2012年设施农业工程学考试复习题3

设施农业工程学复习提纲一、名词与概念1设施农业亦称环境控制农业或工厂化农业（ControlledEnvironmentalAgriculture，CEA），是利用工程技术手段和工业化生产方式，为农业生物（动物、植物、微生物等）提供适宜的生长环境，使其在最经济的生长空间内，获得最高的产量、品质和经济效益的一种高效农业。2设施农业工程学研究设施农业结构工程、环境调控工程、配套工艺与工程技术手段的一门科学。3设施农业工程的基本构成要素（1）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、畜禽舍等）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；（2）一定的环境工程措施在一定的建筑设施与围护结构基础上，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适宜的生育环境，实现周年、反季节生产（如采取通风、加温、降温、气体调节等措施）。（3）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，如设施园艺工程中的育苗设施、栽培设施、灌溉、施肥、植保、收获、加工、贮运等，设施养殖工程的孵化、饲养设施、喂水、喂料、防疫、粪肥处理等设施。4温室以采光覆盖材料作为全部或部分围护结构材料，可供冬季或其它不适宜露地植物生长的季节栽培植物的建筑统称为温室。5温室效应以短波辐射为主的太阳辐射通过温室采光材料进入温室后使室内地温和气温升高而转化为长波辐射，长波又被温室覆盖材料阻隔在温室内，从而形成热量的积聚，使室内温度提高，这一过程称之为温室效应。温室正是利用温室效应原理，在作物不适宜于露地生长的寒冷季节创造作物生长的适宜环境来达到反季节和提高作物产量的目的。6无土栽培不用土壤，而是将植物种植在装有一定量的营养液的栽培装置中，或是在配有营养液的砂、砾石、蛭石、珍珠岩、稻壳、炉渣、岩棉、蔗渣等非天然土壤基质材料做成的种植床上。因其不用土壤，故称无土栽培（SoillessCulture）。7温室的主要性能评价指标有哪些？温室采光性能：（1）透光率：透进温室内栽培作物层的光照量与室外地平面上光照量的百分比。（2）室内光照均匀度。温室保温性：（1）温室保温比——热阻较大的温室围护结构覆盖面积和地面积之和与热阻较小的温室透光材料覆盖面积的比值。保温比越大温室的保温性能越好。（2）材料的传热热阻——材料阻止热量通过的能力，一般用R表示。材料的传热热阻越大温室的保温性能越好。（3）材料的传热系数K。材料的传热系数K——指单位时间、单位面积、材料两侧温差保持1℃时的传热量，单位为：W/m2K温室耐久性：即使用寿命，从两方面考虑：主体结构和覆盖材料的强度和透光覆盖材料的透光率。主体结构强度使用寿命指结构内部的应力超过材料的允许应力或结构的变形超过设计允许变形。透光覆盖材料的使用寿命指其在温室生产中可被有效使用的月数或年数。8温室内影响作物生长的主要环境因子有哪些？（1）与植物生长发育有关的光环境光环境因素主要包括：光照强度、光周期和光谱分布。（2）温度对植物生育的影响三基点温度：最低温度、最适温度和最高温度。地温影响根系及植株生长。实行温室变温管理措施。温度调节的主要方式包括保温调节、通风调节、降温调节、采暖(加温)等。（3）CO2调节与控制CO2是植物光合作用的原料。温室内CO2环境调控措施包括通风调节、CO2增施(化学反应法、燃烧法、液态钢瓶法)等。（4）湿度调节与控制降低室内湿度的调控措施：①通风换气；②加温降湿；③地膜覆盖与控制灌水；④防止覆盖材料和内保温幕结露；⑤其他降湿的技术与设备：采用机械制冷的方法；采用吸湿剂吸湿等；增加室内湿度的调控措施：增加灌水、喷雾加湿与湿垫风机降温系统加湿等9变温管理按照一天的时间变化分时段改变温室气温的管理方法。根据作物光合与呼吸作用，光合产物的运输与积累等生理活动与温度日变化的关系，控制不同时段的温度，白天用适当高温以促进作物的光合作用，加速光合产物的输送；夜间用适当低温，以抑制作物呼吸消耗，促进光合产物积累与生长，从而达到高产、优质和节能的目的。10畜禽舍内影响畜禽生长的主要环境因子有哪些？主要包括光照、温度、湿度、空气质量等环境因子。（1）光环境对畜禽生产的影响：光周期生物节律（生物钟）；光环境与家禽生产，禽类对光照十分敏感，光照强度管理；光质的影响；光照的指标包括光照强度（单位为LX）、光照时间（h）和明暗变化规律（明：暗，L：D），三者综合对机体产生作用。（2）温度环境对畜禽生产的影响：舒适温度和生产适宜温度；机体不同部位对环境温度的反应；不良温度环境与家畜的健康和生产性能；低温与幼畜的生存（3）空气质量与家畜畜禽呼出气和排泄物的CO2、NH3、H2S等气体是畜禽舍构成主要影响的气体。畜禽舍的粉尘、微生物对畜禽也会产生影响，需要时也应采取控制措施。11植物工厂植物工厂是通过设施内高精度环境控制手段，实现农作物周年生产的系统。即利用计算机控制系统对植物生育的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。12设施农业的特点（1）环境相对可控，适宜进行反季节、周年生产；（2）单位土地面积产出率高，如设施栽培，产量一般为露地生产的2-10倍，甚至更高；（3）现代技术高度集成（综合运用了设施工程、新型材料、环境控制、生物工程、微电子技术与计算机管理等高新技术成果）；（4）高投入、高产出、高效益（如大型连栋温室投入300-700元/m2，产出黄瓜、西红柿30-80kg/m2，玫瑰200-320支/m2；集约化鸡舍600-800元/m2，产量16-18公斤/只/年）；13设施环境工程构成要素（1）温度调控设施：保温设施：外围护结构、覆盖材料、外保温覆盖、内保温幕帘等；增温设施：热水采暖、热风采暖、地中热交换系统、太阳能蓄热等；通风降温设施：开窗机构（自然通风）、内外遮阳、湿帘—风机降温系统、弥雾降温、性能要比玻璃提高一倍，抗冲击性好，同时ＰＣ板温室的成本要比玻璃温室高30％。玻璃主要用在跨度为6.4m的温室，即每个小屋面跨度为3.2m、高度为0.8m,ＰＣ阳光板主要用在跨度为9.6m和10.8m的温室。ＰＣ板的主要材料是聚碳酸酯，用ＰＣ板可加大内部的作业空间，同时每跨的小屋面数仍保持2个，为保证屋面角，相应的屋面高度也由原来的0.8m提高到了1.2m和1.35m。4、简述影响温室作物的主要环境因子及其控制途径。环境因子：1、空气环境：温度、湿度、光照、CO2、气流速度等；2、根际环境：EC、pH、DO以及土壤(根际)温度等。，主要环境调控（1）温度调控保温：外围护结构、覆盖材料、外保温覆盖、内保温幕帘等；增温：热水采暖、热风采暖、地中热交换系统、太阳能蓄热、浅层地能、地热等；通风降温：开窗机构（自然通风）、内外遮阳、湿帘—风机降温系统、弥雾（—风机）降温、屋顶降温、循环风机系统等；（2）光环境调节.补光、遮阳、反光调节等；（3）气体环境调节.CO2施肥：反应法、燃烧法、钢瓶释放、土壤颗粒肥释放、生态循环（畜菜共生）等；（4）根际环境调节:大量元素与微量元素配比、酸碱度、增氧以及营养液温度调节等。（5）环境数据采集与控制系统.:温度、湿度、光照、CO2等地上部环境以及根际环境（EC、pH、DO、液温）等数据的采集与控制系统。5、简述养猪生产工艺模式及其饲养设备。工艺模式⑴定位饲养工艺模式。主要用于妊娠母猪和分娩母猪的饲养,该方法将母猪固定在指定地点。其优点是面积小、栏位利用率高、工厂化水平高；最大弊端是母猪不能运动，导致其体质下降，蹄病增多，影响母猪的利用率。⑵圈栏饲养工艺模式。将猪群养在地面或高床圈栏中的生产方式。猪所处的阶段不同，猪群大小不同。通常母猪3~4头/圈，断奶仔猪和生长育肥猪8~10头/圈，公猪一头一圈，舍外配有一定面积的运动场地，以保证其运动。圈栏饲养的缺点是占地面积的大和死亡率高。垫料饲养工艺模式。为了减少猪蹄的损伤，提高猪床的温度，国外采用垫料养猪的生产工艺饲养保育猪，生产育肥猪和母猪。近几年因发酵床能明显减少养猪的污水在我国备受关注。但在实践生产中，虽然该方法可以减少污水，但夏季垫料温度高，猪舍无法正常消毒、以及垫料资源紧缺等问题很大限度限制了该技术的推广。饲养设备现代猪场的饲养设备主要包括各种饲养圈栏、漏缝地板、供水系统、喂料系统和设备。猪栏：配种栏、母猪栏、分娩栏、保育栏、生长育肥栏。漏缝地板：构成有钢筋混凝土板条、板块、钢筋编制网、钢筋焊接网等，其规格可根据猪栏和粪沟要求而定，漏缝断面呈梯形，上宽下窄，便于漏粪。要求耐腐蚀、不变形、表面不平滑、导热性小、坚固耐用、漏粉粪效果好、变易清洗。供水设备：供水可分为自流式供水和压力供水，现代猪场一般采用压力供水，其供水系统主要包括供水管路、过滤器、减压阀、自动饮水器。其中自动饮水器最为普遍的是鸭嘴式自动饮水器。供料和饲喂设备：饲料运输车、料塔、饲料运输机。经饲料厂加工好的全价配合饲料6、畜禽舍为什么要进行通风换气？如何通风换气？7、简述畜禽养殖废弃物的环境危害及其处理和利用技术。主要危害1畜禽排泄物的污染。畜禽排泄污染物包括从畜禽体内排出的有害气体、粪便及其分解产生的臭气以及体表掉落的毛屑、绒毛(羽毛)等。畜禽排泄物迅速腐烂发酵,产生H2S、NH3、胺、硫醇、苯酚、挥发性有机酸以及吲哚、粪臭素、乙醇、乙醛等上百种有毒有害物质。氮沉降是构成当前环境危害的重大因素,它可造成酸雨、水体富营养化,甚至导致同温层臭氧浓度的变化。2对水环境的污染。畜禽粪便淋溶性极强,若不及时处理,便通过径流污染地表水,进而通过土壤渗滤污染地下水。畜禽粪便和废水中含有大量的有机物、N、P、K、SS及致病菌等污染物并有恶臭。未经处理的高浓度有机废水的集中排放,大量消耗水体中的溶解氧,使水体变黑发臭。水中N、P等营养物促使水体富营养化,或使地下水中的硝态氮或亚硝氮浓度增高,3对农田环境的污染。当前畜禽粪便主要的消耗途径是作为有机肥料直接还田。畜禽粪便中含有的N、P、K是作物生长必不可少的营养元素,但是如果不加限制地还田,反而起不到肥田的效应,作物会疯长!,使产品质量下降,产量减少。4畜禽场废物的污染。由于废物管理不科学,畜禽场中的洗刷用具、场地消毒和畜禽饮用后的污水,死的畜禽、孵化残余物(蛋壳、死胚、绒毛、胎粪)以及屠宰场的废物、污水、下水、废气等随意丢弃或排放,造成养殖场周围臭气弥漫,污水四溢,滋生大量蚊蝇和各种有害疾病,直接危及居民的健康,也造成畜禽发病率和死亡率的上升。5畜禽体和畜禽产品中残留的有毒化学物质我国对于畜禽饲料的质量很难进行控制和检测。其次,养殖场为预防某些传染病和疾病的发生,对畜禽进行疫苗的免疫和抗菌素的服用,这些药品的残留物会部分地存在于畜禽体组织内。这样畜产品中有害的和残留有毒化学物质可通过肉、奶、蛋转移到人体内,对人体健康造成危害。处理控制畜禽养殖业污染的对策要解决养殖业对环境的危害,单纯依靠终端治理方法,无论在经济上、土地上和技术上皆不堪承受。必须针对畜禽粪尿的特性,遵循综合利用优先、资源化、无害化和减量化的原则,充分开发利用废弃物的肥力、能量资源,开拓一条资源开发和废弃物处置相结合的道路。1加强立法与管理,增强养殖户的环保意识俗话说:广泛宣传,切实做好畜禽养殖污染的整治工作,加强技术指导和服务,帮助养殖户解决实际问题。另外,建章立制,严格按章办事是解决畜禽污染问题的重要手段。针对禽场建设管理、禽畜粪便和污水的排放等方面规范畜禽养殖,合理布局,控制发展速度和饲养密度,严格执行环境影响评价制度。2改善畜禽养殖业的饮水方式和粪便收集方式采取清污分流和粪尿的干湿分离等措施,实现清洁养殖,可减少地下水的开采,改善畜禽养殖场的生产环境,减少畜禽的死淘率。同时可以减少对地表和地下水的污染,提高水资源的重复利用率。建立粪便收集池,定点收集垃圾;设置畜禽废渣的储存设施和场所,采取对储存场所地面进行水泥硬化等措施,防止畜禽废渣渗漏、散落、溢流、雨水淋失、恶臭气味等对周围环境造成污染和危害。采用雨污分流、固液分离等污染防治措施,达到减量化的要求,做到达标排放或零排放。3研制畜禽养殖业废弃物资源化技术。对于牲畜养殖场,实现废弃物的资源化处理有两种基本工艺方案:一是高温堆肥;二是沼气发酵。高温堆肥.粪尿厌氧发酵处理后,气体部分可提供能量,固体部分进行高温堆肥。通过对粪便高温烘干灭菌及高压膨化除臭,添加N、P、K及多种元素,制成适合小麦、玉米、蔬菜、瓜果和花卉等高效有机肥。沼气发酵。推广沼气处理技术,利用沼气对畜禽粪便进行厌氧发酵,发酵产生的沼气成为廉价的燃料,用于燃料、仔猪舍保温等;沼渣、沼液则成了优质肥料,不但保护了环境,而且提高了经济效益。8、请从工程角度介绍一栋现代化蛋鸡舍的主要构成、技术特点和要求？鸡场规划的原则是在满足卫生防疫等条件下，建筑紧凑，在节约土地、满足当前生产需要的同时，综合考虑将来扩建和改建的可能性。1鸡场的分区鸡场可分成管理区、生产区和隔离区。各功能区应界限分明，联系方便。管理区与生产区间要设大门、消毒池和消毒室。管理区设在场区常年主导风向上风处及地势较高处，主要包括办公设施及与外界接触密切的生产辅助设施，设主大门，并设消毒池。生产区可以分成几个小区，它们之间的距离在300m以上，每个小区内可以有若干栋鸡舍，综合考虑鸡舍间防疫、排污、防火和主导风向与鸡舍间的夹角等因素，鸡舍间距离为鸡舍高度的3～5倍。隔离区设在场区下风向处及地势较低处，主要包括兽医室、隔离鸡舍等。为防止相互污染，与外界接触要有专门的道路相通。场区内设净道和污道，污道与后门相连，两者严格分开，不得交叉、混用。2场区绿化场区绿化是鸡场规划建设的重要内容，要结合区与区之间、舍与舍之间的距离、遮荫及防风等需要进行。可根据当地实际种植能美化环境、净化空气的树种和花草，但不宜种植有毒、飞絮的植物。9、温室病虫害防治的途径及其优缺点分析？大棚作为一种人工系统，其相对封闭的环境条件可控性强，光、温、水、肥、气均可调控，且棚与棚之间相互隔离，外部病虫侵入相对比较难，每个大棚的面积相对较小，为病虫害综合治理提供了有利条件。因此对大棚蔬菜病虫害必须坚持预防为主、综合防治的方针，围绕大棚蔬菜生态系统，本着安全、有效、经济、简便的原则，采取各种有效手段把病虫害发生数量控制在允许水平之下，达到优质、高产、低耗、无公害的目的。一、选用抗病品种选用抗病品种是病害防治的重要途径，而且是最经济有效的方法。各地在选用抗病品种时，应当根据市场消费习惯，选择抗当地主要病害的品种在本地推广。选择抗病品种时，还应考虑品种的优质和丰产性及对其他病害的抗性。由于生物是不断变化的，品种的抗病性也会因病菌生理小种的变化而丧失，所以在推广抗病品种时应注意多品种搭配，要考虑品种的丰产、优质特性，避免长期种植单一品种，合理布局，并不断进行品种更新。二、培育无病虫健苗这是搞好大棚蔬菜生产的基础。要培育出无病虫健苗，首先应采用无病土和无病种子育苗。最廉价的无病土就是取粮田土育苗。粮田土一般不会引起蔬菜病害，也可以进行育苗土消毒。无病种子可以通过热水浸种、干热灭菌或药剂拌种获得。育苗时，还应避免在同类蔬菜周围开放育苗，防止这些蔬菜上的病虫传播到幼苗上。在苗床管理过程中，应随时消除有病苗、有虫苗。幼苗移栽定植前要喷洒广谱性杀虫剂和杀菌剂，带药移栽定植。三、栽培防治病虫这是综合防治病虫的重要组成部分。实行轮作，及时清除棚内病虫残体，以减少病源和虫源；选用无滴塑料薄膜扣棚，地膜覆盖栽培；加强田间管理，深翻土地、合理浇水、增施有机肥料，可以减少化肥用量，改善根系生长环境，减少土壤盐分，增强植株抗性；通风换气对于大棚蔬菜来说有降温、排湿、调节补充二氧化碳、排除有害气体等多方面的作用；选择晴天上午浇水，并配合通风排湿，以创造一个不利于病虫发生的环境。四、生态防治采取通风降湿或闭棚增温等手段，创造一个适于蔬菜生长或短期蔬菜能够忍受而不利于病害发生发展的温、湿条件，让棚温尽可能提高，可有效预防枯萎病、青枯病、软腐病等土传病害，同时高温也能杀死线虫及其他虫卵，从而达到控制病害发生发展的目的。五、生物、物理防治生物防治主要利用有益生物防治病虫害，如利用Bt乳剂防治棉铃虫、菜青虫，用农抗120防治白粉病、瓜类枯萎病，用农用链霉素防治细菌性角斑病等。物理防治，如利用蚜虫的趋黄色习性，设黄板诱杀；温汤浸种，将种子放人50~55℃的水中浸种，边浸边搅拌，随时补给温水