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1、1幻灯片 1 第二单元：总论-设施园艺的基本理论与技术 第四章 作物的生理生态、设 施环境及其调控技术 幻灯片 2 主要内容 一、作物生理生态 二、设施调控技术 光环境性及其调控 二氧化碳环境及其调控 温度环境及其调控 湿度环境及其调控 土壤环境及其调控 根际环境及其调控 综合调控概述 光合与呼吸生理 蒸腾作用 生长发育生理 群体生理生态幻灯片 3 一、作物生理生态（一）概 述 1. 设施内环境特点 遮风挡雨，可以调节土壤水分 调节气温或地温 调节光照环境 创造特定的通气环境 提高二氧化碳浓度 提高设施内湿度幻灯片 4 (二）光合与呼吸生理 几个重要概念光合作用：绿叶利用光能将 CO2 和 H
2、2O 转变成碳水化合物并释放出氧气的过程。 CO2 + H20 （CH2O） + O2 2呼吸作用：植物吸收 O2 将体内的碳水化合物分解成二氧化碳和水，同时释放能量的过程. （有氧呼吸） 光照 叶绿素 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +能量 无氧呼吸 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 能量 C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 能量 幻灯片 5 光强定义：在单位时间内照射到单位面积上的光 能量或光量子摩尔数单位：w/m2，或 mol/m2/s 幻灯片 6光补偿点：光合速率与呼吸速率相同时的光强 光饱和点：CO2 交换速率变化稳定时的光强 二氧化碳补
3、偿点：在一定条件下，作物对 CO2 的 同化吸收量与呼吸释放量相等，表观 光合速率为 0，此时的 CO2 浓度即为二 氧化碳补偿点 二氧化碳饱和点：在一定条件下， CO2 浓度升 高，光合作用增强，当 CO2 浓度升高 到一定程度，光合速率不再增加时的CO2 浓度即为二氧化碳饱和点 幻灯片 7 （三）生长发育生理 1、概念 生长：细胞数量增加、体积增大（量变） 发育：细胞功能分化（质变） 生长发育过程： 一年生植物 二年生植物 多年生植物 幻灯片 8 2、生长生理生长规律：“S”形曲线 运输：碳水化合物的转移(水分、温度影响） 生长（营养与生殖）：鲜重高度3直径色泽幻灯片 9 3、发育生理光周
4、期型（光周期现象）低温春化长日类型 春化作用：指一段时间的低温对植物由营养生长转为生殖生长的诱导作用。 种子春化 如白菜、萝卜、菠菜 绿体春化 如甘蓝、洋葱、大蒜、芹菜等 脱春化（25-400C） 营养型 开花结果不受光照长短影响 不受低温诱导幻灯片 10 4、影响生长发育的环境条件 温度： 光照 二氧化碳 土壤 微生物 湿度幻灯片 11 温度： 植物对温度的要求：“三基点” 最高温度：4050 三基点 最适温度：2535 最低温度：57菠菜、大葱、大蒜：0-5/15-25 黄瓜、辣椒、番茄：10-15/25-30 温度影响酶活性（光合作用受温度的影响） 生长温周期现象：在自然条件下，一般表现
5、日温较高和夜温较低的周期性变化，同无 温差条件下相比，植物生长更为迅速幻灯片 12 光照：4可见光：400-760nm，占 52% 不可见光：760nm，占 43% 植物需光 3 种类型：强光照、中光照、弱光照植物；阳性、中性、阴性植物 幻灯片 13 二氧化碳：植物光合作用的原料； 提高光能利用和作物产量； 现象：光合适应（photosynthetic acclimation)或光合下调（down regulation of photosynthesis)在同样的浓度下测定比较时，长期在高二氧化碳浓度下生长的植物光合速率往往低于普通二氧化碳浓度下生长的植物 幻灯片 14 5、设施作物生长发育的
6、调节 生长发育特性：营养生长型 营养、生殖生长同时型 先营养后生殖型 幻灯片 15 生长发育调控：栽培管理措施 生长调节剂 促发芽生根：GA3/IBA/NAA 增产：PP333（多效唑） 控制性别分化：乙烯 提高坐果率 催熟：乙烯利 控制抽薹开花：GA（赤霉素）幻灯片 16 （四）群体生理生态 1、群体构成 定义：由多数既独立又相关、相互影响的个体组成的群体 结构层次：5结构类型： 光合层 支持层 吸收层支水平和丛生 垂直叶群 混合叶群 蔓性 幻灯片 17 2、群体构成与光能利用率（光能利用率是指作物光合作用积累的有机物中所含能量占照射在同一地面上太阳辐射能 的百分率 ；光合作用效率是指作物通
7、过光合作用制造的有机物中所含有的能量，与光合作 用中吸收的光能的比值）关系：群体结构影响光能利用率提高光能利用率的途径：合理密植 调整群体结构株型 延长光合作用时间 改善栽培环境条件 提高 CO2 浓度幻灯片 18 二、设施环境及其调控技术(一）设施环境特性及调控 （二）环境的综合调控幻灯片 19 (一)设施环境特性及调控1 光环境 2 温度环境 3 湿度环境 4 二氧化碳气体 5 土壤环境幻灯片 20 1、光环境 光环境对温室作物的生长发育产生光效应、热效应和形态效应，直接影响其光合作用，光 周期反应和器官形态的建成，在设施园艺作物的生产中，尤其是对喜光园艺作物的优质高6产栽培中，具有决定性
8、的影响。幻灯片 21 1.1 设施内的光环境特征 总辐射量低，光照强度弱 温室内的光合有效辐射能量、光量、太阳辐射量受透明覆盖材料的种类、老化程度、 洁净度的影响，仅为室外的 5080%，这种现象在冬季往往成为喜光果菜类作物等生产 的主要限制因子。 辐射波长组成与室外有很大差异 当太阳短波辐射进入设施内并被作物和土壤等吸收后，又以长波的形式向外辐射时， 多被覆盖的玻璃或薄膜所阻隔，很少透过覆盖物外去，从而使整个设施内的红外光长 波辐射增多，这也是设施具有保温作用的重要原因。 光照分布在时间和空间上极不均匀 温室内的太阳辐射量，特别是直射光日总量，在温室的不同部位、不同方位不同时间和季 节，分布
9、都极不均匀，尤其是高纬度地区冬季设施内光照强度弱，光照时间短，严重影响 温室作物的生长发育。 幻灯片 22 1.2 影响设施光环境的主要因素 散射光的透光率（Ts） 太阳光通过大气层时，因气体分子、尘埃、水滴等而发生散射并吸收后到达地表的光 线称为散射光。 直射光的透光率 （Td ） 依纬度、季节、时间、温室建造方位、单栋或连栋、屋面角和覆盖材料的种类等而异。 构架率: 简易管棚 Venlo 型玻璃温室 普通钢架玻璃温室 屋面直射光入射角的影响 覆盖材料的光学特性 温室的结构方位的影响 幻灯片 23图 1 覆盖材料为 3mm 玻璃的太阳入射角与透光率和反射率 幻灯片 24 优 O 良 差 X
10、劣 图 2 各种温室太阳直射光环境综合评价7（日本农业气象学会，1977）A 南北单栋 A 东 西单栋B 南北 2 连栋 B 东 西 2 连栋C 南北 15 连栋 C 东西 5 连栋D 南北 5 连栋 D 东 西 15 连栋 幻灯片 25东西单栋温室随屋面角的增大而增大透光率。 东西连栋温室，则随着屋面角增大到约 30 度时透光率达最高值，再继续增大则透光率 又迅速下降，这是由于屋脊升高后，直射光透过温室时要经过的南屋面数增多了。 南北栋温室的透光率与屋面角的大小关系不很大。 单栋温室的透光率均高于连栋温室。 幻灯片 261.31.31.3 设施内光环境的调控设施内光环境的调控设施内光环境的调
11、控 1.3.1 光量（光强）的调控 改善设施的透光能力，增强设施内的自然光照强度。 在强光的夏季栽培或进行软化栽培等特殊条件下进行遮光。 在冬季弱光期或光照时数较少的地区进行人工补光。 幻灯片 271.3.1.11.3.1.11.3.1.1 改善设施的透光能力改善设施的透光能力改善设施的透光能力 A A A、选好透明覆盖材料、改进设施的结构、选好透明覆盖材料、改进设施的结构、选好透明覆盖材料、改进设施的结构 采用透光率高、防尘性能好、抗老化、无水滴的覆盖材料； 建造设施时应尽量采用合理的屋面角度； 减少建材的遮荫； 建筑设施时，要注意选择合理的方位。 幻灯片 28同时，要充分利用反射光。如日光
12、温室适当缩短后坡，并在后墙上涂白以及安装 镀铝反光膜，地面覆盖地膜等。 幻灯片 29从透光率和骨架材料遮阴两方面考虑：对单栋温室、塑料棚而言，如是单屋面，则应以 东西延长，坐北朝南为优。如是双屋面的，以冬季生产为主时，东西延长比南北延长的光 强，并可调整屋面坡度，减少水平构架材料来减少床面上弱光带；如以春秋栽培为主或全 年栽培时，则应以南北延长为优。 幻灯片 30 B、加强设施的光照管理 建造设施应选择粉尘、烟尘等污染较轻的地方。 8应经常打扫和清洗透光覆盖面，增加透光率。 阴雪天过后应及时揭开保温覆盖物。幻灯片 31 C、 通过栽培技术来实现 栽培畦向-以南北畦受光均匀 密度 植株调整 设施
13、专用品种 利用反射光：地膜覆盖，北墙张挂反光膜 有色薄膜使用，改变光质 幻灯片 32要注意作物的合理密植与垄向，改善光照分布。 1.3.1.2 夏季栽培或软化栽培等条件下遮光 遮光的目的 减弱设施内的光强 降低设施内的温度 遮阳网、玻璃面涂白、 屋面流水、苇帘、 竹帘等 幻灯片 36遮光的方法遮光的方法遮光的方法 覆盖各种遮荫物，如覆盖苇帘、竹帘、遮阳网、不织布等。 优点：降温效果好 缺点：操作较难，易损坏 幻灯片 41 幻灯片 42 玻璃面涂白法玻璃面涂白法玻璃面涂白法 全部涂白、部分涂白或斑状涂白全部涂白、部分涂白或斑状涂白全部涂白、部分涂白或斑状涂白 幻灯片 43涂白原料一般为石灰水，在
14、国外也有用温室专用涂白剂。涂白原料一般为石灰水，在国外也有用温室专用涂白剂。涂白原料一般为石灰水，在国外也有用温室专用涂白剂。 幻灯片 44 玻璃屋面喷雾法玻璃屋面喷雾法玻璃屋面喷雾法 幻灯片 45 1.3.1.3 冬季弱光期或光照时数较少的地区人工补光 人工补光的目的 日长补光以抑制或促进花芽分化，调节作物开花时期，即以满足作物光周期的需要为目的。栽培补光促进作物光合作用，促进作物生长，补充自然光照的不足为目的。 幻灯片 46调控花期调控花期调控花期 ：弱光（：弱光（：弱光（5-105-105-10 w/m2w/m2w/m2） ，红光，用白炽灯、荧光灯即可；蓝、红光等，用荧光灯或，红光，用白
15、炽灯、荧光灯即可；蓝、红光等，用荧光灯或，红光，用白炽灯、荧光灯即可；蓝、红光等，用荧光灯或 高压气体放电灯。高压气体放电灯。高压气体放电灯。9栽培补光对电光源的要求栽培补光对电光源的要求栽培补光对电光源的要求 光照强度在 3000 lx 以上。 光照强度具有一定的可调性。 有一定的光谱组成，最好具有太阳光的连续光谱。幻灯片 47人工补光的光源人工补光的光源人工补光的光源 白炽灯：红光、远红光多，可见光所占比例少。白炽灯：红光、远红光多，可见光所占比例少。白炽灯：红光、远红光多，可见光所占比例少。 价格便宜，但发光效率低（价格便宜，但发光效率低（价格便宜，但发光效率低（10-2610-2610-26 光通量（光通量（光通量（LmLmLm）/ / /消耗电功率消耗电功率消耗电功率 （w w w） ） ，光色较差，目前，光色较差，目
