温室光照调节和控制

发布时间:2025-01-03 19:49

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温室光照调节和控制

调节和控制温室内光照强度及其空间分布和光质、光照时数的技术。主要包括设计合理的温室结构,选择适当的覆盖材料,采取适当的管理措施。光是植物生长和繁殖不可缺少的环境因子,光强、光质和光照时数对植物的生长发育、产品的质量都有极重要的影响,适当的光照调控是很必要的。光合作用与光照关系绿色植物对辐射具有选择性吸收的特点,波长在300~750纳米的辐射能,对植物的生长发育有效,称为生理辐射。

目录 1 光合作用与光... 2 温室采光 3 温室补光 4 温室遮光

调节和控制温室内光照强度及其空间分布和光质、光照时数的技术。主要包括设计合理的温室结构,选择适当的覆盖材料,采取适当的管理措施。光是植物生长和繁殖不可缺少的环境因子,光强、光质和光照时数对植物的生长发育、产品的质量都有极重要的影响,适当的光照调控是很必要的。

光合作用与光照关系

绿色植物对辐射具有选择性吸收的特点,波长在300~750纳米的辐射能,对植物的生长发育有效,称为生理辐射。研究光合作用与光强关系时,应以生理辐射范围内的辐射能或光量流密度衡量。生理辐射在太阳能中所占的比率一般为50%,不同植物需要的光强不同。强光型蔬菜作物,如甜瓜、黄瓜、番茄、甜椒、茄子等,要求4万勒克斯以上的光强;中光型蔬菜作物,如豌豆、菜豆、芜青等要求1万~4万勒克斯的光强;弱光型蔬菜作物,如鸭儿芹、莴苣、款冬、茼蒿等仅要求1万勒克斯的光强。喜光花卉,阳光愈充足,光合作用愈强;对光的需要量不太多的花卉,过强的光线,对它们的生育有害,夏季需要遮荫栽培。

光质,即光谱成分。可见光和紫外线是植物光合作用制造有机物质的主要能源。植物吸收最多的是红、橙光(600~680纳米),其次是蓝紫光和紫外线(300~500纳米),吸收绿光(500~600纳米)很少。紫外线波长较短的部分,能抑制作物的生长,杀死病菌孢子;波长较长的部分,可促进种子发芽,果实成熟,提高蛋白质、维生素和糖的含量;但对芹菜、韭菜的品质有影响;红外线对植物的萌芽和生长有刺激作用,并产生热效应。

光照时数,即作物被光照射的时间。不同的作物,完成光周期需要一定的光照时数才能开花结实。长日照作物,如芜青、苣荬菜、白菜等,在其生育的某一阶段需要12~14小时以上的光照时数;短日照作物,如洋葱、大豆、豇豆等,需要12~14小时以下的光照时数;中日照作物,如黄瓜、番茄、辣椒等,在较长或较短的光照时数下,都能开花结实。

温室光照,包括光强和光照时数,要求能满足作物的需要,且分布均匀。一般温室内的光强,仅为室外的50%~70%,在高纬度地区的冬季,尤其是冬季多阴雨天气的地区,室内光照不足,需要补光;夏季强光季节,或为了满足某些特殊的栽培方式(如软化栽培)和某些荫生作物的需要,要采取遮荫等措施,削弱室内的光强。温室内光照条件的调节、控制,主要通过合理设计温室结构,选择适当的覆盖材料(见温室透明覆盖材料),采取适当管理措施实现。

温室采光

采光条件的优劣,主要用温室的透光率表示,它是室内光照强度对室外光照强度的б率。温室结构的合理性,以达到充分采光为目的。温室结构包括:①屋脊走向,即温室方位。中国北方用于蔬菜、花卉等作物的育苗或栽培温室,大多是单屋面温室,如中国的鞍山式日光温室(图1),北京改良式温室(图2)和塑料日光温室(图3)。这类温室受光面朝南,保证充分受光。个别重要弱光的,也有受光面向北。有的地区(如北京),为了充分利用上午阳光,温室方位偏东5~10度,叫做“抢阳”;有的地区(如哈尔滨),温室方位偏西5~10度,叫做“抢阴”,以充分利用下午阳光。双屋面温室(图4),有单栋的和连栋的。双屋面单栋温室,屋脊东西走向的,冬季室内透光率优于南北走向,但室内光强分布不均匀,在栽培床面上存在若干条由温室横向构架遮光形成的弱光带,这些弱光带的位置,在一天内移动幅度不大,称“死阴影”。所以,在生产实践上,屋脊以南北走向的居多。连栋温室,屋脊东北—西南走向的透光率最高,但在实践上也是南北方向居多。②屋面坡度。屋面与地面的倾角。单屋面温室受光屋面的倾角对透光率的影响最突出。生产实践上一般根据冬至前后当地正午时的太阳高度角和温室的功能,合理选择屋面坡度。日光温室后屋面的仰角,应不少于当地冬至日正午时的太阳高度角,这样阳光可以照满北侧墙。后屋面不宜过宽,否则春秋季节,室内遮荫面积过大。双屋面温室,东西向的,屋面坡度15~30度,依纬度而定;南北向的,透光率与屋面仰角关系不大。③结构比。温室骨架材料面积与温室总面积之比。结构比小的温室,遮荫面积小,透光率高。一般木结构温室屋面结构比为0.25,侧墙为0.50,平均为0.375。大型金属结构温室屋面结构比为0.20,侧墙为0.18,平均为0.19。一般钢架玻璃温室骨架的遮光率为20%,大型塑料温室为15%,金属架塑料温室为5%。所以缩小不透明建筑材料的尺寸,减少窗框、立柱,是提高透光率的措施之一。④高跨比。脊高与跨度之比。太阳高度角较高时,双屋面温室高跨比越大,室内强光带与弱光带之比也越大。⑤相邻温室间距。相邻温室必须保持一定距离,避免或减少相互遮光。单屋面温室南北排间距,应不少于冬至日前后正午时温室阴影的距离。在北京地区,南、北两排温室间距应不小于温室屋脊高的2倍。纬度越高,温室间距应越大。屋脊南北走向的双屋面温室的间距,要求为脊高的0.8~1.3倍。

图1 鞍山式日光温室

图2 北京改良式温室

图3 塑料日光温室

图4 单栋双屋面温室

温室补光

有自然光反射补光和人工电光源补光两种途径。①自然光反光补光,是在温室北墙内侧设置反射镜或反射板、反射膜,增加室内对阳光的反射光。反射板一般是铝板、铝箔或银灰色反光膜,将其贴在轻质薄板上,反光率高达80%,栽培床面的光强比普通温室高,可提高气温、地温和叶温。近年来用聚脂镀铝膜作反光幕,也有一定效果。②人工电光源补光,又分低强度补光和高强度补光。低强度补光以满足作物光周期需要为目的,也称光周期补光。在光周期的临界时期,黑夜过长影响作物生育时,或为了抑制、或为了促进花芽分化,调节开花,需要补充光照。这种补光所要求的光强较低,一般大于22勒克斯即可,最好54勒克斯。长日照作物要求连续暗期不超过7小时。补光通常在晚10时到午夜2时之间补光4小时,以缩短长夜,目的是给作物提供一种明暗信息。高强度补光以满足光合作用能量为目的,补充自然光强的不足。温室内床面上光照日总量小于100瓦/米2时,或光照时数不足4.5小时/天时,就需要补光。要求的光强应在作物光补偿点至光饱和点之间,使室内床面上光强能达到3万~5万勒克斯,并且能满足所栽作物需要的光谱成分。

温室遮光

有光周期遮光和光合遮光两种。光周期遮光的目的是延长暗期,遮光材料有黑布或黑色塑料布。光强依作物而定,一般不宜超过22勒克斯,有的作物(如一品红)不宜超过10勒克斯。光合遮光的目的在于削弱光强,降低室温和植株体温。常用的遮荫材料有:竹帘、苇帘、遮光纱网、不织布等。要求遮光材料有一定的遮光率,较高的反射率和较低的吸收率。光合遮光主要遮挡直射光,四周不需严格搭接。此外可将温室玻璃面涂白,以增加反光,减少透射光;玻璃面流水,也可遮光25%。

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