设施蔬菜的环境及综合调控管理.doc
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1、设施蔬菜环境及综合调控管理张学义 13835988848在设施蔬菜生产中,不论是危害叶片和生长点的病虫害,还是危害果实(瓜条)和根、茎的病虫害,都和日光温室的特殊环境密切相关:光照时数少,光照强度弱,昼夜温差大,空气相对湿度高,空气流动性差(速度慢),多年连作土壤养分失衡、匮乏,渍化、酸化严重,多种病原菌大量积累,这种特殊的环境有利于多种病虫害的滋生、传播、蔓延、流行、危害,而不利于蔬菜作物的正常生长发育,特别是每年的12月至翌年2月,日光温室常处于连续阴雪(雨)天气,在这样低温、高湿、寡照的不利条件下,人为的强迫蔬菜生长,蔬菜长势弱,抗逆性差,对病虫危害的自然补偿能力弱,往往形成产量低、质量
2、差、收入少的局面。实践证明,要改变日光温室的特殊环境,创造一个有利于蔬菜作物正常生长发育的环境,必须对该环境进行综合调控管理.在温室的综合调控管理中,目前都是家庭人工管理,调控能力差,管理不科学,致使投入产出不成比,经济效益低。要使设施蔬菜能正常生长发育,必须科学地调控温室内影响蔬菜生长发育的各种环境因素,将多种环境因素有机地结合起来,进行综合环境调控,以满足设施蔬菜生长发育的需要。现将影响温室环境的光照、温度、湿度(水分)、土壤、气体五大环境因子,从理论和实践的结合上进行分析探讨,找出各因素对温室蔬菜作物影响的最佳管理模式,以期使设施蔬菜达到丰产增收之目的。一、光照、温度、湿度的综合调控管理
3、(一)一天中设施蔬菜的生理活动中心转移规律。根据其生理活动中心的不同,可分为三个时间带。1、白天增加光合作用的时间带.该时间带蔬菜适温2030,空气相对湿度75左右。其中上午光合作用强,适温要求高,午前和中午要求温度25-30,完成同化物量的7080;午后光合作用减弱,要求温度为2025即可,完成同化物量的20-30%。2、傍晚至前半夜是促进光合产物转运的时间带。不同蔬菜同化物大量转运时间存在着差异.一般叶片大,叶脉复杂的瓜果菜类的同化产物的转运以夜间为主,而叶片小,叶脉简单的果菜类的同化产物则多在合成后即转运,即多在白天转运。这是因为光合产物的顺利转运一般都要求有极高的转运条件。例如叶片大、
4、叶脉复杂的瓜果类蔬菜前半夜转运同化物的适温是1520,而叶片小,叶脉简单的果菜类蔬菜则不必那么较高的转运条件。3、呼吸为主的时间带。同化物转运过程基本结束后,呼吸作用便成为后半夜的中心过程,呼吸消耗随温度的升高而增加,所以后半夜较低的温度有利于减少呼吸消耗.在地温有保障的前提下,能保证蔬菜夜间正常生长发育的温度界限多数作物为1013.(二)大温差变温管理是综合调控光照、温度、湿度的关键技术措施1、黄瓜大温差四段变温管理。采用生态防治法,即上午棚室温度控制在2530,最高不超过33,相对湿度降至75;下午室温降至2025,相对湿度降至70左右;前半夜温度控在1520,下半夜温度最好能控制在13-
5、15。采取此法管理既可满足黄瓜生长发育的要求,又能有效地控制霜霉病等病害的发生.具体操作方法是:上午日出后使棚室温度迅速进入2530,相对湿度降至75左右,实现温、湿度的双限制,抑制了发病,同时也满足了黄瓜的光合成条件,增强了抗病性。下午室温降至2025,相对湿度降到70%左右,即实现湿度单限制控制病害,温度有利于光合物质的输送和转化。前半夜空气相对湿度小于80,室温控制在1520,利用低温限制病害。下半夜相对湿度大于90,将采取控制温度1013低温限制发病,抑制黄瓜呼吸消耗,尽量缩短叶缘吐水及叶面结露持续的时间和数量,以减少发病。当夜间温度高于12时,可整夜通风。2、西红柿大温差四段变温管理
6、.晴天上午晚放风,使温度迅速升到24-30(在灰霉病发生期可升至33时,再开始放顶风,31以上高温可减缓灰霉病菌孢子萌发速度,推迟产孢,降低产孢量),下午室温保持在2520,室温降至20-18,关闭风口以减缓夜间室温下降.前半夜室温应保持1518,后半夜保持10-15。(三)日光温室小气候特点及调控原则1、日光温室小气候特点:温度高、湿度大、光照前后不匀。光、温、湿三要素对设施蔬菜都有着极其重要的和不可代替的影响,但它们之间又相互联系,相互制约。白天光照增强,气温升高,湿度下降。夜间气温下降,湿度增大。为保温早盖草帘,但室内光照时间缩短。温、光、湿三要素中,温度是限制性因素,只有克服了温度障碍
7、,冬季光照利用才有可能。就单因子看,只有室温高对蔬菜是有利的,弱光和高湿环境不利于蔬菜的生长发育。2、调控日光温室小气候要遵循以下基本原则。日光温室小气候是在一定的大气候背景下利用设施人工创造的小气候,它的调控受着大气候条件和设施结构的限制,因此其小气候调控的范围是有限的。不同蔬菜对气候条件有不同的要求,同种蔬菜在不同的生育阶段对小气候条件的要求也不相同,因此小气候调控必须根据蔬菜生长发育的需要来进行。在调节一个因素时,常会引起其它因素的变化,因此这就要求对各种调控措施必须进行综合的全面的考虑。调控小气候要从生产实际出发,在调节中必须抓住主要矛盾。如隆冬和早春必须抓住增温和保温这个关键问题,还
8、要注意市场的需求及经济效益等。3、温室光照的调控管理。要做好光照的调控,首先,要弄清室内的光照度、光谱成分和光照时间。(1)光照度:温室内单位面积上的光通过量称为光照度,单位是勒克斯。温室内光照度决定于室外自然光强与温室的透光能力.由于拱架的遮阴,薄膜的吸收与反射作用,以及薄膜内面凝结水滴或尘埃污染等影响,温室内光强明显小于室外。室内一米以上的高度的光强为室外自然光强的60左右。使用普通膜时室内光弱,用无滴膜室内光照较强.温室内以中柱为界把室内分为前部强光区和后部弱光区.在强光区内光照度在南北方向上差异不大,尤其在中柱前1米至温室前沿是光强最好的区域.由于山墙遮阴作用,午前和午后分别在东西两端
9、形成两个三角形弱光区,它随太阳在空中位置的变化而收缩和扩大,正午消失.温室中部是全天光照度最好的区域.光照度在垂直方向上从上往下递减,在薄膜内侧附近相对光强为80%,距地面0.51米处,相对光强为60,距地面20厘米处为55%,光强在垂直方向上的递减度比室外大。在弱光区水平方向与垂直方向上的光强差异都很大。(2)阳光不仅是日光温室热环境的能量基础,而且是光合作用的能量来源。太阳辐射是由红外光谱区(波长大于0。76微米),可见光谱区(波长为0。390.76微米),紫外光谱区(波长为0.390.005微米)等组成的连续光谱。不同波长的光在蔬菜的生长发育中所起的作用不同。紫外光可以杀死病菌孢子,抑制
10、作物徒长,促进种子萌发和果实成熟,提高蛋白质和维生素的含量,叶绿素增加。可见光是光合作用的能源.红外光不能被叶绿素吸收,但可以被保护地吸收转化为热能,提高环境温度。直射光(以平行光的形式到达日光温室的光线)是温室的基本能量来源.散射光(从不同方向投射到温室上的光)对设施蔬菜生长的重要作用是不容忽视的。散射光中蓝紫光线多,而蓝紫光具有强光合作用与造型作用。多云或阴天,早晨或傍晚,阳光被大量散射,利用这些散射光能对设施蔬菜生产十分重要。(3)日光温室是在低温短日照季节开发利用光能资源的设施,由于设施的限制,在许多情况下室内光照不能满足蔬菜的最佳要求,所以光照调控主要是增加室内的光强度和延长光照的时
11、间。主要措施有:选用无滴膜提高透光率.选用无滴膜作温室的透明覆盖物时,可大大提高透光率,室内的光照条件能明显得到改善,湿度降低,病害减轻。改进拱架,减少遮阴。我区温室结构有相当部分不尽合理,这主要是在上世纪80年代和90年代建造的无后坡竹木结构温室和琴弦式日光温室。这些温度跨度小、前屋角度偏小,前面为一面坡,屋内立柱多,棚膜不易绷紧,影响采光蓄热.防冻抗灾、抗风能力差,膜上灰尘、草屑不易扫干净,遮光较多,因此对这些结构不合理的温室按照当前先进的温室建造标准进行重建或改建,主要是加大跨度和高度,增加前屋面角度,将前屋面改为弧形,将地平栽培改成半地下室栽培。减少山墙遮阴的影响。除正午之外,由于山墙
12、遮阴,室内存在三角形弱光区.解决办法最好是加长温室长度,减少弱光区面积比例.保持薄膜清洁,经常清除灰尘及其它杂物的污染,增加室内光照。做好普通聚乙烯棚膜的处理。在生产中许多棚主为省钱,买普通膜做棚膜,这种膜在使用中内面经常形成大量密集而又细小的水滴,水滴吸收阳光使室内光强减弱。用擦抹和振动等方法来清除这些水滴只能收到短时间的效果。经试验采取盖膜前20天到1个月,把棚膜铺在地上展开,让阳光暴晒,盖膜时把原来朝向太阳的一面朝向室内。若没有晒膜条件,可在扣膜后1个月选晴天无风的中午,把棚膜反过来使用。经过上述办法处理后室内光强比未处理的增加10%以上,达到或超过无滴膜的效果.适时揭、盖草帘,增加室内
13、光照度和光照时间。早上揭帘时间原则上以揭帘后室内温度短时间下降12,随即温度即回升比较适时。傍晚盖帘后室温上升2-3,随后就缓慢下降为适时。如遇到雪天气,尽可能在中午时分揭开草帘见光,只要室内温度不下降,可尽量延长见光时间.在大风天气,揭开下部草帘并固定好,使温室下部见光.遇到连阴天后骤晴的情况时,则用“花帘的办法,让植株逐步适当见光.张挂反光幕,充分利用反射光、直射光在幕前栽植的蔬菜植株上叠加,以改善作物群体内光照条件,增加光合产物。人工补光。若遇连阴天气,可用荧光灯、白炽灯或点燃沼气灯补光,以改善日光温室植物生长的光环境。有条件的地方也可采用钠灯、金属卤化灯.人工补光可给蔬菜生长发育创造良
14、好的光照条件,使作物生长健壮、根系发达,茎秆粗壮,提高抗病能力。调节光质。采取聚乙烯转光膜、彩色薄膜等覆盖材料可调节室内光质.聚乙烯转光膜能将太阳光中的紫外线转化成红光或红橙光,减少对作物无益的紫外线增加。红光和橙光能增强光合作用,提高作物光能利用率,并能提高室内气温和地温。加强田间管理。主要注意以下几点:同一种蔬菜移栽定植时,力求秧苗大小一致,使植株生长整齐,减少株间遮光;南北向做畦定植最好,使植株尽量多采光;适时吊蔓,并做到整个温室内的植株生长点分布在一个南低北高的斜面上,使植株高矮、错落有序,大量减少相互遮挡现象;合理安排作物种类和种植形式,强光区种喜光蔬菜,弱光区种耐阴蔬菜;适时做好植
15、株整理,及时进行整枝、打杈、打老叶等田间管理工作,改善室内通风透光条件,提高采光量。遮阳.当室内温度超过蔬菜生长适温范围,而通风仍不能降温时,为了防止高温、强光对菜叶、果实灼伤及高温障碍,改善室内作业环境,可采用遮阳技术。遮阳网和防虫网是较先进的遮阳覆盖材料,两者在设施蔬菜栽培上正发挥着越来越大的作用。4、温室温度的调控管理(1)名词解释温周期:蔬菜作物生长发育与温度变化的同步现象叫做温周期。如西红柿在昼温26,夜温17最为适宜;黄瓜在昼温25,夜温15条件下对生长发育最为有利。在自然温度的日变化中,总是白天温度高、夜间温度低,蔬菜作物的生长与温度的这种变化相适应,白天利用阳光进行光合作用,夜
16、间光合作用不能进行,但呼吸作用仍在继续.三基点温度:各种设施蔬菜作物维持生命和进行生长发育都必须在一定的温度范围内。每一种温度范围都有一个下限、上限和最适温度,叫做三基点温度。如黄瓜苗期的最适温度19-25,白天最高温度28,夜间最高温度22,最低温度1512;黄瓜苗期至开始结瓜适温20-28,最高温度白天33,夜间22,最低温度1512;结瓜期最适温度2230,最高温度白天38,夜间24,最低温度15-12。西红柿、辣椒苗期适温15-21,最高温度白天26,夜间18,最低温度10;苗期至开始座果期适温19-25,最高温度白天28,夜间20,最低温度10;结果期适温1826,最高温度白天30,
17、夜间22,最低温度6。经济栽培的临界温度:光合作用和呼吸作用都受温度条件的制约,但它们的三基点温度不同。一般说来,光合作用的下限温度为0。5,最适温度 2025,上限为40-50;而呼吸作用的三基点温度分别为10、3640和50.光合作用制造的有机物超过呼吸作用消耗的有机物时,作物才会因有机物质的积累而进行生长;在弱光、高温条件下,呼吸作用消耗的有机物大于光合作用制造的有机物,作物会因此而减少重量,生长发育停滞。实际温度与最适温度的差异越大,作物的有益生命活动越弱,达到一定限度时,作物虽可以维持生命甚至微弱地生长,但已失去了经济栽培的价值,这一界限称为经济栽培的临界温度.活动温度和活动积温:高
18、于生物学下限温度的平均气温,称为活动温度。一定时段内活动温度的总和称为活动积温.有效温度和有效积温:活动温度与生物学下限温度的差称为有效温度,某一时段内有效温度的总和称为有效积温.(2)温度调控的原理及分布特点温度调控的原理:日光温室热环境形成的能量来自于太阳辐射.太阳辐射是短波辐射,可透过薄膜进入室内,被土壤和空气吸收转化为热能,使温度升高.温室内土壤也不断向外辐射能量,而且温度越高向外辐射能量越多,但地面辐射属红外热辐射。塑料薄膜能让短波辐射进入,但对地面长波辐射有一定的阻挡能力,在温室内形成了辐射能量的积累,使室内气温升高,这种现象称为“温室效应”。对流是温室内外热量传导的一种重要方式,
19、密封温室,抑制对流,可以减少热量外传,这种现象叫“密封效应”.传导是热量外传的另一种方式,多层覆盖能在一定程度上减少热量外传。夜间或阴天温室的热量主要靠土壤贮存热量的释放。温度在温室内的分布特点概括起来有以下九点:温室内外温差最大值出现在12月至1月;日平均气温受具体天气条件的影响,晴天室内均温增加较多,阴天尤其是连阴天增加较少;冬季晴天温室内气温日变化显著,12月和1月,最低气温一般出现在刚揭帘之后,约8时左右,然后室内气温上升,911时上升速度最快.不通风时平均每小时升高610。12时之后气温上升变得缓慢起来,13-14时达最高值。14时后气温缓慢下降,15时下降速度加快.盖草帘后室内气温
20、会升高1-2,而后就非常缓慢下降,直至次日揭帘时,夜间气温下降的数值不仅取决于天气条件,而且取决于管理措施及地温状况。如用草帘覆盖时,一夜间气温下降约47,多云、阴天时,气温下降13;温室中柱前1米处,在垂直方向上上高下低,存在一个低温层,1月份低温层在1米高处,2月份在2米高处,低温层气温比其上下部偏低0.5,垂直温差23。日平均气温水平方向上分布不均,距北墙3-4米处最高,由此向南向北呈递减.在高温区附近气温在南北方向上的差异不大,在前沿附近和后坡之下气温梯度较大,可达1。6/米。白天前坡下的气温高于后坡,夜间后坡下的气温高于前坡;由于山墙遮阴和墙上开门的影响,气温在东西方向上也不相同,近
21、门端气温低于远离门一端;晴天最高气温出现在13时左右,比室外稍有提前,阴天时最高气温出现的时间随太阳高度和云层厚薄而变化。前坡下最高气温比后坡下明显偏高,距前沿1米高80厘米处的最高气温比距前沿3米处的平均温度高1以上。最高气温在垂直方向上也有差异,密封高温闷棚时上部比下部高5以上;最低气温有随外界最低气温下降的趋势:当外界最低气温高于8时,室内最低气温多在10以上;当外界最低气温低于8时,室内最低气温多在10以下8以上。最低气温常受强冷空气活动和连续阴冷天气的影响,尤以连续阴天影响最大,最低气温常出现在连续阴冷天气之后。最低气温在温室内是从北向南递减,后坡下的最低气温比距前沿1米处的最低气温
22、高1;气温日较差是表示气温日变化的一个重要特征量,对作物糖分的积累有重要意义。日较差在温室内部南北方向上差异明显,从中柱向南日较差逐渐增大,中柱前3米处的日较差较中柱前1米处大1.6,这是温室前部黄瓜产量高于后部的一个重要原因。形成前后日较差不同的原因是前部最高气温高于后部,但最低气温却低于后部.主要措施。根据温室温度调控的原理及其分布特点,应落实好以下措施:选择透光好保温强的薄膜,如聚氯乙烯薄膜作棚膜,可提高温室整体的保温增温能力。用导热率低的材料(土)建筑后墙、山墙,墙厚达24米。后坡的长度和厚度也要适当。日光温室容积越大,其保温性能越好,94475型日光温室就是如此。提高温室整体的密封性
23、,可大大减少热量的散失.温室里的热量有很多是从门、墙缝、脊檩处的间隙散出的.建温室时应用棚膜翻包在脊檩处并覆盖搭在后坡上,用泥土压严。经常开启的门应做双层门并吊挂棉帘,并修筑缓冲间.坚持多层覆盖,防止温度逆转出现。薄膜因对长波辐射也有一定的穿透能力,所以保温性能不如玻璃。在冬春季节薄膜外如不再加任何覆盖物,由于夜间温室内外的长波辐射强烈,使温室内部的气温出现低于室外的现象(温度逆转)。为了避免温度逆转的出现应坚持多层覆盖,在我区常用的方法是草帘和防寒膜相结合的双层覆盖措施。该覆盖法比只用草帘覆盖最低气温提高35;正确掌握揭盖草帘的时间。虽早揭晚盖能增加室内光照时间,但揭的过早或盖的过晚都会导致
24、气温明显下降。冬季正确揭盖草帘时间是,盖草帘后室温短时间内回升23,然后非常缓慢地下降。若盖帘后气温没有回升而是一直下降,说明盖晚了.揭草帘后气温短时间内下降12,然后回升,若揭草帘后气温不降而是立即升高,说明揭帘晚了。生产上也可根据太阳高度来掌握揭帘时间,一般是当早晨阳光洒满整个棚面(前坡)时即可揭开。栽培黄瓜、西红柿的温室,盖帘时室内气温不应低于18。在严寒或大风天要适当早盖晚揭。阴天要适时揭帘充分利用散射光,同时气温也会有所回升,不揭气温反而会下降。温室内起垅栽培,地膜覆盖、膜下灌水有利于增高地温,一般可提高1-3,同时又增加了近地光照。挖防寒沟,减少土壤热量的水平传导,对地温,尤其是温
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