文档介绍：第七章人工环境
第一节田间栽培环境
第二节设施栽培环境
一、农田小气候的概念
(一) 小气候的概念
小气候是指因下垫面性质不同而形成的与大气候不同的近地气层和土壤上层的气候。
小气候主要表现在个别气象要素的数值和个别天气现象的差异上,它不会改变大规律的天气状况。
形成小气候的主要因素是下垫面的构造和性质,
(二) 小气候的特点
小气候可分为许多类型,如农田小气候、谷地小气候、坡地小气候、水域小气候、防护林小气候、保护地小气候等。
(三) 农田小气候
农田小气候是以农作物为下垫面所形成的小气候或者说是以农田为研究对象的小气候,也称作物小气候或农业小气候。
第一节田间栽培环境
二、农田小气候形成的物理基础
(一)活动面和活动层
活动面:热量和水分等交换最显著的物体表面。
地面、水面、冰面及地面上一切作物表面都是活动面
下垫面特性和构造不同,则活动面的位置不同。
在作物层中,辐射能的吸收和放射、热量和水分的交换不仅发生在活动面上,而且发生在具有一定厚度的作物层中,这一层称为活动层。
(二)活动面中的辐射差额
太阳辐射到达作物层以后,一部分被叶面吸收,一部分被叶面反射,还有一部分透过茎叶深入下层,而吸收、反射、透射三种作用在整个作物层中是多次反复进行的。
不同作物或同作物的不同生长期,单个叶片对太阳辐射的反射、吸收和透射能力是不同的。
第一节田间栽培环境
二、农田小气候形成的物理基础
(三) 活动面的热量平衡
农田活动面的热量平衡就比较复杂,其方程式为
RT=P+B+LEC+PT+LA+QT+QC
式中 P――活动面与大气的湍流交换;
B――活动面与土壤的热量交换;
LEC――农田总蒸发耗热;
PT――活动面向土面的乱流交换;
LA――同化二氧化碳所消耗的热量(A为单位时间、单位面积上同化二氧化碳的数量,L为同化单位质量二氧化碳所消耗的热量);
QT――作物增温所吸收的热量;
QC――作物体通过茎叶传导的热量。
(四) 活动层中的乱流交换
农田中乱流交换强弱,对于农田作物层中温度、湿度及二氧化碳的分布与变化具有重要影响。
作物层中乱流涡旋体的大小与程度,不仅取决于植株层中风的分布,而且在很大程度上决定于植物的群体结构。
第一节田间栽培环境
三、农田小气候的一般特征
(一) 农田中光的分布
符合比尔-朗伯特(Beer-Lambert)指数定律,即
I=I0e-KF
式中:I0——到达株顶的照度;
I——株顶向下至某一高处的照度;
I/I0——相对照强度;
E——自然对数的底;
F——株顶向下至某一高度的累计叶面积指数;
K——叶层的消光系数。
(二) 农田中温度的分布
农田中温度的铅直分布主要决定于农田中的辐射、乱流交换和蒸散。
作物生长初期
作物生长盛期
作物生长后期
第一节田间栽培环境
三、农田小气候的一般特征
(三) 农田中湿度的分布
农田中的湿度变化,除决定于温度和农田蒸散外,还决定于乱流交换强度。
作物生长初期
作物生长盛期
作物生长后期
(四) 农田中风的分布
在作物的整个生育期中,农田株间风速的分布,主要随作物生长密度和高度而变化,此外还同栽培措施有关系。
(五) 农田中CO2的分布
农田中CO2的含量和变化主要决定于大气中CO2的含量、作物呼吸释放的CO2量及作物光合作用所消耗的CO2量,同时还与风速、乱流交换等有关。
第一节田间栽培环境
四、农业技术措施的小气候效应
(一) 耕作措施
具体的耕作措施有耕翻、镇压和垄作等措施,以此改善土壤耕作层的结构和水、肥、气、热,同时注意合理的作物布局和品种搭配,适当的间作套种来改善农田小气候。
(二) 栽培措施
作物的行间、行向、种植密度与方式、农田灌溉、覆盖及化学药剂等措施也可以改善农田小气候。
第一节田间栽培环境
一、设施栽培的环境特征及研究内容
设施栽培的环境特征:
一定程度上可减轻外界不良气候的影响,可防止大气污染,尤其是空气中煤粉尘及金属飘尘对蔬菜的污染,减少害虫的发生。
设施环境具有光照弱、分布不均,温度高、昼夜温差大,高湿、病害易发生,有害气体浓度高、CO2浓度低等特点;
土壤盐分浓度高,甚至产生次生盐渍化现象;
连作障碍严重;
研究的问题:
(一) 掌握作物的遗传特性和生物学特性,及其对各个环境因子的要求。
(二) 应研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点,阐明形成各种环境特征的机理。
(三) 通过环境调控与栽培管理技术措施,使作物与设施的小气候环境达到最和谐、最完美的统一。
第二节设施栽培环境
二、设施栽培的环境因子
(一) 光照
1、设施内的光照状况
(1)光照强度
①设施的透光率
I 覆盖材料的透光特性