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第二章 设施光环境及其调控

特点:充有水银蒸气和少量氮气;红 色光谱成分少
改 良
高压水银荧光灯:特点、优势
金属卤化物灯和氙灯
特点:光效高,光色好,寿命长,输 出功率大
高压汞灯 发展
金属卤化物灯
氙灯:成本高,发热量大,光效不高。
新光源
1、微波灯
强度大,光谱能量分布于太阳辐射相近,光合有效辐射 高,辐射强度连续可控,寿命长。
三、设施光环境特点
(一)、关照强度 比自然光弱(覆盖材料吸收、反射、结露、老化) (二)、关照时数 1、塑料大棚、连栋温室全面透光,无覆盖,与露地
基本相同 2、单屋面的比露地短(日光温室) 3、冬季为了保暖,有覆盖的,也较短 (三)、光质 室内光谱的组成与自然光不同,与透明覆盖材料有关
第二章 设施光环境及其调控
第一节
第二章 设施光环境及其调控
设施光环境特征
辐射:任何物体只要它的温度不低于绝对零度,就会以电磁波方式向 外传递能量,这一过程称为辐射。被传递的能量被称为辐射能。 广义的太阳光包含所有的辐射。
一、太阳辐射的光谱能量分布
1、太阳对地球的总辐射能=直射辐射能+散射辐射能
3、光质 发育影响 花色影响 花种萌发
第二节 园艺作物对光环境的要求
一、果树作物对光环境的要求
1、光照度 喜光 中性 耐阴
2、光照时数
不同生长时期 需求不一,暗 期长度需连续
3、光质 光合影响 产量影响 品质影响
第三节 设施光环境的调节
一、光量调节
光照度 新光源
性能和 选择
人工补 光
高压水银 灯
三、设施光环境特点
(四)、关分布
分布不均匀: ①单层面温室后屋面及东、西、北三面有墙,不透光,
还有遮阴 ②朝南的透明屋面下,光照优于北部
四、影响设施光环境的因素
温室内的光照强度I = 温室的平均透光率ι * 温室光 照强度I0 I = I0 * ι
{ 温室的透光率ι 直射透光率ιZ ι =散M射*ιZ透+(光1率-MιS)* ιS ιS取决于覆盖材料的种类、温室的结构形式以及覆盖
四、影响设施光环境的因素
(二)、直射光入射角 (三)、屋面倾斜角 (四)、温室的方位角 (五)、植株垄(行)向 (六)、温室光环境季节的变化
第二节 园艺作物对光环境的要求
植物对光环境的要求主要包括以下几个方面: 1、光照度 2、日照时数 3、光质
蔬菜、花卉、果树
(一)、辐射密度(辐射照度、辐射强度,I ,
W/m2) 定义:单位时间内到达或通过单位面积的辐射能
辐射密度 = 投射到某表面上的辐射功率 Фe /
该表面面积 A
I = Фe / A
辐射能:以电磁波形式发射、传播或接收的能量, 以符号Qe,单位为焦耳(J)。
辐射功率(辐射通量):单位时间内发射、传播或 吸收的辐射能,以符号Фe 表示,单位为瓦(W)。 Фe=d Qe/dt (W)
人工光照的计算
逐点计算法、查表法
利用手册上或者国家的一些标准上 的数据查阅确定
第三节 设施光环境的调节
二、光质调节
不同光源
覆盖材料
第三节 设施光环境的调节
二、日长调节
遮光
补光
2、晴天地球水平表面所获得的太阳辐射照度(I)与一年内的日期以
及当时的太阳高度角α有关,其计算公式为: I=(C+sin α )Ae-B/sin α(W/m2)
式中A、B、C为常数,与所处的一年中的日期有关,可按照表2-1查询, α为太阳高度角,取决于当地的纬度和所处的日期和时刻。
二、太阳辐射强度
金属卤 化物和
氙灯
人பைடு நூலகம்补光的光照度
1、考虑经济效益 2、光照度高时,光合作用强,但光能利用率低, 光照度适中时,光合作用有所降低,但光能 利用率较高
人工光源的性能和选择
1、对人工光源的性能要 求
光谱性能 发光效率 2、常用的温室人工光源
白炽灯 荧光灯
高压水银灯
根据几何关系: δω= δA`/r2

δA`= δA * cosθ

将④⑤代入③得:E=Ee* cosθ/r2 (lx)
由多点光源产生的光照度等于每一光源 分别产生照度的总和。
人工光照的计算
逐点计算法、查表法
关于μ、k 反射影响较大时,附加照度系数μ进行校正。 由于光源老化,灯具污垢等造成的光损失, 用维护系数k校正。k=k1k2k3
材料的污损情况,也与温室的方位、季节及时间等有 关。
四、影响设施光环境的因素
ιS取决于覆盖材料的种类、温室的结构形式以及覆盖 材料的污损情况,也与温室的方位、季节及时间等有 关。 ιS= ιS0*(1-r1)*(1-r2)*(1-r3)
ιS0是指清洁的覆盖材料对散射光的透光率(表2-3) r1是由温室构架和设备等引起的遮阳损失系数 r2是因覆盖材料老化而引起的透光率损失系数 R3是水滴和尘埃引起的透光损失系数
二、太阳辐射强度
(二)、辐射照度 每平方米面积通过一流明(lm)的光通量时,照度为1勒克斯
(lx)。
(三)、光量子密度 单位时间内到达或通过单位面积的光量子数 mol/(m2.s)。
(四)、光量子密度、光照度和光量子密度的关系 光量子密度和辐射强度不具有完全的正比例关系; 光照度和光量子密度之间也不具有完全的正比例关系。 (换算是根据各光源而定)
第二节 园艺作物对光环境的要求
一、蔬菜作物对光环境的要求
1、光照度 阳性蔬菜 阴性蔬菜 中性蔬菜
2、光照时数 长日照蔬菜 短日照蔬菜 日中性蔬菜
3、光质 产量低 品质劣 需补光
第二节 园艺作物对光环境的要求
一、花卉作物对光环境的要求
1、光照度 阳性花卉 阴性花卉 中性花卉
2、光照时数 长日照花卉 短日照花卉 中日性花卉
2、发光二极管
光谱单纯,冷光源,发热少不伤植物;抗机械冲击,寿 命长;除红光外价格高
人工光照的计算
逐点计算法、查表法
某点的光照强度:E=δφ/δA
光源的发光强度:Ee=δω/δA
(lx) ①
(cd) ②
联立①②消去δφ得:E=Ee= δω/δA (lx) ③
人工光照的计算
逐点计算法、查表法
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