Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

РОЛЬ МИКРОКЛИМАТА В ФОРМИРОВАНИИ УРОЖАЯ





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Микроклимат — совокупность физических параметров воздушной и корнеобитаемой среды в отдельных культивационных сооруже­ниях.

Он создается действием всех систем технологического оборудования — отопительной, вентиляционной, поливной, системой питания, подкормки углекислым газом, искусственным освещением; на него оказывают также влияние климатические факторы и фитоценоза (фитоценоз — растительное сообщество, характеризующееся определенным составом и взаимоотноше­ниями между растениями и окружающей средой).

Хотя сооружения защищенного грунта отделены от наружного климата стекляным или полимерным покрытием, микроклимат сооружений в зна­чительной мере зависит от воздействий наружной среды. Факторы наружной среды — оптическое излучение, сила и направление ветра, температура и относительная влажность воздуха, а также осадки — влияют на микроклимат культивационных сооружений.

Оптическое излучение оказывает непосредственное воздействие на теп­ловой режим сооружений и является важным источником энергии в защи­щенном грунте, который необходимо учитывать в тепловом балансе соору­жений и растений. Можно сказать, что основным фактором микроклимата является оптическое излучение (солнечная радиация). Все режимы микрок­лимата — температурно-влажностный, поливной, углекислотный и питатель­ный — определяются в значительной мере радиационным режимом.

Кратность воздухообмена зависит от силы ветра, она отражается на мик-

 

роклимате и определяет степень открытия фрамуг. В зависимости от направ­ления ветра фрамуги открывают с подветренной стороны. Сила и направле­ние ветра существенно влияют на микроклимат даже при закрытых фраму­гах (форточках). Температура теплоносителя в системе обогрева регулирует­ся в зависимости от нужной температуры, а наружная относительная влаж­ность воздуха влияет при открытых фрамугах на внутреннюю относительную влажность воздуха в теплице. Например, сухой воздух в летнее время может действовать как фактор значительного снижения влажности воздуха в тепли­цах. При сильном дожде, штормовом ветре необходимо срочно закрыть фра­муги. Снегопад вызывает при таянии снега на кровле гораздо более значи­тельные теплопотери, чем, например, пониженная температура или силь­ный ветер.

Следовательно, создание и регулирование микроклимата теплиц невоз­можны без учета воздействия факторов наружного климата и погодных усло­вий. Современные системы управления микроклиматом работают с учетом параметров метеорологических (погодных) условий, поэтому команды для изменения заданных параметров в теплицах выполняются гораздо быстрее, чем в старых системах, где сигналы получали только после появления нару­шений микроклимата в культивационном сооружении.

Большое влияние на микроклимат оказывают также и сами растения. В объеме воздуха и почвы, занятом тепличной культурой, создается микрок­лимат зоны обитания растений — фитоклимат.

Закономерности изменения фитоклимата имеют свои особенности. Эти особенности тем значительнее, чем больше площадь теплицы и масса расте­ний. Уровень освещенности, температура, влажность, концентрация СО^ ме­няются по ярусам внутри растительного ценоза.

В балансе тепловом, влажности воздуха и почвы, теплицы и растения играют важную роль. Например, основным фактором, определяющим влаж­ность воздуха теплицы, является интенсивность транспирации растений. Рас­тения влияют на микроклимат по разному, в зависимости от биологических особенностей, фаз роста и развития. Низкорослые растения или высокорос­лые, молодые или взрослые требуют различных параметров всех факторов микроклимата в теплицах.

Микроклимат в свою очередь определяет все процессы формирования урожая от прорастания семян до конца плодоношения. В связи с этим воз­никает необходимость дифференцировать режимы микроклимата: в течении суток, по фазам роста и развития, и в зависимости от состояния растений возрастного, фитосанитарного, интенсивности роста и пр.). Режимы учиты­вают прежде всего особенности видов и сортов, технологий выращивания и периодов выращивания культур в течении года.

Дифференциация режимов в течении суток проводится в дневной период. в зависимости от интенсивности освещенности, а в переходные периоды от ночного к дневному и от дневного к ночному — в связи с относительной важностью воздуха. Особенно важное значение в переходные периоды имеет предупреждение выпадения конденсата на растениях в утренние часы, так как конденсат вызывает нарушение плодообразования и заболевания.

Основная дифференциация по фазам роста и развития относится к рас-

 

садному периоду и периодам до и после начала плодоношения у взрослых растений. В периоды с неблагоприятными погодными условиями, когда воз­никают нарушения общего состояния растений (роста, плодоношения или фитосанитарного состояния), в режим микроклимата вносят изменения.

Длительный период пасмурной погоды может вызвать "изнеживание" и ослабление растений, ухудшение плодообразования, появление заболеваний. В такой период, с целью повышения мощности и устойчивости растений, усиливают движение воздуха в теплице путем вентилирования, при включе­нии системы надпочвенного обогрева.

При управлении формированием урожая тепличных культур необходимо обратить внимание на создание условий для оптимальной фотосинтетической деятельности растений. Важнейшей задачей регулирования условий микрок­лимата является обеспечение высокого уровня чистой продуктивности фото­синтеза. Чистая продуктивность фотосинтеза — это разница между погло­щенным и выделенным количеством СО2 в единицу времени с площади ас­симиляционной поверхности растения. Чистая продуктивность фотосинтеза зависит от согласованности процессов фотосинтеза и дыхания.

Фотосинтез обеспечивает энергией растения в процессе их роста, а так­же поставляет сахара, необходимые для дыхания растений. Уравнение фото­синтеза представляется в следующем виде:

6СО2 + 6Н20 + свет = С6Н1206 + 602

Интенсивность фотосинтеза определяется как количество полученного в единицу времени фотосинтетического вещества — сахара и измеряется ко­личеством граммов сухого вещества, получаемого на 1 м2 площади за сутки.

Фотосинтетические процессы можно регулировать целенаправленным влиянием на факторы, непосредственно участвующие в процессах роста, (ин­тенсивность света, концентрация углекислого газа, водоснабжение), и на па­раметры, создающие условия для роста (температура воздуха и почвы, ин­тенсивность воздухообмена в теплице).

Респирация (диссимиляция) — процесс дыхания растений, сопровожда­емый окислением углеводов и выделением углекислоты и паров воды. Ос­новной параметр, влияющий на интенсивность дыхания, — это температура.

Количество углекислого газа, поглощаемого при фотосинтезе, намного больше, чем выделение его при дыхании. Однако ночью фотосинтез прек­ращается из-за отсутствия света, тогда как процесс дыхания продолжается. В результате к утру в закрытом объеме теплицы наблюдается повышение концентрации СО2 до 0,05% . Днем, за счет фотосинтеза, концентрация уг­лекислоты снижается до 0,01% , что вызывает необходимость принудитель­ной подачи в теплицу углекислого газа в количествах, зависящих от уровня освещенности и соответственно от интенсивности фотосинтеза.

В процессе выращивания, для оптимизации роста и развития растений, должно выдерживаться определенное соотношение между интенсивностью света, концентрацией СО2, температурой и влажностью почвы и воздуха. При снижении температуры почвы относительно нормы замедляется погло­щение растениями питательных веществ и воды. При перемене солнечной

 

 

погоды на пасмурную возникает дефицит углеводов и задержка роста расте­ний из-за того, что в прогретой почве продолжаются активные процессы дыхания корней, а фотосинтез замедляется пропорционально снижению ос­вещенности. На процессы газового и теплового обмена окружающей среды с растениями существенное влияние оказывает также скорость движения воз­духа в теплице.

Транспирация — процесс испарения воды растениями через устьица на листьях. В результате транспирации происходит саморегуляция растением тем­пературы. Различные части растений содержат от 80 до 95% воды. Корневая система растений всасывает из почвы воду, которая по сосудам передается ко всем клеткам, создавая в них избыточное давление, благодаря которому лис-гья, стебли и плоды растений имеют свойственную им плотность и упругость. Вода также выполняет важнейшие функции охлаждения растений за счет тран­спирации. Интенсивность транспирации зависит от насыщенности растения водой, температуры и влажности воздуха, процессов газообмена. При резком перепаде температур испарение с поверхности листьев значительно увеличи­вается и может достигать 15 г/м2 в минуту. Максимальный темп испарения офаничивается пропускной способностью сосудов растения и развитием кор­невой системы, поглощающей воду из почвы. Это может привести к перегреву растения, в то же время при высоком уровне транспирации возможно обезво­живание клеток и увядание. При недостаточной влажности почвы и высоком уровне других параметров темпы фотосинтеза практически не меняются, но замедляется процесс транспирации и темпы роста растений, что приводит к более раннему плодоношению. Низкий уровень солнечной радиации и не­достаток тепла уменьшают температуру растения, а также интенсивность про­цессов респирации и транспирации. В результате избыточных поливов проис­ходит переувлажнение окружающего воздуха, снижающее интенсивность тран­спирации. Это может привести к перегреву растений и снижению всасывания воды корнями за счет увеличения давления воды в сосудах растений. В резуль­тате возникает дефицит питательных веществ в клетках растений, которые быстро увеличиваются в размерах, но становятся восприимчивыми к болез­ням, ухудшается также качество и лежкость плодов.

Таким образом, оптимальными для растений являются те условия, когда факторы окружающей среды способствуют их развитию на протяжении все­го вегетационного периода. Следует учитывать различные потребности рас­тений в процессе увеличения вегетативной массы и накопления питатель­ных веществ в период плодоношения. При изменении одних параметров роста другие нужно как можно быстрее привести в соответствие с ними, с целью получения максимально возможного объема урожая хорошего качества.

Накопление сухого вещества в результате оптимальных уровней чистого фотосинтеза дает только исходный материал для роста. Основная забота при управлении микроклиматом должна быть направлена на оптимальное ис­пользование продуктов фотосинтеза для роста всех органов растений и глав­ным образом для гармоничного сочетания роста вегетативной массы и пло­дов. Основная цель управления микроклиматом — получение урожая про­дуктивных органов.

Наряду с дыханием тесно связан с фотосинтезом и процесс транспира-

 

 

ции. Если не обеспечены условия для транспирации, то закрываются устьицы листа и фотосинтез прекращается.

Процессами плодоношения и роста вегетативных органов растения мож­но управлять также с помощью микроклимата, особенно путем регулирова­ния ночных температур, которые определяют направление движения (отто­ка) ассимилятов: низкие температуры усиливают вегетативный рост, высо­кие — налив плодов.

Микроклимат определяет поступление воды и элементов питания из кор-необитаемой среды. Нельзя допускать повышения концентрации почвенно­го раствора выше нормы, охлаждения или заболачивания грунта, чтобы не ухудшать условия поступления воды и воздуха к корням. Обеспеченность корнеобитаемой среды водой и элементами минерального питания может быть использована лишь в случае, если созданы благоприятные условия для их усвоения. Знание требований растений к комплексу условий и непрерыв­ное удовлетворение этих требований путем целенаправленного регулирова­ния параметров микроклимата являются основой для управления формиро­ванием урожая тепличных культур.

При выращивании растений в защищенном грунте невозможно создавать и поддерживать оптимальные условия для их развития на протяжении всего периода вегетации, так как пока еще не все параметры микроклимата подда­ются управлению с помощью существующих технологических систем. Поэто­му необходимо установить, каким образом связаны между собой различные параметры микроклимата и как они в комплексе влияют на продуктивность культуры, чтобы в зависимости от изменения параметров, которые не подда­ются влиянию (например интенсивность солнечной радиации), управлять те­ми, которые можно регулировать. Учитывая высокую энергоемкость теплич­ного растениеводства, нерационально затрачивать энергию, например, на обог­рев, когда из-за ограниченности других факторов нельзя будет добиться повы­шения темпов роста и развития растений. Возникает задача по оптимизации:

какой климатический режим необходимо поддерживать, чтобы получить мак­симально возможный урожай при минимальных затратах.

В пасмурную погоду при низком уровне

   

интенсивности света скорость потребления растением углекислого газа ограничивается

и искусственная подпитка углекислым газом не даст выигрыша в темпах фотосинтеза, поэтому оптимальной будет концентрация СО2 не выше 400 ррm. Напротив, в солнечный день оптимальной будет концентрация СО2 на уровне 800 ррm. Зависимость концентрации СО2 от интенсивности света, определяющая оптимальное соответствие данных факторов, ведущее к максимально возможнои продуктивности фотосинтеза, показано на рис. 3.2.

В теплицах, где используется искусствен ный свет, также следует анализировать ситу-

 

 

 

ацию, учитывая концентрацию углекислого газа, при недостатке которого эффективность дополнительного освещения снижается. В условиях высокой естественной освещенности и низкой концентрации СО^ избыток света мо­жет привести к перегреву растений и интенсивному росту слабых побегов. Наблюдается четкая зависимость интенсивности фотосинтеза от температу­ры и интенсивности освещения (табл. 3.1)

Таблица 3.1

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.