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果树设施栽培下的环境调控技术
张琳2011305110047果树班
摘要:本文介绍了果树设施栽培的基本特点,主要从设施内的气温、湿度、光照、CO2等方面来具体说明了果树设施栽培的环境调控技术。
关键词:果树设施栽培 气温调控 湿度调控 光照调控 CO2调控
果树设施栽培是区别于露地自然栽培的特殊形式,主要是利用温室塑料大棚或其它设施,改变果树生产的外部环境，从而改变果树生产的物候期，使果品提前或推迟成熟，以调节果品的上市供应时间和售价，提高生产效益。
由于设施栽培可以人为地控制环境条件，尤其是温度条件，植物可以长年生长，完全可以改变自然生长发育的季节性和周期性，为改变果树的收获期提供了可能性，而这就要求人为地控制和促进花芽分化，打破果树休眠和科学的控制环境条件。下面主要从塑料大棚的气温、湿度、光照、CO2等方面来具体说明果树设施栽培的环境调控。气温调控
1.1 设施内温度变化的特点
大棚内的温度变化规律是：昼夜温差大；晴天温差大于阴天，且棚温回升快；阴天棚温增温效果不明显。
大棚具有显著的增温、保温效果。华北地区2月上旬至3月中旬棚内开始迅速升温，3月中旬棚内温度可达15~38℃，比棚外高3~15℃，棚内10厘米地温可达到13~23℃，比露地高3~8℃。在苏南地区，3月中旬阴天条件下，棚内气温比棚外高6~8℃，最低温度比棚外高2~5℃，土壤温度比露地高5~6℃。一般大棚内地温和气温稳定在15℃以上的时间可比露地提早30~40天，比地膜覆盖早20~30天。大棚内温度受外界环境影响较大，尤以昼夜温差变化剧烈。棚内气温在日出前最低，约比露地高3~6℃，日出后迅速升温，不通风时每小时可升温3~8℃，中午12~13时达到最高，晴天可达40℃以上，14时以后气温开始下降，每小时降幅5℃左右。地温随气温变化而变化，但幅度小于气温，且夜间地温高于气温。
1.2 设施内温度调控的关键时期
一般认为,设施温度管理有两个关键时期;一是从现蕾至盛花期。要求温度调控昼夜20 ℃或昼20 ℃夜温稍低。温度过高将产生不利的影响。虽然高温促进开花,但花蕾没有充分发育,不完全花比例较大,花粉发芽率下降,坐果率低,且易产生畸形果。近来一些国家利用开顶温室进行通风降温,效果甚佳。花期最低温度晚
间应不低于5 ℃,在晴天有风的夜晚,不加温温室易发生气温倒置(内部温度低于外部),因此花期夜间采取加温或保温措施至关重要。二是果实生育后期,昼夜最适温度25 ℃左右,最高不超过30 ℃。温度太高,会造成果皮粗糙、颜色浅、糖酸度下降。现阶段温度调节的研究主要集中在气温, 土温对树体的影响研究较少。
1.3 设施内温度调控措施
根据大棚内的温度变化规律，可采取以下的温度调节措施：
1.3.1 增温措施主要有：
（1）、多层覆盖：如在大棚内套小棚，小棚内加盖地膜。
（2）、棚前挖防寒沟：在大棚前沿外侧挖深50厘米、宽40厘米，与大棚等长的平底沟，沟底铺一层旧薄膜，填入秸草，上面再覆盖薄膜防止漏水。这种沟不仅能阻止棚内土壤热量外传，而且能防止大棚前沿作物根系遭受低温伤害
（3）、棚后建风障:在大棚北侧，沿棚向用芦苇、高粱秆等搭成与地面夹解70度的风障，风障上加盖一层旧薄膜。这种风障不仅能够挡风，而且还具有反光作用。
（4）、棚上覆盖草苫、草帘:日落前，在大棚上覆盖草苫、草帘等，其内侧选用保温性好的蒲草或稻草，外侧加芦花等，覆盖物厚4厘米、宽2米。这种覆盖物具有良好的保温效果。
（5）、棚内喷涂防水滴剂:普通薄膜喷涂SN防水滴剂后，不易形成小水滴，透光率可提高35%，增温效果明显。
1.3.2 降温措施主要有：
（1）、减少阳光照透过率。遮光具有较好的降温效果，一般遮光20%～40%，能降温2～4℃。遮光常在夏季光强且温度高的季节或在移苗后促进缓苗时应用。主要采用塑料薄膜抹泥浆法，以及覆盖苇帘、竹帘、遮阳网、普通纱网、不织布等。
（2）、增大潜热消耗，减少地热贮存。地面灌井水或喷水，增大土壤蒸发耗热，且与通风结合，以避免棚室内空气湿度过大。还可用井水喷淋棚室屋面，达到降温效果。
（3）、加强通风、换气。采用自然通风，即在棚膜落地处内侧设80～100厘米高的地裙，然后在其上部扒缝放风。此外，棚室顶部还需扒缝放风或烟囱式放风。通风能促进棚室内外热交换，利于降温。
（4）、汽化冷却。在炎热夏季，运用喷雾降温法，即在进风口安装喷雾器，然后用循环水喷洒进入室内的热空气。由于汽化需要吸收热量而使空气温度下降。采用此法，可使32℃空气冷却降至27℃。但需防止喷雾水滴流入棚室内。土壤及空气湿度的调控
2.1 设施内空气湿度状况
设施内维持一定的空气湿度对作物是有利的，由于设施内比较密闭，空气湿度的变化较大，主要受以下因素影响：
（1）昼夜：白天湿度低，夜间湿度高。温度低，湿度大；高温度，湿度小。
（2）灌溉：灌水后湿度大，因此早晨浇要结合通风，湿度是病害发生的先决条件，是侵染性孢子吸水，膨大，发芽的必需条件。
（3）外界条件：阴雨天，湿度大；晴天、风天湿度小。
（4）覆盖材料：农膜覆盖的比玻璃覆盖的设施空气相对湿度大。
2.2 设施内空气湿度的调控
空气相对湿度过高，过低都会影响作物的生长发育，光合作用需要60—70%的湿度，85—100%会抑制呼吸消耗。因此上午10时以后通风降湿有利于光合作用，夜间控制通风、保湿、降温抑制呼吸消耗。
（1）增加湿度的方法：喷雾、湿帘、灌溉、控制通风等。
（2）降低空气湿度的方法：通风换气、加温排湿、地膜覆盖、控制灌水及除湿设备等
2.3 设施内土壤湿度的状况
设施内土壤湿度主要设施类型及灌溉的影响
（1）塑料棚：由于水分在薄膜上集聚后下滑，结合雨水的渗入，四周土壤湿度大，中部湿度小，灌水应注意中部多浇，四周少浇。
（2）温床：北侧水分蒸发量大，土壤湿度小，南侧土壤湿度大。
（3）温室：是唯一不受外界影响或影响较小的设施类型，土壤湿度的变化主要由灌溉来调节。
2.4 设施内土壤湿度的调节
设施栽培中合理灌溉是提高作物产量和改进品质的主要措施之一，灌溉时期及灌水量要根据作物种类、品种、栽培季节及不同生长发育时期对水份的不同要求等来决定，目前设施内的灌溉方法主要有以下几种：
2.4.1 膜下沟灌法：常规的沟灌水顺着垄沟或池子进行大水漫灌，设备简单、浇水量大，但浪费水资源严重；浇水后土壤板结通气性不良，不利于根系的生长，同时棚室内空气湿度大，病害严重，另外早春大水沟灌，使地温下降快，不利于作物生长。因此采用沟灌就在晴天上午进行，浇水应大通风，防止空气湿度过高，浇水后应及时松土，有利地温的提高。
2.4.2 喷灌法：园林花卉和中草药栽培适宜喷灌，高温季节适宜喷灌，喷灌能降低棚室温提高空气湿度。
2.4.3 膜下滴灌法：由于各种粗细不等的塑料管组成，包括干管、支管、毛细管、滴头等，由毛细管把水送到每一棵的根处，水一滴滴浇到根的附近，是节约用水的一种灌溉方法，这种浇水方法其优点是灌水均匀，土壤表面不板结，能保持土壤疏松、透气性好。滴灌不但省工、省水，根多发达，蔬菜增产幅度大。
另一种滴灌是膜下软管滴灌：①节约用水，节省浇水52%，②能保持良好土壤环境，土壤疏松③利于提高地温，10cm土温平均比沟灌提高1.5—2℃④提高肥效⑤省工、省力，沟灌必须人工看护，改灌溉水口，而滴灌只需打开阀门即可，不用人工看护⑥空气湿度小，减轻病害发生 3 光照调控
3.1 设施内的光照特点
设施内光照状况取决于室外自然光照状况和覆盖物的透光能力。由于覆盖物(主要是塑料薄膜)对光的反射与吸收，支柱、拱架、墙体等设施结构及附属物件的遮光，塑料薄膜内面的凝结水滴或尘埃污染等影响，设施内的光照状况明显低于自然条件，其光照强度平均为室外自然光照强度的60％～70％。另外，设施内光照强度在空间垂直方向上变化幅度大，以近薄膜为光源点、越向下靠近地面，光照强度越弱，大约每下降1.0米，光照强度减少10％～20％。除光照强度发生变化外，设施内的光照质量即光谱成分亦发生了改变。不论是玻璃设施还是塑料薄膜设施，均阻隔了部分紫外线的透入，但塑料薄膜比玻璃能透过更多的紫外线。
3.2 设施内光照调控措施
冬天或早春进行以提早成熟为主的设施栽培，由于保温需要加盖保温层(草帘或草苫)，白天保温层的起盖和揭除，使行设施内的光照时间明显变短，一般12月份至次年1月份为6～8小时，2～4月份为8～10小时。针对果树设施内光照强度弱、光谱质量差、光照时间短的特点，在光照因子的调控上，应采取多种措施改善光照状况。具体措施有以下几点。
3.2.1选择透光率高的覆盖材料：目前生产中应用较为普遍的果树设施塑料薄膜，即覆盖材料主要是塑料薄膜，也称棚膜，按合成的树脂原料可分为聚乙烯棚膜、聚氯乙烯棚膜、乙烯-醋酸乙烯棚膜。其中聚乙烯膜应用最广，其次是聚氯
乙烯棚膜。生产中按性能特点又分为普通棚膜、长寿棚膜、无滴棚膜、漫反射棚膜、复合多功能棚膜等。
3.2.2 合理安排棚室设施结构：充分考虑不同树种、品种生长发育习性的差异，在保证环境条件便于调控、紧固耐用、抗性较强的基础上，适当降低棚体高度，以增加果树下部光照；尽量减少支柱、立架、墙体等附属物的遮光挡阴。
3.2.3 铺设反光地膜：铺设反光地膜于设施内地面或竖挂于棚内墙体一侧，可充分利用反射光线，大大增强或改善设施内光照状况。
3.2.4 人工补光技术：果树设施栽培遇连阴雨天，树的超早期保护栽培，需进行人工补光，以弥补设施光照的不足，并促进有机物质的合成和代谢。人工补光栽培所用的光源有荧光灯(40～100瓦)、水银灯(350瓦)、卤化金属灯(400瓦)、钠蒸气灯(350瓦)。由于这些人工光源的光波不一样，在分布处理上有所差异，同时对果树的生长发育的作用亦有所不同。
4、CO2浓度调节
4.1 设施内CO2浓度变化特征
在下午6时闭棚后，棚内CO2浓度逐渐增加，到22:00后达670ml/m3,至日出后达700ml/m3,达到最高峰。日出后尚未通风，CO2浓度急剧下降，以后CO2浓度很快降到300ml/m3以下，至9:00通风前达到最低值，仅100ml/m3左右。9:00后通风，CO2浓度回升，但仍在300ml/m3以下，比室内空气中的浓度低。所以大棚内CO2含量在白天是亏缺的。
4.2 设施内CO2浓度调控措施
一般情况下，设施内二氧化碳由于果树不断光合作用的消耗又得不到外界的流通补充而表现为气源缺乏，浓度降低。较低的二氧化碳浓度抑制了光合碳素生产的正常进行，减少了经济产量、降低了果树的抗逆性。因此，设施内二氧化碳的调节仅是一种补充的过程。二氧化碳的调节方法有如下几种：
4.2.1 增施有机肥。是生产中补充CO2最为现实的方法。试验证明，有机肥施入土壤中经过腐烂释放出大量二氧化碳。
4.2.2 通风换气。在外界温度允许的情况下，坚持每天通风换气，达到设施内CO2的自然补充。
4.2.3燃烧法补充CO2。通过燃烧白煤油、液化石油等，释放CO2。
4.2.4 二氧化碳气肥。固体CO2气肥为褐色，直径1.0毫米,扁形或扁圆形固体颗粒,每粒0.6克,含CO2为0.08—0.096克;折合每亩施入40公斤,棚室CO2浓度
可达1000mg/L，施入后6天始释放出CO2，有效期90天，高效期30—40天；释放完CO2的肥料残渣含有效磷20.7%，速效氮肥11.0%，是很好的复合肥。一般于果树开花前10天左右施入,挖2厘米左右深的条沟,施入后盖浅土(1—2厘米).固体CO2气肥的使用应注意以下几点:①保持土壤疏松、湿润（覆土后不要踏实）。②施肥后放风可照常进行，但以棚体中上部开风口为宜。③勿将CO2气肥撒至花、果、叶等幼嫩器官，以免烧伤。④低温、干燥处保存，勿放置过久。
4.2.5 化学法（二氧化碳发生器）。在防硫酸腐蚀的容器中用硫酸和碳酸盐反应释放出CO2。使用时顺棚体方向每隔6-7米左右放置一CO2发生器（如塑料桶等）。将发生器吊在棚架上，容器口略高于果树，装入适当比例的硫酸和碳酸盐，让其混合反应。
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