第一节光环境特点及其调控

光环境对温室作物的生长发育产生光效应、热效应和形态效应，直接影响其光合作用、光周期反应和器官形态的建成，在设施园艺作物的生产中，尤其是对喜光园艺作物的优质高产栽培中，具有决定性的影响。

一、设施的太阳辐射

温室内的光照来源，除少数地区和温室进行补光育苗或栽培时利用人工光源外，主要依靠自然光源，即太阳光能。对绿色植物的吸收而言，用光量子通量密度来反映光能对植物的生理作用，同时温室作物生产中光环境功能的表达，也不仅依赖占太阳总辐射能量50％的可见光部分，还包括分别占太阳总辐射能量43％和7％的红外线辐射和紫外线辐射。

二、设施内的光环境特征

首先是总辐射量低，光照强度弱。温室内的光合有效辐射能量、光量和太阳辐射量受透明覆盖材料的种类、老化程度、洁净度的影响，仅为室外的50％-80％，这种现象在冬季往往成为喜光果菜类作物生产的主要限制因子。其次是辐射波长组成与室外有很大差异。

由于透光覆盖材料对光辐射不同波长的透过率不同，一般紫外光的透过率低。但当太阳短波辐射进入设施内并被作物和土壤等吸收后，又以长波的形式向外辐射时，多被覆盖的玻璃或薄膜所阻隔，很少透过覆盖物，从而使整个设施内的红外光长波辐射增多，这也是设施具有保温作用的重要原因。第三是光照分布在时间和空间上极不均匀。温室内的太阳辐射量，特别是直射光日总量，在温室的不同部位、不同方位、不同时间和季节，分布都极不均匀，尤其是高纬度地区冬季设施内光照强度弱，光照时间短，严重影响温室作物的生长发育。

三、影响设施光环境的主要因素

1．散射光的透光率

太阳光通过大气层时，因气体分子、尘埃、水滴等发生散射并吸收后到达地表的光线称为散射光。散射光是太阳辐射的重要组成部分，在温室设计和管理上要考虑充分利用散射光的问题。

2．直射光的透光率

依纬度、季节、时间、温室建造方位、单栋或连栋别、屋面角和覆盖材料的种类等而异。

(1)构架率

温室由透明覆盖材料和不透明的构架材料组成。温室全表面积内，直射光照射到结构骨架(或框架)材料的面积与全表面积之比，称构架率。构架率愈大，说明构架的遮光面积愈大，直射光透光率愈小，简易管棚(大棚)的构架率约为4％，普通钢架玻璃温室约为20％，Venlo型玻璃温室约为12％。

(2)屋面直射光入射角的影响

影响太阳直射光透光率的种种因素，多是由于影响直射光入射角的大小所致。太阳直射光入射角是指直射光线照射到水平透明覆盖物与法线所形成的角。入射角愈小，透光率愈大，入射角为0时，光线垂直照射到透明覆盖物上，此时反射率为0。透光率随入射角的增大而减少，入射角为90时透光率约83％，入射角为40或45，透光率明显减少。若入射角超过60的话，反射率迅速增加，而透光率就急剧下降。

(3)覆盖材料的光学特性

FRP板和PC板、PET板均不透过紫外线，PE膜、MMA板、PVC膜和玻璃都能透过紫外线。由于紫外线部分290mm以下的波长被臭氧层几乎全部吸收掉，不能到达地面，所以这四种材料紫外线的透过率，实质上不存在差异。至于可见光部分，各种覆盖材料的透光率大都在85％-92％左右，差异不显著。

由于各种覆盖材料使用后的污染、老化及水滴水膜的附着，使透光率大为减弱，光质也有改变。一般PVC膜易被污染，PE膜次之，玻璃污染较轻，如使用有滴膜，且不经常清除污染，则这种膜会因附着水滴而使透光率降低20％左右，因污染使透光率降低15％-20％，因本身老化透光率降低20％-40％，再加上温室结构的遮光，温室等设施的透光率最低时仅有40％左右。

(4)温室的结构方位的影响

温室内直射光透光率与温室结构、建筑方位、连栋数、覆盖材料、纬度、季节等有密切关系，因此必须要选择适宜的温室结构、方位、连栋数和透明覆盖材料。从我国温室分布的中高纬度地区看，冬季以东西单栋温室的透过率最高，其次是东西连栋温室，南北向温室光透过率在冬季不及东西向，但到夏季，这种关系发生了逆转。南北向优于东西向。因此从光透过率的角度看，东西向优于南北向，但从室内光分布状况来看，南北向较东西向均匀，因为东西向温室由于构材和北屋面形成一阴影弱光带，使北侧几跨温室靠北边床面的透光率下降，形成凹凸不匀的光分布状况。

 我国北方日光温室的实际建造方位，在黄淮地区以南偏东5^。-10^。为多，而气候寒冷的高纬度地区则多以南偏西朝向居多。

四、光环境的调控

（一）光强的调控

1．遮光

芽菜和软弱蔬菜、观叶植物、花卉、茶叶等进行设施栽培或育苗时，往往通过遮光来抑制气温、土温和叶温的上升，以改善品质，保护作物的稳定生产，或者进行短日照处理，都要利用遮光来调控光照时数或光强。遮光用资材分为外覆盖与内覆盖用两类，但也有在玻璃温室表面涂白进行遮光降温的。

外覆盖的遮量降温效果好，但易受风害；内覆盖不易受风吹，但易吸热再放出，抑制升温的效果不如外覆盖的。

遮光目的是降温或抑制升温，遮光率愈大，抑制升温效果也越大，在内覆盖方式下，银灰色较黑色网抑制升温的效果好。

2．人工补光

主要目的有两个，一是调节光周期，抑制或促进花芽分化，调节开花期和成熟期，在菊花、草莓等冬季栽培上广为应用，通常称为电照栽培，一般要求光强较低。另一目的是促进光合作用，补充自然光的不足，高纬度的北方冬季夜长昼短，为促进生长，采取补光栽培，要求光强在补偿点以上。

3．提高温室内光照透过率主要措施有：

(1)选择适宜地区

选择冬半年光照充足地区建温室，选冬春阴雨雪天少、尘埃、烟雾等污染少的地区。

(2)改善设施的透光率

①选用透光性好、防尘、抗老化、无滴的透明覆盖材料，且透紫外光多，透长波红外辐射。

②采用合理的屋角面，如我国北方日光温室南屋面角在北纬32^。-34^。区域内应达到25^。-35^。。

③温室架构选材上尽量选结构比小而强度大的轻量钢铝骨架材料，以减少遮光面。

④注意建造方位，北方偏脊式的日光温室宜选东西向，依当地风向及温度等情况，采用南偏西或偏东5°-10°为宜，并保持邻栋温室之间的一定距离。大型现代温室则以南北方向为宜，因光分布均匀，并要注意温室侧面长度、连栋数等对透射光的影响。

(3)加强设施的光照管理

①经常打扫，清洗，保持屋面透明覆盖材料的高透光率。

②在保持室温适宜的前提下，设施的不透明内外覆盖物(保温幕、草苫等)尽量早揭晚盖，以延长光照时间增加透光率。

③注意作物的合理密植，注意行向(一般南北向为好)，扩大行距，缩小株距，增加群体光

透过率。

④张挂反光幕和玻璃温室屋面涂白等增加室内光分布均匀度，夏季涂白，可防止升温等。

(二)光照长度的调控

作物光周期反应的控制，促进或延缓花芽分化或打破休眠期，分为长日照处理与短日照处理。

1．短日照处理

短日照处理采用遮光率为100％的遮光幕覆盖，如菊花遮光处理，可促进提早开花。

2．长日照处理

长日照处理采用补光处理，如菊花电照处理可延长秋菊开花期至冬季三大节日期间开花，实现反季节栽培，增加淡季菊花供应，提高效益。

(三)光质的调控

覆盖材料光波透过率中重要波长域是紫外线，紫茄子温室栽培若无紫外线就着色不好，月季花的着色与紫外线也有关系，同时温室草莓、甜瓜栽培放蜂传粉的话，用除去紫外线的薄膜覆盖会影响蜜蜂传粉，但能抑制蚜虫的发生，并促进茎叶的伸长。