《农业生物环境工程》第4章 温室设施环境调节与控制(6)

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1、第四章温室设施环境调节与控制温度是影响植物生长发育的最重要环境因素，植物在整个生命周期中的一切生物、化学过程，都必须在一定的温度条件下进行。其它环境因子大多直接或间接通过与温度条件相结合从而影响植物生长。而温室最首要的基本功能则是可以突破自然条件的限制，可靠地提供满足植物生长的、优于自然界温度环境的条件。第二节温室温度环境的调节与控制一、作物对温度的要求（一）温度对作物生育的影响温室内的气温、地温对作物的光合作用、呼吸作用、光合产物的输送、根系的生长和水分、养分的吸收均有着显著的影响，为了使这些生长和生理作用过程能够正常进行，必须为其提供必要

2、的温度条件。这样的温度条件可采用最低温度、最适温度和最高温度三个指标来表述，称为“温度三基点”。温度三基点根据作物种类、品种、生育阶段和生理活动的昼夜变化以及光照等条件而有不同。真正光合作用表观光合作用呼吸作用图1温度对植物光合强度及呼吸强度的影响蔬菜种类生长时期对温度的要求（℃）适宜温度最高温度最低温度白昼夜间黄瓜苗期19～25282215苗期到开始结瓜20～28332215结瓜期22～30382415番茄、辣椒苗期15～21261810苗期到开始结果19～25282010结果期18～2630226茄子苗期16～24282015苗期到开始结

3、果18～26302015结果期22～30342412菜豆结荚前17～23252015结荚后18～26302212菠菜12～2025142白菜、芹菜、窝苣、茴香、蒿子秆12～2430152蔬菜的温度指标（二）温室的温度调控指标与变温管理研究结果表明，作物在一日内对温度的要求是变化的。昼夜不变的温度管理方式，作物生长率比昼高夜低的管理方式低。进一步的研究表明，作物的物质生产总量，是由每天生产的物质生产量累积起来的，而温度对物质生产的影响，是温度对一日间光合作用、产物输送与呼吸消耗的综合影响。一日间温度管理的目标，是要增加光合作用产物及促进产物的输

4、送、贮藏和有效分配，抑制不必要的呼吸消耗。因此，应根据作物在一日内不同时间的主要生育活动，采取不同的温度水平，这样的温度管理方式称为变温管理。变温管理依赖于良好的计算机控制系统才能达到效果。低温界限早晨加温阴雨天输送适温日出时间正午抑制呼吸日落午夜抑制呼吸促进光合作用促输送抑制呼吸高温界限气温光合适温换气晴天图2变温管理模式二、温室内的能量传递与温度特性（一）温室内的热量来源与温室效应温室内的热量来源主要是太阳辐射与加温热源。一般采暖系统的加温热量约为100～300W/m2。温室内白昼在太阳辐射的作用下，可以达到远高于室外的气温条件。首先，玻

5、璃、塑料薄膜或板材等温室透明覆盖材料具有对不同波长光热辐射的选择透过的特性，可以较好地透过大部分太阳辐射（波长300～3000nm），使太阳辐射热量大量进入温室内，而同时在不同程度上阻止室内地面和植物等发出的长波辐射（波长3000～80000nm）透过传出室外，部分阻止了温室内向室外长波辐射形式的热量损失。另一方面原因是因为温室对空气封闭的作用，室内地面、植物等吸收太阳辐射热量后，温度升高，通过对流等方式将热量传递给室内空气，使室内气温升高，而由于温室的相对封闭性，内外空气交换量很小，使温度升高了的空气得以聚集室内，不会因空气流动将热量散失到

6、室外。上述作用即是所谓“温室效应”。温室是一个半封闭的系统，它在不停地与外界进行着物质与能量的交换。在获得太阳辐射热和加温热量的同时，通过覆盖材料的传热、通风和地面传热等途径，向外界不断传出热量。（二）温室的传热与能量平衡根据能量守恒的原理，温室内的能量平衡关系可表达为下式所示。Qm+Qs+Qh+Qr+Qvi=Qvo+Qw+Qf+Qe+QpW式中Qm——设备发热量（电机、照明……），W；Qs——温室内吸收的太阳辐射热量，W；Qh——加温热量，W；Qr——作物、土壤等呼吸放热量，W；Qvi——通风气流带入的显热量，W；Qvo——通风气流带出的显

7、热量，W；Qw——经过覆盖材料的传热量（对流、辐射），W；Qf——地中传热量，W；Qe——温室内水份蒸发吸收的潜热，由通风排出室外，W；Qp——温室内植物光合作用耗热量，W。在一般温室中，设备发热量Qm、作物、土壤等呼吸放热量Qr、植物光合作用耗热量Qp与其他能量收支项相比很小，可忽略不计。故温室的能量平衡关系可简化为：Qs+Qh=(Qvo－Qvi)+Qw+Qf+QeW图3温室中的能量传递与平衡地中传热Qf通风Qvo长波辐射对流长波辐射对流通风Qvi太阳辐射吸收反射室内反射蒸腾蒸发Qe加温热量QhQwQs图5加温温室中夜间的能量传递对流30地

8、中传热10冷风渗透10长波辐射35对流45长波辐射50加温热量100冷风渗透10地中传热100长波辐射45对流45长波辐射110对流-20图4不加温温室中夜间的能量