设施农业环境工程学-考点总结.docVIP

第一章绪言

设施农业环境工程学：是在充分掌握农业生物生长发育与各环境因素相作用的根底上，研究如何采用经济和有效的环境调控工程技术与设备，创造优于自然界的、更加适于农业生物生长发育和产品转化的环境条件，提高农业产品生产效率的一门学科。

环境：指围绕着生物体周围的所有事物。

设施农业环境工程学所关注的环境因素：温度、湿度、光照、热辐射、空气、土壤和水的运动状态等。

影响和决定农业生物的生长发育、产品产量和品质的各种因素可以概括为遗传和环境两个方面。

设施农业环境工程内容：

1.温室内光、热、水、气、土五大因素的根本特征与变化规律。

2.温室内五大因素与作物生态发育的关系。

3.温室环境因子进行调控的设备与技术。

4.环境自动监测与控制系统。

5.能源开发与利用。

设施农业环境工程在农业生产中的作用：

打破季节限制，实现动植物周年生产

采用标准化管理，实现高产、优质、高效生产

节约能源与光源，提高农业生产产值

存在的问题：

数量较大，质量较差

设施种类齐全，内部功能较差

种植种类较多，栽培技术不标准

开展趋势：

开发新型温室结构，制定设施标准体系

开发设施内环境控制技术与设备

开发与应用设施生产机械作业技术

培养设施农业管理的专门人才

研究与开发植物工厂化生产技术体系。

第二章设施光环境及其调控

第一节

辐射：物体以电磁波方式向外传递能量的过程。被传递的能量称为辐射能。

太阳光波长的单位通常用纳米〔nm〕表示,1nm=10-9m。狭义的太阳光是指可见光，波长在380~760nm之间，广义的太阳光应包含所有的辐射。波长250~380nm的辐射称为紫外光、380~760nm的辐射称为可见光，760nm以上的辐射光称为红外光，4000nm以上的辐射被称为长波辐射。

太阳辐射的光谱能量分布〔课本P9〕

太阳辐射强度

以电磁波形式发射、传播或接受的能量称为辐射能〔Qe〕单位焦耳〔J〕。单位时间内发射、传播或吸收的辐射能称为辐射功率又称辐射通量〔Φe〕单位瓦〔W〕。点辐射强度〔Ie〕单位〔W/sr〕。单位时间内到达或通过单位面积的辐射能定义为辐射密度，又称为辐射照度或辐射强度〔I〕,单位〔W/m2〕。对植物光合作用有效的辐射波称为光合有效辐射〔PAR〕,单位〔W/m2〕。到达或通过单位面积的光通量称为辐射照度，单位勒克斯〔lx〕。

第二节

光质：即光的组成，是指具有不同波长的太阳光谱成分。

1.了解不同波长的光热辐射对植物及环境的作用。

单位〔nm〕

1000被植物吸收后转变为热能，影响有机体的温度和蒸腾情况，可促进干物质的积累，但不参加光合作用

1000—720对植物伸长起作用，并控制开花及果实的颜色

720—610被叶绿素强烈吸收，光合作用最强，某种情况下表现为强的光周期作用

610—510叶绿素吸收不多，光和效率也较低

510—400叶绿素吸收最多，表现为强的光合作用与成形作用

400—320起成形和着色作用

320对大多数植物有害，可能导致植物气孔关闭，影响光合作用，促进病菌感染

2.简述温室内光照环境特点

设施内的光环境包括光照强度、光质、光照时数和光的分布均匀性四个方面。设施内的光环境与室外的光环境具有不同的特征，表现在：

〔1〕温室内光照强度比自然光要低，假设采用薄膜覆盖，光强只有露地的50-70%。

〔2〕塑料大棚和大型连栋温室，因全面透光，无外覆盖，温室内的光照时数与露地根本相同。但日光温室等单屋面温室内的光照时数一般比露地要短。

〔3〕光质成分有别于自然光，一般紫外光的透过率低，与透明覆盖材料的性质有关。

〔4〕设施内光照分布在时间和空间上都不均匀。

3.论述影响温室光环境的因素

答：室外太阳辐射能、覆盖材料的光学特性、直射光入射角、屋面倾斜角、温室方位角、植株垄〔行〕向、温室光环境季节的变化。

4.了解各种覆盖材料的光照性能

玻璃对可见光的透光率很高，但300nm以下波长紫外光根本不透过。

FRP板、PC板与玻璃一样，300nm以下波长紫外线光透光率低。

FRA板和MMA板紫外线光透光率较高。

EVA、PE和PVC薄膜对可见光的透光率相近，都在90%左右，但EVA和PE膜可透过300nm,以下的紫外线，PVC只能透过300—380nm的紫外线，所以PE和EVA膜对果色、花色和维生素C的形成有利，但保温性能不如pvc膜。

硬质塑料膜PET、ETFE的可见光透过率高达90%—93%，紫外光透过率也是最好的。

5.影响设施透光率的主要因素有哪些

温室方位、骨架结构、透光屋面形状、大小和角度、覆盖材料特性及其洁净程度等。

6.某地地理纬度为北纬420,欲建设日光温室生产反季节作物，请计算其适宜的前屋面角度，并列出计算过程，确定其适宜的方位角。

合理屋面角理想屋面角-40°