3.2园艺设施内的环境条件及其调控II_温度

一、名词解释

1、温室效应:在没有人工加温的条件下,园艺设施内获得或积累太阳辐射能,从而使设施内的气温高于外界气温的一种能力。温室效应是园艺设施温度变化的重要特点。
2、贯流放热:透过覆盖材料结构材料放出的热量。是园艺设施放热的最主要途径,占总散热量的60-70%。
3、保温比:设施内的土壤面积(S)与设施覆盖及围护材料表面积(W)之比,S/W。保温比越大,说明温室的保温性能越好

二、园艺设施内的温度特点

(一)气温季节性变化减小

冬天天数明显缩短,夏天天数明显增加,保温性能好的日光温室几乎不存在冬季;
大棚果菜可以进行春提前、秋延后栽培;

(二)气温日变化大

晴天昼夜温差明显大于外界,最高最低气温出现略迟于露地

(三)设施内气温分布不均匀

(四)土温较气温稳定

(五)热岛效应

日光温室中,从地表0cm到地下50cm,均有很大的增温效应,但是浅层地温增温最大。

(六)气温逆温现象

有风的晴朗夜间,温室大棚的表面辐射散热很强,棚室内气温反而比外界低。

三、园艺设施内温度分布不均匀的原因

1、太阳光线入射不均

太阳高度角的变化引起光线入射量不均匀;
温室结构原因引起的光线入射量不均。

2、园艺设施内气流运动的影响

3、园艺设施结构的影响

双屋面温室比单屋面温室温度分布不均。

4、加温技术影响温度分布

加温设备的种类和安装位置影响园艺设施内的温度分布。
面热源优于线、点热源。
单屋面温室加温,热源设在南侧墙;
加热源会造成温度梯度。

5、通风技术影响温度分布

通风口附近温度较低;
通风时应“先开天后开地”

6、内外温差

内外温差越大,对流增加,增加垂直温差。

四、园艺设施内的热量支出

热量来源是:太阳总辐射+人工加热量
贯通放热>土壤传导失热>换气放热

1、贯流放热(最主要)

透过覆盖材料和结构材料放出的热量。
影响因素:
  • 设施散热面积;
  • 室内外温差;
  • 设施结构材料导热率;
  • 结构材料含水量;
  • 室外风速。

2、换气放热

内外空气交换导致的热量损失。
包括显热失热(直接由温差引起)和潜热失热(水的相变引起)两部分。
温室内自然通风、强制通风、建筑材料的裂缝、覆盖材料的破损、门窗缝隙等。
影响因素:
  • 设施缝隙大小;
  • 室外风速;
  • 室内外温差;
  • 换气次数

3、土壤传导失热

热量在土壤中的垂直传导和水平传导。
受到土壤质地、成分和含水量影响很大。
  • 垂直方向传导:0-45cm深,夜间和阴天维持室温的热量来源。
  • 水平横向传导:山墙/后墙墙体厚,横向传导热慢;前屋面只有一层薄膜传导快。

五、如何保障冬春季节果菜类蔬菜可持续生产

1、筛选抗冷性品种

2、嫁接

嫁接合适砧木,提高黄瓜地上部温度适应性。

3、炼苗(驯化)

低温、干旱驯化。

4、植物生长调节剂

  • BR提高低温抗性;
  • 外源喷施植物生理活性物质提高辣椒低温抗性。

5、光质调控提高低温抗性

六、设施内温度环境调控

(一)保温措施

1、增大保温比

  • 保温比越大,说明温室的保温性能越好。
  • 适当减低农业设施高度,缩小夜间保护设施的散热面积。
  • 但日光温室,在一定范围内增加设施高度,可以提高透光性,起到增温作用。

2、增大地表热流量

  • 提高透明覆盖物的透光率;
  • 减少蒸发和蒸腾量:地膜覆盖、膜下暗灌、滴灌;
  • 设置防寒沟、室内地面下凹法:减少地中横向传热。

3、减少贯通放热和通风换气量

  • 增加保温覆盖的层数:长江流域“三棚五幕”;
  • 采用隔热性能好的保温覆盖材料;
  • 提高设施的气密性,加强防风措施。

(二)加温措施

目的:补充散失热量,维持设施内温度,以满足作物生长的要求
要求:经常保持设定温度;成本控制;空间分布均匀、时间变化平稳;遮荫少、占地少、便于栽培作业
方式:燃煤、燃油、燃气、电热
配热方式:热风、热水、蒸汽、直热
加温系统:
  • 直接加温系统:内部燃烧,加热空气,可用于二氧化碳施肥;
  • 间接加温:燃烧室独立,水/气换热,烟气排到温室外。
  • 管道加温:热电联产

(三)降温措施

原理:
  • 减少进入的太阳辐射能;
  • 增大潜能消耗;
  • 增大通风换气量。
管理技术:
  • 遮光降温:外遮阳、内遮阳、屋面涂白;
  • 屋面喷淋;
  • 蒸发降温:湿帘风机系统、细雾喷散法;
  • 增大自然通风量与强制通风;