雾霾影响设施农业论文

摘要：分析了高校主导的校企联合草莓生态观光园的基本构架及草莓设施农业中无土立体栽培、育苗、补光、温度控制等主要农艺技术特点。指出校企联合草莓观光生态示范园相对传统草莓种植模式在农艺技术、市场和资金等方面的优势。阐明了生态示范园在服务当地农业中起到的作用——培育脱毒种苗、脱毒种苗检测、示范推广先进设施农业技术。下面是小编为大家整理的《雾霾影响设施农业论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

雾霾影响设施农业论文 篇1：

郑州雾霾寡照天气大棚小气候特征及低温预报

摘 要：利用2012—2013年及2013—2014年2个冬季的大棚内外气象观测资料，对雾霾寡照天气条件下大棚内小气候特征进行分析，并采用逐步回归分析的方法，建立寡照天气大棚内最低气温预报方程，用该方程对2014年3月雾霾寡照天气棚内最低气温进行预报，绝对误差值均小于2℃，预报效果较好。同时提出了雾霾寡照天气条件下大棚生产管理措施，有效预防和抵御灾害。

关键词：大棚；雾霾；寡照；低温；预报

Key words： Greenhouse； Smog； Scant Lighting； Lowest Temperature； Prediction

0 引言

近年来，郑州雾霾天气多发频发，成为民众和政府高度重视的环境问题。雾霾是雾和霾的组合词，雾是指在接近地球表面、大气中悬浮的由小水滴或冰晶组成的水汽凝结物；霾是指因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。雾霾天气空气质量差，能见度低，影响身体健康、交通安全等；持续雾霾天气时光照不足，给农业也带来影响，特别对设施农业生产会造成严重影响，成为近年来影响设施农业生产的主要气象灾害之一。雾霾寡照天气条件下棚内温度低、湿度大，作物生长缓慢、抗性降低，极易发生病害，导致蔬菜生长受阻或生Q长发育不良[1]，严重时导致死亡，造成严重损失，制约设施农业的进一步发展。

近10年来国内学者在棚内小气候环境及其外界气象条件的关系、低温寡照对棚内作物的影响、日光温室气象灾害风险分析、以及从热力学角度对大棚保温性能改善等方面的研究取得了一定的进展，如崔建云等[2-7]研究了日光温室小气候特征及其与外界的关系，徐凤霞等[8-10]研究了低温寡照天气对设施农业生产的影响，魏瑞江等[11-14]对日光温室气象灾害风险进行了分析和评价，李小芳等[15-18]从热力学角度构建了日光温室数学模型并对温室结构进行优化。这些研究成果为设施农业生产提供了技术保证。然而随着近年来雾霾日数呈不断增加的趋势，雾霾寡照天气对设施农业生产的影响及防御方面的研究显的尤为迫切，迄今为止，对郑州大棚蔬菜生产期间雾霾天气状况下小气候特征的相关研究尚未见报道。因此，本文结合郑州市设施农业生产特点，对雾霾寡照天气条件下大棚内小气候特征进行分析，用逐步回归的方法建立了大棚内最低气温的预报方程，并提出预防和防御对策，为郑州市现代设施农业生产提供技术服务，为进一步提高郑州市设施农业抵御灾害能力，提高生产效益提供参考依据。

1 材料与方法

试验研究于2012年11月—2013年3月、2013年11月—2014年2月2个冬季在河南省郑州市惠济区黄河农牧场进行。蔬菜大棚东西走向，长75.0 m，宽8.05 m，脊高3.81 m，后墙高2.75 m，后坡面宽1.9 m，后墙和东西山墙为砖夹墙，墙体厚0.75 m，棚膜材料为PVC薄膜，薄膜外层为草帘加膜，电动马达控制草苫覆盖，山墙上设有通风口，棚膜可以移动位置通风，棚内种植草莓。

室内外各安装1套华云升达（北京）气象科技有限责任公司生产的CAWS型自动气象站，可以自动连续采集棚内、外多点空气温度、湿度、CO2浓度、太阳辐射、光合有效辐射、日照时数、土壤温度、湿度等，数据资料通过GPRS网络传输至郑州市气象局服务器进行存贮处理。

对2个冬季大棚内外的气象数据资料进行了统计分析；选取2013年1月28日—2月1日及2013年12月15日—26日两次雾霾寡照天气过程对大棚内小气候特征进行分析；从2个冬季共272天中挑取91个寡照天气数据资料建立低温预报方程。

2 结果与分析

2.1 雾霾寡照天气大棚内气温变化特征分析

1月28日—2月1日是一次较为严重的雾霾寡照天气过程，其中1月28日和2月1日分别有0.8 h和2.1 h的日照，棚内最高气温在午后分别升到了20.9℃和19.4℃，1月29—31日连续3天日照时数均为0，棚内气温呈连续下降趋势，日最高气温降到了10℃以下，到1月31日日最低气温降到了5.1℃（图1）。

12月15—26日是一次持续时间较长的雾霾寡照天气过程，棚室内最低气温呈持续下降趋势，12月24日降到了4.9℃，其中12月19—23日雾霾程度稍轻，有1.9～5.3 h光照，棚内最高气温在午后有较大幅度升温（图1）。

草莓植株正常生长、花芽分化以及开花结果的下限温度为5℃，温度达到5℃时草莓植株地上部才开始生长，低于5℃花芽分化停止，授粉受精受到影响，进而影响种子发育，产生畸形果[19]。据实验点连续观测结果：2个冬季的持续低温雾霾寡照天气使得草莓植株生长缓慢，长势较弱，果实个头小，品质和产量下降。据郑州市农业部门统计，由于2013年冬季低温寡照的影响，全市蔬菜生产遭受严重损失，大棚蔬菜产量下降30%～60%，个别小青菜绝收；由于光照不足，还造成蔬菜生长速度慢，植株生长势弱、抵抗力低下，病害多发，蔬菜质量下降。

2.2 雾霾寡照天气大棚内20 cm地温变化特征分析

2013年1月28日—2月1日棚内20 cm地温持续下降，直到2月1日下午开始回升。2013年12月15—26日20 cm地温总体上呈明显下降趋势，由于19—22日有光照，20 cm地温在午后有小幅回升（图2）。

2.3 雾霾寡照天气大棚内湿度变化特征分析

连阴期间，棚内相对湿度大。2013年1月28日—2月1日，除了1月28日和2月1日的午后有短暂时间相对湿度在90%以上，其余时间段相对湿度都大于100%，棚内水汽长时间处于过饱和状态；2013年12月15—26日，除了有光照期间相对湿度有短暂时间下降外，其余大部分时间段相对湿度都在80%以上（图3）。棚内较高的湿度是诱发病害发生的重要因素，因此在低温连阴期间一定要采取适当通风、调整施药方式等多种措施降低棚内湿度，抑制病害发生流行。

2.4 大棚内最低气温预报

最低温度是限制作物生长的重要因素，不同品种、不同发育期对温度有不同的要求，低于一定的温度，作物会停止生长甚至形成灾害。低温是影响郑州地区冬季大棚作物生长的主要气象灾害之一，因此提前预报棚内最低气温，及时采取措施进行棚内温度调节，可达到防灾减灾的目的。

本研究对2012年11月—2013年3月和2013年11月—2014年2月2个冬季共272天的气象数据资料进行统计分析，按照日照百分率0≤S≤20%为寡照天气的划分标准，挑取91个寡照天气数据资料建立最低气温预报方程。初步选取棚内最低气温、棚外最低气温、棚外最高气温、棚外总辐射累计、棚外有效辐射累计、棚内总辐射累计、棚内有效辐射累计、棚内相对湿度、棚内20 cm最高地温、棚内20 cm平均地温、棚内20 cm最低地温等因子，利用DPS软件进行相关性分析，进行因子筛选，并采用逐步回归分析的方法，建立以下方程：

T内min=-3.958+0.292T外min+0.782T内20min-1

公式中：T内min为棚内最低气温预报值，T外min为棚外最低气温预报值，T内20min-1为前1天棚内20 cm最低地温。

方程通过了0.001的显著性水平检验，F=382.364，R2=0.948。该方程最低气温观测值与拟合值绝对误差98%小于2℃，同时用该方程对2014年3月雾霾寡照天气棚内最低气温进行预报，绝对误差值均小于2℃（图4），因此，用该方程来做寡照天气大棚内最低气温预报效果良好，已应用于实际业务服务，预报和发布郑州市蔬菜大棚温度预报。

3 雾霾寡照天气生产管理措施

低温雾霾寡照天气对设施农业生产十分不利，要采取各种措施保障大棚蔬菜水果的正常生长，避免造成损失。

（1）增温。在预报棚内气温较低时，可在大棚周围燃烧秸秆树叶熏烟，以减少大棚的热量向高空辐射，减少热量散失。（2）及时通风。只要棚内温度允许，就要尽量放风，降低棚内湿度，可有效防止病害的发生和流行。（3）喷施药剂。有针对性地利用专用杀菌剂进行预防和防治，抑制病害的发生和发展。施药方式采用烟剂或粉剂，避免棚内湿度升高。（4）连阴天时，在不影响棚内蔬菜对温度要求前提下，白天尽量揭开草苫，使蔬菜接受散射光照射，不可以连续几天不揭草苫。（5）补光。利用专用日光灯、水银灯、碘钨灯、返光幕等具有增强光照的设施，将棚内光照强度提高到光补偿点以上（草莓的光补偿点较低，为0.5万～1.0万lx），使作物有充足的光照进行光合作用，避免寡照天气的不良影响。（6）喷施叶面肥。叶面喷施尿素、喷施宝及各种新产专用叶面肥，提高光合作用能力。（7）及时清理植株的老叶、病叶、死叶，改善棚内蔬菜光照条件，避免病害传播。（8）选择温度高时，清扫或水洗棚膜，保持棚膜清洁，提高透光率。

4 结论与讨论

（1）低温寡照天气条件下棚内气温及20 cm地温均呈明显下降趋势，最低气温甚至降到了5℃以下，相对湿度又持续较高，对棚内蔬菜水果的生长十分不利。

（2）本研究采用逐步回归的方法，建立了寡照天气棚内最低气温预报方程，且预报效果好，已在实际服务中应用，并针对低温寡照天气提出了预防和防御措施，可有效提高大棚抵御灾害的能力。

（3）本研究中使用了2个冬季的观测资料，时间序列较短，随着资料的积累和研究的深入，预报结果在精度上会进一步提高。

（4）半地下式日光温室保温性明显优于普通日光温室[20]，笔者在试验研究中也发现，同样的天气条件下，半地下式温室内最低气温较普通温室平均可提高3.4℃，增温效果明显。目前郑州地区半地下式日光温室还没有普遍推广，因此可大力发展半地下式日光温室，为室内作物生长提供较好的温度环境，减少低温灾害造成损失。

参考文献

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作者：程芳芳等

雾霾影响设施农业论文 篇2：

高校主导的草莓观光生态示范园构建要点及农艺技术优势分析

摘要：分析了高校主导的校企联合草莓生态观光园的基本构架及草莓设施农业中无土立体栽培、育苗、补光、温度控制等主要农艺技术特点。指出校企联合草莓观光生态示范园相对传统草莓种植模式在农艺技术、市场和资金等方面的优势。阐明了生态示范园在服务当地农业中起到的作用——培育脱毒种苗、脱毒种苗检测、示范推广先进设施农业技术。在“两创”和地方高校转型的背景下，本研究为校企联合草莓观光生态示范园项目的可行性提供了理论依据，为地方高校建设观光农业、服务社会和创新转型发展做出了有益探索。

关键词：草莓；观光农业；设施农业；无土栽培

文献标志码：A

论文编号：ciasl5090008

0引言

2013年教育部开展了地方高校（主要是自1999年以来的新建本科高校）转型发展课题研究，明确指出地方高校的转型应以服务当地经济为重要任务。党的十八届三中全会明确提出：“加快现代职业教育体系建设，深化产教融合、校企合作，培养高素质劳动者和技能型人才。”2014年2月26日国务院常务会议做出“引导部分普通本科高校向应用技术型高校转型”战略部署。2014年3月22日教育部负责人在“中国发展高层论坛明确“600多所地方本科高校实行转型”。时间紧任务重，在此背景下，全国共计有600多所地方本科院校面临着转型的挑战与压力嘲。

服务当地农业是地方高校生命科学学院服务社会的一个重要方面，地方高校在服务当地农业方面应起到推广新技术、生产示范、技术支持等作用。农业观光是具有景观观赏、生产示范、休闲等多重功能的综产业，兼具“农业”和“旅游业”双重属性，是地方高校生命科学学院服务当地社会的重要项目。本身就利于产学研的一体化，并且具有休闲娱乐、生产示范、技术推广、技术支撑服务、种苗生产等功能。

地方高校推广农业观光项目需要突出地方特色，同时又要注重经济效益和社会效益。草莓观光采摘产业的优势在于：首先，设施草莓上市期是冬季过年前后，临近春节人们草莓消费量大且采摘休闲需要较为突出。冬季新鲜水果较少，采摘项目没有其他水果竞争，草莓作为高档水果消费量大、价格高、不易储存和运输因此不易受到外地市场价格影响其次，设施草莓兼具采摘和休闲性，能够突出档次高、科技含量高的特色，为相关高校和企业带来大量的社会传播效益，利于快速形成高档品牌优势；最后，当地农民草莓种植技术落后，可以示范推广先进设施技术，出售本地驯化脱毒种苗，建立脱毒种苗检测服务，达到服务当地经济的目的。

1.高校主导的草莓生态观光园的基本构架

1.1高校在校企联动中的作用与角色

地方高校可以依托生命科学学院和农学院的技术实力，以应用型高校转型为契机，开启校企合作，综合利用学校自有资金和社会投资建设具有综合社会效益的草莓观光生态示范园项目。

草莓观光生态示范园需要高档的圆拱型连栋温室，其建造成本较高，且组织培养育苗等技术需要建设实验室和较高的技术水平，这对普通企业是一个巨大的前期投资且具有较高的风险。高校可以依托实验室和实训基地建设，或以成立混合所有制公司的形式建设育苗、观光、采摘用草莓观光生态示范园区。利用自身技术实力为校企联合产业分担实验室建设费用和技术风险，以采摘、育苗、生态观光、学生实习、项目示范为主。企业后期实现盈利后反补高校，进一步扩大草莓观光生态示范园的规模，为高校提供更优质的教学、科研环境及横向资金项目。

1.2企业在校企联动中的作用与角色

企业的优势在于能够在土地流转中获得位置比较好的大面积土地，可以依托高校提供的种苗及技术支持扩大生产，做生产端的示范项目。企业生产过程中可以选择造价经济实惠的冬暖式双层全钢架无立柱温室做扩大生产。同时在有了一定的经济效益和社会知名度后，可以投资以圆拱型连栋温室为基础的大型采摘园和生态餐厅，同时可以根据所处地理位置规划农家乐等旅游休闲项目。

2.农艺技术优势分析

2.1无土立体栽培模式优势

普通大棚草莓多采用传统种植方式，采摘的时候游客需要弯腰弓背拨开叶子寻找草莓，辛苦费力，而且档次较低，作为主打休闲的观光示范园，这种用户体验是远远不够的。

在草莓观光生态示范园中可以采用“品”字形立体栽培模式——栽培架设有左右对称呈高低阶梯状分布的数条栽培槽。栽培槽内基质容器采用无纺布加一层导水膜构制，栽培床距60-70cm。相对其他立体栽培方式具有性价比高、产量高、便于操作等优势。“品”字形栽培架有单层、双层、4层等架构，研究表明4层阶梯形栽培架种植密度较高，产量更高，层次感更优美，更适合观光采摘。双层品字架投入产出比高，受光条件优秀，操作简单，适合企业大规模扩大生产。

立体无土栽培种植方式优势主要有：（1）提高了游客采摘的科技感和档次感，游客不用弯腰弓背就可以很轻松地摘取合适的果实，即提高了用户体验又避免了误采或踩踏造成的产量损失；（2）立体化无土栽培可以使种植更为灵活，草莓更适应中性或弱碱性土壤，不同品种的草莓往往对土质要求区别很大，采用无土栽培可以根据不同的草莓品种调配培养液营养土，便于种植‘黑草莓’、‘满天星’、‘红颜’、‘章姬’等优质草莓品种；（3）研究表明，立体种植相比地面栽培可以提高50%-90%产量，更高效地利用了空间和光照，提高了单位面积产量[12]g（4）无土立体栽培模式节省管理成本并且种植资金和技术门槛较高，有利于形成技术壁垒，避免过多同业竞争。

2.2育苗优势

地方草莓种植户往往会出现长期连作的问题，长期连作造成草莓长势产量逐年下降，果品质量逐年下降，草莓品种退。研究表明，在长期连作的影响下，由于草莓以匍匐茎无性繁殖为主，一旦同一区域草莓感染病毒，一代感染代代相传。某些地区草莓斑驳病毒、草莓轻型黄边病毒、草莓镶脉病毒、草莓皱缩病毒的侵染株率高达100%，同时感染2种以上病毒的感染率在50%以上。相对普通草莓，脱毒草莓苗在单株挂果率和平均产量方面均有显著提高，其中一代脱毒苗相对普通苗在产量上从40245 kg/hm²提高到62182 kg/hm²增产54.5%，达到极显著水平。欧美日等国80%以上种植脱毒草莓种苗，产量和品质提高显著。

校企联动中，高校需提供种苗的核心技术，目前市场上种植的草莓往往存在品种退化、产量降低、病虫害严重、畸形果过多等问题，很多草莓种植户急需更换种苗，但是优良品种的草莓种苗优化需要用到脱毒组织培养技术。目前草莓脱毒技术虽然已有广泛研究，但是多种研究表明，草莓的脱毒技术在不同品种和不同地区适应不同土壤环境不同光照条件等细节上具有明显差异，例如不同基质、不同生长素、对草莓脱毒苗驯化和后期复壮影响较大。高校可以利用教学科研实验室组织本科生以实验课的形式大批量生产组织培养苗，进一步在连栋温室中扩大生产即可生产大量的草莓种苗。可以灵活推出最适合当地水土的优良草莓品种种苗，做到优良草莓品种的本地驯化，也可以依照不同的地区优化最适合的草莓品种。草莓脱毒种苗价格昂贵且市场鱼龙混杂、良莠不齐，多次出现以次充好坑害农户的行为。高校可以利用自有实验室应用RT-PCR技术检测种苗是否为脱毒种苗”目，既可为自身脱毒种苗提供质量保证，又可以为当地农户鉴定外购种苗，达到服务社会的效果。这种高校主导的育苗生产方式最大的优势是能够激活高校现有实验室资源，不用再投入资金建设实验室。高校具有完整的科研技术体系，同时以学生实验课的形式组织生产能够节省大量的管理经费和工人工资。

2.3补光技术优势

草莓是喜光植物，草莓在花芽形成期，要求10-12 h的短日照和较低温度。在开花结果期和旺盛生长期需要12-15 h的较长日照时间。为了保证经济效益设施草莓一般春节前后上市，其生长期主要在秋冬季，目前国内秋冬季雾霾天气严重，不利于草莓的生长。研究指出雾霾造成的寡照会引起光照不足，棚内温度下降、湿度升高、植物抗性降低易发病等问题，对设施农业影响显著。

研究表明环境空气质量分指数（IAQD与设施内光合有效辐射成显著负相关性，当IAOZ指数大于200时，光合速率基本在5umol/（m²·s），草莓的光合速率和LAOI呈显著的负相关性。秋冬季生长过程中严重的雾霾天会造成光照不足，导致长势弱、不开花、挂果率低甚至不结果、长好的果子不变红、上市的草莓体积小口感不好或推迟成果上市时间等。例如，研究发现2013年北京地区秋冬季连续雾霾天造成了平均约4500-15000 kg/hm²的草莓减产。

面对雾霾的不利影响，草莓观光生态示范园可以采用补光技术减少损失。草莓补充光照应该注意不同波长的影响。研究表明草莓在较高的红光/蓝光比值下光合作用更适应于设施栽培的弱光条件。草莓的不同生长时期适合的光照条件不同，几种不同光质膜中蓝膜的抗氧化酶系统酶活性最强，绿膜次之，红膜的抗氧化酶系统酶活性最低。总体说来，红膜下发育的草莓叶片对光抑制最敏感，而蓝膜下发育的草莓叶片光合作用较耐光抑制。因此在生长阶段红光带来的产量最高，而育苗时应采用蓝光补充照明。农用钠灯由于红光输出较强对草莓补光能够起到更好的效果。从经济成本上分析，折合每公顷大棚需要多投入约30000元灯和电的照明成本，以每公顷75000株计算可增产4605 kg，更重要的是可以使草莓提前20天上市。

传统的草莓种植户无法解决雾霾造成的光照问题，而使用补光灯电费成本投入过高。农民在没有看到利润前往往不会投资。在校企联动种植模式下可以采用补光技术提高光照时间。由于采摘模式能够获得更好的经济效益，因此能够承担补光技术费用。结果期加强光照能够使设施草莓更早上市，产出更优质的果实，获得更大的利润。在大棚多种设施农艺技术的配合下，能够很好地对抗雾霾造成的损失，而农民自种草莓则无法幸免，因此在市场缺乏竞争对手的情况下，设施草莓能够提供超额经济价值。

2.4温度精确控制优势

大棚冬季产草莓要求：定植期白天30°C，晚上不低于12°C；显蕾期白天25-28°C，夜间不低于10°C；开花期白天温度23-25°C，夜间不低于80C；果实膨大期白天最适温度为23-25°C，夜间不低于6°C；收获期白天不低于20°C，夜间不低于5°。

传统设施农业冬季保温主要依靠毡帘扣棚的方式，费时费力，并且毡帘扣棚保温的方式本身与草莓喜光的需求矛盾。尤其是北方地区冬季气温低，搭建大棚的时候需要地下下沉1～2m，并且搭建防风墙，建筑成本较高。

采摘用圆拱型连栋温室可以采用电热丝或管道暖气式风暖供暖，可以通过控制风暖实现温度的精确控制，冬季可比露地气温提高10-15°C，并且可以做到不损失光照，夜间可打开通风装置，提高昼夜温差有利于草莓的糖分固定，提高草莓的甜度和口感。冬暖式双层全钢架无立柱温室，采用双层骨架搭配内外2层膜棚内温度可比露地气温提高5-10°C，必要时可以采用电热丝加热，基本能做到在保证温度的同时兼顾经济性。

2.5秸秆发酵生态肥料

在整个循环设施农业中，沼气池是将生物质转化成肥料和能源，将农作物无用部分转化为生态循环的重要一环。尤其是麦秸秆和玉米秸秆焚烧污染问题严重的情况下，尽快普及沼气不仅具有重要经济意义，更具有生态综合效益”。中国北方地区冬季温度低，无法使用沼气发酵。在设施草莓农业中，可以将沼气池预埋在草莓大棚中，借助大棚的保温性实现冬季的沼气生产。大棚内可以使用沼气灯作为补光光源，既可以为草莓补充光照，又可以在夜间提升棚内温度和二氧化碳浓度，实现棚内的生态循环。沼气生产的沼渣液可以经爆气处理，陈放10天后过滤，定期混入滴灌系统和叶面喷灌系统，实现水肥一体化。生态肥料技术配合生态病虫害防治可以实现绿色有机生产。草莓观光生态示范园可以申请绿色有机认证，有利于提升品质打造品牌，创造更好的经济效益。

2.6病虫害综合防治

常见病害起因主要包括温度和湿度2个方面，研究表明在精确控制湿度和温度的前提下可以有效避免病害的发生。例如最常见的白粉病在整个生长季节均可发生，白粉病是真菌类病害，对温度和湿度非常敏感，在温度为15-20°C时最易发生，设施农业中可以通过对温度和湿度的实时监控，尽量控制在15-20°C时的棚内湿度。及时清理老叶病叶和病果，带出大棚集中深埋销毁。此外，危害最大的灰霉病、轮斑病、叶斑病均为真菌类病害，此类病害均对氮肥、温度、湿度敏感，在设施大棚中可以通过实时监控温度湿度等因素便利地调节最适条件，做好病害高发时期的预防工作。

草莓中最常见的虫害有红蜘蛛、蚜虫、盲椿象等。由于设施农业采用封闭化立体种植，可以适当放养七星瓢虫、草蛉等虫害天敌，同时设置补虫板、紫外诱捕灯物理手段控制害虫，做到以物理、生物防治为主，少用或不用农药。在传统地膜拱棚中很难做到温度湿度的精确控制，因此设施农业中更适合用物理因素控制病虫害，可以避免大量使用农药，既保证了草莓的有机品质又降低了生产成本。

草莓在多年的连作过程中会出现土壤肥力下降、土壤中病虫害孢子、卵增多、病虫害愈发严重的情况。无土栽培的草莓由于采用了基质种植，可以实现基质的定期更换和灭菌，从而从根本上减少病虫害发病。采用土壤的设施农业也可以通过夏季高温焖棚、喷洒消毒液等方式有效实现土壤灭菌。

3.结语

休闲观光农业最初出现于20世纪三四十年代的意大利、奥地利等国，随后在美英法德等发达国家逐步兴起。到20世纪七八十年代，日本、新加坡和台湾省陆续成为休闲观光农业的开发热点。80年代中后期，中国开始出现休闲观光农业，90年代起在沿海发达地区发展壮大，2000年后随着政府支持和人民经济收入的提高，休闲观光农业在全国范围内快速发展。2009年中央1号文件明确提出：“农业不仅具有食品保障功能，而且具有原料供应、就业增收、生态保护、观光休闲、文化传承等功能，要开发农业多种功能，健全发展现代农业产业体系。”鼓励社会积极发展生态观光农业，生态观光农业发展迅速。但目前国内生态观光农业仍以中低档次消费为主；从发展阶段看，尚处于发展的初期阶段，目前仍普遍存在政府包办、档次不高、规模小、技术水平不高等先天不足。

笔者分析了校企联合草莓观光生态示范园在农艺技术、市场和资金方面的优势，在目前非常有利的政策形式下（土地流转、提倡混合所有制、城镇化建设、高校转型服务地方经济），校企联合模式很好地弥补了国内生态观光农业的先天不足，校企联合草莓观光生态示范园天然上同时具有技术和资金的双重优势。在“两创”和地方高校转型的背景下，本研究为校企联合草莓观光生态示范园项目的可行性提供了理论依据。为地方高校建设观光农业、服务社会和创新转型发展做出了有益探索。本研究表明，校企联合草莓观光生态示范园项目是高校转型、服务当地社会的可行之路。

作者：马亢　朱晓琴　李银龙

雾霾影响设施农业论文 篇3：

温室对作物生长光环境的影响分析

由于温室的封闭性，并不是所有的太阳辐射都会进入温室内，有相当部分被挡在了温室外面。温室结构件、覆盖材料的材质、覆盖材料的灰尘、覆盖材料的结露都会影响最终进入温室的光。加之，连阴天、雾霾天气、大气污染等胁迫，使得温室人工调光十分必要，并且需求迫切。合理的温室补光越来越重要，通过科学补光来提高温室作物的产量和质量将是一种必然选择。如何才能最大限度地保证作物对光的需求呢？“本期策划”聚焦改善温室内作物生长光环境的相关技术，尤其是补光技术的研究。

温室给作物提供了一 个环境可控的生长条件，保证了作物生产的可持续。温室的设计不仅考虑到结构安全性，还需考虑作物对光、温、水、气、肥的需求，本文从温室如何利用光、如何改变了光的角度介绍了温室对作物生长光环境的影响。

作物与光

太阳总辐射可以分为紫外（UV）、可见光（PAR）、近红外（NIR）、远红外（FIR），如表1所示。紫外辐射中小于300 nm的光由于大气层的作用不会达到地球。紫外辐射、光合有效辐射、红外辐射对作物生长发育的影响各不相同。太阳紫外辐射按生物效应可分为弱效应波长（UV-A）、强效应波长（UV-B）和超强效应波长（UV-C）。其中，UV-C属于灭生性辐射，多数植物受到UV-C辐射后几乎立即死亡。UV-A辐射对植物基本无害，对植株的形态形成，如茎秆和叶片的生长有利，另外对色素的形成、维生素C的形成有积极作用[1]。UV-B为生物有效辐射，绝大多数植物受到UV-B辐射后会产生胁迫及应激反应。随着工业化发展，臭氧层形成空洞，增大了UV-B的辐射量。因为臭氧每减少1%，到达地表的UV-B辐射强度增加2%[2]。可见光（PAR）也称为光合作用有效辐射，是植物光合作用最重要的光。NIR、FIR对作物的光合作用几乎没有贡献，但对温室的热环境产生重要影响。

植物的光合作用，即光能合成作用，是指含有叶绿体绿色植物在可见光的照射下，经过光反应和碳反应，利用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。1937年HOOVER公布了小麦的光合作用曲线，发现了在红光和蓝光具有两个比较重要的波峰。之后很多作物学家积极研究作物与光的关系，美国德州农工大学（Texas A&M University）生命科学与生物系教授McCREE测试了22 种作物的光合作用生长曲线，其中，蔬菜类共测试7 种，分别是生菜、番茄、萝卜、卷心菜、黄瓜、香瓜、南瓜。选取的波长分别为350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725 nm。测试结果见图1～图7，其中，生菜的两个峰值分别为425、600 nm； 番茄的两个峰值分别为450、625 nm；萝卜的两个峰值分别为450、600 nm；卷心菜的两个峰值分别为425、600 nm；黄瓜的两个峰值分别为450、600 nm；香瓜的两个峰值分别为425、600 nm；南瓜的两个峰值分别为425、625 nm[3]。将图1～图7叠加后形成图8，7种蔬菜作物在500 nm以下重合度不高，但在500 nm以上具有较好的重合度，综合来看，蔬菜的光合作用峰值集中在425、600 nm。蔬菜的光合作用曲线证明了400～700 nm太阳光合有效辐射的重要性。光合作用曲线的两个峰值成为温室内补光设计的重要依据。

温室内的光

作物生长需要光，但温室作为一个密闭的作物生长系统将自然光与作物隔离。如何才能最大限度地保证作物对光的需求呢？由于温室的封闭性，并不是所有的太阳辐射都会进入温室内，有相当部分的太阳輻射将被阻挡在温室外面。温室结构件、覆盖材料的吸收和反射、覆盖材料的灰尘、覆盖材料的结露都会影响最终进入温室的光。

温室结构对光的影响

对于不同的温室结构，屋脊天沟朝向会影响透光率，试验结果见图9[4]。光的透光率随着屋面倾角的增大而增大，冬季的时候，东西向的温室要高于南北向温室，而夏天则相反。温室的整体透光率，对于连栋温室来说平均不到60%，塑料大棚透光率较高，大约70%。而我国日光温室的透光率大约在50%～70%。

温室覆盖材料对光的影响

温室覆盖材料不仅影响进入温室的光的总量，还影响光的品质。如表2[5]所示，不同覆盖材料具有不同的透光率，从透光率大小看，目前最好的透光覆盖材料是ETFE膜。

不同的覆盖材料对不同波长的光的透过率也不同，从而直接改变了温室内的光环境。几种典型温室透光覆盖材料的分光透过性能曲线如图10所示。PC中空板为了保证使用寿命，添加了UV吸收剂，在400 nm以下几乎不透过任何太阳辐射。PE膜由于材质较薄，几乎透过所有太阳辐射。而浮法玻璃在可见光部分保持较高的透过率，在UV-A有一定的透过率，而在UV-B段几乎不透过任何太阳辐射。从光合作用有效辐射的角度看，三种常规温室覆盖材料均能满足透光的需求。但从紫外区域看，玻璃更具优势，它可以允许UV-A透过，而阻断了UV-B进入温室的可能。而薄膜在UV-B阶段仍然保持较高的透过率。

温室覆盖材料上的灰尘对光的影响

温室覆盖材料上的灰尘严重影响进入温室内的光的总量。温室覆盖材料长期暴露在空气中，材料老化、各种灰尘、烟尘都会影响覆盖材料的透光率。日光温室由于保温被、草帘的卷放，外加水、泥的影响更为巨大，透光率损失高达30%。

温室覆盖材料结露对光的影响

温室内高湿环境容易造成透光覆盖材料内部的结露，覆盖材料在干湿两种环境下的透光率相差很大。试验结果表明，对于塑料膜温室影响可达8%。但是对于进行流滴处理的塑料薄膜，结露不但没有降低温室的透光率，还可以提高温室透光率，见表3[4]。

雾霾天气对光的影响

最近几年的雾霾天气直接导致冬季生产温室内的光照严重不足，日光温室内白天的温度下降到15℃以下，夜间接近0℃，严重影响着蔬菜的生长发育。表4是石家庄近三年来的雾霾天统计，雾霾天气已经成为比连阴天、极端低温天气对设施农业生产更为不利的影响因素[6]。

如何改善温室内作物生长光环境

结构尽量轻巧，减少阴影面积

科学合理的温室建筑结构设计，可以最大限度的提高温室的透光率，例如全开屋面温室比传统的开窗温室透光率可提高6%～8%[7]。增加温室的高度、跨度，降低立柱、桁架等结构构件的截面尺寸都不同程度的提高温室的透光率，增加进入温室的光辐射总量。屋面铝型材、铝天沟构件比传统的钢制件更为紧凑轻巧，都不同程度地降低阴影面积。

选择高透光高散射或可转光的覆盖材料

在玻璃方面，出现了低铁超白压延玻璃，玻璃表面形成减反射层，改变玻璃表面结构，从而达到减少玻璃表面对太阳光的反射比，提高透射比的作用，透射比高达97.5%。而高散射玻璃可以让更多的光到达作物下部，提高作物总的光和效率。尤其是在阴天或多云天气，效果更为突出。在农膜方面，在聚乙烯农膜中加入一定的转光剂得到转光膜，可有效地将植物光合作用不能充分利用的紫外光、绿光等转化为可被植物高效利用的蓝光、红光等，转光膜的出现可提高光能的利用率[8]。

采用内外遮阳系统或在覆盖材料上涂覆涂料

进入温室的光并非越多越好，不同季节不同作物对光的要求不同。为了增大温室对光环境的調节功能，增加内外遮阳系统可以给温室增加对光的调节能力。遮阳网已经具有选择透过太阳辐射的能力。除了选择遮阳网，给温室外表面涂覆遮阳降温涂料也是一个方法，荷兰80%以上的温室在夏季通过涂覆涂料进行遮阳。

经常清洗温室透光覆盖材料

覆盖材料的清洗是经济实用的改善温室光环境的措施，经常用水清洗覆盖材料，可以显著改善温室的总透光率。在温室覆盖上设置除尘带，除尘带在风的作用下随风摇摆，与棚膜摩擦可以将温室棚膜长期保持干净状态，是一种非常不错的自动棚面除尘方法。

必要的人工补光

地理纬度、季节、天气条件都会影响进入温室的光，温室的结构、材料对光也产生重要的影响，给作物最适宜的太阳辐射变得困难。必要的补光技术可弥补温室结构、天气条件的影响。补光技术目前最热的是LED补光技术。LED补光灯具有体积小、寿命长、能耗低、发光效率高、发热低等优点，而且还能根据作物的需求进行光谱的精确配置[9]。

结语

作物对光的需求是温室设计的重要依据，温室中光的重要性越来越多的被种植者所重视，越来越多的温室种植者通过遮阳、覆盖材料清洗、选择高散射的覆盖材料，以及使用补光灯来改善作物生长环境。最近几年，温室结构设计者不断推出新的温室形式，温室的高度、跨度呈现大型化趋势，极大地改善了作物生长的光环境。在材料构件方面，高透光高散射玻璃、转光膜以及可透光的光伏组件逐渐在温室建造中使用，将温室的使用功能进一步拓宽。在温室内的主动补光方面，LED技术的研究已成为当下的热点，与高压钠灯的联合补光、株间补光将补光技术的应用多样化和实用化。此外，LED补光技术也不仅限于红蓝光，绿光、混合白光也越来多的出现在温室生产中。作物种类繁多，随着分光技术的发展，作物与光的关系曲线也将被更多的作物学家谱写。

【参考文献】

[1] 齐艳，邢燕霞，郑禾，等. UV-A和UV-B提高甘蓝幼苗花青素含量以及调控基因表达分析[J]. 中国农业大学学报，2014，19（02）：86-94.

[2] 徐佳妮，雷梦琦，鲁瑞琪，等.UV-B辐射增强对植物影响的研究进展[J].基因组学与应用生物学，2015（06）：1347-1352.

[3] McCree K J. The action spectrum， absorptance andquantum yield of photosynthesis in crop plants[J].Agricultural Meteorology， 1972（9）：191-216.

[4] Elsner B von， Briassoulis D， WaaijenbergD，et.al.Review of structural and functional characteristicsof greenhouses in European Union countries：Part 1： Design requirements[J]. Agric. EngineeringResearch，2000a，75：1-16.

[5] Dries W. Design， construction and maintenance ofgreenhouse structures[J]. ActaHorticulturae，2006，710：31-42.

[6] 郭晓慧，赵辉娟，王艳霞，等.冬季雾霾天气对温室蔬菜生产的影响及应对措施[J]. 蔬菜，2015，（04）：72-75.

[7] 齐振宇，丁文雅，吴运荣，等.屋顶全开启型Venlo式温室的采光性能[J]. 中国农业气象，2015，36（03）：272-277.

[8] 范献忠. 新型纳米转光材料的合成及表征[D].泰安：山东农业大学，2014.

[9] 杨其长，徐志刚，陈弘达，等.LED光源在现代农业的应用原理与技术进展[J].中国农业科技导报，2011，13（05）：37-43.

作者：丁小明