第四节-设施气体环境及其调控.pptx

第四节第四节 园艺设施气体条件及其调控园艺设施气体条件及其调控(一一)设施内设施内CO2来源：来源：1.1.自然界大气中固有自然界大气中固有COCO2 2，浓，浓度为度为0.03%0.03%（300ppm300ppm）2.2.作物呼吸放出作物呼吸放出COCO2 23.3.土壤微生物活动，分解有土壤微生物活动，分解有机物放出机物放出COCO2 24.4.加温温室内燃烧煤炭、柴加温温室内燃烧煤炭、柴草等放出草等放出COCO2 2一、设施内二氧化碳气体状况及其调控一、设施内二氧化碳气体状况及其调控 (二二)设施内设施内CO2浓度变化规律：浓度变化规律：夜间夜间CO2浓度高于外界，而白天由于作物的光合浓度高于外界，而白天由于作物的光合作用，作用，CO2浓度较外界低。浓度较外界低。晴天低于阴天，白天晴天低于阴天，白天低于夜间。低于夜间。CO2在设施内的分布是在设施内的分布是不均匀的。不均匀的。(三三)设施内设施内CO2浓度的影响因素：浓度的影响因素：1.1.太阳光照强度的变化、影响光合作用强度，也影响太阳光照强度的变化、影响光合作用强度，也影响COCO2 2浓度，晴天浓度，晴天COCO2 2浓度低于阴天，白天低于夜间。浓度低于阴天，白天低于夜间。2.2.设施内温度变化设施内温度变化3.3.设施类型、结构、面积、空间大小。设施类型、结构、面积、空间大小。4.4.设施内通风换气方法及时间长短。设施内通风换气方法及时间长短。5.5.栽培床内有机质含量。栽培床内有机质含量。6.6.设施内作物种类、生育时期。设施内作物种类、生育时期。1、作物光合作用最适、作物光合作用最适CO2浓度：浓度：多次研究认为：多次研究认为：150015003000 ppm3000 ppm为作物生为作物生育适宜育适宜COCO2 2浓度，但达到此浓度成本很高，从浓度，但达到此浓度成本很高，从经济效益和设施结构考虑，经济效益和设施结构考虑，6006001000 ppm1000 ppm也也可取得良好效果。可取得良好效果。(四四)、设施内设施内CO2浓度调控浓度调控2 2、COCO2 2施用量：施用量：由保护地大小、由保护地大小、COCO2 2设定浓度、设施换气率、作设定浓度、设施换气率、作物物COCO2 2吸收量、床面吸收量、床面COCO2 2发生量而定。发生量而定。CO2施用量施用量=设施容积（设施容积（m3）栽培床面积栽培床面积(m2)换气次数（换气次数（n/h）CO2设定浓度（设定浓度（g/m3）外界）外界CO2浓度（浓度（g/m3）+作物的作物的CO2吸收量（吸收量（g/m3）床面床面CO2发生量（发生量（g/m2）3、CO2施肥主要来源：施肥主要来源：（1 1）酒精酿造副产品：。）酒精酿造副产品：。（2 2）空气分离：将空气分离）空气分离：将空气分离COCO2 2，再经低温压缩成液，再经低温压缩成液态态COCO2 2。（3 3）化学分解：强酸（）化学分解：强酸（HClHCl）与碳酸盐（）与碳酸盐（CaCOCaCO3 3）反应）反应放出放出COCO2 2气。气。（4 4）碳素或碳合化合物充分燃烧产生）碳素或碳合化合物充分燃烧产生COCO2 2气，如煤、气，如煤、煤油、液化气、沼气等。煤油、液化气、沼气等。（5 5）利用微生物分解有机物放出）利用微生物分解有机物放出COCO2 2。（1 1）施用时期与时间）施用时期与时间 根据蔬菜种类、栽培方式、栽培床状况、作根据蔬菜种类、栽培方式、栽培床状况、作物生育时期及天气变化等确定。果菜类在开花结物生育时期及天气变化等确定。果菜类在开花结果开始时施用，叶菜类在定植后或果开始时施用，叶菜类在定植后或3-43-4片真叶时片真叶时施用。施用。一天中，一般以日出后半小时开始，到通风一天中，一般以日出后半小时开始，到通风换气时停止，冬季或阴天密闭不通风时，可延长换气时停止，冬季或阴天密闭不通风时，可延长到中午停止。到中午停止。4 4、二氧化碳施肥的方法、二氧化碳施肥的方法(2)(2)施肥的方法施肥的方法通风通风 棚棚室室的的通通风风管管理理是是补补充充二二氧氧化化碳碳的的最最简简便便的的方方法法。但但寒寒冷冷季季节节，通通风风易易降降温温，应用受到限制。应用受到限制。增施有机肥增施有机肥 有有机机物物在在土土壤壤分分解解时时放放出出大大量量的的CO2气气体体，1t有有机机物物最最终终能能释释放放出出1.5t的的CO2气气体体，秸秸秆秆堆堆肥肥施施入入土土壤壤56d，就就能能释释放放大大量量的的CO2气气体体。肥肥源丰富，简单易行，但源丰富，简单易行，但CO2发生量集中，也不易掌握。发生量集中，也不易掌握。燃烧法释放二氧化碳燃烧法释放二氧化碳 燃燃烧烧白白煤煤油油、天天然然气气等等放放出出的的CO2施施入入室室内内，燃燃烧烧时时均均在在CO2发发生生器器内内进进行行。发发生生器器构构造造简简单单，分分为为贮贮油油罐罐和和圆圆形形燃燃烧烧筒筒两两部部分分。白白煤煤油油在在常常温温常常压压下下是是液液体体，运运输输贮贮藏藏不不需需要要特制耐压的钢瓶，利用方便，供给及时，特制耐压的钢瓶，利用方便，供给及时，CO2产生量易控制。产生量易控制。每每升升完完全全燃燃烧烧的的的的白白煤煤油油可可产产生生2.5（1.27m3）的的CO2，其反应式为：其反应式为：2C10H2231O2=20 CO222H2O液态二氧化碳管路释放法液态二氧化碳管路释放法 液化二氧化碳是酒精厂的副产品。在大棚、温室内施用方液化二氧化碳是酒精厂的副产品。在大棚、温室内施用方法方便、卫生，易控制施用量，是有效的法方便、卫生，易控制施用量，是有效的CO2施用方法。不足之施用方法。不足之处是钢瓶租赁费用较高。处是钢瓶租赁费用较高。把二氧化碳钢瓶放在台秤上，按棚室的空间计算，把二氧化碳钢瓶放在台秤上，按棚室的空间计算，1000m3的空间，每次放二氧化碳的空间，每次放二氧化碳23。先在钢瓶上接上减压阀，上面。先在钢瓶上接上减压阀，上面接上胶管，接上胶管，并系于棚室横梁上，塑料管上打放气孔，孔径并系于棚室横梁上，塑料管上打放气孔，孔径0.81.2mm，孔距，孔距1.01.5m，远离钢瓶，孔径加大，孔距相应减少。，远离钢瓶，孔径加大，孔距相应减少。化学反应法化学反应法 利用化学反应产生利用化学反应产生COCO2 2。常用的方法有盐酸石灰法和。常用的方法有盐酸石灰法和碳酸氢铵硫酸法。其中碳酸氢铵硫酸法取材方便，成本碳酸氢铵硫酸法。其中碳酸氢铵硫酸法取材方便，成本低。反应式为：低。反应式为：CaCO3+2HCI=CaCI2+CO2+H2O 2NH4HCO3+H2SO4=（NH4）2SO4+2CO2+2H2O 固固体体二二氧氧化化碳碳（干干冰冰）干干冰冰应应在在低低温温下下运运输输，应应用用时时从从容容器器中中取取出出，在在常常温温下下升升华华为为CO2气气体体。该该方方法法简简单单，用用量量易易控控制制，适适宜小面积应用，但成本较高。宜小面积应用，但成本较高。燃燃烧烧煤煤和和木木炭炭 燃燃料料来来源源容容易易，但但产产生生的的CO2不不宜宜控控制制，在在燃燃烧烧过程中常有一氧化碳和二氧化硫有害气体伴随而出。过程中常有一氧化碳和二氧化硫有害气体伴随而出。气气体体肥肥料料 山山东东省省农农业业科科学学院院原原子子能能研研究究所所研研制制的的固固气气颗颗粒粒肥肥，作作为为设设施施CO2补补充充施施肥肥效效果果良良好好。固固气气颗颗粒粒肥肥为为直直径径1cm的的扁扁圆圆形形颗颗粒粒，施施入入表表土土层层后后，在在潮潮湿湿、适适温温条条件件下下发发生生生生理理生生化化作作用用，可可持持续续释释放放CO2气气体体40d左左右右。供供气气浓浓度度为为5001000mg/kg。使使用用量量每每1000m2施施60kg于于12cm表表土土层层。在在蔬蔬菜菜定定植植后后施施用用一一次次，基基本本可可供供一茬作物的需要。一茬作物的需要。二、设施内有毒气体危害和防止方法二、设施内有毒气体危害和防止方法（一）氨（一）氨（NHNH3 3）和二氧化氮（）和二氧化氮（NONO2 2）1、来源、来源 （1）N肥施用过多，分解释放出肥施用过多，分解释放出NH3和和NO2，碱性土壤易挥，碱性土壤易挥发发NH3，酸性土壤（，酸性土壤（PH5）则挥发）则挥发NO2。（2）施用碳酸铵肥料挥发）施用碳酸铵肥料挥发NH3。（3）施用过多硝酸铵，难以进行硝化作用，放出）施用过多硝酸铵，难以进行硝化作用，放出NO2。2、最低危害浓度：、最低危害浓度：NH3-5ppm，NO2-2ppm3 3、危害、危害4 4、防止方法、防止方法（1 1）施）施N N肥少量多次，最好与过磷酸钙混施，可肥少量多次，最好与过磷酸钙混施，可抑制抑制NH3NH3挥发。挥发。（2 2）酸性土壤施用石灰，可防止）酸性土壤施用石灰，可防止NO3NO3挥发。挥发。（3 3）避免大量施用未腐熟厩肥、鸡粪和人粪等有）避免大量施用未腐熟厩肥、鸡粪和人粪等有机肥。机肥。（4 4）施肥后及时覆土，多浇水。）施肥后及时覆土，多浇水。（5 5）适量施用碳铵和硝铵。）适量施用碳铵和硝铵。（6 6）加强通风换气。）加强通风换气。（二）二氧化硫（二）二氧化硫（SOSO2 2）和一氧化碳（）和一氧化碳（COCO）1 1、二氧化硫（、二氧化硫（SOSO2 2）（1 1）来源：）来源：（2 2）最低危害浓度：）最低危害浓度：（3 3）危害：）危害：2 2、一氧化碳（、一氧化碳（COCO）（1 1）来源：（）来源：（2 2）危害：）危害：3 3、防止方法、防止方法 （1 1）燃煤充分燃烧，封闭烟道缝隙，）燃煤充分燃烧，封闭烟道缝隙，（2 2）不施未腐烂有机肥。）不施未腐烂有机肥。（3 3）加强通风换气）加强通风换气（三）乙烯（三）乙烯（CH=CHCH=CH）和氯（）和氯（ClCl2 2）1 1、来源：塑料薄膜、塑料管等爆晒或高温下产、来源：塑料薄膜、塑料管等爆晒或高温下产生。生。2 2、危害：、危害：3 3、防止方法：、防止方法：（1 1）使用安全无毒塑料制品。）使用安全无毒塑料制品。（2 2）及时通风。）及时通风。三、土壤气体条件及其调控三、土壤气体条件及其调控 1、土壤气体环境、土壤气体环境 基本要求：基本要求：作物根系呼吸作用为各种生理活动提供能量，要保证正作物根系呼吸作用为各种生理活动提供能量，要保证正常呼吸作用，需要充足的常呼吸作用，需要充足的O2和较低的和较低的CO2浓度。浓度。土土壤壤气气体体中中O2的的减减少少和和CO2的的增增多多，能能影影响响蔬蔬菜菜种种子子的的发发芽芽、根根的的生生长长和和根根对对养养分分的的吸吸收收。一一般般蔬蔬菜菜种种子子的的发发芽芽需需要要土土壤壤中中有有10%50%以以上上的的O2。黄黄瓜瓜和和蒜蒜较较耐耐低低氧氧浓浓度度，在在浓浓度度1%时时发发芽芽率率是是20%，2%时时发发芽芽率率增增到到50%；芹菜和萝卜等浓度在；芹菜和萝卜等浓度在5%以下几乎不能发芽。以下几乎不能发芽。土壤气体组成：土壤气体组成：土土壤壤气气体体存存在在于于土土壤壤粒粒的的间间隙隙内内，正正常常的的土土壤壤粒粒和和间间隙隙的的比比例例大大约约是是1:1，间间隙隙内内被被气气体体和和水水分分充充满满着着，其其比比例例又又是是大大约约1:1。如如果果孔孔隙隙的的大大小小、孔孔隙隙率率和和含含水水量量变变化化时时，土土壤壤的的容容气气量量也也发发生生变变化化，要要使使土土壤壤中中保保持持一一定定比比例例的的气气体体，土壤的结构应该是团粒结构，黏土团粒不发达排水不好，容气量小。土壤的结构应该是团粒结构，黏土团粒不发达排水不好，容气量小。土土壤壤气气体体的的组组成成，一一般般情情况况是是CO2浓浓度度比比大大气气中中高高，而而O2浓浓度度比比大大气气中中低低，当当土土壤壤间间隙隙小小、水水分分多多时时能能使使CO2浓浓度度剧剧增增和和O2浓浓度度大大量量减减少少。土土壤壤和和大大气气中中的的气气体体交交换换主主要要是是依依靠靠扩扩散散作作用用进进行行的的，所所以以离离表表层层越越近近，间间隙隙越越大大，扩扩散散抵抵抗越小，气体越充足。抗越小，气体越充足。2、土壤气体的调节土壤气体的调节1 1、一般是施、一般是施用腐熟的有机用腐熟的有机肥或用作物秸肥或用作物秸秆改进土壤的秆改进土壤的透气性。透气性。2 2、中耕，经、中耕，经常保持土壤疏常保持土壤疏松通气状态。松通气状态。3 3、采用地下、采用地下灌溉方法灌水，灌溉方法灌水，保护良好团粒保护良好团粒结构。结构。四、园艺设施内空气的流动四、园艺设施内空气的流动 1 1、空气流动的作用、空气流动的作用（1 1）影响设施内气温分布）影响设施内气温分布（2 2）影响作物蒸腾及光合强度）影响作物蒸腾及光合强度 在在某某一一气气流流速速度度范范围围内内，可可以以增增加加作作物物的的叶叶面面积积和和干干物物重重，超超过过此此范范围围，反反而而产产生生抑抑制制作作用用，该该风风速速限限范范围围大大约约为为0.5m0.5ms s。2 2、调节空气流动速度的方法、调节空气流动速度的方法（1 1）在设施内屋顶安装风扇，搅动空气使其流动。）在设施内屋顶安装风扇，搅动空气使其流动。（2 2）利用强制通风装置的塑料薄膜风筒鼓风：）利用强制通风装置的塑料薄膜风筒鼓风：（3 3）采用热风加温时，自然引起空气流动。）采用热风加温时，自然引起空气流动。（4 4）开窗通风。）开窗通风。（5 5）强制通风。）强制通风。3 3、空气流动的时间：、空气流动的时间：空气流动的时间有两种：空气流动的时间有两种：夜间通风；夜间通风；昼夜昼夜连续通风。连续通风。试验结果表明，当风速为试验结果表明，当风速为50-70cm/s50-70cm/s时，昼夜连时，昼夜连续送风的番茄同化量比不送风的增加续送风的番茄同化量比不送风的增加192%192%；仅在夜；仅在夜间送风的也比不送风的增加间送风的也比不送风的增加78%78%。