《农业生物环境工程》第4章-温室设施环境调节与控制8课件.ppt

1、第四章 第四章 第四章 1980年在荷兰召开的第年在荷兰召开的第5次国际无土栽培会议次国际无土栽培会议把隶属于国际园艺学会的无土栽培工作组独立出来把隶属于国际园艺学会的无土栽培工作组独立出来，并改名为，并改名为“国际无土栽培学会国际无土栽培学会”（International Society of Soilless Culture,ISOSC），），以后每以后每4年举年举行一次国际无土栽培学会年会。行一次国际无土栽培学会年会。80年代以后，无土栽培技术获得了更加广泛的年代以后，无土栽培技术获得了更加广泛的研究和应用，技术更为成熟。我国在研究和应用，技术更为成熟。我国在80年代以后从年代以后从以色

2、列、荷兰、日本、美国等发达国家引进了不少以色列、荷兰、日本、美国等发达国家引进了不少成套的无土栽培设施，山东农业大学、华南农业大成套的无土栽培设施，山东农业大学、华南农业大学、沈阳农业大学、浙江农科院、中国农科院等先学、沈阳农业大学、浙江农科院、中国农科院等先后开发了适合我国国情的无土栽培技术，但是真正后开发了适合我国国情的无土栽培技术，但是真正被商用推广的还不多。被商用推广的还不多。第四章 无土栽培作为现代农业生产方式具备很大的优无土栽培作为现代农业生产方式具备很大的优越性、蕴藏着巨大的生产力。与土壤栽培相比，无越性、蕴藏着巨大的生产力。与土壤栽培相比，无土栽培具有如下土栽培具有如下优点：优

3、点：由于人为地及时合理供应了植物生长发育所需要由于人为地及时合理供应了植物生长发育所需要的各种营养成分，并能提供最适的栽培环境，所以的各种营养成分，并能提供最适的栽培环境，所以其产出物的产量高、品质好、商品率高。其产出物的产量高、品质好、商品率高。生产机械化和自动化操作程度高，部分地实现了生产机械化和自动化操作程度高，部分地实现了农业的工厂化生产。农业的工厂化生产。减少了外界病原菌和病害虫的侵入，栽培过程中减少了外界病原菌和病害虫的侵入，栽培过程中可以少施或不施农药，减少了农药对产品和周围环可以少施或不施农药，减少了农药对产品和周围环境的污染、提高了食品安全性，从根本上解决了起境的污染、提高了

4、食品安全性，从根本上解决了起源于土壤的连作障碍问题。源于土壤的连作障碍问题。对生产地区环境没有特别要求，可进行立体栽培，对生产地区环境没有特别要求，可进行立体栽培，实现农业的集约化生产。实现农业的集约化生产。第四章 但无土栽培也具有一定的但无土栽培也具有一定的客观局限性客观局限性：初期投资费用大。初期投资费用大。无土栽培所需的温室建设和无土栽培所需的温室建设和栽培设备系统的购置等需要投入很大的资金，特栽培设备系统的购置等需要投入很大的资金，特别是我国的农产品价格比较低，要慎重考虑其投别是我国的农产品价格比较低，要慎重考虑其投入产出效益。入产出效益。技术和管理水平要求高。技术和管理水平要求高。无

5、土栽培生产中营养无土栽培生产中营养液的配制和管理、生产设施的环境调控等技术要液的配制和管理、生产设施的环境调控等技术要求高，需要熟练的生产管理人员和丰富的栽培经求高，需要熟练的生产管理人员和丰富的栽培经验。验。栽培设施须保持清洁，要定期消毒。栽培设施须保持清洁，要定期消毒。最适的植最适的植物生长环境也利于病虫害的繁殖和蔓延，如果管物生长环境也利于病虫害的繁殖和蔓延，如果管理不当容易造成某些特定病害的大量发生，甚至理不当容易造成某些特定病害的大量发生，甚至于导致栽培失败。于导致栽培失败。第四章 第四章 图图4-57 无土栽培的分类无土栽培的分类(资料来源于资料来源于现代实用无土栽培技术设施栽培学

6、现代实用无土栽培技术设施栽培学，刘士哲编，中国农业出版社，刘士哲编，中国农业出版社，2001)无土栽培无土栽培无固体基质无固体基质 无土栽培无土栽培水培水培喷雾培喷雾培营养液膜技术(Nutrient Film Technique,NFT)深液流技术(Deep Flow Technique,DFT)浮板毛管技术(Floating Capillary Hydroponics,FCH)喷雾培(Spray Culture)半喷雾培(Semi-Spray Culture)有固体基质有固体基质 无土栽培无土栽培槽式基质培槽式基质培沙培(Sand Culture)砾培(Gravel Culture)蛭石培(

7、Vermiculite Culture)珍珠岩培(Partite Culture)泥炭培(Peatmoss Culture)陶粒培(Hayride Culture)锯木屑培(Sawdust Culture)砻糠灰培(Ricehull Culture)袋式基质培袋式基质培砻糠灰培(Ricehull Culture)岩棉培(Rockwool Culture)锯木屑培(Sawdust Culture)珍珠岩培(Partite Culture)蛭石培(Vermiculite Culture)泥炭培(Peatmoss Culture)第四章 第四章 DFT的技术特性的技术特性第四章 图图4-58 深液流

8、技术栽培示意图深液流技术栽培示意图PPPP酸液碱液A液B液电磁阀混气泵培养液加热或冷却装置栽培床送气管液温传感仪EC传感仪pH传感仪培养液调节阀水源培养液供液泵水位调节或排液搅拌泵过滤消毒装置混气泵第四章 第四章 第四章 第四章 图图4-60 岩棉培栽培示意图岩棉培栽培示意图P电磁阀栽培床排液水源培养液供液泵酸液PPP岩棉培养液加热或冷却装置培养液调节阀搅拌泵pH传感仪水位传感仪EC传感仪碱液A液B液第四章 第四章 2营养液浓度营养液浓度营养液浓度常用的表示方法有营养液浓度常用的表示方法有4种：种：（1）质量浓度质量浓度，mg/L：即单位容积营养液中含有某种营养元即单位容积营养液中含有某种营养

9、元素或化合物的质量。素或化合物的质量。（2）摩尔浓度摩尔浓度，mmol/L：即单位容积营养液中含有某种营养即单位容积营养液中含有某种营养元素或化合物的物质量的多少。摩尔浓度反映了营养液中含有元素或化合物的物质量的多少。摩尔浓度反映了营养液中含有某种离子的多少，较常用。某种离子的多少，较常用。（3）当量浓度当量浓度，me/L：单位容积营养液中某种离子的含有电单位容积营养液中某种离子的含有电荷物质的量的多少。为了便于营养液管理，在配制营养液时多荷物质的量的多少。为了便于营养液管理，在配制营养液时多采用当量浓度。采用当量浓度。（4）电导率电导率（Electric Conductivity,EC），）

10、，ms/cm：单位距离单位距离的营养液的导电能力的大小。由于电导率反映营养液含有盐类的营养液的导电能力的大小。由于电导率反映营养液含有盐类的总浓度，实际生产中一般通过测量营养液的电导率的变化来的总浓度，实际生产中一般通过测量营养液的电导率的变化来调控营养液的浓度。通常，营养液的质量浓度调控营养液的浓度。通常，营养液的质量浓度S（mg/L）和电和电导率导率EC之间有如下正相关关系。之间有如下正相关关系。ms/cm （4-56）式中式中 a,b 常数。常数。SECba 第四章 无土栽培对营养液使用水源的水质要求比一无土栽培对营养液使用水源的水质要求比一般农业灌溉高，其水质差异会影响营养液浓度的般农

11、业灌溉高，其水质差异会影响营养液浓度的变化，甚至会影响到某些肥料的有效性。因此，变化，甚至会影响到某些肥料的有效性。因此，良好稳定的水源是无土栽培的一个前提条件。为良好稳定的水源是无土栽培的一个前提条件。为了方便营养液的调控管理，选择使用水源时需要了方便营养液的调控管理，选择使用水源时需要对其进行水质分析。如果水质不良时，应在使用对其进行水质分析。如果水质不良时，应在使用前进行水质净化达到要求的水质标准（表前进行水质净化达到要求的水质标准（表4-19）。第四章 表表4-19 使用水源中各种离子的界限浓度使用水源中各种离子的界限浓度注：电导度注：电导度EC0.3ds/m，酸碱度酸碱度pH=58，

12、悬浮物悬浮物10 mg/L资料来源于资料来源于第第4回养液栽培技术研修会资料回养液栽培技术研修会资料，日本养液栽培研究会，日本养液栽培研究会，2003第四章 第四章 （1）营养液）营养液EC的调节的调节 实际生产中一般通过检测营养液的电导度实际生产中一般通过检测营养液的电导度EC来判断营养液来判断营养液浓度的变化。当浓度的变化。当EC降低到设定值的降低到设定值的1/31/2时需要补充营养液。时需要补充营养液。在不同的生育时期，植物对营养液浓度要求也不同。果菜类在营在不同的生育时期，植物对营养液浓度要求也不同。果菜类在营养生长期，使用低浓度的营养液以促进根和叶的生长，然后逐渐养生长期，使用低浓度

13、的营养液以促进根和叶的生长，然后逐渐提高浓度；在结实期和收获期，使用高浓度营养液以促进果实的提高浓度；在结实期和收获期，使用高浓度营养液以促进果实的发育。叶菜类在苗期植株较小时，营养液浓度可较低，到生长旺发育。叶菜类在苗期植株较小时，营养液浓度可较低，到生长旺期植株变大，养分吸收量大，营养液浓度也应较高。在冬季低气期植株变大，养分吸收量大，营养液浓度也应较高。在冬季低气温、低液温、弱光栽培环境下的营养液浓度要高，相反在夏季高温、低液温、弱光栽培环境下的营养液浓度要高，相反在夏季高气温、高液温、强光环境下的营养液浓度要低。气温、高液温、强光环境下的营养液浓度要低。以以番茄番茄为例，其适宜的为例，

14、其适宜的EC值，在开花前的苗期为值，在开花前的苗期为0.81.0 ms/cm，开花到第一穗结果期为开花到第一穗结果期为1.01.5 ms/cm，结果盛期为结果盛期为1.52.2 ms/cm或或2.53.5 ms/cm。每种植物都有特定的适宜浓度范每种植物都有特定的适宜浓度范围，多数植物的适宜围，多数植物的适宜EC浓度范围为浓度范围为0.53.0 ms/cm，最高不超过最高不超过4.0 ms/cm。第四章 （2）营养液）营养液pH的调节的调节 营养液的初期营养液的初期pH值一般为值一般为5.56.5，栽培开始以后，由，栽培开始以后，由于植物的吸收营养成分比例的不同，使营养液酸碱度发生变于植物的吸

15、收营养成分比例的不同，使营养液酸碱度发生变化。在实际生产中为了方便管理，营养液的化。在实际生产中为了方便管理，营养液的pH值一般保持在值一般保持在4.57.5。极度的酸性或碱性环境都会影响植物的生长发育，。极度的酸性或碱性环境都会影响植物的生长发育，因此在循环使用营养液时需要监控酸碱度的变化，定期调节因此在循环使用营养液时需要监控酸碱度的变化，定期调节pH。调节调节pH的方法一般是采用酸碱中和法，使的方法一般是采用酸碱中和法，使pH上升应添上升应添加氢氧化钠或氢氧化钾，使加氢氧化钠或氢氧化钾，使pH下降应添加硝酸或磷酸。下降应添加硝酸或磷酸。第四章 第四章 表表4-20 无土栽培蔬菜的最适根圈

16、温度和界限温度无土栽培蔬菜的最适根圈温度和界限温度第四章 第四章 （一）植物组织培养的概述（一）植物组织培养的概述第四章 （二）植物组织培养的基础知识（二）植物组织培养的基础知识第四章 组织培养的培养基组织培养的培养基培养基的配方培养基的配方第四章 表表4-21 常用常用MS培养基的各原液组成和配置方法培养基的各原液组成和配置方法注：添加30 g/L糖后使用NaOH和HCl调节pH到5.75-5.80；添加5g/L胶凝剂或10 g/L琼脂做支持材凝固成固体培养基。第四章 表表4-22 植物组织培养的方法植物组织培养的方法第四章 （三）光独立营养组（三）光独立营养组织培养织培养图 4-63 光独立营养组织培养技术的甘薯脱毒苗生产的装置与设施第四章 （一）植物工厂的概述（一）植物工厂的概述第四章 第四章 图图4-64 自然光利用型花卉自然光利用型花卉植物工厂植物工厂第四章 图图4-65 自然光和人工光并用型蔬菜自然光和人工光并用型蔬菜植物工厂植物工厂第四章 第四章 图 4-66 三角板喷雾式高压钠灯农场第四章 图图4-67 密闭式荧光灯种苗生产系统密闭式荧光灯种苗生产系统第四章 图图 4-68 LED光源蔬菜工厂光源蔬菜工厂第四章