《农业生物环境工程》第4章 温室设施环境调节与控制(2)

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1、第四章温室设施环境调节与控制第六节温室设施土壤环境的调节与控制土壤的构成土壤由固、气、液三相组成，温室土壤的性质与原耕作土壤及温室设施建造时间的长短有关。土壤环境调节就是要创造能给植物根系提供适宜温度、一定的气体条件、足够水分与营养物质，并能支持固定好植株，保证植物正常生长发育的人工环境。通常较肥沃土壤的三相比约为40:28:32，含有大量的团粒结构，并具有适宜的酸碱度。一、温室土壤的气体调节维持土壤适当的通气性，是保证土壤空气质量、维持肥力不可缺少的重要条件之一。通常大土粒或土团疏松排列形成的

2、非毛管孔隙的多少，直接影响土壤通气性的好坏。砂土的非毛管孔隙多，通气性较好，但保水性能差。壤土中具有保水能力的毛管孔隙与持有通气性能的非毛管孔隙分配适中，既能通气，又能保水，是一种较理想的土壤，砂土和壤土一般不会因通气性对植物生长产生不利影响，但在排水不良的低洼地段，因土壤孔隙长期为水所充填，也有通气不良的情况出现。粘土中非毛管孔隙含量少，通气性能最差。因此，对温室内通气不良的土壤需进行调节和改良。土壤气体中O2的含量对植物种子发芽、根系生长、营养物质的吸收都有着重要影响，特别是某些对土壤O2敏

3、感的作物，O2含量过低时，生长发育不良甚至会死亡。土壤气体组分的含量是受多种因素制约的，应根据产生不良通气性的原因，采取不同的措施。对温室内通气不良的土壤进行调节和改良的措施：结构性差的土壤：应采用适时耕作、合理增施腐熟有机肥等措施，增加土壤团粒含量、改善土壤结构，进而达到增加土壤总孔隙度和空气孔隙度、改善土壤通气性的目的。易板结的土壤：应适时进行灌溉和中耕松土，破除地表结壳，来提高土壤的通气性。低洼湿地：则是要改善排水条件。还应将地膜覆盖面积控制在60%～80%以下，以保证大气与土壤气体间有一

4、定的扩散通道。二、温室土壤的水分调节（一）土壤水分调节标准植物根系从土壤中吸水是由于根系与土壤之间存在的水势差作用的结果。土壤含水率不同，其被植物吸收利用的有效性也不同（图4-43）。图4-43土壤水有效性与pF值的关系湿干1.83.664.2(pF值)流动损失水迅速有效水难利用水无效水田间持水量生长障碍点永久萎蔫点小于永久萎蔫点的水分大多为结合在土粒子表面的薄膜水、粒子间的集积水、团粒内的水和由于层序作用产生的停滞水，属于不可移动水，无法被植物利用；永久萎蔫点至开始出现生长障碍点之间的水分，为

5、毛管带或带水层水，虽然能为植物所利用，但较为困难；生长障碍点与田间持水量之间的水为毛管水，是对植物生长最有益的部分；超过田间持水量的水在重力作用下，极易流失，为流动损失水，也不能被植物利用。如图所示，土壤水分张力计的一端带有中空素陶土探头，另一端接真空表或电接点真空表，接管内充水后置于被测土壤内。土壤干燥时，土壤从探头吸水，使张力计内形成局部真空。而灌水后，土壤变湿，张力计探头反过来从土壤吸水，真空度就下降。真空度随着土壤水分的变化而变化。一般蔬菜作物由于蒸腾蒸发，土壤表层耗水量较多，深层较少。

6、根据研究，根圈范围内不同深度处，作物根系耗水率不等。所谓耗水率是指某土层在两次灌水时间间隔内，实际耗水量占其整个根区耗水量的百分比，以Cp表示。一般，表层土壤作物根系密集，耗水率较高，越往深层，耗水率越低（图4-46）。（二）灌水定额与灌水时间的确定图4-46土壤脱水模式图两次灌水期间，因作物蒸腾蒸发控制土层含水率达到临界值时，其下各层土壤由于耗水率低，并未达到临界含水率。因此，灌溉时，并非根区各土层均需灌同样多的水，只补充两次灌水期间各土层的耗水量即可。耗水量最多的表层土壤其净补水量，应为田间

7、持水量与临界含水量的差值。由此可推算出一次净灌水的深度为：mm（4-46）式中fc——田间容积持水量，%；Ml——开始影响生育的容积临界含水量，%；D——限制土层厚度，mm；Cp——两次灌水期间，限制土层耗水量占整个根区耗水量的百分比。（三）灌水方法与灌水技术温室设施内常用的灌水方法有以下几种：1．地面灌溉包括畦灌与沟灌两种，使水流在畦面或垄沟内形成连续水层，借重力与毛管作用湿润土壤。此法简单，亦有利于冲洗过多盐分，但费水、不便于精确控制水量。2．微灌微灌又包括喷灌和滴灌。使用微灌技术进行灌溉，

8、具有节约用水、节省劳力、提高作物品质和产量、提高耕地利用率等优点。图4-47孔管式喷洒器图4-47孔管式喷洒器（四）设施灌溉系统的设计灌溉系统一般包括水源、首部枢纽（包括取水泵、过滤器、灌溉泵、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备和自动化控制设备）、管网系统（包括各级主支管道，各种口径的管道控制阀门，排污设备，田间枢纽、微管）和灌水器（滴喷头）四部分。自动喷灌系统示意图喷灌系统设计（1）喷灌系统的布置进行温室喷灌系统平面布置时，应考虑到如下问题：①水源（水井、水泵，有时还包括水塔）应尽量靠