【正文】 – 被葉綠素吸收最多的是紅光 ， 同時(shí)作用也最大 – 黃光次之 – 藍(lán)紫光的同化作用效率僅為紅光的 14% ? 但在太陽(yáng) 散射光 中 ， 紅光和黃光占 50～ 60%， 而在 直射光 中 ， 紅光和黃光最多只有 37%。 如黃瓜 ， 甜椒 ， 甘藍(lán)類 ， 白菜 、 蘿卜等 （二）光周期的生物學(xué)效應(yīng) 設(shè)施栽培光照時(shí)數(shù)不足往往稱為限制因子 ， 因?yàn)樵诟吆貐^(qū)盡管光照度能達(dá)到 ， 但一天的光照時(shí)間太短 ， 不能滿足要求 ， 一些果菜類或觀花的花卉若不進(jìn)行補(bǔ)光難以栽培成功 。 如菠菜 、 萵苣 、 茼蒿等綠葉菜類在光照充足時(shí)能良好 生長(zhǎng) ， 但在較弱的光照下 ， 生長(zhǎng)快 、 品質(zhì)柔嫩 。 茄果類 /瓜類的西瓜 、 甜瓜 、 番茄 、 茄子等均屬此類 。 —— 光照強(qiáng)度影響作物花芽分化與果實(shí)產(chǎn)量： 光照強(qiáng)減弱，同化物減少，花芽分化推遲，著花數(shù)也減少，子房發(fā)育不良，受精能力下降。 第二節(jié) 光照的生物學(xué)效應(yīng) —— 光照強(qiáng)度影響作物的光合作作用： 在一定范 圍內(nèi)（光飽和點(diǎn)以下），光照越強(qiáng)，光合速率越高，產(chǎn)量也越高。直射光群落入射率受壟向的影響較大，東西壟向冬季的群落入射率高，夏季低，但南北壟向直射 光的群落入射率的季節(jié) 變化小，東西壟向種植 時(shí)，必須擴(kuò)大壟行間距， 否則會(huì)惡化作物下部的 光照狀況，我國(guó)溫室栽 培以南北壟行向?yàn)橹鳌? 溫室的方位影響溫室內(nèi)光的均一性 東西連棟溫室的直接輻射平均透過(guò)率的橫向分布不均勻，屋脊結(jié)構(gòu)等造成陰影弱光帶，透光率的大小差近 40％；南北連棟溫室的光照分布較均勻，一般是中央位臵的透光率高，東西側(cè)面略低 10％左右 。 東京地區(qū)直射光透過(guò)率的季節(jié)變化（藏田， 1986） 緯度、棟向、連棟數(shù)和季節(jié)直射光日照射的通過(guò)率（ 1天的累積量）（藏田， 1983） 下圖表示：溫室棟向?qū)χ鄙涔馔高^(guò)率季節(jié)變化的影響隨緯度的不同而變化 緯度越大影響越大，緯度越低影響越小。即使同一棟溫室，由于地球公轉(zhuǎn)，太陽(yáng)高度角隨季節(jié)變化，透過(guò)率也發(fā)生著很大的變化。 。 15 176。 α 東西向溫室正午屋面日光入射角 生產(chǎn)上，北緯 40176。 以下： 因此，南坡屋面的傾角 β應(yīng)為： 則有： θ =90176。 +βα 當(dāng)溫室縱向軸線沿南北向配置時(shí)，屋面的入射角為： θ=90176。 入射角對(duì)玻璃和透明塑料透光率的影響 當(dāng)溫室縱向軸線沿東西向配置時(shí)，南坡屋面的入射角為： θ=90176。 時(shí)透光率急劇減少。 的情況下，隨著入射角的增大，透光率降低速率顯著增大。以下時(shí)，其降低程度較小。在膜的表面涂抹親水材料形成防霧膜、無(wú)滴膜，可減小其影響。 溫室內(nèi)的水汽冷凝到覆蓋材料內(nèi)側(cè)，形成水珠，對(duì)太陽(yáng)直射光產(chǎn)生折射，使直射光的投射率大大降低，光質(zhì)也會(huì)改變。 2. 覆蓋材料的污損與老化： 覆蓋材料對(duì)太陽(yáng)輻射的透光率除自身的物理特性外，還受其表面附著塵埃、水汽和自身老化的影響。 PVC與 PE初始透光率均可達(dá)到90%， PVC隨著時(shí)間的推移，影響透光，使透光率很快下降。 C時(shí)硬化，抗拉力及耐沖擊性極差。 EVA有弱極性，可與多種耐侯劑、保溫劑、防霧劑混合吹制薄膜，相容性好，包容性強(qiáng)。如果生產(chǎn)大棚薄膜必須加入耐老劑、無(wú)滴劑、保溫劑等添加劑改性，才能適合生產(chǎn)的要求。 2．聚乙烯膜（ PE） ：質(zhì)地輕、柔軟、易造型、透光性好、無(wú)毒，適于作各種棚膜、地膜，是我國(guó)當(dāng)前主要的農(nóng)膜品種。日本在設(shè)施栽培中 80％左右覆蓋 PVC棚膜。 軟質(zhì)塑料膜的透光率 硬質(zhì)塑料膜 PET、 ETFE的可見光透過(guò)率高達(dá) 90%~93%，紫外線透過(guò)率也是最好的，特別是 ETFE膜， 300nm以下的紫外線透光率都高達(dá) 70%以上。但 EVA和 PE膜可透過(guò) 300nm以下的紫外線， PVC只能透過(guò) 300~380nm的紫外線。其余特性與玻璃相似，但抗老化性能差，透光率年遞減 1%以上。 FRP板、 PC板與玻璃一樣， 300nm以下波長(zhǎng)紫外線透過(guò)率很低。 □ 防爆防盜：貼膜玻璃的強(qiáng)度是普通玻璃的 420倍，防止玻璃碎片濺射傷人。 □ 單向透光：營(yíng)造個(gè)人空間，同時(shí)不影響欣賞室外的風(fēng)景。 ，降低空調(diào)能耗。玻璃能阻止 4500nm以上的長(zhǎng)波紅外線通過(guò)，對(duì)保溫有利，但 300nm以下波長(zhǎng)紫外光基本不透過(guò)。 ? 不同覆蓋材料的透光性能： 目前用于設(shè)施覆蓋的材料主要有玻璃、玻璃纖維聚酯板（ FRP板）、玻璃纖維樹脂板（FRA板）、碳酸樹脂板（ PC板）、聚丙烯樹脂板（ MMA板）、聚乙烯薄膜（ PE）、聚氯乙烯薄膜（ PVC）、醋酸丙烯薄膜（ EVA）以及硬質(zhì)塑料膜 PET、 ETFT等。 太陽(yáng)輻射光譜 3. 室外光照時(shí)間 北半球不同緯度晝長(zhǎng)變化 設(shè)施外光照時(shí)間與晝長(zhǎng)有關(guān)，晝長(zhǎng)隨著季節(jié)的變化而變化，但不同緯度地區(qū)有不同的變化，赤道附近地區(qū)季節(jié)變化時(shí)晝長(zhǎng)變化很小。 國(guó)內(nèi)光伏農(nóng)業(yè)大棚實(shí)景 單位：微米（ um） 太陽(yáng)輻射光譜是一個(gè)波長(zhǎng)為 0至無(wú)窮大的連續(xù)光譜，但 99%的能量集中在 170~4000nm，最大能量的波長(zhǎng)為 475nm，紫外光（ 250~380nm）占 7%，可見光（ 380~760）占 47%，紅外光（ 760~4000nm）占 46%。建筑結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為 30年，建筑抗震設(shè)計(jì)類別為丙類。 等級(jí) 資源帶號(hào) 年總輻射量（ MJ/ m ） 年總輻射量（ kWh/ m ） 平均日輻射量（ kWh/ m ） 最豐富帶 I ≥6300 ≥1750 ≥ 很豐富帶 II 50406300 14001750 較豐富帶 III 37805040 10501400 一般 IV 3780 1050 湖北省太陽(yáng)能資源區(qū)劃圖 湖北省年太陽(yáng)總輻射分布圖 三聯(lián)體光伏大棚側(cè)立面圖 光伏農(nóng)業(yè)大棚項(xiàng)目單體 (三聯(lián)體棚 )占地面積約 2200m2 ，屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)示范項(xiàng)目。 四川盆地為低值區(qū)，最低僅為 310 107J/()。 隨緯度越低，總輻射量越大，反之就越小。 m 為大氣質(zhì)量數(shù)，與太陽(yáng)高度角，所處地的海 拔等相關(guān)。 （四）屋面傾斜角 （五）溫室的方位角 （六）植株壟（行）向 （七）溫室結(jié)構(gòu)、設(shè)備的遮光 （三）直射光入射角 （二）覆蓋材料 設(shè)施上空的太陽(yáng)輻射由太陽(yáng)直接輻射和散射輻射組成，其強(qiáng)度計(jì)算公式為： Rs= Rsc(1+am) sinα 其中， Rsc 是太陽(yáng)常數(shù) 1367W/m2； a 是大氣透明系數(shù)，與晴天（ ）和污染（ ） 有關(guān)，一般為 。第一節(jié) 設(shè)施光環(huán)境特征 溫室內(nèi)的光照環(huán)境不同于露地 ， 其光照條件受溫室方位 、 骨架結(jié)構(gòu) 、 透光屋面形狀 、 大小和角度 、 覆蓋材料特性及其潔凈程度等多種因素的影響 ， 導(dǎo)致設(shè)施內(nèi)的光照強(qiáng)度 、 光照時(shí)數(shù) 、 光質(zhì) 、 光的分布狀況等與外界環(huán)境有較大差異 。 一、 設(shè)施光環(huán)境特點(diǎn) 第二章 設(shè)施光環(huán)境及其調(diào)控 光照強(qiáng)度： 50%～ 70%自然光 光照時(shí)數(shù)：等于或者短于露地 光質(zhì)：與透明覆蓋材料的性質(zhì)有關(guān) 光分布：不均勻 二、影響設(shè)施光環(huán)境的因素 （一）室外光照條件： 溫室內(nèi)的自然光照來(lái)自室外太陽(yáng)輻射，因此在光照強(qiáng)度、光譜分布以及光照周期等方面，室內(nèi)光照環(huán)境首先是受室外光照條件的影響。 α 為太陽(yáng)高度角，與當(dāng)?shù)鼐暥群鸵惶熘兴幍? 時(shí)間有關(guān)。 1. 室外光照強(qiáng)度 太陽(yáng)高度角增大，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度增加。 我國(guó)全年太陽(yáng)總輻射分布圖 我國(guó)各地區(qū)太陽(yáng)輻射年平均總量在 380840 107J/()范圍內(nèi)，一般西部多于東部，山區(qū)多于平原。青藏高原為高值區(qū)，年平均總量達(dá)到790 107J/()。光伏高效種植大棚是利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電和農(nóng)業(yè)種植相結(jié)合，大棚內(nèi)部設(shè)有植物補(bǔ)光燈、地源熱泵、加溫和散熱設(shè)備，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植的綠色、高產(chǎn)、高效。屋頂太陽(yáng)能組件方陣安裝采用固定傾角安裝形式，由于需要保障屋頂?shù)姆浪?、保溫，所以光伏組件采用插入式專用光伏支架與屋面結(jié)合，縫隙處以橡膠條、密封膠填補(bǔ)。 2. 室外太陽(yáng)輻射光譜分布 太陽(yáng)輻射穿過(guò)地球大氣層時(shí)，被大氣分子吸收，散射，以及受霧和云的質(zhì)點(diǎn)反射而被衰減。 （二）覆蓋材料 不同覆蓋材料有不同透光率，覆蓋材料影響設(shè)施內(nèi)的光照強(qiáng)度，同時(shí)影響溫室內(nèi)的光譜組成。 玻璃纖維聚酯板（ FRP板） 聚丙烯樹脂板（ MMA板） PE膜 碳酸樹脂板 PC陽(yáng)光板 玻璃纖維聚酯板（ FRP板） 玻璃對(duì)可見光的透過(guò)率很高，近紅外以及波長(zhǎng) 2500nm以內(nèi)的部分紅外線透光率也很高。 普通玻璃和熱反射玻璃（玻璃 膜 玻璃）的透光率 4mm普通浮法玻璃 4mmITO膜熱反射玻璃 建筑玻璃貼膜的效果 □ 隔熱節(jié)能：阻隔 79%太陽(yáng)能熱量，降低溫度 35176。 □ 防紫外線：阻隔 98%以上紫外線，保護(hù)健康、減緩家私及 地板 老化。 □ 減少眩光：減少刺目眩光，增添舒適感。 □ 裝飾美化：居家、辦公室玻璃起到良好的隔斷和裝飾作用。 FRA板和 MMA板紫外線透過(guò)率較高。 硬質(zhì)板的透光率 醋酸丙烯薄膜（ EVA）、聚乙烯薄膜（ PE）和聚氯乙烯薄膜 (PVC)薄膜對(duì)可見光的透過(guò)率相近，都在 90%左右，對(duì)近紅外光到波長(zhǎng) 5000nm的紅外線光的透過(guò)率， EVA、PE和 PVC膜也比較接近。 PE膜對(duì) 500025000nm的遠(yuǎn)紅外輻射的透過(guò)率也高于 PVC膜，所以 PE和 EVA膜對(duì)果色、花色和維生素 C的形成有利，但保溫不如 PVC。 農(nóng)用氟素樹脂膜（ ETFE）的透光率 1．聚氯乙烯膜（ PVC） ：優(yōu)點(diǎn)是透光性好，阻隔遠(yuǎn)紅外線， 保溫性強(qiáng) ，柔軟易造型，好黏接，耐候性好。缺點(diǎn)是密度大（為 ），一定重量棚膜覆蓋面積較聚乙烯膜（ PE）減少 1／ 3，成本高，低溫下變硬脆化，高溫下又易軟化松馳，助劑析出后膜面易粘塵土，影響透光，殘膜不能燃燒處理，因?yàn)闀?huì)有毒氯氣產(chǎn)生。缺點(diǎn)是：耐候性差，保溫性差，不易粘接。 3．乙烯－醋酸乙烯聚物膜（ EVA） ： EVA對(duì)紅外線的阻隔性介于 PVC有PE之間。 不同材質(zhì)具有不同的特性： EVA有特別優(yōu)異的耐低溫性 ；其次是 PE，含有 30%增塑劑的 PVC農(nóng)膜在 0176。 EVA及 PVC農(nóng)膜不適于高溫炎熱的夏天應(yīng)用。 而 PE透光率下降速度較為緩慢 。不同覆蓋材料抗老化的能力不同，玻璃最強(qiáng)，樹脂板較差。冷凝對(duì)透光率的影響和所形成的水珠狀態(tài)有關(guān)，水珠狀態(tài)影響最大，膜狀冷凝最小，當(dāng)形成的水膜厚度不超過(guò) ~，幾乎沒有影響。 （三）直射光入射角 一般光線入射角越大，透光率越低，但入射角在 40176。入射角大于 40176。入射角大于 60176。 入射角與溫室的方位、屋面傾斜角 β和太陽(yáng)高度角 α有關(guān)。 βα 北坡屋面的入射角為： θ=90176。 α （四）屋面傾斜角 由前面內(nèi)容可知，當(dāng)溫室縱向軸線沿東西向配置時(shí)，南北坡屋面的入射角都與太陽(yáng)高度角和屋面坡度有關(guān)，為了保證有合理的透光率，入射角應(yīng)在 40176。 β α ≤40 β ≥ 50176。 地區(qū)為了在 12月 21日上午 9： 00到下午 15： 00間獲得較高的透光率，溫室的屋面傾斜角應(yīng)該小于 50 176。 = 35 176。 不同緯度下的太陽(yáng)高度角線圖 （五）溫室的方位角 溫室的直射光透過(guò)率與太陽(yáng)和溫室在幾何學(xué)上的位臵關(guān)系密切。據(jù)模型計(jì)算，冬季東西走向溫室直射光日總量通過(guò)率較南北向高 5%20%，且溫室越長(zhǎng)、緯度越高越顯著。我國(guó)北方地區(qū)的日光溫室是典型的單棟溫室，采用東西棟向有利于太陽(yáng)光的聚集。 （六）植株壟（行）向 一天中進(jìn)入設(shè)施內(nèi)的直射光中，被植物群體吸收的比例稱為直射光群落入射率。 番茄群落行向和群落直射光入射率 （七）溫室結(jié)構(gòu)、設(shè)備的遮光 溫室的結(jié)構(gòu)材料和設(shè)備的遮光可使溫室內(nèi)光照強(qiáng)度降低 10％左右，工程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能減小構(gòu)件遮光面積。 一、光照度的生物學(xué)效應(yīng) 一些蔬菜作物的光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)及光合速率