿命长
美国温室多用;园艺设施补光中使用较多。
金属卤素灯
光效高;光色好;功率大;寿命一般
使用较多;高强度人工补光的主要光源。
LED发光二极管
植物定制光谱,成本高,光效高,热量小,全光谱
植物工厂;温室育苗补光;温室生产

(三)花期调控

通过补光遮光来提前或延后花期。
例如菊花花期调控:
  • 菊花是短日照植物,十月底开花;
  • 如果想要国庆节开花,就要遮光35-40d,大概从8月10日开始遮光;
  • 如果想要圣诞、元旦、春节开花,就要延长光照时间,从而推迟花期。

二、影响我国补光设备应用推广的因素

近年来,农业经营者已经意识到农业植物补光的生产效益,应用积极性较高,但苦于高性价比LED照明装备和应用技术,导致全国植物补
光设备应用规模较小,亟待提高。
我国植物补光装备与产业发展与国际水平差距明显,主要原因在于我国农业植物补光设备研发、照明产品及其智能化装备开发、照
明产品推广应用链条未曾打通
产学研结合不足,国家扶植政策不到位,迟滞了产业的推进过程
但是伴随着这几年技术的成熟和进步,随之带来的成本降低,植物补光设备产品越来越多的被国人所接受,并且已经开始规模化的应用于
室内园艺和农业生产。

三、番茄设施越冬栽培过程中,需要采用怎样的光环境调控策略实现优质高产

  • 采用透光性好的耐候功能膜;
  • 冬春季节保持膜面清洁;
  • 白天揭开保温覆盖物;
  • 日光温室后部张挂反光幕;
  • 尽量增加光照强度和时间;
  • 早揭帘晚放帘;
  • 采用合适的人工补光措施。

四、结合区域气候特点和植株生长发育要求,兼顾投入产出比,提出设施作物生产的光环境管理策略

长江流域气候特点:温暖湿润多雨,四季分明,冬季光照时间短,夏季有时光照强度过大。

1、冬季,改进设施园艺的结构,提高透光率

  • 适宜的建筑场地以及建筑方位;
  • 合理的骨架材料,减少建材的遮荫;
  • 合理的屋面坡度和透明屋面形状;
  • 采用透光率高的透明覆盖材料。

2、冬季加强温室管理

  • 粉尘、烟尘较轻的地方;保持透明屋面干洁;灰尘往往影响透光10%,要清洁;
  • 充分利用反射光:日光温室适当缩短后坡、后墙涂白、安装镀铝反光膜、张挂反光幕、覆盖地膜;
  • 在保暖前提下,保温覆盖材料尽可能早揭迟盖;
  • 注意合理密植,注意垄向;
  • 加强植株管理,整枝打杈,及时吊蔓/插架;
  • 耐弱光品种。

3、夏季遮光

方法:
  • 覆盖各种遮荫物,比如苇帘、竹帘、遮阳网、无纺布;
  • 玻璃面涂白,一般用石灰水,全部涂白/部分涂白/斑状涂白;
  • 玻璃屋面流水法;
  • 温室内种植藤本植物;
  • 室外种植落叶树种。

4、冬季人工补光

目的:光周期需要;促进光合作用;增加品质;增强抗病性;满足其他特殊要求。