1、1设施园艺学一、课程内容简介第一单元：总论-设施园艺的基本理论与技术（大致包括参考书之第 1-5 章）1 概念、现状及发展前景；2 特点及应用范围；3 设施的种类及各类设施的基本结构、性能及应用；4 设施的覆盖材料和性能；5 设施的规划设计和建造；6 设施内环境特征及其调节与控制。第二单元：各论 设施育苗技术 蔬菜设施栽培 花卉设施栽培 果树设施栽培二、学科特点1 应用价值大；2 实践性强；3 技术性高，属高科技产业；4 学习难度大，是生物科学、工程科学、环境科学的交叉学科。第一单元：总 论-设施园艺的基本理论和技术第一章 设施园艺的概念、意义、特点、历史现状及前景一、概念设施园艺（Prote
2、cted horticulture)是指在不适宜园艺作物（花卉、果树、蔬菜）生长发育的寒冷或炎热季节，利用保温、防寒或降温、防御设施、设备，人为地创造适宜园艺作物生长发育的小气候环境，不受或少受自然季节的影响而进行的园艺作物生产。又称设施栽培（protected cultivation)。二、意义1 对促进国民经济快速发展意义重大；2 对提高人们生活水平意义重大；3 对改善恢复生态环境意义重大。三、特点高投入高产出,抗灾害能力强,科技含量高,需要市场推动力 我国设施园艺的特点 设施蔬菜栽培由城镇郊区向农作区发展； 设施蔬菜栽培区向南扩展； 节能日光温室发展迅速； 设施结构趋于大型化； 种植作物
3、种类多元化； 无土栽培发展迅速； 绿色食品芽苗菜生产开始普及； 设施类型多样化。2国外设施园艺发展新特点 建立植物工厂（集约化、自动化、工厂化） ； 生物圈计划； 目前已在美国南部建立“生物圈 2 号” （地球为生物圈 1 号） ，与世隔离，从事专门研究，总面积 1.58hm,按地球上热带海洋、热带雨林、沙漠、沼泽、灌木丛、草原及集约农业等分 7 区，用现代科学方法生产作物。作物产量高度 16 倍。 “生物圈 3 号” 、“生物圈 4 号”将分别建立在南极和北极。 “生物圈 5 号”将发射到月球，以解决人类长期在宇宙空间的生存问题，计划在 2020 年。 美国宇航局的无土栽培研究； 最新技术为
4、：每平方米面积可种植小麦 10000 株，玉米株高仅 40-50cm 就成熟了；目前，支持一个人在太空中生活，吃的东西包括麦、薯、豆、菜等，每人只需 6m就够了，这些作物从种到收一般 50-60 天。 机器人移苗与灌溉 耐低温弱光优良品种的培育 育苗基质及营养液的自动调节系统 设施内环境调控与智能化管理系统。我国设施园艺与发达国家的差距 技术路线落后 设备、设施装备水平低； 设施环境调控能力差； 劳动生产率与机械化水平低； 缺乏专用品种，产量水平低； 采后加工处理技术滞后； 产品分级加工包装设备、采后产品加工贮藏配套技术严重滞后； 资源浪费严重。今后的发展方向与对策 加强种苗技术研究开发； 提
5、高园艺设施总体装备水平； 研究开发具中国特色的现代温室或连栋大棚； 提高智能化水平； 提高从事人员素质，增产增效； 开展采后处理及加工商品化技术的开发研究。思考题 设施园艺的内涵？ 我国设施园艺发展的特点、存在的问题及今后的发展方向？ 国外设施园艺发展的现状和趋势？3第二章、园艺设施的类型、结构、性能及应用2.1 简易保护设施 2.2 塑料中小棚 2.3 塑料大棚 2.4 荫棚 2.5 温室 2.6 植物工厂简易保护设施简易保护设施简易保护设施分为地面简易覆盖和近地面覆盖两类。地面简易覆盖又包括秸杆覆盖、草/粪覆盖、瓦盆覆盖、浮动覆盖等传统类型 和地膜覆盖和无纺布浮面覆盖等现代类型。近地面覆盖
6、又包括风障畦、阳畦（冷床） 、酿热温床、电热温床等形式 。地面简易覆盖类型地面简易覆盖类型传统简易覆盖类型秸秆覆盖:在畦面上或垄沟上铺一层农作物秸秆的覆盖方式，铺设的厚度因栽培目的不同而异，一般为 45cm。草粪覆盖:在冬季土壤封冻前，在土壤表面覆盖一层 45cm 厚的碎草或土粪的覆盖方式，这种覆盖方式可以减轻在低温下土壤表层的冻结程度。瓦盆覆盖：覆盖方式有两种，一种是傍晚将瓦盆扣在植株上，早晨揭开的覆盖方式，以防风、防霜冻、提高温度为栽培目的，适用于早春果菜类蔬菜的定植；另一种方式是白天覆盖，晚上揭开，适用于某些蔬菜的特殊目的栽培，如韭黄的栽培。浮动覆盖：这种覆盖方式是将透明覆盖材料（无纺布
7、、遮阳网）直接覆盖在作物表面上。现代简易覆盖类型现代简易覆盖类型 (地膜覆盖和无纺布覆盖)地膜覆盖有：平畦覆盖 高垄覆盖 高畦覆盖平畦覆盖:在栽培畦的表面覆盖一层地膜的覆盖方式。高畦覆盖:高畦覆盖是在菜田整地施肥后，将其做成底宽 1.01.1m、高 1012cm、畦面宽6570cm、灌水沟宽 30cm 以上的高畦，在每个畦面上覆盖地膜。沟畦覆盖:沟畦覆盖又称改良式高畦地膜覆盖。将栽培畦做成沟，在沟内栽苗，然后覆盖地膜，当幼苗长至接触地膜时，将地膜割成十字孔将苗引出。地膜覆盖的优点地膜覆盖的优点 1 提高地温 2 提高土壤保水能力和肥力 3 改变土壤理化性状 4 减少地表盐分蓄积 5 增加光照、
8、降低空气相对湿度 6 防除杂草 7 节省劳力 8节水抗旱地膜覆盖的应用地膜覆盖的应用1 露地栽培 2 主要用春早熟栽培 3 设施栽培秋、冬、春栽培中应用 4 播种育苗无纺布覆盖无纺布覆盖防寒、防冻、防风、防虫、防鸟、防旱、保温和保熵等作用；直接覆盖畦面上或覆盖于小拱棚上，促进种子发芽与生长。近地面覆盖的类型近地面覆盖的类型 风障畦：风障是设置在菜田的防风屏障物 ；我国的风障由篱笆、披风和土背三部分组成；阳畦阳畦 阳畦又称冷床，风障畦的发展型，是利用太阳能来保持畦温的栽培方式。普通阳畦一般由畦框、风障、薄膜（或玻璃）窗、保温覆盖物（稻草、蒲草）等组成。根据性能：吸收光热强，辐射少，受季节和天气影
9、响大4酿热温床酿热温床 酿热温床是在阳畦的基础上改进的保护地设施，除具备阳畦的防寒保温的功能外，还通过酿热物提高地温，可以弥补日光升温的不足。酿热温床主要由床框、床坑、酿热物、塑料薄膜或玻璃窗、保温覆盖物等 5 部分组成。根据温床在地平面上的位置，可以分为地上式、地下式和半地下式温床，目前应用的最多的是半地下室酿热温床。 酿热物根据其分解发热特性不同，可以分为高热酿热物和低热酿热物。 高热酿热物包括：新鲜马粪、厩肥、各种饼肥等； 低热酿热物包括：猪、牛粪及作物秸秆等；性能：较阳畦更能平衡地温，导热性与酿热物种类、土层厚度、土壤质地和水分有关；电热温床电热温床 为了克服酿热温床中温度分布不均匀、
10、升温缓慢的缺点，在电热温床中采用电热线作为加温设备，其加温原理是将电能转变为热能，从而使床土升温，电热线埋入土层深度一般为 10cm 左右。 电热加温的设备主要有电热加温线、控温仪、继电器、配电盘组成。 电热温床主要用于冬春季园艺作物的育苗。夏季保护设施夏季保护设施 遮阳网 防雨棚 防虫网遮阳网遮阳网 又称遮阴网，凉爽纱，具有遮光、防暑、降温、防台风暴雨、防旱保熵等功能；性能性能 遮光率与投射光照度 地面降温效应 减少蒸散量 减轻暴雨冲击 减轻台风袭击 避虫防病防雨棚防雨棚 夏季蔬菜和果品避雨栽培或育苗的方式；夏季大棚型防雨棚；小拱棚型防雨棚；温室型防雨棚；防虫网防虫网 规格：按照目数分 20
11、、24、30、40 目；按宽度分 100、120、150cm；覆盖方式：大棚和立柱式隔离网状覆盖；覆盖性能：防暴雨冲刷、降温等塑料薄膜中小拱棚塑料薄膜中小拱棚 小拱棚的类型和特点小拱棚的类型和特点 小拱棚可分为拱圆棚、半拱圆棚和双斜面棚；小棚的形式 1.拱园棚 2.半拱园棚 3.双斜面棚小拱棚的应用小拱棚的应用 春季提早栽培 秋季延后栽培 早春育苗2.3 塑料大棚的特点和分类塑料大棚的特点和分类塑料大棚是用塑料薄膜覆盖的一种大型拱棚。和温室相比，具有结构简单、建造和拆装方便的特点；和中小棚相比，具有坚固耐用、作业方便的优点。5有拱圆形和屋脊型两种类型，我国多为拱圆形。按骨架结构分为竹木结构、钢
12、架结构、钢架混凝土结构、钢竹混合结构等。按连接方式分为单栋大棚、双连栋大棚和多连栋大棚。塑料大棚的类型A.单栋大棚 B.连栋大棚竹木大棚的特点竹木大棚的特点优点：取材方便，造价较低，建造容易；缺点：棚内柱子多，遮光率高、作业不方便，寿命短，抗风雪荷载性能差。 钢架结构大棚钢架结构大棚 大棚骨架采用圆钢、小号扁钢、角钢、槽钢等轻型钢材经焊接而成，具有坚固耐用的特点。钢竹结构大棚：棚型结构与竹木结构相同，用钢材做成平面或三角形拱架，两拱架之间用竹竿做拱杆，具有节约钢材，降低造价，操作便利的特点，是一种较为实用的结构。普通钢架大棚的特点普通钢架大棚的特点骨架坚固，无中柱，棚内空间大，透光性好，作业方
13、便，是比较好的设施。但这种骨架是涂刷油漆防锈，1-2 年需涂刷一次，比较麻烦，如果维护得好，使 用寿命可达 6-7 年。造价较竹木结构大棚高。装配式镀锌钢管大棚：采用热浸镀锌的薄壁钢管组装而成，具有重量轻、强度好，耐锈蚀、易于安装拆卸、坚固耐用的特点。大棚内温度的性能大棚内温度的性能大棚内的温度变化：棚内气温的日变化较外界环境剧烈，光照充足时升温幅度达到 20以上，晚上只比外界高 4-5，存在低温霜冻和高温危害的特点。地温的变化滞后于气温（一般滞后 2h)，波动幅度较小，相对稳定。大棚内的光照大棚内的光照季节的影响：从冬季到春季和夏季，光照逐渐增强，从夏季到秋季和冬季，光照逐渐减弱。大棚方位：
14、东西延长的大棚比南北延长的大棚透光率高，但南北延长的大棚光照分布比较均匀。覆盖材料：不同材料透光率不同，因薄膜老化可使透光率降低 20-40%，因薄膜污染可使透光率降低 15-20%。大棚内的光照分布：存在垂直变化和水平变化。大棚内的湿度与气体大棚内的湿度与气体大棚内的相对湿度随棚内温度的升高而降低，通风后相对湿度降低，相对于露地而言，大棚内属高湿环境。大棚内的气体变化：CO2 浓度日变化趋势明显，日出前浓度最高，日出后 1 小时内在密闭条件下浓度降至外界正常浓度以下，通风后浓度增加。大棚内的 CO2 浓度分布不均匀。大棚内有害气体比较多，如 NH3，NO2 以及 C2H2 和 Cl2 等，浓
15、度高时对作物生长有害。塑料薄膜大棚的应用塑料薄膜大棚的应用6育苗 早春蔬菜类的育苗 花卉和果树的育苗 蔬菜栽培 春季早熟栽培 秋季延后栽培从春季到秋季长季节栽培 花卉和果树的栽培荫棚荫棚分为临时性和永久性的荫棚两种类型。用于花卉和蔬菜的遮荫栽培。遮荫的目的主要是为了降低光照强度和温度，还有遮雨的功效。定型材料遮阳网和防虫网已广泛应用于生产实践。温室温室 温室(greenhouse)是可以人工调控环境中温、光、水、气等因子，其栽培空间覆以透明覆盖材料，人在其内可以站立操作的一种性能较完善的环境保护设施。温室类型的划分按照覆盖材料划分：玻璃温室、塑料薄膜温室和硬质塑料板温室。按照温室透明屋面的形式
16、分为：单屋面温室，双屋面温室，拱园屋面温室，连接屋面温室，多屋面温室等。温室类型的划分温室类型的划分按照骨架的建筑材料划分：竹木结构温室，钢筋混凝土结构温室，钢架结构温室。按照温室能源划分：加温温室和日光温室。加温温室又分为地热能源温室，工厂余热温室和人工能源加温温室。按照温室的用途又可分为科研型温室、生产型温室和观赏型温室等类型。温室的外形 1.单屋面温室 2.双屋面温室 3.三折式温室 4.拱圆式温室 5.屋脊型温室 6.连栋式温室单屋面温室单屋面温室 单屋面温室是我国设施园艺生产的重要类型之一，具有结构简单，施工便利，成本低和耗能少的特点。 单坡面温室主要由墙体、后屋面、前屋面、床架、保
17、温覆盖物和加温设施构成。 传统的单屋面温室多用玻璃作为保温覆盖材料，近年来已逐渐被塑料薄膜日光温室所代替。单屋面温室中以二折式、三折式的温室应用较多。单屋面温室单屋面温室 -二折式温室二折式温室以北京改良式温室为代表，由原始温室改良而来，是一种土木结构的小型温室。这种温室的后屋面为倾斜的不透明保温屋顶，前屋面上部为天窗、下部为地窗，形成两种不同倾斜角度的玻璃透明屋面，因其具有两个折面式屋面，又称为二折式温室。 单屋面温室单屋面温室 -三折式温室三折式温室以北京无柱式温室为代表，该温室是根据二折式温室的结构特点改良而来。温室内部无立柱，骨架结构采用丁字钢或角铁及圆钢焊接而成，采光屋面分为顶窗、腰
18、窗、地窗 3 个不同采光角度的玻璃窗，称为三折式温室。这种温室与二折式温室相比，具有空间高大，采光性好的优点。温室内加温方式亦从炉火加温改为采用散热器进行水暖加温，减小了温室内的局部温差，该温室适合园艺植物的越冬栽培。双屋面温室双屋面温室该温室的屋面具有 2 个方向相反的采光面，四壁也采用透光材料制成，温室的采光性好,双屋面温室又可分为单栋式和连栋式。7温室的骨架结构采用普通钢材、镀锌钢材、铝合金轻型钢材等材料制成。双屋面温室比较高大，一般都具有采暖、通风和灌溉等设备，有的还具备降温和人工补光等设备，具有较强的环境调节能力，适合园艺植物的周年生产。拱园屋面温室拱园屋面温室这种温室的特点是屋面为
19、拱式弧形，覆盖材料为塑料薄膜，温室四周亦是采用透光材料制成，具有透光性好的特点。根据屋面的连接方式也可分为单栋式和连栋式两种类型。温室内部空间高大，配套设施比较齐全，环境调节能力较强，适合园艺植物的周年生产。 日光温室日光温室 日光温室大多以塑料薄膜为采光覆盖材料，以太阳辐射能为热源，靠最大限度采光、加厚的墙体和后坡，以及防寒沟、纸被、草苫等一系列保温御寒设备以达到最大限度保温的我国所特有的园艺设施类型。 日光温室是我国北方地区园艺设施的主要类型。 日光温室可以分为普通日光温室和节能日光温室 日光温室的结构组成后墙、后坡、前屋面、两山墙和保温覆盖物等 5 部分组成合理结构参数：五度、四比、三材
20、五度：角度、高度、跨度、长度、厚度四比：前后坡比、高跨比、保温比、遮阳比高跨比：高度与跨度的比例（1：2.2 为宜）保温比：贮热面积与放热面积的比例（土地面积/前屋面积）遮阳比：在建造多栋温室时，前面地物对建造温室的遮阳影响三材：建材、透光材料、保温材料方位角：一个温室的方向定位（要求：坐南朝北、东西向，向东或向西偏斜的角度不应大于 7 度）后层面仰角 34-40 度日光温室类型日光温室类型 半拱圆形竹木结构日光温室 代表类型为两种： 长后坡矮后墙结构日光温室 短后坡高后墙结构日光温室 这两种温室具有采光面积大，透光性好的优点，提高了温室内的土地利用率。 日光温室的应用日光温室的应用日光温室广
21、泛应用于园艺作物的育苗和蔬菜周年栽培，可用于茄果类、瓜类、豆类、绿叶蔬菜类、葱蒜类、甘蓝类、葱蒜类等蔬菜的栽培。已成为实现我国北方地区蔬菜周年均衡供应的重要途径，除用于蔬菜栽培外，还应用于设施花卉（如玫瑰、菊花、百合、康乃馨、剑兰、小苍兰、非洲菊等）和果树（如葡萄、桃、樱桃等）栽培。现代化温室结构和应用现代化温室结构和应用 现代化温室主要是指大型的，环境基本不受外界环境条件影响，可自动化调控、能全天侯进行园艺作物生产的连接屋面温室。 按照屋面特点可分为屋脊型连接屋面温室和拱圆型连接屋面温室两种类型。 8现代化温室的性能现代化温室的性能 光照条件：选用透光率高的覆盖材料 温度条件：夏季降温设施条
22、件良好，冬季有加温设备，能满足果菜类生长需要。 湿度：调控较其他设施容易。 气体：具备 CO2 发生器 土壤：作生产用的现代化温室多采用无土栽培，避免了土壤连作障碍。 温室自动化和机械化程度高，劳动生产率高现代化温室的配套设施现代化温室的配套设施 通风系统 遮阳系统（幕帘系统） 升温系统 降温系统 补光系统（因成本高较少使用） CO2 补充系统 肥水控制系统 环境自动控制系统现代化温室的应用现代化温室的应用 园艺作物工厂化育苗 蔬菜周年栽培 花卉栽培 果树栽培复习题一、名词解释：1、温室；2、日光温室高跨比；3、日光温室遮阳比；4、日光温室保温比 ；5、后屋面仰角；二、简述题：1. 简述使用电
23、热温床应该注意哪些问题。2. 简述遮阳网有哪些作用。3. 简述防虫网的性能及注意事项。 4. 简述现代温室内热风加热和热水管道加热两种系统的优缺点。 三、论述题：1.试述现代温室的配套设备及其在生产实际中的应用。 2.试论述日光温室的组成结构。9园艺设施的覆盖材料覆盖材料的种类和性能按其主要功能可区分为： 用于采光的透明覆盖材料 调节光、温环境的内覆盖半透明或不透明材料 用于外覆盖保温的不透明覆盖材料种 类 功 用 传统覆盖材料 1草帘 用作南方中小棚外覆盖保温 2草苫 用作北方中小棚及温室外覆盖保温 3纸被 用作北方日光温室外覆盖保温 现代覆盖材料 1地膜 (1)广谱地膜 用作地面或近地面覆
24、盖增温保墒 (2)微薄地膜 用作地面覆盖增温保墒 (3)黑色地膜 用作地面覆盖增温保墒除草 (4)银灰地膜 用作地面覆盖降温保墒避蚜 2棚膜 (1)普通棚膜 用作棚室短期透明覆盖物 PVC 普通棚膜 有效使用期较短(46 个月) PE 普通棚膜 有效使用期较短(46 个月) (2)防老化棚膜 用作棚室长期透明覆盖物 PVC 防老化棚膜 有效使用期 810 个月 PE 防老化棚膜 有效使用期 1218 个月 种 类(3)双防棚膜 功 用用作棚室防雾滴防老化透明覆盖物 PVC 双防棚膜 防雾滴持效期 4-6 个月，有效使用期 810个月 PE 双防棚膜 防雾滴持效期 24 个月，有效使用期 121
25、8 个月 (4)多功能复合棚膜 用作棚室多功能复合型透明覆盖物 PE 多功能复合棚膜 有效使用期 1218 个月，防雾滴持效期 34 个月，并有保温 防病等功能 。EVA 多功能复合棚膜 性能优于 PE 多功能复合棚膜 种类(5)调光棚膜 功用用作棚室调光透明覆盖物 10漫散射棚膜 早、晚光照弱时透光率高，棚室温度也较高；中午光照强时透 光转换棚膜 光率降低，棚室温度亦较低 能把太阳辐射中的部分紫外线转变成可见光，增加棚室内的 有效光照度 3镜面反光膜 用作调节室内光照，增加栽培畦中北部的光照和温度，促进 果实着色 4遮阳网 用作棚室遮阳、降温、防暴雨、防霜冻、防病虫覆盖物 5无纺布 多作棚室
26、内保温覆盖物6. 防虫网 多作棚防虫覆盖物透明覆盖材料按原料材质分：玻璃、塑料薄膜、半硬质塑料膜与硬质塑料板等。按塑料品种分：聚氯乙烯（PVC）膜，聚乙烯（PE）膜，乙酸-醋酸乙烯膜（EVA） ，聚四氟乙烯（PTFE） ，聚碳酸酯板（PC） ，聚丙烯板（MMA） ，玻璃纤维强化聚丙烯板（FRA） ，PO 系膜，玻璃纤维强化聚酯板（FRP） ，茂金属聚乙烯(mPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）透明覆盖材料按功能及特性分：无滴膜、保温膜、转光膜、漫散射膜、反光膜、遮光膜、阻隔紫外光膜、耐老化膜等。透明覆盖材料的特性 1 透光性可见光透过率越高越好紫外与红外光的选择 2 力学性（机械性能）3 耐
27、久性（耐候性）覆盖材料经年累月之后表现不易老化的现象综合耐候性：玻璃 硬质板 半硬质膜 软质膜软质膜：PVC EVA PE玻 璃是薄膜普及之前使用最多的覆盖材料;普通玻璃的可见光通过率为 90%左右，对 300nm 以下的紫外线有阻隔作用;可吸收几乎所有的红外线，夜间的长波辐射所引起的热损失很少;优点：使用寿命长（20 年以上） ，耐候性好，防尘，防腐蚀性好;缺点：比重大（2.5g/cm3） ，对支架的坚固性要求高，易破损，故限制了推广应用。玻 璃有三种：平板玻璃，钢化玻璃，红外线吸收玻璃；玻璃在所有覆盖材料中耐侯性最强，透光性，防尘性和亲水性都很好，但比较重，抗冲击性能差；红外线吸收玻璃保温性好，造价高；钢化玻璃抗冲击性能好，但易老化，造价高。塑料薄膜目前我国设施农业中使用面积最大的覆盖材料；其特点是：质地轻，价格较低，性能优良，使用和运输方便等；根据母料可分为三大类：聚氯乙烯（PVC）薄膜 聚乙烯（PE）薄膜 乙烯醋酸乙烯（EVA）多功能复合薄膜PVC 和 PE 薄膜的比较 强度和耐侯性：PVC 薄膜较强； 保温性：PVC 薄膜好于 PE 薄膜； 保养：PVC 薄膜易修补。功能性聚氯乙烯（PVC)薄膜 PVC 长寿无滴膜：在生产过程中加入增塑剂，防老化剂，流滴性在 4-6 个月，使用寿
