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园艺设施湿度环境特点及调控

时间:2023-11-13 百科知识 版权反馈
【摘要】:在了解园艺设施空气湿度和土壤湿度环境特点的基础上,熟练园艺设施湿度调控的技术原理与措施是本项目的宗旨和要求,其中,空气湿度和土壤湿度环境特点及湿度调控技巧是本项目学习掌握的重点。了解设施内土壤湿度变化的特点是制定土壤湿度调控措施的重要依据。设施内各部位的土壤湿度因地温分布上的不同而有所差异。设施土壤湿度调控主要是保持适宜的土壤湿度,防止湿度长时间过高。

项目6 园艺设施湿度环境特点及调控

项目描述 设施内的湿度环境,包含空气湿度和土壤湿度两个方面。水是农业的命脉,也是植物体的主要组成成分,因此设施空气湿度和土壤湿度环境的重要性更为突出。在了解园艺设施空气湿度和土壤湿度环境特点的基础上,熟练园艺设施湿度调控的技术原理与措施是本项目的宗旨和要求,其中,空气湿度和土壤湿度环境特点及湿度调控技巧是本项目学习掌握的重点。

学习目标 掌握园艺设施湿度环境特点。

能力目标 学会设施空气湿度和土壤湿度调控方法,能够熟练掌握降低设施空气湿度和增加土壤湿度调控技巧。

项目任务

任务6.1 园艺设施土壤水分环境特点及调控

活动情景 水是生命之源,水是影响作物生长发育的最重要的环境因子,也是植物生命活动最基本的要素。了解设施内土壤湿度变化的特点是制定土壤湿度调控措施的重要依据。土壤湿度决定农作物的水分供应状况,土壤湿度过低或过低,都引起作物生长不良。因此,设施土壤湿度调控是设施栽培重的重要工作。其中,增加土壤湿度环境调控基本技巧是该项目的重点。

工作过程设计

工作任务单

续表

任务相关知识点

6.1.1 园艺设施土壤水分环境特点

1)土壤湿度表示法

表示土壤湿度一般有两种表达方法:一种叫绝对湿度,又叫重量百分数,指土壤水的重量占其干土重的百分数(%)。此法应用普遍,但土壤类型不同,相同的土壤湿度其土壤水分的有效性不同,不便于在不同土壤间进行比较。另一种叫相对湿度,又叫田间持水量百分数,指土壤湿度占该类土壤田间持水量的百分数(%)。相对湿度有利于在不同土壤间进行比较,但不能给出具体水量的概念。

2)土壤湿度的特点

(1)土壤湿度高于外界

设施空间或地面有比较严密的覆盖材料,土壤耕作层不能依靠降水来补充水分,故土壤湿度只能由灌水量、土壤毛细管上升水量、土壤蒸发量及作物蒸腾量的大小来决定。与露地相比,设施内的土壤蒸发和植物蒸腾量小,故土壤湿度比露地大。

(2)土壤气湿度不均衡性

设施内各部位的土壤湿度因地温分布上的不同而有所差异。蒸发和蒸腾产生的水汽在薄膜内表面结露,顺着棚膜流向大棚两侧的前底脚,逐渐使棚中部干燥而两侧或前底脚土壤湿润,引起局部湿度差。

(3)设施内土壤湿度随设施环境变化而变化

土壤湿度受设施温度,作物生长情况,空气湿度及浇水等影响较大。

(4)设施内空气湿度相对稳定

与空气湿度相比较,土壤湿度比较稳定,变化幅度较小。一般低温季节土壤湿度容易偏高而且变化较小,高温季节的变化较大。

6.1.2 土壤湿度的调控

1)不同作物对土壤湿度的要求

设施生产的农产品,特别是蔬菜、果树产品大都是柔嫩多汁的器官,含水量在90%以上。水是绿色植物进行光合生产中最主要的原料,水也是植物原生质的主要成分,植物体内营养物质的运输,要在水溶液中进行,根系吸收矿质营养,也必须在土壤水分充足的环境下才能进行。作物对水分的要求一方面取决于根系的强弱和吸水能力的大小;另一方面取决于植物叶片的组织和结构,后者直接关系到植物的蒸腾效率。蒸腾系数越大,所需水分越多。根据作物对水分的要求和吸收能力,可将其分为耐旱植物、湿生植物和中生植物。下面以蔬菜为例谈谈耐旱植物、湿生植物和中生植物的基本特点。

①耐旱植物 抗旱能力较强,能忍受较长期的空气和土壤干燥而继续生活。这类植物一般具有较强大的根系,叶片较小、革质化或较厚,具有贮水能力或叶表面有茸毛,气孔少并下陷,具有较高的渗透压等。因此,它们需水较少或吸收能力较强,如南瓜、西瓜、甜瓜耐旱能力均较强。

②湿生植物 这类植物的耐旱性较弱,生长期间要求有大量水分存在,或生长在水中。它们的根、茎、叶内有通气组织与外界通气,一般原产热带沼泽或阴湿地带,如蔬菜中的莲藕、菱、芡实、莼菜、慈菇、茭白、水芹、蒲菜、豆瓣菜和水蕹菜等。

③中生植物 这类植物对水分的要求属中等,既不耐旱,也不耐涝,一般旱地栽培要求经常保持土壤湿润。蔬菜中的茄果类、瓜类、豆类、根菜类、叶菜类、葱蒜类也属此类。

2)土壤湿度调控

土壤湿度决定农作物的水分供应状况,土壤湿度过低,形成土壤干旱,作用光合作用不能正常进行,降低作物的产量和品质,严重缺水导致作物凋萎和死亡。如果土壤湿度过高,恶化土壤通气性,影响土壤微生物的活动,使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍,从而影响作物地上部分的正常生长,造成徒长、倒伏、病害滋生等。

设施内土壤湿度与露地相比,土壤湿度由灌水量、土壤毛细管上升水量、土壤蒸发量以及作物蒸腾量的大小来决定。土壤湿度的调控应当依据作物种类及生育期的需水量、体内水分状况、土壤质地和湿度以及天气状况而定。

设施土壤湿度调控主要是保持适宜的土壤湿度,防止湿度长时间过高。目前我国设施栽培的土壤湿度调控仍然依靠传统经验,主要凭人的观察感觉,调控技术的差异很大。随着设施园艺向现代化、工厂化方向发展,要求采用机械化自动化灌溉设备,根据作物各生育期需水量和土壤水分张力进行土壤湿度调控。常用的灌溉方式有:

(1)增加土壤湿度的方法

①喷灌 采用全园式喷头的喷灌设备,安装在温室或大棚顶部2.0~2.5m高处。也有的采用地面喷灌,即在水管上钻有小孔,在小孔处安装小喷嘴,使水能平行地喷洒到植物的上方。

②水龙浇水法 采用塑料薄膜滴灌带,成本较低,可以在每个畦上固定一条,每条上面每隔20~40cm有一对0.6mm的小孔,用低水压也能使20~30m长的畦灌水均匀,也可放在地膜下面,降低室内湿度。

③滴灌法 滴灌是通过安装在毛细管上的滴头把水一滴滴均匀而又缓慢地滴入植物根区附近的土壤中,借助于土壤毛细管力的作用,使水分在土壤中渗入和扩散,供植物根系吸收和利用。

④地下灌溉 地下灌溉是灌溉水借土壤下毛细管作用自下而上湿润土壤,达到灌溉作物目的的灌溉方法,也称渗灌。

(2)控制土壤湿度的措施

①用高畦或高垄栽培增加地面水分的蒸发量。

②适量浇水 低温期应采取隔沟浇沟法进行浇水,或用微灌溉系统进行浇水,即要浇小水,不大水漫灌。

③适时浇水 晴暖天设施内的温度高,通风量也大,浇水后地面水分蒸发快,易于控制土壤的湿度,低温阴雨天,温度低,地面水分蒸发慢,不易浇水。

任务6.2 园艺设施空气湿度环境特点及调控

活动情景 空气湿度是影响植物吸水与蒸腾的重要因子之一,了解设施空气湿度变化的特点是制定空气湿度调控措施的重要依据。如果空气湿度较小,土壤水分充足,则植物蒸腾较旺盛,植物生长较好。如果空气湿度处于饱和条件下,可制约某些植物花药开裂、花粉散落和萌发的时间,从而影响植物的授粉受精。如果空气湿度大,还易导致作物等多种病害流行。因此,设施空气湿度调控是设施栽培中的重要工作,其中,降低空气湿度环境调控基本技巧是该项目的重点。

工作过程设计

工作任务单

任务相关知识点

6.2.1 园艺设施空气水分环境特点

1)空气湿度表示法

空气湿度表示有两种表达方法:一种叫绝对湿度,表示的是每m3空气中所含水蒸气的克数;另一种叫相对湿度,表示的是空气中实际含水量与同温度下最大含水量的百分比值,通常所说的空气湿度一般就是指空气的相对湿度。

2)空气湿度的特点

(1)空气湿度高于外界

设施内空气湿度主要源土壤水分蒸发和作物蒸腾作用,即空气湿度由土壤蒸发量、作物蒸腾量来决定。设施内空间小,气流相对比较稳定,又是在密闭条件下,不容易与外界交流,因此空气相对湿度比露地高。相对湿度大时,叶片易结露,引起病害的发生和蔓延。因此,设施园艺生产需要解决如何降低空气湿度的问题。

(2)空气湿度与温度的关系

设施内相对湿度的变化与空气温度是呈负相关,晴天白天随着温度升高,相对湿度降低,夜间和阴雨雪天气随室内温度的降低而升高;设施内相对湿度的变化与地温度是呈正相关,当土壤温度升高时,地面以及作物向空中散放的水蒸气也增多,故空气湿度变大。一般浇水后第1~3d内的空气湿度增大较为明显,主要表现为:薄膜和作物表面上的露水增多,温室内的水雾也较浓。

(3)空气湿度与设施空间的关系

空气湿度大小还与设施容积相关,设施空间大,空气相对湿度小些,但往往局部湿度差大,如边缘地方相对湿度的日平均值比中央高10%;反之,空间小,相对湿度大,而局部湿度差小。空间小的设施,空气湿度日变化剧烈,对作物生长不利,易引起萎蔫,忽然叶面结露。

(4)与植株的高度的关系

由于植株的表面随着植株的增高而增大,因而空气湿度也因植株散水量的增多而增大。此外,植株增高时,设施内的通风排湿效果变差,也造成了内部的空气湿度增大。

(5)空气湿度与建材及主要农事活动的关系

加温或通风换气后,相对湿度下降;灌水后相对湿度升高。薄膜表面水滴增多时,上午设施升温时水滴气化向空气中散发的水蒸气量也增多,白天的空气绝对湿度值增大。有色薄膜覆盖设施内的空气湿度一般较无色膜较低,无滴膜覆盖设施内的空气湿度较普通膜较低。

3)空气湿度的日变化

一般情况下,在晴天白天的空气相对湿度最大值出现在上午设施升温前,不通风时相对湿度通常在95%以上,随着温度的升高,空气相对湿度值减小,中午当气温达到最大值时,空气相对湿度降到一日中的最低值;夜间的相对湿度值则由温度的下降而增大。露地的空气相对湿度的日变化规律与设施内相似,但露地的空气相对湿度变化幅度较大,白天下降较快,中午时的相对湿度值只有设施内的14%。

空气的绝对湿度变化则和气温的变化规律一致,白天随着温度的升高,绝对湿度值也升高,到中午时达到最大值;夜间则由于温度的下降,空气的容水能力减弱,空气中大量的水蒸气凝聚到薄膜、铁丝、立柱等物体的表面,形成露珠,从而使空气中的含水量减少,一般在日出前,空气绝对湿度下降到在最低值。露地的空气绝对湿度随着温度的升高而降低,随着温度的降低而升高,故中午的空气含水量最低,与设施内的空气绝对湿度的日变化规律恰好相反。

6.2.2 园艺设施空气湿度环境的调控

1)不同作物对空气湿度的要求

(1)消耗水量最多,要求生长在水中的蔬菜

这一类蔬菜离开水就不能生长,因此又叫水生蔬菜。如藕,菱角,慈菇等,在棚室中栽培这类蔬菜,必须砌水池子,底下垫土,装水后才能栽培,这是由于这类蔬菜根系特别不发达,叶子又很大,离开水就会干死。

(2)消耗水量大,要求土壤经常潮湿,同时空气湿度也比较高的蔬菜

这类蔬菜有黄瓜、甘蓝、白菜、芹菜、莴苣、菠菜、香菜、油菜、水萝卜以及一些生长快的绿叶菜类。棚室里栽培这类蔬菜,必须以常灌水,同时空气湿度也要高些。

(3)对土壤水分消耗量大,但要求空气湿度较小的蔬菜

这类蔬菜有番茄、茄子、辣椒、豆角、西葫芦等。棚室里栽培这类蔬菜,从开花坐果后,必须经常灌水,但放风量要大,使空气湿度低些。

(4)消耗水量小,但要求土壤湿润,空气湿度小的蔬菜

这类蔬菜根系短,要求土壤经常保持湿润,但这类蔬菜叶子呈带状或筒状,适宜空气湿度小些。这类蔬菜有韭菜、葱、蒜、洋葱等,棚室栽培这类蔬菜必须常浇水,但放风量要大,以保持较干燥的空气条件。

(5)耐旱性蔬菜

这类蔬菜一般根系发达,叶子裂刻深,上面有茸毛,对土壤水分要求小,空气湿度也不能高。如西瓜,甜瓜。棚室栽培这类蔬菜,如果浇水太多,空气湿度又高,则品质差,含糖低。

2)降低设施空气湿度

(1)通风排湿

在一天内设施通风排湿效果最佳时间是中午,此时设施内外的空气湿度差异最大,湿气容易排出,其他时间也要在保证温度的前提下,尽量延长通风时间。温室排湿时,要特别注意加强以下5h期的排湿:浇水后的2~3d内、叶面追肥和喷药后的1~2d内、阴雨雪天、日落前后的数小时内(相对湿度大,降湿效果明显)和早春(温室蔬菜的发病高峰期,应加强排湿)。通风排湿时要求均匀排湿,避免出现通风死角。一般高温期间温室的通风量较大,各部位间的通风排湿效果差异较小,而低温期间则由于通风不足,容易出现死角。

(2)减少地面水蒸发

主要措施是覆盖地膜,在地膜下起垄或开沟浇水。大型保护设施在浇水后的几天里,应升高温度,保持32~35℃的高温,加快地面的水分蒸发,降低地表湿度,对裸露的地面应勤中耕松土。不适合覆盖地膜的设施以及育苗床,在浇水后应向畦面撒干土压湿。

(3)合理使用农药和叶面肥

低温时期,设施内尽量采用烟雾法或粉尘法使用农药,不用或少用叶面喷雾法;叶面追肥以及喷洒农药应选在晴暖天的上午10时后,下午3时前进行,保证在日落前有一定的时间进行通风排湿。

(4)排除薄膜表面的流水

常用方法是在温室前柱南面拉一道高30~40cm的薄膜,薄膜的下边向上折起压到南边的薄膜上,两道膜构成一排水槽,水槽西高东低,便于流水。水槽的东口与塑料管相连接,用水管把水引到温室外。

(5)减少薄膜表面的聚水量

主要措施是选用无滴膜。选用普通薄膜时,应定期做消雾处理,并保持薄膜表面的排水流畅,薄膜松弛或起皱时应及时拉紧、拉平。

3)增加空气湿度

①喷雾加湿 喷雾器种类很多,可根据设施面积选择。

②湿帘加湿 主要是用来降温的,同时也可达到增加室内湿度的目的。

③喷淋加湿 温室内顶部安装喷雾系统,降温的同时可加湿。

任务6.3 园艺设施节水技术

活动情景 我国是世界公认的贫水国家之一,人均拥有淡水量占世界人均值的1/4世界排名在109位以后,而且,我国灌溉水利用率相当低,全国范围的有效利用指数低于40%,美国有效利用指数在60~70,以色列则高达90%以上。本任务重点介绍以最低限度的用水量获得最大的产量或收益,也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。

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工作任务单

续表

任务相关知识点

6.3.1 我国园艺设施主要节水设施

1)我国设施园艺发展节水灌溉的意义

(1)设施节水灌溉效果显著

与大田作物栽培相比较,设施是一个半封闭体系,具有湿度高、室内风速度较低,水分、土壤、植物、空气有着独特封闭性的特点。因此,灌溉是设施作物栽培中唯一水分来源,灌溉用水消耗量大。设施节水灌溉切实可行,效果显著。

(2)缓解设施高湿与灌溉矛盾

结合设施湿度控制策略,掌握设施中作物节水灌溉技术,有效控制设施作物灌溉量,可以缓和设施高湿环境的矛盾。这样既可以节水,又可以解决设施湿害。

(3)优质增产

我国设施农业面积虽居世界首位,但产量仅为世界先进水平的1/3。其中的一个重要原因是设施内灌溉技术落后,严重影响设施内的环境状况,未能充分发挥节水增产的巨大作用。设施的节水灌溉与精量灌溉结合,依据作物种类、品种和各生育期对设施内空气湿度和土壤湿度的要求进行适时、适量的调节控制。按作物需要灌溉,定量、定时灌溉、按需灌溉。在一天中,在充分利用灌溉水效率基础上,根据环境条件,根据作物需水信息确定灌溉时间和灌溉量。不仅进一步提高灌溉水的利用率和生产效率,改善设施作物的生长环境,而且改善作物品质与提高产量。

2)我国园艺设施主要节水设施

(1)管道输水

管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉,以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。常用的管材有混凝土管、塑料硬(软)管及金属管等。管道输水与渠道输水相比,具有输水迅速、节水、省地、增产等优点,其效益为:水的利用系数可提高到0.95;节电20%~30%;省地2%~3%;增产幅度10%。目前,如采用低压塑料管道输水,不计水源工程建设投资,亩投资为100~150元。管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失,而要真正做到高效用水,还应配套喷、滴灌等田间节水措施。

(2)滴灌

滴灌是一种先进的灌水方法,也是当今世界上节水效果较好的一种灌溉方式。我国的滴灌技术在1974年由墨西哥引进,它是通过输水管内有压水流经过消能滴头将灌溉水以水滴的形式一滴一滴地滴人设施作物根部附近土壤进行灌溉。研究表明黄瓜滴灌比沟灌节水、增产、省工。滴灌较沟灌节水41.4%,增产23.8%。滴灌不破坏土壤结构,防止和减轻土壤板结,表土疏松,能保持良好的团粒结构,改善土壤理化性质,能调节土壤水、气、热状况。温室大棚5~15cm土壤层平均温度提高1.5~2.0℃,气温平均提高0.5℃,空气相对湿度度降低10%~15%,减轻病害。省水、省肥、省农药、促进蔬菜早熟、增产增收。

其中膜下滴灌是最好的方法。膜下滴灌法将滴灌管覆盖在膜下进行灌溉。除了满足作物土壤水分供应以外,还减少设施土壤水分蒸发,降低环境湿度,减少了由于排湿和灌溉带来的降温作用,使设施环境具有适宜的温、湿度条件和土壤具有良好的通透性。

(3)地下灌溉技术(渗灌)

地下灌溉技术包括渗灌技术和地埋式滴灌。前者是利用埋于地表下开有小孔的多孔管或微孔管道,使灌溉水均匀而缓慢地渗入保护地作物根区地下土壤,借助土壤毛管力作用而湿润土壤的灌水方法。后者是用埋在土层中滴灌管线,将灌溉水直接送人作物根层土壤。我国多采用渗灌,后者应用较少。地下灌溉技术具有节水。节能和便于中耕、不破坏土壤结构、降低保护地环境湿度、防止杂草丛生和病虫害发生、减少棵间蒸发量的特点。据测定,渗灌比沟畦灌节水71%,前期产量可增加,结果期延长,总产量可提高,是干旱地区发展节水农业,提高设施生产效益的有效途径。

(4)微喷

微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用塑料管道输水,通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水,可增产30%以上,能改善田间小气候,可结合施用化肥、农药,提高肥效、药效主要应用于果树、经济作物、花卉、草坪等设施栽培灌溉。

(5)膜下沟灌

膜下沟灌将地膜覆盖在灌水沟上,灌溉水流在膜下灌水沟中流动,以减少土壤水分蒸发。此法可减少室内的空气湿度,减少和防治病害的发生,减少土壤棵间蒸发,主要适宜于对温、湿度条件要求较高的设施作物的灌溉,如多数果树、花卉,黄瓜、番茄、西芹等。

(6)膜上灌

膜上灌将用地膜覆盖田间的垄沟底部,灌溉水从地膜上面流过,并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉。采用膜上灌,深层渗漏和蒸发损失少,节水显著,在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用,并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地区可将滴灌管放在膜下,或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉,这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点,又具有地膜覆盖的优点,节水增产效果更好,多用于新疆等地特干旱地区。

(7)作物调亏灌溉技术

调亏灌溉是根据作物的遗传和生态特性,即从作物生理角度出发,在作物生长发育的某些时期受到一定程度的有益水分胁迫,通过影响光合产物向不同组织器官的分配,从而提高最终产量而舍弃营养器官的生长量和有机合成物质的总量,达到节水增产、改善作物品质的目标。调亏灌溉的关键在于是从作物的生理角度出发,根据作物的需水量特征进行主动的调亏处理。实践证明心调亏灌溉实现了产量、水分利用、品质的全面提高。目前,调亏灌溉的研究内容进一步深入,从节水到节水高产和提高产品质量。调亏灌溉是节水灌溉高端技术,是节水灌溉的发展方向之一。

6.3.2 我国园艺设施节水灌溉综合技术主要模式

1)高新农业节水灌溉综合技术模式

(1)模式特点

该模式的特点是采用调整种植结构+设施农业技术+先进灌溉技术,建设高标准农业节水示范园区,达到设施农业节水高效的目标。

(2)技术要点

①建设设施农业 包括设施种植业,如日光温室栽培,塑料大棚栽培、无土栽培等;设施畜牧业,如畜禽舍、养殖场等。

②采用现代节水灌溉技术 采用节水效果好、自动化程度高的节水灌溉技术,如推广现代化的自动控制灌溉技术,并与施肥、施药结合起来。

③调整农业种植结构 减少粮食作物种植比例,增种稀特蔬菜、瓜果、花卉等高产值园艺作物。

④建立高标准农业节水示范园区 即把节水灌溉、农业种植、园林技术融合为一体,发展特色农业、高效农业和休闲观光农业。

(3)应用效果

北京市大兴县通过实施该模式,获得了年节水150万立方米,节电17.4万度,节省投工1.6万个,缩短轮灌周期3~5天,小麦、玉米两茬平均亩增产18.1%,瓜菜倒茬亩均增产15%的效果。该模式在北京大兴、四川郫县、龙泉驿等地蔬菜、花卉节水灌溉应用中取得了很好的效果。

(4)适用条件

适用于农业与其他用水矛盾大、劳动力缺乏、经济实力强、农民素质高的城市郊区。

2)城市近郊高新农业节水灌溉综合技术模式

(1)模式特点

该模式的特点是高投入、高产出,实现现代化的自动控制灌溉管理与水资源的高效利用。

(2)技术要点

土地集约化经营,建立设施农业工程为主体的产业工程,对国内外稀、特、优蔬菜、水果、花卉良种引进与组织培育、良种繁育相结合,以大中城市科研单位、企业为依托,实现科技和资本的高投入和现代化管理的工厂化生产,形成集科技、产业化、推广为一体的现代化农业。采用公司化管理、集中供水、超计划加价,灌溉采用喷灌和微灌为主的工程措施。

(3)应用效果

山东省济南市采用该模式建立的示范区表明:每年亩增效益1913元,增产20%以上,并且果实品质得到显著改善,节水率达到28%以上,省工25个以上,灌溉水利用系数显著提高,达到0.90以上。该模式已在经济基础较好的城市近郊得到应用。

(4)适用条件

用于经济较发达的城市近郊,发展高新农业节水灌溉。

3)以滴灌自动化灌溉为主的保护地节水灌溉综合技术模式

(1)模式特点

该模式的特点是将滴灌供水技术、自动化控制技术有机结合,可以根据蔬菜生长所需水分,自动以水滴的形式对作物供水,仅湿润部分土壤,可节水20%~30%。

(2)技术要点

运用计算机实施农田节水灌溉管理,微机由设置在田间的各类传感器不断获取信息,并依赖土壤物理和灌溉管理、作物需水规律的知识和模型为依据的软件支撑,它及时地提供管理者关于农田实时水分状况、通气状况、储水数量、灌溉日期及灌水量预报,并通过操纵机构实施灌溉自动化。根据水资源状况及产量目标,计算机可协助人们确定科学的灌溉制度,减少灌溉水的浪费。可根据土壤湿度(吸力)及相应的作物需灌指标来确定何时需要灌溉。

(3)应用效果

河南省长葛市官亭乡高效农业园区推广应用500座日光温室微灌、2000亩大田喷灌和3000亩管灌,采用该模式的试验区增产效益为87万元,年省水39万立方米,年节省电费为24万元,省地效益约为43万元,省工效益为16.28万元,年总效益为170.28万元。

(4)适用条件

这种方法适用于科技富裕型农户、租赁经营农户或企业发展保护地高效益作物的节水灌溉。

4)温室大棚蔬菜膜下滴灌节水综合技术模式

(1)模式特点

该模式主要采用膜下软管滴灌技术,输水管大多采用黑色高压聚乙烯或聚氯乙烯管,内径40~50mm,作为供水的干管或支管使用。滴灌带由聚乙烯吹塑而成,膜厚0.10~0.15mm,直径30~50mm,滴灌带上每隔25~30cm打一对直径为0.07mm大小的滴水孔。膜下软管技术的应用,可提高地温,降低棚室空气湿度,减少病害的发生,改善了传统的灌溉方法使棚室中湿度增大、极易导致棚室蔬菜病害高度发生的弊端,对蔬菜按需供水,起到节本增效的作用。滴灌控制设备、输水管、滴灌带、连接部件均采用塑料制成,轻便,易于安装、拆卸。

(2)技术要点

作物栽植带做成高畦,畦宽70~90cm,畦中心高15~20cm,两畦之间留30~50cm作业道;果菜类、甘蓝类蔬菜每畦种植双行,在双行间铺管。在温室中或跨度在8m以下的大棚中铺设输水管路,可在温室的北侧,或大棚的长度方向铺设,管上用旁接头连接滴灌带;若温室长度超过50m,宜在输水管中部位置引入水源,并在水口两侧输水管上分别安装分组控制阀门,轮流滴灌;要注意滴灌带的滴孔朝上。全部铺设好后,应通水检查滴水情况,如果正常,即绷紧拉直,末端用竹木棍固定,然后覆盖地膜,绷紧、放平,两侧用土压严。一个种植期灌溉结束后,对管道及其他系统进行一次检修,并把管道内存水放空,防止冬季冻胀。输水管及滴灌带用后要清洗干净,卷好放到荫凉处保存,防止高、低温和强光曝晒,以延长使用寿命。

(3)应用效果

棚室膜下滴灌能对蔬菜适时、适量地向根区供水供肥,使蔬菜根部土壤经常保持适宜的水分、养分,土壤通气性好,降低了空气湿度,减少了病害的发生。蔬菜生长快、发育早,植株健壮,增产20%以上,经济效益显著,采用膜下滴灌的棚菜每亩净收入与沟灌棚菜相比每亩增效46%。比喷灌省水40%,比地面灌省水60%。能显著提高地温和气温,比地面沟灌降低空气湿度10%以上,减少了病虫菌害的发生。另外,输水软管及滴灌带基本上不占用有效土地面积,可提高棚室内的土地利用率。

(4)适用条件

适用于设施内种植的蔬菜、果树及花卉等作物。

项目小结

本项目重点介绍了园艺设施土壤、空气水分环境特点及增加、控制土壤与空气湿度的方法、措施。项目着重介绍了我国园艺设施主要节水设施、节水灌溉综合技术主要模式。其中,降低设施空气湿度、设施节水灌溉技术是本项目重点。

思考练习

1.简述园艺设施土壤水分环境特点及节水灌溉的主要方式有哪些?

2.园艺设施空气湿度环境特点及调控措施有哪些?

3.简述我国园艺设施主要节水设施及优缺点。

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