2弱光对设施作物生长发育的影响.PPT

第二章 设施光环境调控技术研究进展 一、光量（光强）的调控 二、光质的调控 三、 光照长度的调控 四、 设施作物光环境模型的建立 一、光量（光强）的调控 （一）增加光照强度 1. 设施弱光效应产生的原因 2. 弱光对设施作物的影响 3. 增强设施内光照透过率 4. 人工补光 （二） 降低光照强度 1. 强光对设施作物的影响 2. 遮光资材的选择 3. 遮光方法 （一）增加光照强度1. 设施弱光效应产生的原因 首先，设施生产一般是反季节生产（主要是冬春季），该段时期的有效光辐射强度和光照时间相对较少，因此自然条件是弱光效应产生的首要因素； 其次，主要覆盖材料（塑料薄膜）的老化程度和污染度不断加深，流滴性能不断减弱，而导致了设施内透光率不断下降； 第三，设施作物的高密度栽培进一步恶化了室内光照环境。 2. 弱光对设施作物生长发育的影响 （1）弱光对作物光合速率特性的影响 光照环境条件对作物的直接作用就是进行光合作用，弱光对光合速率的影响，目前取得了比较一致结论，即在光饱和点以下随光照强度减弱，作物的气孔逐渐关闭，胞内CO2浓度逐渐降低，最终导致净光合速率下降，但是其下降幅度受温度、CO2浓度、相对湿度、作物品种的耐弱光能力的影响。进一步研究发现，弱光影响作物光合速率受酶活性的调节，其中Rubisco活化酶的活性及其基因表达水平的下降是引起作物光合速率降低的重要原因。 （2）弱光对作物营养生长的影响 　设施弱光条件下，作物的营养生长会受到很大的影响，通过对番茄、辣椒等蔬菜、桃、苹果等果树以及花卉等作物的研究发现，弱光导致作物功能叶叶片变大变薄，叶色变淡，角度平展，枝梢变长变细，根系生长受抑制，植株总干重降低等等，表明弱光条件会导致作物营养生长不良。 （3）弱光对植物生殖生长的影响 作物由营养生长转为生殖生长的过程中，光照起了一个非常重要的作用，此时植株尤其是喜光植物对光照非常敏感。若植物长期处在温室弱光的环境下，喜光作物花芽分化延迟，着花数目减少，第一着花节位上升，并且造成的落花落果现象，其主要原因是弱光降低了花粉活力进而降低了受精卵的质量，而且流入果实中的同化物减少，也造成植株坐果率和果实品质下降，且小果比例增加。同时，弱光造成设施作物产量降低。 （4）弱光对植物叶绿素形成的影响　 光照是影响叶绿素形成的主要原因，如果植物长期处在弱光条件下，会导致植物的叶绿体数量减少，叶绿体内叶绿素a/叶绿素b的比值下降。由于叶绿素b的形成与红光有关，而叶绿素a的形成与蓝紫光有关，再加上在弱光条件下，以红光成分居多，从而导致叶绿素a/叶绿素b的比值下降，这个比值可以作为判定植物耐弱光性的依据。 （5）弱光对光合产物在植物各器官间运输和分配的影响 生长在弱光环境中的植物光合器官一般会将光合产物首先用于自身的建造，但却减少了花、果器官的光合产物分配；并且向根中分配的比例减少，向地上部分(茎和叶)分配的比例增加。而在严重弱光下，植株虽然进一步降低生物量向根中分配，增加向叶中的分配，但由于光强太弱，光合作用不能正常进行，使生物量本身积累过少，因此同样导致叶片生长受阻，叶面积减小。 （6）对作物产量和品质的影响 改善栽培形式、增强光照强度有利于作物产量的形成。高干开心形的树形“富士”苹果产量较高，且苹果品质也相对提高；在番茄移栽后给予补充光照，可以增加番茄的早期产量，而对后期产量影响不大明。 3. 增强设施内光照透过率 （1）设施结构的优化 ①采光面形状：日光温室采光面形状的优化对于吸收太阳辐射具有重要的作用。研究证明从日光温室获得最大的采光量分析，日光温室的前屋面以平面为最佳，采光量最大，而且光照分布最均匀。但是，屋面形状是温室采光和结构受力两者平衡的结果，单纯以采光作为优化目标很难得到合适的最优的采光面形状。例如采光好的平面结构，因其前端低矮区域过大、结构受力最差、土地使用效率低等并非理想的采光面。 ②采光面角度：温室结构设计应使冬季阳光尽可能得到充分利用，采光屋面角很大程度上决定着光线透射入温室比率，是日光温室设计和建造中的关键。调查表明随采光角度的增大，温室所获太阳能也越多，但温室脊高也显著增加。采光屋面角过小，下雨时会引“起水兜”，下雪时引起表面积雪从而可能造成灾难性后果。根据光线反射原理，当光线入射角在40°以下变化时，光透过变化率很小。因此，温室设计时，通常使冬至日正午时阳光对采光面投射角大于或等于50°，以满足合理采光要求。因此，采光屋面角θ为：θ=φ-δ-40°其中φ为当地地理纬度，在中国δ= -23.5°为冬至日赤纬；由于冬至日太阳高度角H0为：H0=90°-φ+δ，因此，θ=50°-H0。 ③ 减少设施骨架遮光：保证温室结构强度的前提下尽量选用结构比小而强度大的轻量钢铝骨架材料，以减少骨架遮光，而且立柱等材料