农业生物环境工程与设施农业农业工程概论.pptx

生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,#,华中农业大学,教育部国家,211,工程重点大学,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,1,第二章,农业生物环境工程与设施农业,Agro-biological Environment Engineering,and Facility-agriculture,农业建筑与农业生物环境工程,温室与环境工程,果蔬贮藏保鲜建筑与环境工程,禽养殖建筑与环境工程,农村能源工程,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,2,本章重点：,设施农业的基本概念；农业建筑与农业生物环境的关系；植物生物环境工程与设施园艺；设施环境因素与控制技术与设备；果蔬储存保鲜方法与设施；动物生物环境工程与设施养殖；农村能源技术。,本章难点：,农业工程技术对农业生物的影响；农业设施内人工小气候的主要因素与调节方法；设施农业设施与装备；农村能源系统的开发与利用。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,3,2,1,农业建筑与农业生物环境工程,Agricultural Structure and,Agro-biological Environmental Engineering,1.定义,设施农业是外来语词汇，就是利用农业工程手段，通过现代设施实现的部分人工控制环境的种植业和养殖业。,一、设施农业,（,facility-agriculture）,概述,（一）设施农业的基本概念,设施农业有,设施园艺,与,设施养殖,二大部分。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,4,设施农业是通过采用现代农业工程技术，改变自然环境，为动植物生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件，而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产的农业，具有高投入、高技术含量、高品质、高产量、高效益的特点，是最有活力的农业新产业。,详细地说也就是：,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,5,2.设施农业内涵,设施农业是综合集成农业生物技术、农业机械与建筑工程技术、环境控制技术、信息技术和管理技术等多领域科学技术进行集约化的种植业和养殖业生产的新型农业生产方式，是现代农业的重要组成部分，是农业先进生产力的典型代表。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,6,农业生产技术的改进，主要沿着两个方向在进行：,一是创造出,适合环境条件的作物品种及其栽培技术,；,二是创造,出使作物本身特性得以充分发挥的环境。,设施农业，就是实现后一目标的有效途径。,3.,农业生物环境工程的概念,1,）农业生产技术的改进方式,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,7,环境,是指围绕着生物体周围的所有事物，而农业生物环境工程科学所关注的主要是那些对农业生物的生长发育和产品转化具有直接作用的环境因素，一般可分为物理环境、化学环境和生物环境等方面。,物理环境,包括生物周围的温度、光照和热辐射、空气和水的运动状态等，其中由空气温度、湿度、热辐射、空气与水的流动等因素所构成的环境称为热环境。,2,）农业生物环境工程的概念,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,8,化学环境,主要是指生物周围空气、土壤和水中的化学物质成分组成，主要包括农业生物正常生长发育所必需的,O,2,(,对于动、植物)和,C0,2,(,对于植物)等成分，以及对农业生物生长发育有害的,CO、H,2,S、SO2、NH,3,等成分，以及土壤或水中的各种化学物质组成的情况。,生物环境,是指生物个体以外的其他所有生物，包括空气、土壤、水中的微生物、生物体内及体外的寄生物，以及周围的其他同类群体等，其中由同类生物之间的关系构成所谓的群体环境，或称之生物的社会环境。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,9,各类农业建筑。,其作用是利用具有一定保温隔热效果、限制水、气自由移动的围护结构，为农业动、植物生长发育提供一个与外界自然环境相对隔离的空间，以有效减弱外界不利环境条件对动、植物的直接作用。,能够对环境因子进行调控的各种设备。,如采暖设备、通风与降温设备、光照设备、温室中的,CO2,和果蔬贮藏库中的气体成分调节设备、水产养殖中的增氧机等。,环境自动监测与控制系统。,为了对农业建筑与环境调控设备进行有效管理和运行，必须在外界条件不断变化的情况下，根据动、植物在不同生育阶段、不同时间对环境条件的要求，利用环境自动监控系统对设施内环境进行实时监测，通过控制各种环境设备的运行进行及时调控。,3,）农业工程主要用于设施园艺方面的技术,Sky,Outer air,Cover,Inner air,Plants,Soil,L,cover,L,soil,L,plan,t,L,inair,L,sky,Q,s,+q,H,cover-outair,LE,cover-inair,H,cover-inair,H,palnt-inair,LE,palnt-inair,LE,soil-inair,H,soil-inair,H,vent,E,vent,H,fan,E,fan,E,n,G,soil,C,vent,C,fan,Radiation,Latent heat,Soil heat flux,Sensible heat,Heating,Cooling,围护结构,环境控制,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,11,n,作物设施（保护地）栽培技术,n,地膜覆盖栽培,n,园艺作物的温室栽培,n,温室无土栽培技术,n,植物工厂,n,畜禽环境工程和设施技术,n,工厂化养畜禽技术,n,塑料暖棚养畜禽技术,n,草地围栏及供水系统,n,其它畜牧业的设施,4,设施农业的内容与技术体系,农业生物技术、农业机械与建筑工程技术、环境控制技术、信息技术和管理技术的集成。生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,12,5.,设施农业的特点,设施农业又被称为可控农业。近,10,多年来，随着农业环境工程技术的突破，设施农业已由早期的地膜覆盖栽培、园艺作物温室栽培和无土栽培向由高新科技成果支持的工厂化种植和工厂化农业车间生产迅速发展，使作物的生长速度加快、生长周期缩短、产量增加、质量提高，其效率和效益比传统农业要提高几倍甚至几十倍。由于先进的设施农业是现代生物技术和工程技术的集成，科技含量高，已成为当今世界各国大力发展的高新技术产业。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,13,环境相对可控，适宜进行反季节、周年生产；,单位土地产出率高，产量一般为露地生产的5-10倍，甚至数十倍（植物工厂）；,技术与劳动密集型产业（人均管理面积我国为,1000m2,左右，发达国家为,4000-5000m2,）；,现代技术高度集成（设施工程、生物技术、微电子技术、环境控制技术等综合应用）的产业；,高投入、高技术、高产出,投入：,连栋温室300-700元/,m2，,日光温室20-100元/,m2，,拱棚10-50元/,m2。,产出,：黄瓜、西红柿20-60,kg/m2,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,14,（二）设施农业的地位与作用,发展设施农业是保障农产品供应、提高人民生活水平的需要,我国通过设施生产蔬菜，只用,20%,的菜田面积，提供了,40%,的蔬菜产量和,60%,的蔬菜产值。设施养殖业为农民就业和增收发挥了重要作用，我国畜牧业占农业总产值的比重仅为,33.6%,，发达国家大都在,50%,以上，高的达,80%,。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,15,2.,发展设施农业是调整农业产业结构、增加农民收入的需要,设施园艺产业可以比露地园艺产业的产值提高,10,倍以上，比大田作物产值提高,25,倍以上因此，设施园艺生产经营者可在较小的土地上生产高效益产品，使人均占有耕地面积较少的我国农民得以获得较高收益，为我国农业产业结构调整提供了重要途径；设施养殖可以有效实现粮食就地转化，农产品二次增值，已成为调整农村产业结构，稳定和发展农村经济，增加农民收入的重要措施。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,16,3.,发展设施农业是实现资源高效利用、保障食品安全的需要,农业资源短缺和生产环境恶化已经成为制约我国农业发展的瓶颈，发展设施园艺业可以实现各种自然资源的充分高效利用，显著提高水土光热资源利用率、有效提高提高农产品竞争力和综合生产效益。,我国,700,多万亩日光温室每年可节约煤炭,3.5,亿吨，节约资金,1,千亿元以上，同时也减少了温室加温造成的环境污染；,以设施养殖为主的健康养殖方式能够满足环境保护和防疫要求的不断提高，为我国畜禽产品安全提供重要保障。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,17,4.,发展设施农业是发挥我国农业比较优势，参与国际竞争的需要,我国具有劳动力的数量优势，且劳动力成本较低，因此劳动力需求较多的园艺产品和畜禽产品是我国在国际市场最有可能形成竞争力的农产品，大力发展设施农业是我国加入,WTO,以后参与农产品国际竞争最有效的途径之一。,5.,大力发展设施农业，对于保障城乡人民生活、促进农业生产发展、增加农民收入、解决,“,三农,”,问题、建设现代农业和建设社会主义新农村具有直接和重要意义。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,18,6.,设施农业的作用,(1),土地利用率大大提高。由于环境条件优越，可发展立体种植，充分利用空间。,(2),充分利用光照，热利用效率较高，室温均匀，地温温差小。,(3),增强抗自然灾害,(,大风、干热、冰雪等,),的能力。,(4),空间高大宽阔、机械化作业和自动控制容易，农艺条件优越等。因此，便于工厂化生产。可以一年四季有优质农产品满足市场需求，还可大量生产反季节、无公害的名、优、特食品。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,19,二、农业建筑的类型和基本组成,1房屋建筑基本概念,按照使用功能不同，可分为：,民用建筑、工业建筑与农业建筑。,房屋建筑是人们为了生产和生活的需要，利用物质技术手段、建筑科学、艺术的一些规律，构成和塑造的使用空间及其实体。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,20,2.农业生产建筑的基本类型,1）动物生产建筑,动物生产建筑是农业生产建筑的重要组成部分，包括饲养鸡、猪、牛、羊、兔、鸭、皮毛兽等禽畜建筑，鱼、虾、鳖等养殖建筑。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,21,2)植物栽培建筑。它主要包括温室、大棚、中小拱棚、人工气候室、组培扩繁室、食用菌生产间、工厂化育苗室等。它们通常采用玻璃、塑料、聚酯等透明覆盖材料，以透进较多的阳光，提高室内温度，达到春提前、秋延后或周年均衡种植的目的。,3)农产品贮藏保鲜及其他库房建筑。它包括：果蔬贮藏库、种子库、粮库、饲料库、青饲料贮藏库、畜禽水产品贮藏库、农业机具库等。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,22,4)农副产品加工建筑。农产品就地贮藏、加工、增值是农民离土不离乡，脱贫致富的支柱产业之一。农副产品加工建筑包括：畜禽肉、皮、毛、羽毛、谷物、粮油、水产、乳品加工，种子、饲料、果蔬等加工所需要的厂房建筑,。,5),农村能源建筑。包括沼气池、太阳能、小型水力发电站、风力、地热利用等建筑。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,23,三、农业生物环境工程研究的内容和特点,制约农业生产的自然因素可概括为,遗传与环境,两个方面。,遗传,决定着农业生产的潜势,环境,决定着这种潜势在多大程度上兑现的问题。,构成农业生物的环境因子是温度、湿度、光照、气体组分、离子种类与浓度、辐射、磁场等多种因子组成。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,24,农业建筑是利用围护结构把一定的空间与外界环境隔离开来，形成一个半封闭的系统。这是改善和创造农业生物优良环境的,先决条件,。,环境工程则是在一定建筑设施的基础上通过,对半封闭系统的物质交换和能量传递调节,来进一步改善和创造更佳的农业生物优良环境。,二者相互制约，相辅相成。,解决农业生物环境的工程技术涉及采暖、通风、光照调节、制冷、灌溉、气体组分调节、自动控制等各个方面。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,25,四、,农业建筑与环境工程设计的原则和基本要求,（一）设计原则,1必须保证结构与设施安全。,2创造最适宜于农业生物生长发育的环境。,3.适合科学、先进的生产工艺。,4考虑成本核算，注意造价指标。,5提供适当的建筑形式和构造。,6注意环境保护和节约用地。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,26,（二）农业生产建筑设计的要求,1场址选择要求。,2防火、防疫要求。,3通风、光照要求。,4保温隔热要求。,5结构选型要求。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,27,建筑的通风与光照,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,28,2,2,植物环境工程与设施园艺,Plant Environment Engineering and Facility-Horticulture,“,使用人工设施、人工控制环境因素，使植物获得最适宜的生长条件，从而延长生产季节，获得最佳产出,”,的农业生产方式称为设施农业栽培，园艺专家称之为设施园艺。,1.,什么是设施园艺,一、设施园艺（,Facility-Horticulture,）的概念,（一）设施园艺的概念,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,29,设施园艺涵盖了建筑、材料、机械、自动控制、品种、栽培、管理等多种学科和多种系统，因而科技含量高，所以设施园艺的发达程度，往往是一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一。,设施园艺生产涉及蔬菜、花卉、高档水果、食用菌。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,30,一定的围护结构,为了不受四季与地域的限制，设施农业首先必须利用一定的围护结构（如温室、大棚等）把一定的空间与外界环境隔离起来，形成一个半封闭的系统。这是区别于露地生产的先决条件；,一定的环境工程措施,在一定的建筑设施基础上，通过对半封闭系统的物质交换和能量调节来进一步改善和创造作物适宜的生育环境，实现周年、反季节生产。,相应的配套工程与工艺设备,满足农业生物从苗期到收获全过程的配套技术装备，如育苗设施、栽培设施、灌溉、施肥、植保等。,2.,设施园艺的基本构成,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,31,（二）国内设施园艺现状,1.,我国的设施园艺产业在很短的时间里取得了显著成就。主要表现在以下几个方面：,设施农业产业发展迅速；,种子、种苗技术创新显著；,蔬菜设施栽培呈现优质高产；,设施环境综合调控技术达到国际先进水平；,产后处理水平不断提高；,设施农业主要支撑技术的研发与应用加快；,初步构建了设施农业生产技术体系。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,32,1,）改革开放以来，我国设施农业面积得到快速增长。,1981年为10.8万亩（0.72万公顷）,2003,年达（,720,万公顷）2,2,年增长了,1000,倍,2,）设施园艺的类型增多,除日光温室、塑料大棚外，一批由我国自行设计、制造，具有中国特色的现代化温室设施拔地而起，较国外产品价格降低30-40，节能3045，设施农业工程技术配套逐步完善，同时，也使我国温室类型逐步齐全。,3,）设施种植品种由单一的蔬菜逐渐向瓜果等众多高附加值产品拓展,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,33,4）种子种苗技术取得了较快发展,在,“,工厂化高效农业示范工程,”,实施过程中，自国外引进了大量种质资源，同时筛选和培育了适合我国不同气候区域的蔬菜良种达500多个，使设施栽培专用品种得到更新换代，有的可以取代进口种子。,建立了一批现代化育苗工厂，初步实现了蔬菜育苗规范化、良种化、标准化和商品化。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering34,通过技术引进，自主创新，我国大型连栋温室的智能化、自动化环境调控系统及配套装置技术的硬件水平基本已达到可与国际接轨，产品性能稳定可靠，并已在我国大型温室中广泛使用。但软件水平尤其是管理模型的开发有待于进一步完善。,6）设施环境综合调控技术取得重大进展,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,35,2.,设施园艺对保障我国农产品供应、提高人民生活水平发挥了积极作用,设施园艺可实现农产品全年生产或调整、延长生产周期，有效弥补露地生产的不足，在可控环境条件下可以生产出高品质的园艺产品（也称为可控农业）；,我国通过设施生产蔬菜，只用20%的菜田面积，提供了40%的蔬菜产量和60%的蔬菜产值。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,36,4,农业设施生产行业发展迅速，近,5,年间，具有一定生产规模的大型温室生产厂家已达,50,余家，温室制造业年销售额超过,10,亿元。,3.,我国各类设施农业栽培面积约占世界设施栽培面积的,70,。据测算，我国设施农业栽培吸纳劳动力8000多万人，加上产前、产后共吸纳劳动力近1亿人。设施农业栽培已成为我国具有较大比较优势的劳动密集型产业。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,37,1.设施园艺作为现代农业的重要组成部分，已经受到世界各国的高度重视，尤其是经济发达国家更是作为改善生活、提高生活质量的重要农业生产方式而大力发展。上世纪70年代后，园艺设施不断向,大型化、固定化、装备化,发展，设施园艺生产过程向,机械化、规范化、标准化，环境控制自动化、综合化,发展，大大推动了设施园艺快速发展。,（三）,国外设施园艺发展状况,发达国家设施农业已向工厂化农业过渡。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,38,2.国外设施园艺发展特点主要表现在：,设施装备的现代化,，大幅度地提高了温室性能和生产能力，从而提高了劳动生产率；,生产技术的现代化,，使生物生产潜能充分表达，大幅度提高了产品产量和质量，年总产量是露地的数十倍；,设施园艺产品产后处理现代化,，大幅度提高了产品的商品价值；,经营管理的现代化,，大幅度提高了生产效益。,世界上设施农业搞得最好的国家是荷兰、日本、法国、西班牙、以色列、美国、韩国等。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,39,1）育种与种苗业非常发达,荷兰、日本、以色列、韩国等非常重视温室专用品种的选育，能为温室提供专用的耐低温、寡照，耐高温、高湿，具有多种抗性、优质高产的种苗。同时，种苗的工厂化生产水平也得到了较快发展。荷兰境内有130个专营种苗公司，有4900个品种，1200公顷生产面积，是世界四大种子出口国之一，种子出口达100多个国家。日本、韩国、以色列的蔬菜种子在我国也有较大面积种植，有良好的表现。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,40,2,）,单产水平和经济效益较高,设施园艺是资金、技术密集型产业，同时也是相对高效的产业。荷兰温室番茄年产量达到4050,Kg/m2,黄瓜年产50-70,Kg/m2，,商品率高达90以上，86产品出口销往世界各地。日本、以色列、韩国、西班牙等国单位面积优质蔬菜的产出率亦相当高。因而，能获得较高的经济效益。如荷兰，4200公顷温室蔬菜，以番茄、黄瓜、甜椒为主，产值高达1214亿美元。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,41,3,）温室日趋大型化,大型温室设施具有投资省、土地利用率高、室内环境相对稳定、节能、便于机械化作业和产业化生产等优势，随着世界设施农业的快速发展，温室大型化趋势日益明显。如荷兰自1975年至1995年的二十年间，经营0.010.5公顷温室面积的农户由5900户降至1660户，而此期经营大于2公顷的农户由101户增至442户；经营总户数由9770户下降至4690户；平均每户经营面积由0.48公顷增至0.94公顷。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,42,4,）,计算机智能化控制系统得到快速普及与应用,设施农业的核心是对设施内环境能进行有效的调控，以营造适宜于作物生长的最佳环境条件。通过选用不同功能的传感器，可以准确采集设施内的温度、湿度、光照、,CO2,浓度、地温、土壤含水量、溶液浓度以及作物生育状况指标等参数，由计算机系统根据作物生长所需的最佳条件，进行自动控制，使室内温、光、水、肥、气等诸因素综合协调到最佳状态。荷兰15000公顷温室、以色列3000公顷温室基本全部由计算机控制操作。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,43,5,）无土栽培迅速发展为设施栽培的主要方式,目前，一些发达国家设施无土栽培技术发展十分迅速，荷兰、英国、法国、意大利、西班牙、德国大部分设施采用无土栽培，荷兰在15000公顷温室中，64采用基质培（岩棉培），果菜类全部采用基质培，实施精确控制根际环境，克服连作障碍，产量得到了大幅度提高，番茄平均产量4050,Kg/m2，,黄瓜5070,Kg/m2,。,欧共体明确规定，21世纪所有欧共体国家园艺作物要全部实现无土栽培。无土栽培不仅高产，而且可以向人们提供健康、营养、无污染的无公害食品。,日本50以上的设施采用无土栽培，其中水气耕也获得了巨大发展。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,44,6,）植物工厂得到了应用与发展,植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年生产的系统。,植物工厂是以营养液栽培和自动化综合环境调控为重要标志。,能免受外界不良环境的影响，实现一年多茬次栽培，生菜、菠菜栽培期较露地缩短1/41/2时间。灌水、施肥以及温、湿度管理全部采用自动化，播种、定植、采收作业全部是操作计算机，作业变得轻松舒适。,奥地利、丹麦、美国、英国、日本等国都先后建立一批植物工厂，用于试验研究和实际生产，为工厂化农业的发展展现了美好前景。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,45,二、植物生物环境主要设施,温室,(,Green house,),（一）温室效应,能让绝大部分短波辐射进入而阻止绝大部分长波辐射透出以蓄热升温的特点，称为,“,温室效应,”,。,能产生温室效应的建筑，称为,“,温室,”,。,辐射收入大于支出使温室升温的贡献约占28%，而密闭性使温室蓄热保温的贡献约占72%。,温室建筑就是利用其温室效应，在寒冷的冬季利用太阳能蓄热升温，是提高作物环境温度经济而有效的措施。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,46,2按室内的环境温度分,高温温室：,冬季温度保持在1833间，主要用于喜温植物，如热带植物；,中温温室：,冬季一般保持在15,25间，适于种植茄果类等作物；,低温温室：,冬季一般保持在518间，主要用于种植叶菜类植物；,冷室：,冬季一般保持在。0一5间，一般仅用于贮存暖温带及盆栽植物越冬之用。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,47,4按建筑分结构形式。可分为单坡面温室、双坡面温室、连栋温室、拱型温室等。,1）单坡面温室,3按覆盖材料分。可分为：玻璃温室、硬质塑料或聚酯板温室、塑料薄膜温室(又称塑料大棚等)2）双坡面温室,3）连栋温室。,4）用塑料薄膜覆盖的拱型简易温室称为塑料大棚。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,48,三、温室环境因子控制设施与设备,每一种作物在其生育过程中都存在有最低、最高和最适宜的温度界限。在温室栽培中，按作物生理活动随生育阶段与昼夜间的不断转移而采用相应的适温管理，称为变温管理。,（一）温室采暖、保温设施与设备,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,49,1生育阶段的变温管理,在生育前期,，,偏高温度有助长叶面积的扩展。叶面积扩展速度越快，物质再生产也就越旺盛。,生育中后期，,叶面积指数已达相当程度，采用适当的偏低温度，可增加净光合产物的积累和贮藏。,2昼夜间的变温管理,3采暖与保温,一般有热水采暖、热风采暖和电热采暖几种采暖方式。,再好的采暖也需要良好的保温，因此温室一般会采用各种保温方式。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,50,（二）温室通风换气、降温设施与设施,1自然通风换气,利用温室内外温差造成内外空气压差的换气，称为热压换气；利用风力作用造成内外压差的换气，称为风压换气。热压换气与风压换气统称为自然换气。,2强制换气。温室安置风机后进行强制换气生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,51,3湿帘风机降温,由湿帘、风机组成的降温系统是一项经济有效的降温技术。湿帘风机安装在密闭房舍的两端相对的墙上，可将室内温度降到室外温度以下，而设备安装与运行费仅为空调机组制冷降温的十分之一。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,52,（三）温室的光照与光能应用,（四）温室施肥与给水设备,（五）其它设施农业装备,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,53,特点：1）集采光、保温、蓄热于一体，最大限度地利用太阳能进行设施生产；,（2）适宜于进行蔬菜、瓜果、花卉、食用菌等多种作物的反季节栽培；,（3）跨度6.0-9.0,m，,长度40-120,m，,墙体厚度0.6-1.5,m；,（4）,适宜区域主要为华北东北西北等地区,1.,高效节能日光温室,四、我国主要温室的特点,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,54,2.,塑料大棚,以塑料薄膜为覆盖材料的不加温单拱屋面结构温室。,特点：,（1）主要用于春提前、秋延后作物的栽培，冬季叶菜类作物（南方）；,（2）跨度6-12,m，,长度30-60,m，,脊高1.8-3.0,m；,（3）,适宜于南方地区，北方春秋季节的设施栽培。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,55,3.,连栋温室,特点：,（1）环境调控能力强，通风、降温、遮阳、保温、加热、灌溉、补光、植保设施等均可配置；,（2）土地利用率高，达90%以上；,（3）自动化程度较高，可实现周年生产；,（4）投入大、运行成本高。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,56,五、温室的发展趋势,当前国际上温室植物生产有三个明显的发展趋势，即大型化、现代化和工厂化1温室的大型化,由于有室内温度稳定，日温差较小，便于机械化操作，造价低等优点，温室建筑有向大型化、超大型化发展的趋势，小则一幢一公顷，大则一幢几公顷以上。但是大型温室常有日照较差、空气流通不畅等缺点。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,57,2温室的现代化,温室结构标准化,根据当地的自然条件，栽培制度、资源情况等因素，设计适合当地条件，能充分利用太阳辐射能的一种至数种标准型温室，构件由工厂进行专业化配套生产。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,58,温室环境调节自动化,根据植物种类在一天中不同时间或不同条件下的温度、湿度及光照的要求，定时、定量地进行调节，保证职务有最适合的生长发育条件。现在世界上发达国家的温室植物生产，温室内环境的调节与控制已经由一般的机械化发展为由计算机控制，做到及时精确管理，创造更稳定、更理想的栽培环境,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,59,栽培管理机械化,灌溉、施肥、中耕及运输作业等，都应用机械化操作。,栽培技术科学化,首先充分了解和掌握植物在不同季节，不同发育阶段，不同气候条件下，对各种生态因子的要求，制定一整套具体指标，一切均按栽培生理指标进行栽培管理。温度、光照、水分、养分及,co2,的补充等措施都根据测定的数据进行科学管理。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,60,3植物生产工厂化,1964年在维也纳建成了世界上第一个以种植花卉为主的绿色工厂，这条植物工业化连续生产线采用三维式的光照系统，用营养液栽培，室内的温度、湿度、水分和,co2,的补充均自动监测和控制。使花卉生产的单位面积产量比露地提高10倍，而且大大缩短了生产周期。但是这种绿色工厂全用人工光照，耗能很大，被称为第二代人工气候室。后来进行了改进，采用自然光照系统，被称为第三代人工气候室。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,61,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,62,2,3,果蔬贮藏保鲜建筑与环境工程,一、储藏保鲜的目的,果蔬生产季节性强，储藏保鲜有利于平衡供应；,错开收获高峰期，避免价格过低现象；,新鲜果蔬容易腐烂、变质，必须根据果蔬的采后生理要求，采取一定措施保持其新鲜品质和风味。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,63,二、贮藏保鲜条件,果蔬采收后仍保持着一定的生命活动。贮藏中应创造必要的环境条件以维持一定的新陈代谢作用，延缓果蔬的成熟与衰老过程，并抑制微生物的侵袭，达到减小腐烂损失，延长贮藏期限，维持优良、新鲜的商品价值。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,64,1温度,呼吸作用的强弱是生命活动的外观指标。在一定温度范围内，温度每上升10，呼吸作用常增加一倍以上。呼吸强度也愈大，果实衰老也愈快，,2相对湿度,在贮藏中果蔬水分损失过多会造成严重的萎蔫，过高的重量损失，表面皱缩，品质及鲜度降低，而且还会促进水解作用，降低果蔬的抗病能力，加速衰老过程。果蔬内部温度过高，环境中的相对湿度过低和增大周围的风速均会加速果蔬的水分蒸发。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,65,3空气成分,降低空气中的含氧量可降低呼吸强度，减少乙烯的形成，抑制叶绿素的分解，减少抗坏血酸的损失，抑制某些真菌的繁殖等，因之可延长贮存期。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,66,三、果蔬常用保鲜储藏技术与方法,常用贮藏保鲜方式有自然冷却贮藏与人工冷却贮藏两种。,自然冷却贮藏是利用自然条件下降温来进行贮藏，如沟藏，通风库藏等。,人工冷却贮藏是利用机械制冷贮藏、气调贮藏，自然冷资源冷库贮藏等。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,67,1简易贮藏,简易贮藏包括沟藏、窑藏、窖藏等，其主要特点是利用变化缓慢严稳的土壤温度及较高的土壤湿度，在土中开沟挖窖来进行贮存。缺点是占地较多、费工、贮存量小、在很大程度上受自然气候变化的限制。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,68,2通风库贮藏。通风库是利用隔热较好的建筑，夜间的库外低温空气进行换气，使库内保持较低的温度以利于贮藏。白天则阻断通风以免高温空气进入库内，一般为永久性建筑，结构简单，库存量较大，管理方便，它仍受外界自然条件的限制，难以确保所需的低温。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,69,3机械制冷贮藏,机械冷藏是在良好的绝热建筑物中，利用机械制冷设备进行人工调控以保证所需的环境条件。机械冷藏能摆脱自然条件的限制，维持所需的库温，因此可延长贮藏时间，取得较好效果。,4气调贮藏,此法系利用自然或人工措施以提高库内,CO,2,的浓度，减少,O,2,的浓度或充以氮气，以便抑制呼吸作用，延缓成熟与衰老过程，大大延长贮藏期限，取得较好的贮存品质。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,70,5自然冷资源与冷库贮藏,包括冬季从江、河、湖中采集自然冰存于库中作冷源进行冷藏与利用冬季低温空气使库中贮冰室中的水结冰作冷资源贮藏两种。前者采冰与排水工,作量大，,冰融后水无法再利用库温波动较大、不便于对温、湿度控制等。,生物环境工程与设施农业,Generality of Agricultural Engineering,71,【思考题,2-1,、,2,、,3】,1什么是设施农业？其内涵是什么？,2农业建筑一般分成哪几类？是按什么来划分？,3温室有哪几种类型？分别有哪几种通风换气方法？,4,果蔬保鲜的目的有哪些？介绍几种常用的保鲜方法与技术,