设施温度环境及调控

设施温度特点及调控温度是影响作物生长发育的环境条件之一。在园艺设施生产中很多情况下，温度条件是生产成功与否的最关键因素。充分认识和了解园艺设施内的温度条件和调节技术，对于搞好设施园艺生产无疑是十分必要的。春二设施温度特点及产生原因三设施温度的调控一园艺作物与温度的关系（一）植物对温度的要求（二）温度对植物的影响四设施温度的研究热点一园艺作物与温度的关系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）园艺作物对温度的要求

喜温性蔬菜能耐-20～-30℃低温，冬季地上部茎叶枯死，地下部根不死，第二年春天温度达到5℃可解冻后重新发芽生长金针菜、芦笋、韭菜等1、蔬菜作物对温度的要求耐寒性多年生宿根蔬菜耐热性蔬菜一园艺作物与温度的关系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）园艺作物对温度的要求

喜温性蔬菜能长时间耐-1～-2℃，能短时间耐-10～-12℃低温，最适生长温度12～18℃。适合温室冬春季节栽种。葱、蒜、菠菜、油菜、香菜等耐寒性多年生宿根蔬菜耐热性蔬菜1、蔬菜作物对温度的要求一园艺作物与温度的关系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）园艺作物对温度的要求

喜温性蔬菜能短时间耐-1～-2℃，最适生长温度17～20℃。适合温室和大棚早春和晚秋栽种。萝卜、胡萝卜、蚕豆、芹菜、莴苣、大白菜、花椰菜、甘蓝等耐寒性多年生宿根蔬菜耐热性蔬菜1、蔬菜作物对温度的要求一园艺作物与温度的关系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）园艺作物对温度的要求

喜温性蔬菜不耐轻霜，0℃会冻死，最适生长温度20～30℃，10～15℃授粉不良，40℃以上停止生长。设施栽培注意防止低温冻害。番茄、茄子、辣椒、黄瓜、豆角等耐寒性多年生宿根蔬菜耐热性蔬菜1、蔬菜作物对温度的要求一园艺作物与温度的关系

耐寒性蔬菜半耐寒性蔬菜（一）园艺作物对温度的要求

喜温性蔬菜最适生长温度25～35℃，15℃以下授粉不良，10℃以下停止生长，0～1℃会冻死。设施栽培适宜季节5~9月，早春和晚秋栽培要注意保温。西瓜、甜瓜、南瓜、豇豆、刀豆等耐寒性多年生宿根蔬菜耐热性蔬菜1、蔬菜作物对温度的要求一园艺作物与温度的关系

（一）园艺作物对温度的要求

影响果树地理分布的温度是年平均温度、生长期积温和冬季极端低温。2、果树作物对温度的要求一园艺作物与温度的关系

（一）园艺作物对温度的要求

不同种类的花卉开花所需的温度不同：25~30℃（牵牛、鸡冠花、凤仙花等）、15~25℃（虞美人、金鱼草、蜀葵等)、10~16℃（秋菊）、5~15℃（原产温带的二年生的秋播花卉）。温度对花色的影响：开花所需温度高的种类，温度高时花色彩艳丽；而开花所需温度低的种类，温度高时花色淡。3、花卉作物对温度的要求一园艺作物与温度的关系

吸收能力光合作用（二）温度对园艺作物的影响

呼吸作用蒸腾作用花芽分化温度特别是地温过低，影响植物根系的生长和吸收能力。黄瓜在低于15℃的时候，发生“花打顶”现象。地温过低，影响植物对矿质元素的吸收。低温低于12℃影响植物对P的吸收。一园艺作物与温度的关系

光合作用吸收能力（二）温度对园艺作物的影响

呼吸作用蒸腾作用花芽分化一园艺作物与温度的关系

蒸腾作用光合作用（二）温度对园艺作物的影响

呼吸作用吸收能力花芽分化温度适宜温度较低蒸腾作用弱，影响根系的吸收能力一园艺作物与温度的关系

花芽分化光合作用（二）温度对园艺作物的影响

呼吸作用蒸腾作用花芽分化低温需求量：许多越冬性植物和多年生木本植物，冬季必须满足一定的低温才能完成花芽分化和开花。（如何打破休眠，是果树设施栽培的首要问题，需要掌握不同果树解除休眠的低温需求量。)番茄在花芽分化期遇到5~6℃的低温或30℃以上的高温，发生畸形果、空洞果等。树种低温需求量*树种低温需求量桃750～1150欧洲李800～1000甜樱桃1100～1300杏700～1000葡萄1800～2000草莓40～1000

*果树解除休眠需要7.2℃以下一定低温的积累。二设施温度环境特点及产生原因气温地温气温气温日变化走势逆温现象30℃12℃0

6

12

18

24（时）温度日光温室气温在空间上的分布白天水平温度变化高低白天垂直温度变化夜间水平温度变化低高夜间垂直温度变化温室效应空间分布日变化气温的特点㈠园艺设施内温度的特点日变化大，晴天昼夜温差明显大于外界。空间分布严重不均。白天上高下低，中部高四周低，夜间上低下高，南低北高。大棚气温的日变化温度（℃）时间（时）温度（℃）时间（时）气温20cm深地温大棚内的地温地温变化与气温相比有明显的滞后现象逆温现象温室效应空间分布日变化气温的特点㈠园艺设施内温度的特点太阳发出波长较短的高能辐射，凉爽的地球表面发出波长较长的低能辐射。温室允许波长较短的太阳辐射穿过，同时使波长较长的红外辐射热不易穿过，使温室保持着一种温暖的状态，这种现象被称为“温室效应”。

微风温度低于外界收支状况日变化空间分布逆温现象气温的特点㈠园艺设施内温度的特点逆温及其形成原因逆温：有风的晴朗夜间，温室大棚的表面辐射散热很强，出现棚室内气温反比外界气温低1~2℃，此现象即逆温现象。原因：白天设施内地表与作物吸收热量后，夜间通过覆盖物向外辐射放热，有风的晴天夜间放热更剧烈，室外的空气可从大气反辐射中吸收热量，而棚室内由于覆盖物的阻挡，不能从大气反辐射中吸收热量，因此，室内温度比室外低。易发生的时期：早春2~3月凌晨4~5点。

对春提前设施栽培的植物在夜间一定要注意保温，通过多层覆盖可降低对植物的伤害。水平温度分布晴天的白天，在日光温室内南北方向上，中部地温最高，向南向北均递减；夜间后屋面下地温最高，向南递减。东西方向上差异不大。塑料大棚的地温，中部均高于四周。垂直分布晴天白天上层土壤温度高，下层土壤温度低；夜间以10cm深处最高，向上向下均递减；阴天，下层土温比上层高。地温的特点收支状况热量来源＝太阳总辐射＋人工加热量热量支出＝贯流放热＋换气放热＋地中传热热量平衡方程进入保护地的热量＝热量支出＋蓄热（二）园艺设施热收支平衡收支状况设施内温度的主要来源生物呼吸作用释放的热量肥料中微生物发酵释放热量加热设施收温室内的热量来源白昼：室内外水平面太阳辐射热量（北纬30°～45°地区、晴好天气、正午时刻）太阳辐射室内水平面冬季150～400W/m2夏季300～600W/m2室外水平面冬季350～650W/m2夏季900～1000W/m2夜间：采暖系统加温热量

100～300W/m2日光温室加温温室不加温温室墙面放热量

30～50W/m2地面放热量

20～30W/m2地面放热量

20～30W/m2收支状况贯流放热

透过覆盖材料和围护结构的热量。（是农业设施放热的最主要途径，占总散热量的60～70%，高时可达90%左右。）通风换气自然通风、强制通风，建筑材料的缝隙导致的热量损失。（包括显热和潜热失热）土壤传导土壤上下层和土壤横向传热。（受土壤松紧度和含水量影响很大。）支贯流放热的过程：对流辐射内表面外表面辐射对流热传导散热面积、材料导热率、内外温差风速、表面积Qt=Awht(tr–to)Aw

设施表面积ht

热贯流率(tr–to)内外温差贯流放热量表达式：覆盖材料传热系数W/(m2∙℃)覆盖材料传热系数W/(m2∙℃)单层玻璃6.4单层聚乙烯(PE)薄膜6.8双层玻璃4.0单层聚乙烯(PE)保温膜6.6单层聚碳酸酯(PC)板6.3双层聚乙烯(PE)薄膜4.46mm聚碳酸酯(PC)双层中空板4.2单层聚氯乙烯(PVC)薄膜6.68mm聚碳酸酯(PC)双层中空板4.0单层聚氯乙烯(PVC)保温膜6.510mm聚碳酸酯(PC)双层中空板3.6双层聚氯乙烯(PVC)薄膜4.216mm聚碳酸酯(PC)双层中空板3.3单层乙烯-醋酸乙烯(EVA)复合膜6.710mm聚碳酸酯(PC)三层中空板3.3双层乙烯-醋酸乙烯(EVA)复合膜4.316mm聚碳酸酯(PC)三层中空板2.9单层乙烯-醋酸乙烯(PO)复合膜6.6单层玻璃纤维增强聚酯(FRP)板6.3双层乙烯-醋酸乙烯(PO)复合膜4.2单层玻璃纤维增强丙烯(FRA)板6.3双层充气聚乙烯(PE)膜4.3单层丙烯树脂(有机玻璃MMA)板6.3双层充气聚氯乙烯(PVC)膜4.1单层聚酯(PET)片材6.3双层充气乙烯-醋酸乙烯(EVA)复合膜4.2单层乙烯-四氟乙烯(ETFE)片材6.3双层充气乙烯-醋酸乙烯(PO)复合膜4.1透明材料主围护覆盖层单独使用时的传热系数

换气失热-显热失热

Qv=R·V·F(tr-t0)Qv为整个设施单位时间的换气放热量R为每小时换气次数V为设施容积F为空气比热=1.30kJ/(m3

·℃)(tr-t0)为室内外温差水汽蒸发而吸收的热量为潜热，经通风换气排出水汽而散失的水的汽化热，叫潜热失热。水气吸热放热换气失热-潜热失热温室的热量收支地中传热Qf通风Qvs长波辐射3～80mm对流太阳辐射0.2～3mm吸收反射室内反射蒸腾蒸发Qvl加温热量Qh覆盖层传热Qw太阳热Qs设备发热Qm光合Qp呼吸Qr温室的热平衡方程(Qs+Qm+Qh+Qr)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl+Qp)=0≈0≈0≈0温室的热平衡方程

(Qs+Qh)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl)=0采暖热负荷

Qh=(Qw+Qf+Qvs+Qvl)－

Qs冬季夜间采暖热负荷

Qh=Qw+Qf+Qvs冬季夜间加温温室中的热量平衡

对流30

地中传热Qf10

冷风渗透Qvs10长波辐射35

对流45

长波辐射50

加温热量Qh100覆盖层传热Qw

QQout

Q=0QinQout

QinQin＞Qout室内蓄热升温Qin＝Qout热量收支平衡恒温Qin＜Qout室内失热降温QoutQin保温措施降温措施加温措施三设施温度环境的调节控制

保温原理保温比：是指设施内的土壤面积与围护结构及覆盖面积之和的比值。保温比越大，说明温室的保温性能越好。适当减低农业设施的高度，缩小夜间保护设施的散热面积，有利提高设施内昼夜的气温和地温。变温管理减少贯流放热减少覆盖面的漏风而引起的换气传热；减少土壤的地中传热。保温措施降温措施加温措施三设施温度环境的调节控制

保温原理变温管理三设施温度环境的调节控制

保温措施降温措施加温措施保温原理防寒土地膜小拱棚二层幕夹心墙纸被草苫聚苯板木板炉渣预制板棚膜的保温性，棚膜与结构的密封性防寒沟变温管理①室外覆盖草苫、纸被或保温被1、多层覆盖：最有效的办法保温措施二层固定覆盖

（双层充气膜）室内活动保温幕（活动天幕）室内扣小拱棚保温幕（多层覆盖）的采用

节能率20%～45%红外反射材料——缀铝膜保温幕

关于覆盖材料保温性

聚乙烯(PE)膜乙烯-醋酸乙烯（EVA、PO）复合膜聚氯乙烯（PVC）膜玻璃聚酯（PET）膜（片材）氟素（ETFE）膜（片材）中空聚碳酸酯（PC）板材（比单层覆盖节能30%以上）保温性提高方向2、减少缝隙-减少换气放热及时修补破损的棚膜；在门外建造缓冲间，并随手关严房门。日光温室东、西、北三面墙要严实。3、设置防寒沟-减少地中传热减少温室南底角土壤热量散失。4、全面地膜覆盖、膜下暗灌、滴灌

-减少土壤蒸发和作物蒸腾5、太阳能的充分利用

采用地中热交换系统蓄热增温的温室20～30℃14℃↗8～12℃18℃↘白昼蓄热夜间放热加温措施降温措施保温措施环保加热：太阳能加热酿热加温利用能源加热：电热温床热风炉水暖利用工业的余热三设施温度环境的调节控制

变温管理保温原理系统组成：热水锅炉→输送管道→散热设备及附属设备特点：水热容量大，热稳定性好，室内温度波动小，停机后保温性强；配置复杂、设备费用高；预热时间长适用范围：大型温室、有较长期和大量供热需求的温室圆翼型散热器（铸铁、钢）散热量一般300～700W/m1、热水采暖系统的设备2、热风采暖设备（热风炉或暖风机）热源：燃煤、燃油、燃气、电能、热水、蒸汽特点：供热系统简单，配置安装灵活、简便，设备费用较低；系统预热时间短，升温快；温度稳定性差，停机后温度降低快。适用范围：小型温室或供热需求较小的温室，或用于大型温室辅助加温，尤其适用于短期临时加温热风温度：30℃～60℃送风量：每m2温室面积送风量27～36m3/h3、土壤加温设备电加热线及地中热水管道加温地能利用

地源热泵温室加温与降温系统用于冬季温室加温，比燃煤热水采暖系统节能40%≈15℃恒温冬季-10℃热泵工质温度>40℃≈15℃恒温夏季30℃空调(热泵)工质温度<10℃热泵工作原理放热压缩机蒸发器冷凝器膨胀阀高压高温高压低温低压低温低压低温吸热系统组成地源热泵系统是浅层地能利用的重要形式。如图所示，所述的流程由三套循环系统、两套能量交换系统及末端能量释放系统构成。地面以下20～100m之间是一个相对恒温层，温度在13～20℃之间，此相对恒温层温度受季节性和地域性影响较小，季节性温度变化为6～7℃，地域性温度变化在10℃左右。用井水作为中间介质与地下恒温岩土进行热交换，以获取岩土中能量。浅层地能热泵技术温室地源热泵加温系统冬季地源热泵系统供热的运行方式1/4热量来自设备消耗电能换热器放热压缩机蒸发器冷凝器膨胀阀高压高温高压低温低压低温低压低温吸热3/4热量来自地层换向阀换向阀供暖室内开放式地下水系统（有一口井）

开放式地下水系统（有多口井）

地源热泵空调系统夏季地源热泵系统空调的运行方式换热器放热压缩机蒸发器冷凝器膨胀阀高压高温高压低温低压低温低压低温吸热换向阀换向阀空调室内中国农大上庄实验站采用地源热泵供暖的温室地源热泵机房地源热泵在温室中的应用温室中的冷、暖供风设备酿热温床种类C%N%C/N种类C%N%C/N稻草42.00.6070米糠37.01.7022大麦秆47.00.6078纺织屑59.22.3223小麦秆46.50.6572大豆饼50.09.005.5玉米秆43.31.6726棉籽饼16.05.003.2新鲜厩肥75.62.8027牛粪18.00.8421.5速成堆肥56.02.6022马粪22.31.1519.4松落叶42.01.4230猪粪34.32.1216.2栎落叶49.02.00

24.5羊粪28.92.3412.3表

各种酿热物的碳氮含量及碳氮比

4.1.2电热温床电热温床温室内挖床坑20～25厘米深隔热层塑料薄膜营养土塑料薄膜电热线

营养土5～10cm，可省略3～5cm厚苗床直播，厚5～10cm育苗盘播种，厚0.5cm电热温床的铺设

——计算公式所需总功率（w）

=总加温面积（m2）×单位面积功率（w/m2

）需电加温线根数

=总功率（w）/电加温线的额定功率（w）

电热线不能截断使用，故只能取整数。单位面积功率，即功率密度，是指单位面积苗床需要的电热功率。表1电热温床功率密度选定参考值（单位：w/m2）基础地温设定地温9～11℃12～14℃15～16℃17～18℃18～19℃1109580—20～21℃120105908022～23℃1301151009024～25℃140125110100各地区冬春季节育苗的功率密度选择地区华北中部地区辽宁地区育苗时间春季冬季春季冬季温室育苗50～7070～9070～9090～120室外小棚、阳畦育苗80～10090～120100～120130～140为了方便接线，应使电热线两端的导线处在苗床的同一侧，故布线条数应取偶数。假如最后一趟线不够长，可中途折回。电加温线布线条数=电加温线总长（m）－加温面积的宽度（m）

实际加温面积的长度（m）实际布线间距可根据苗床中温度分布状况作适当调整，一般中间稀些，两边密些。布线的平均距离（m）

=加温面积的宽度/(布线条数－1)

电热温床的铺设

——铺设的方法按事先计算好的布线间距插10cm长短竹棍，把电热线来回绕在竹棍上，使之紧贴地面并拉直。布线完成后覆土，然后拔出竹棍。在1m宽、5.5m长的畦子上铺总功率800W、100m长的电热线，如何铺设?

电热温床的铺设

——例题铺一个畦子:功率密度=800W/5.5m2≈145铺设电热线的条数=（100m－畦子宽）÷畦子长