描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787511631756
内容简介
本书主要围绕日光温室环境与建造技术、卷帘机与棉被、热风炉、节水灌溉装备、通风换气设备等进行了阐述，具有较高的专业价值和实践与理论参考意义，推荐出版。本书主要围绕日光温室环境与建造技术、卷帘机与棉被、热风炉、节水灌溉装备、通风换气设备等进行了阐述，具有较高的专业价值和实践与理论参考意义，推荐出版。
目 录
章日光温室环境与建造技术()
节日光温室环境()
第二节日光温室建造技术()
第二章卷帘机与保温被()
节卷帘机及其安装技术()
第二节卷帘机的刹车装置()
第三节卷帘机控制装置()
第四节保温被()
第三章热风炉()
节热风炉的种类()
第二节5LMS型燃煤热风炉发展与结构优化()
第四章节水灌溉及植保装备()
节滴灌系统()
第二节施肥机械()
第三节植保机械()
第五章通风降温设备()
节自然通风()
第二节强制通风()
第三节湿帘-风机降温系统()
第六章耕整播种定植机械()
节设施耕整地机械()
第二节基质处理机械()
第三节播种嫁接机械()
第七章其他机械设备()
节二氧化碳施肥机械()
第二节补光灯()
第三节温室空间电场电除雾防病促生系统()
第四节种子磁化处理机()
第五节声波助长仪()
第八章设施农业与我们的生活()
参考文献()
节日光温室环境()
第二节日光温室建造技术()
第二章卷帘机与保温被()
节卷帘机及其安装技术()
第二节卷帘机的刹车装置()
第三节卷帘机控制装置()
第四节保温被()
第三章热风炉()
节热风炉的种类()
第二节5LMS型燃煤热风炉发展与结构优化()
第四章节水灌溉及植保装备()
节滴灌系统()
第二节施肥机械()
第三节植保机械()
第五章通风降温设备()
节自然通风()
第二节强制通风()
第三节湿帘-风机降温系统()
第六章耕整播种定植机械()
节设施耕整地机械()
第二节基质处理机械()
第三节播种嫁接机械()
第七章其他机械设备()
节二氧化碳施肥机械()
第二节补光灯()
第三节温室空间电场电除雾防病促生系统()
第四节种子磁化处理机()
第五节声波助长仪()
第八章设施农业与我们的生活()
参考文献()
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章日光温室环境与建造技术
节日光温室环境
日光温室环境包括生物环境和生态环境，两者相互影响、相互制约。
一、生物环境
研究生物与环境之间的相互关系，不仅要了解生物本身各方面的特性，还要了解它们生存环境的特性，以及它们两者之间相互促进、相互制约、共同发展的规律。
（一）自然环境
生物的自然环境是指生物有机体生活空间的外界自然条件的总和。所以，生物的自然环境不仅包括对其有影响的非生物环境，而且还包括生物有机体彼此的影响和作用。
生物所需要的环境条件，除了地球本身所提供的物质条件外，主要的能源来自太阳的辐射能。有了无机物质和能源，植物体才能形成有机物质，并将能源储存于有机物中，生物才能将有机物及能量，连续不断地循环下去。所以说太阳和地球是生物的基本环境条件。
（二）人工环境
广义的人工环境包括所有的作物栽培、家畜与家禽的饲养、引种驯化、人工管理的森林、草地及自然保护区内的一些控制、防护措施等。狭义的人工环境是指人工控制下的动、植物环境。例如“环境控制舍”饲养家畜、家禽，就是限度地节约饲料能量，有效地发挥家畜、家禽的生产力，均衡地获取高产优质产品的理想人工环境。利用塑料薄膜育苗，可以避免和减轻夜间地温和霜害，提高土温和气温，促进幼苗生长发育，是争取稳定高产行之有效的人工环境。现代化温室，不仅可生产各种蔬菜供应冬季市场，还可培育各种花卉，虽在冰天雪地，仍可看到各种珍贵花卉。人工环境为增加作物、畜禽生产潜力做出贡献。
从1958年以来，丹麦、日本、美国等先后建成一种新型农业体系——农业工厂化生产，实现了高产、优质、节能省力、高效率的作物生产。农业工厂不受天气、土壤等自然条件的限制，用微机联网方式对整个生长环境进行高度控制，按照计划生产出符合人类要求的规范化农产品。近年来又将无土栽培用在宇航空间站，拓展了利用宇宙自然资源的途径和范围，更强化了人工环境的威力。
（三）环境因子的生态分析
环境是指生物居住空间中的各自存在的条件，这些条件是原来客观存在的，包括生物需要的、不需要的或者有害的条件。在诸多环境因子中，对于某一个具体生物种的生长发育有影响的环境因子，称为生态因子。
1生态因子的分类
在任何一种综合性生态环境中，都包含许多性质不同的单因子。每一单因子在综合生态环境中的质量、性能和强度，都会对生物起着主要的或次要的、直接的或间接的、有利的或有害的作用。而这些生态作用又随时间上和空间上的变化而异。根据生态因子的性质，可分为如下几类。
（1）气候因子，如光、温度、空气、水分等。
（2）土壤因子，如土壤质地、土壤结构、土壤物理与化学特性及土壤生物等。
（3）地理因子，如地球表面上的海洋、陆地、湖泊、草原、高山、丘陵、经纬度、海拔等。
（4）生物因子，如动、植物及微生物对环境的作用及生物之间的相互作用。
（5）人为因子，如人类对生物资源的利用、改造和破坏作用及环境污染的危害作用。
2研究生态因子的基本原则
（1）生态因子相互联系的总和作用。生态环境是许多生态因子组合起来的总和体，对生物起着总和的生态作用。各个生态单因子之间不是孤立的，而是相互联系、相互促进、相互制约的。环境中任何一个单因子的变化，必将引起其他生态因子不同程度的变化。例如，阳光充足，温度就随着上升；温度升高后，土壤水分的蒸发和作物蒸腾就会增加。等茎叶生长繁茂遮盖土壤后，降低土壤水分蒸发，增加地表空气湿度，降低地表温度，从而影响土壤微生物的活动。
（2）主导因子的作用。农业生物环境中的生态因子，都是农业生物直接或间接所必需的，但在一定条件下，其中必有一个或两个起主要作用的，这种起主要作用的因子称为主导因子。
主导因子包括两个方面的意义：①从生态因子本身来说，当总和的因子中，其中某一个生态因子发生变化，可引起全部生态因子关系的变化，这个能对环境起主导作用。例如，塑料大棚蔬菜春季早熟栽培，棚内温度是主导因子。②环境中某一个生态因子的存在与否或数量的变化，能使农业生物的生长发育发生明显的变化，这类生态因子也称为主导因子。例如，春化阶段的低温，光周期的日照长度。又如外界温度条件是家畜生产力能否得到充分发挥的主导因子，温度过高或过低，都会使生产力下降、成本提高，甚至可使畜禽的健康和生命受到影响。
（3）生态因子间的不可替代和可调剂性。农业生物在生长发育过程中，所需要的生态因子——光、热、水、空气、营养素等，对农业生物的作用虽不相等，但都是不可或缺的，任何一个生态因子都不能由另一个生态因子代替。但是在一定条件下，某一个生态因子在量上的不足，可以由其他生态因子的增强而得到调剂，从而获得相似的生态效应。例如，温室栽培中增大二氧化碳浓度，可以补偿由于光照减弱所引起的光合强度降低的效应。
（4）生态因子作用的阶段。在农业生物的一生中，并不需要固定不变的生态因子，而是随着生长发育的进展而变化，即农业生物对生态因子的需要是有阶段性的。例如，番茄种子发芽的适温为25～30℃，幼苗期白天适温为20～25℃，结果期白天的适温为25～28℃。
（5）生物耐受性。一种农业生物体要在某个环境中生存和繁荣，必须得到生长和繁殖所需要的各种生态因子，对这些生态因子的需要量，依农业生物的种类和生活状况而异。在“稳定状态”的情况下，当某种生态因子的可利用量接近所需要的临界小量时，这种生态因子将成为一个限制因子。例如，作物的产量并非经常受到大量需要的营养物质如碳、氢、氧、氮、钙、镁等元素的限制，因为它们在自然环境中比较丰富，而往往受到一些微量元素如硼、钴、锌等元素的限制，它们的需要量虽少，但因在土壤中含量很少，所以常成为作物高产的限制因子。
二、生态系统
自然界的生物都有它特定的生存环境，都有各自要求的适宜环境条件。有生命的生物与无生命的环境彼此不可分割、相互联系、相互作用。在特定地段中的全部生物和无生命的环境相互作用的任何统一体，称为生态系统。在生态系统内部，通过生物的活动及其代谢作用实现物质的循环、能量的流动、积累与转化。
自然界总是在不断变化和发展，任何一个生态系统都遵循上述的变化规律，而形成相对的稳定状态。生态系统中生物群落与环境条件之间，经过漫长的历史时期，相互影响、相互制约，终形成一个复杂的统一体。这时生态系统的能量流动和物质循环可较长时间地保持平衡状态，生产者、消费者和还原者之间构成的营养结构和典型的食物链关系，保持着一种动态平衡状态，这种平衡状态就叫作生态平衡。生态平衡主要是凭借生态系统的结构与功能之间的化的协调而实现的。生态系统具有一种内部的自动调节能力，以保持自己的稳定性，这种调节能力有赖于生态系统组成成分的多样性和能量流动以及物质循环的复杂性。一般在成分多样、能量流动和物质循环途径复杂的生态系统中，较易保持稳定。因为系统的一部分发生机能障碍，可以被不同部分的调节所抵消；相反，系统的成分越简单，其调节能力也越小，对剧烈的环境变化是比较脆弱的。但是，复杂的生态系统，其内在调节能力也是有限度的，超出这个限度，调节就不会再起作用，从而使系统受到改变、伤害，以致破坏。
三、湿度
水是作物生存的极其重要的环境因子，作物只有在一定的细胞含水量的状态下，才能进行正常的生命活动。否则作物的正常生命活动就会受阻，甚至停顿。所以说，没有水就没有生命。
（一）水分对生命的重要性
1原生质的反应
生命的实质是原生质的生物化学、酶学控制的反应。在各个代谢途径中的反应成分都是在水溶液中，也就是反应成分被水分子包围时才容易发生化学反应。此外，水分子本身也是代谢过程的反应物质，参与光合、呼吸、脂肪裂解等过程的化学反应。
2原生质的结构
细胞原生质的大分子，包括催化代谢反应的蛋白质酶，含有“生命信息”的核酸等，通过与水分子结合形成一种独特的结构。这种结构的特征之一是使原生质呈溶胶状态，保证了旺盛的代谢作用正常进行，是生命所依存的原生质骨架。此外因水不可压缩，因此，它实际上对作物提供了一种非常完全的支持结构。
3运输系统
水分是作物对物质吸收和运输的溶剂，在作物体内许多物质的移动，是通过水所饱和的细胞膜和细胞壁的扩散而发生的，或者是通过韧皮部和木质部分子，以及通过其他组织的汁液的集体流动而转移的。
4热稳定作用
水有极高的比热、溶解热与蒸发热，使得作物温度趋向于稳定。高的比热首先提供一种重要的缓冲能力，使得在吸收大量的热时，温度只有相当小的变化。而且当作物从周围环境以辐射能的形式吸收热时，这些热的一部分依靠从作物表面蒸发水分的方式还给周围环境。
由于水分在作物生命活动中起着如此重要的作用，所以说，水是作物生存的重要环境因子，无论是单个细胞或在整个有机体内，都需要有一个调节适度的水分平衡。
（二）湿度条件
1空气湿度条件
在一定程度上，设施园艺是一个与外界隔绝的密闭环境，所以湿度高于露地，设施内相对湿度一般在70%以上，夜间可达100%。设施内空气湿度的日变化受气象条件、加温及通风换气的影响。阴天或灌水后，设施内空气湿度昼夜几乎都在90%以上。晴天白天通风时，水分移动主要途径是土壤—作物—设施内空气—设施外空气，设施内空气饱和差可达1 300～2 600Pa，作物容易发生暂时性缺水。晴天傍晚关窗后至次日清晨开窗前维持高湿度，外界气温低，湿空气遇冷凝结成水滴，附着在薄膜或玻璃的内面上，从屋面或保湿幕落下的水滴使作物沾湿。外界气温低也可引起设施内空气骤冷而发生“雾”，设施内蓄积作物蒸腾的水蒸气，致使空气饱和差降至130～650Pa。待到日出后或加温，设施内温度上升，湿度逐渐下降，附着在屋面的水滴也随之消失。设施内相对湿度日变化较大，其变幅可达20%～40%。与气温变化呈相反趋势。
设施园艺结构不同，空气湿度状况也不相同。如密封性好的大棚内没有加温设备时处于高湿状态，特别是在夜间湿度往往在95%以上。玻璃温室因密封不严，往往通过缝隙进行水蒸气交换，同时室内有加温设备，所以室内湿度偏低。
2土壤湿度条件
设施园艺内土壤水分的变化主要决定于作物的蒸腾和土壤直接蒸发，其量随着太阳辐射能的增加而呈直线关系。进入设施内的太阳辐射能约55%，用于作物的蒸腾所消耗的汽化潜热。
中、小棚覆盖下，作物蒸腾和土壤蒸发的水分，在塑料膜内里面凝结成水滴，不断地顺着薄膜流向棚的两侧，使棚内两侧的土壤较中部的土壤湿润。温室、大棚的宽度较大，所以中部干燥部分更大一些。设施园艺与陆地相比，由于设施内相对湿度高，蒸散量小，灌水多，所以土壤湿度比陆地大。此外，因施肥量多，无雨水冲刷，土壤中盐类易在土表集积，使土壤溶液浓度提高，对作物根系吸水不利。
（三）设施园艺湿度的调节与控制
设施园艺内湿度过高是引起病害发生的原因。从环境调控观点来说，除湿的主要目的是防止作物沾湿和降低空气湿度，以抑制作物病害。除湿方法有被动除湿法和主动除湿法。
1被动除湿法
被动除湿法是利用水蒸气或雾自然流动，使设施内保持适宜的湿度环境。
（1）覆盖地膜。设施内覆盖地膜能抑制土壤表面蒸发，可有效降低设施内湿度。例如，大棚内地膜覆盖前，夜间湿度高达95%～100%，而覆盖后夜间湿度为75%～80%
（2）适当抑制灌水量。采用滴灌或地中灌溉既节约用水又可适当抑制土壤表面蒸发和作物蒸腾、提高地温。应根据作物种类、发育阶段及需水时间的不同进行适量灌溉。
（3）使用透湿性、吸湿性良好的保温幕材料，防止在保温幕内面结露致使作物沾湿，或使覆盖材料内面的露水排出室外，降低设施内湿度。
2主动除湿法
（1）通风换气。适当加强通风换气，可有效地调节设施内湿度，夜间通风可使设施内空气相对湿度由90%左右降至80%以下。降低的程度与设施内外的湿度差和换气次数成正比。
（2）加温。加温一般可降低设施内相对湿度，可有效地防止一些喜高温环境的病害发生和蔓延。
（3）使用除湿机。国外在种植花卉和甜瓜等经济价值高的作物温室内，利用氧化钾等吸湿材料，通过吸湿机消除室内湿度效果明显，但投资较大。
（四）土壤湿度的调控
从设施园艺小气候的观点看，灌水的实质是满足作物对水、气、热条件的要求，调节三者的矛盾，促进作物生长。因为水的热容量比土壤大2倍，比空气大3 000倍左右，所以灌水不仅可以调节土壤湿度，也可以改变土壤的热容量和保热性能。灌水后土壤色泽变暗、温度降低，可增加净辐射收入，又因水蒸气潜热高，因而太阳辐射能用于乱流交换的能量就大大减少，致使白天灌水后地温、气温都降低，晚上灌水后地温、气温偏高。所以说，在设施园艺环境中，土壤湿度的调控是重要的环节之一。
四、光照
（一）设施园艺光环境的特点
任何形式的温室、塑料大棚等设施园艺内的光环境与露地比较，均有以下三个特点。
1光量减少
即使是特殊构造的温室，如无梁温室与露地比较，也无法避免光量的减少，一般温室内由于覆盖材料及构造物的遮光，比露地光量减少15%～50%。
2光量分布不均匀
无论任何形式的设施园艺，其内部不同位置的光量不同，地面上光量分布不均。
3光之变化
不同波长的光量在设施内外也有差异。
（二）设施园艺的透过率
设施内天然采光是以太阳辐射为光源，由于太阳辐射变化较大，设施内光照度也随之变化较大。例如，中午当设施外光照度为50klx时，设施内地面光照度为30klx，15～16时设施外光照度降到20klx时，设施内光照度仅有12klx左右。由此可见，如采用光照度值作为设施内光照度指标是有一定困难的，因而采用光照度的相对值——透过率作为设施内光量的评价指标。
（三）光环境的调节
作物光合作用是一个光生物化学反应，在一定范围内，光合速率随着光照度的增加而加速。作物在光补偿点时，有机物的形成和消耗相等，不能积累干物质，而夜间还要消耗干物质。因此，从全天看作物所需的光照度，必须高于光补偿点，作物才能正常生长发育。
自然光随着时间与季节不同，光照度差异很大，夏季光照度强，日照时数长，积累照度多；冬季光照度弱，日照时数短，积累照度少，一般可差3倍左右。设施园艺内光照度的调节，除改进设施的结构和管理技术外，主要是靠人工补光与遮光。
五、温度
作物本身是一个变温的有机体，其温度的变化趋向于它们所处的温度环境。因此，作物的生长、发育和产量均受温度的影响，特别是的高温和低温对作物影响更大。温度对作物的重要性在于必须在一定的温度条件下，作物才能进行体内省力活动及体内生化反应。温度升高，则生理生化反应加快，作物生长发育加速；温度降低，则生理生化反应变慢，作物生长发育迟缓。当温度低于或高于作物所能忍受的温度范围时，生长逐渐减慢，发育受阻或停止，作物体受害，甚至死亡。此外，温度的变化，可引起综合环境中其他因子（如湿度）的变化，而环境因子总和体的变化，又影响作物的生长、发育和产量。
（一）设施园艺内温度的分布
设施园艺内温度的空间分布变化较复杂。在保温条件下，垂直方向和水平方向的温度分布都不均匀。一般说来，设施园艺面积越小，不仅边缘地带比较大，而且温度的水平分布也越不均匀。外界气温越低，或是室内热源温度高而维持较大的内外温差时，则室内水平温差也较大。设施园艺内温度分布不均匀的原因如下。
1太阳入射量的影响
设施内接收直射光的部位，随太阳高度角的变化而不同，同时由于屋面结构、倾斜角度、方位等不同，在同一时间内接受的太阳辐射量也有很大差异。
2设施园艺内空气环流的影响
在一个不加温又不通风的设施园艺内，近地面土壤层空气增热而产生上升气流，但靠近透明覆盖材料下部的空气，由于受外界地温的影响而较冷，因此气流沿着透明覆盖材料，分别向两侧下沉，此下沉气流在地表水平移动。形成两个対流圈，将热空气滞留在上部，往往沿侧墙的地面形成低温带。垂直方向的温差可达4～6℃以上，室内外温差越大，设施内温度分布越不均匀。
无论温室的方位如何，当风吹到温室上方时，因为在屋顶部分迎风一侧形成负压，向外抽吸空气，被风一侧形成正压，向室内压向空气，使室内近地面形成与风向相反的小环流，被加热的空气沿地面流向迎风一侧，因此在温室内部迎风一侧形成高温区，在背风一侧形成低温区。所以在温室设计时，加温温室在盛行风向的背风一侧多配置散热管道。
3设施园艺节后的影响
双屋面温室比单屋面温室温度分布均匀，这显然是由于双屋面受热面与散热面都较均匀。
节日光温室环境
日光温室环境包括生物环境和生态环境，两者相互影响、相互制约。
一、生物环境
研究生物与环境之间的相互关系，不仅要了解生物本身各方面的特性，还要了解它们生存环境的特性，以及它们两者之间相互促进、相互制约、共同发展的规律。
（一）自然环境
生物的自然环境是指生物有机体生活空间的外界自然条件的总和。所以，生物的自然环境不仅包括对其有影响的非生物环境，而且还包括生物有机体彼此的影响和作用。
生物所需要的环境条件，除了地球本身所提供的物质条件外，主要的能源来自太阳的辐射能。有了无机物质和能源，植物体才能形成有机物质，并将能源储存于有机物中，生物才能将有机物及能量，连续不断地循环下去。所以说太阳和地球是生物的基本环境条件。
（二）人工环境
广义的人工环境包括所有的作物栽培、家畜与家禽的饲养、引种驯化、人工管理的森林、草地及自然保护区内的一些控制、防护措施等。狭义的人工环境是指人工控制下的动、植物环境。例如“环境控制舍”饲养家畜、家禽，就是限度地节约饲料能量，有效地发挥家畜、家禽的生产力，均衡地获取高产优质产品的理想人工环境。利用塑料薄膜育苗，可以避免和减轻夜间地温和霜害，提高土温和气温，促进幼苗生长发育，是争取稳定高产行之有效的人工环境。现代化温室，不仅可生产各种蔬菜供应冬季市场，还可培育各种花卉，虽在冰天雪地，仍可看到各种珍贵花卉。人工环境为增加作物、畜禽生产潜力做出贡献。
从1958年以来，丹麦、日本、美国等先后建成一种新型农业体系——农业工厂化生产，实现了高产、优质、节能省力、高效率的作物生产。农业工厂不受天气、土壤等自然条件的限制，用微机联网方式对整个生长环境进行高度控制，按照计划生产出符合人类要求的规范化农产品。近年来又将无土栽培用在宇航空间站，拓展了利用宇宙自然资源的途径和范围，更强化了人工环境的威力。
（三）环境因子的生态分析
环境是指生物居住空间中的各自存在的条件，这些条件是原来客观存在的，包括生物需要的、不需要的或者有害的条件。在诸多环境因子中，对于某一个具体生物种的生长发育有影响的环境因子，称为生态因子。
1生态因子的分类
在任何一种综合性生态环境中，都包含许多性质不同的单因子。每一单因子在综合生态环境中的质量、性能和强度，都会对生物起着主要的或次要的、直接的或间接的、有利的或有害的作用。而这些生态作用又随时间上和空间上的变化而异。根据生态因子的性质，可分为如下几类。
（1）气候因子，如光、温度、空气、水分等。
（2）土壤因子，如土壤质地、土壤结构、土壤物理与化学特性及土壤生物等。
（3）地理因子，如地球表面上的海洋、陆地、湖泊、草原、高山、丘陵、经纬度、海拔等。
（4）生物因子，如动、植物及微生物对环境的作用及生物之间的相互作用。
（5）人为因子，如人类对生物资源的利用、改造和破坏作用及环境污染的危害作用。
2研究生态因子的基本原则
（1）生态因子相互联系的总和作用。生态环境是许多生态因子组合起来的总和体，对生物起着总和的生态作用。各个生态单因子之间不是孤立的，而是相互联系、相互促进、相互制约的。环境中任何一个单因子的变化，必将引起其他生态因子不同程度的变化。例如，阳光充足，温度就随着上升；温度升高后，土壤水分的蒸发和作物蒸腾就会增加。等茎叶生长繁茂遮盖土壤后，降低土壤水分蒸发，增加地表空气湿度，降低地表温度，从而影响土壤微生物的活动。
（2）主导因子的作用。农业生物环境中的生态因子，都是农业生物直接或间接所必需的，但在一定条件下，其中必有一个或两个起主要作用的，这种起主要作用的因子称为主导因子。
主导因子包括两个方面的意义：①从生态因子本身来说，当总和的因子中，其中某一个生态因子发生变化，可引起全部生态因子关系的变化，这个能对环境起主导作用。例如，塑料大棚蔬菜春季早熟栽培，棚内温度是主导因子。②环境中某一个生态因子的存在与否或数量的变化，能使农业生物的生长发育发生明显的变化，这类生态因子也称为主导因子。例如，春化阶段的低温，光周期的日照长度。又如外界温度条件是家畜生产力能否得到充分发挥的主导因子，温度过高或过低，都会使生产力下降、成本提高，甚至可使畜禽的健康和生命受到影响。
（3）生态因子间的不可替代和可调剂性。农业生物在生长发育过程中，所需要的生态因子——光、热、水、空气、营养素等，对农业生物的作用虽不相等，但都是不可或缺的，任何一个生态因子都不能由另一个生态因子代替。但是在一定条件下，某一个生态因子在量上的不足，可以由其他生态因子的增强而得到调剂，从而获得相似的生态效应。例如，温室栽培中增大二氧化碳浓度，可以补偿由于光照减弱所引起的光合强度降低的效应。
（4）生态因子作用的阶段。在农业生物的一生中，并不需要固定不变的生态因子，而是随着生长发育的进展而变化，即农业生物对生态因子的需要是有阶段性的。例如，番茄种子发芽的适温为25～30℃，幼苗期白天适温为20～25℃，结果期白天的适温为25～28℃。
（5）生物耐受性。一种农业生物体要在某个环境中生存和繁荣，必须得到生长和繁殖所需要的各种生态因子，对这些生态因子的需要量，依农业生物的种类和生活状况而异。在“稳定状态”的情况下，当某种生态因子的可利用量接近所需要的临界小量时，这种生态因子将成为一个限制因子。例如，作物的产量并非经常受到大量需要的营养物质如碳、氢、氧、氮、钙、镁等元素的限制，因为它们在自然环境中比较丰富，而往往受到一些微量元素如硼、钴、锌等元素的限制，它们的需要量虽少，但因在土壤中含量很少，所以常成为作物高产的限制因子。
二、生态系统
自然界的生物都有它特定的生存环境，都有各自要求的适宜环境条件。有生命的生物与无生命的环境彼此不可分割、相互联系、相互作用。在特定地段中的全部生物和无生命的环境相互作用的任何统一体，称为生态系统。在生态系统内部，通过生物的活动及其代谢作用实现物质的循环、能量的流动、积累与转化。
自然界总是在不断变化和发展，任何一个生态系统都遵循上述的变化规律，而形成相对的稳定状态。生态系统中生物群落与环境条件之间，经过漫长的历史时期，相互影响、相互制约，终形成一个复杂的统一体。这时生态系统的能量流动和物质循环可较长时间地保持平衡状态，生产者、消费者和还原者之间构成的营养结构和典型的食物链关系，保持着一种动态平衡状态，这种平衡状态就叫作生态平衡。生态平衡主要是凭借生态系统的结构与功能之间的化的协调而实现的。生态系统具有一种内部的自动调节能力，以保持自己的稳定性，这种调节能力有赖于生态系统组成成分的多样性和能量流动以及物质循环的复杂性。一般在成分多样、能量流动和物质循环途径复杂的生态系统中，较易保持稳定。因为系统的一部分发生机能障碍，可以被不同部分的调节所抵消；相反，系统的成分越简单，其调节能力也越小，对剧烈的环境变化是比较脆弱的。但是，复杂的生态系统，其内在调节能力也是有限度的，超出这个限度，调节就不会再起作用，从而使系统受到改变、伤害，以致破坏。
三、湿度
水是作物生存的极其重要的环境因子，作物只有在一定的细胞含水量的状态下，才能进行正常的生命活动。否则作物的正常生命活动就会受阻，甚至停顿。所以说，没有水就没有生命。
（一）水分对生命的重要性
1原生质的反应
生命的实质是原生质的生物化学、酶学控制的反应。在各个代谢途径中的反应成分都是在水溶液中，也就是反应成分被水分子包围时才容易发生化学反应。此外，水分子本身也是代谢过程的反应物质，参与光合、呼吸、脂肪裂解等过程的化学反应。
2原生质的结构
细胞原生质的大分子，包括催化代谢反应的蛋白质酶，含有“生命信息”的核酸等，通过与水分子结合形成一种独特的结构。这种结构的特征之一是使原生质呈溶胶状态，保证了旺盛的代谢作用正常进行，是生命所依存的原生质骨架。此外因水不可压缩，因此，它实际上对作物提供了一种非常完全的支持结构。
3运输系统
水分是作物对物质吸收和运输的溶剂，在作物体内许多物质的移动，是通过水所饱和的细胞膜和细胞壁的扩散而发生的，或者是通过韧皮部和木质部分子，以及通过其他组织的汁液的集体流动而转移的。
4热稳定作用
水有极高的比热、溶解热与蒸发热，使得作物温度趋向于稳定。高的比热首先提供一种重要的缓冲能力，使得在吸收大量的热时，温度只有相当小的变化。而且当作物从周围环境以辐射能的形式吸收热时，这些热的一部分依靠从作物表面蒸发水分的方式还给周围环境。
由于水分在作物生命活动中起着如此重要的作用，所以说，水是作物生存的重要环境因子，无论是单个细胞或在整个有机体内，都需要有一个调节适度的水分平衡。
（二）湿度条件
1空气湿度条件
在一定程度上，设施园艺是一个与外界隔绝的密闭环境，所以湿度高于露地，设施内相对湿度一般在70%以上，夜间可达100%。设施内空气湿度的日变化受气象条件、加温及通风换气的影响。阴天或灌水后，设施内空气湿度昼夜几乎都在90%以上。晴天白天通风时，水分移动主要途径是土壤—作物—设施内空气—设施外空气，设施内空气饱和差可达1 300～2 600Pa，作物容易发生暂时性缺水。晴天傍晚关窗后至次日清晨开窗前维持高湿度，外界气温低，湿空气遇冷凝结成水滴，附着在薄膜或玻璃的内面上，从屋面或保湿幕落下的水滴使作物沾湿。外界气温低也可引起设施内空气骤冷而发生“雾”，设施内蓄积作物蒸腾的水蒸气，致使空气饱和差降至130～650Pa。待到日出后或加温，设施内温度上升，湿度逐渐下降，附着在屋面的水滴也随之消失。设施内相对湿度日变化较大，其变幅可达20%～40%。与气温变化呈相反趋势。
设施园艺结构不同，空气湿度状况也不相同。如密封性好的大棚内没有加温设备时处于高湿状态，特别是在夜间湿度往往在95%以上。玻璃温室因密封不严，往往通过缝隙进行水蒸气交换，同时室内有加温设备，所以室内湿度偏低。
2土壤湿度条件
设施园艺内土壤水分的变化主要决定于作物的蒸腾和土壤直接蒸发，其量随着太阳辐射能的增加而呈直线关系。进入设施内的太阳辐射能约55%，用于作物的蒸腾所消耗的汽化潜热。
中、小棚覆盖下，作物蒸腾和土壤蒸发的水分，在塑料膜内里面凝结成水滴，不断地顺着薄膜流向棚的两侧，使棚内两侧的土壤较中部的土壤湿润。温室、大棚的宽度较大，所以中部干燥部分更大一些。设施园艺与陆地相比，由于设施内相对湿度高，蒸散量小，灌水多，所以土壤湿度比陆地大。此外，因施肥量多，无雨水冲刷，土壤中盐类易在土表集积，使土壤溶液浓度提高，对作物根系吸水不利。
（三）设施园艺湿度的调节与控制
设施园艺内湿度过高是引起病害发生的原因。从环境调控观点来说，除湿的主要目的是防止作物沾湿和降低空气湿度，以抑制作物病害。除湿方法有被动除湿法和主动除湿法。
1被动除湿法
被动除湿法是利用水蒸气或雾自然流动，使设施内保持适宜的湿度环境。
（1）覆盖地膜。设施内覆盖地膜能抑制土壤表面蒸发，可有效降低设施内湿度。例如，大棚内地膜覆盖前，夜间湿度高达95%～100%，而覆盖后夜间湿度为75%～80%
（2）适当抑制灌水量。采用滴灌或地中灌溉既节约用水又可适当抑制土壤表面蒸发和作物蒸腾、提高地温。应根据作物种类、发育阶段及需水时间的不同进行适量灌溉。
（3）使用透湿性、吸湿性良好的保温幕材料，防止在保温幕内面结露致使作物沾湿，或使覆盖材料内面的露水排出室外，降低设施内湿度。
2主动除湿法
（1）通风换气。适当加强通风换气，可有效地调节设施内湿度，夜间通风可使设施内空气相对湿度由90%左右降至80%以下。降低的程度与设施内外的湿度差和换气次数成正比。
（2）加温。加温一般可降低设施内相对湿度，可有效地防止一些喜高温环境的病害发生和蔓延。
（3）使用除湿机。国外在种植花卉和甜瓜等经济价值高的作物温室内，利用氧化钾等吸湿材料，通过吸湿机消除室内湿度效果明显，但投资较大。
（四）土壤湿度的调控
从设施园艺小气候的观点看，灌水的实质是满足作物对水、气、热条件的要求，调节三者的矛盾，促进作物生长。因为水的热容量比土壤大2倍，比空气大3 000倍左右，所以灌水不仅可以调节土壤湿度，也可以改变土壤的热容量和保热性能。灌水后土壤色泽变暗、温度降低，可增加净辐射收入，又因水蒸气潜热高，因而太阳辐射能用于乱流交换的能量就大大减少，致使白天灌水后地温、气温都降低，晚上灌水后地温、气温偏高。所以说，在设施园艺环境中，土壤湿度的调控是重要的环节之一。
四、光照
（一）设施园艺光环境的特点
任何形式的温室、塑料大棚等设施园艺内的光环境与露地比较，均有以下三个特点。
1光量减少
即使是特殊构造的温室，如无梁温室与露地比较，也无法避免光量的减少，一般温室内由于覆盖材料及构造物的遮光，比露地光量减少15%～50%。
2光量分布不均匀
无论任何形式的设施园艺，其内部不同位置的光量不同，地面上光量分布不均。
3光之变化
不同波长的光量在设施内外也有差异。
（二）设施园艺的透过率
设施内天然采光是以太阳辐射为光源，由于太阳辐射变化较大，设施内光照度也随之变化较大。例如，中午当设施外光照度为50klx时，设施内地面光照度为30klx，15～16时设施外光照度降到20klx时，设施内光照度仅有12klx左右。由此可见，如采用光照度值作为设施内光照度指标是有一定困难的，因而采用光照度的相对值——透过率作为设施内光量的评价指标。
（三）光环境的调节
作物光合作用是一个光生物化学反应，在一定范围内，光合速率随着光照度的增加而加速。作物在光补偿点时，有机物的形成和消耗相等，不能积累干物质，而夜间还要消耗干物质。因此，从全天看作物所需的光照度，必须高于光补偿点，作物才能正常生长发育。
自然光随着时间与季节不同，光照度差异很大，夏季光照度强，日照时数长，积累照度多；冬季光照度弱，日照时数短，积累照度少，一般可差3倍左右。设施园艺内光照度的调节，除改进设施的结构和管理技术外，主要是靠人工补光与遮光。
五、温度
作物本身是一个变温的有机体，其温度的变化趋向于它们所处的温度环境。因此，作物的生长、发育和产量均受温度的影响，特别是的高温和低温对作物影响更大。温度对作物的重要性在于必须在一定的温度条件下，作物才能进行体内省力活动及体内生化反应。温度升高，则生理生化反应加快，作物生长发育加速；温度降低，则生理生化反应变慢，作物生长发育迟缓。当温度低于或高于作物所能忍受的温度范围时，生长逐渐减慢，发育受阻或停止，作物体受害，甚至死亡。此外，温度的变化，可引起综合环境中其他因子（如湿度）的变化，而环境因子总和体的变化，又影响作物的生长、发育和产量。
（一）设施园艺内温度的分布
设施园艺内温度的空间分布变化较复杂。在保温条件下，垂直方向和水平方向的温度分布都不均匀。一般说来，设施园艺面积越小，不仅边缘地带比较大，而且温度的水平分布也越不均匀。外界气温越低，或是室内热源温度高而维持较大的内外温差时，则室内水平温差也较大。设施园艺内温度分布不均匀的原因如下。
1太阳入射量的影响
设施内接收直射光的部位，随太阳高度角的变化而不同，同时由于屋面结构、倾斜角度、方位等不同，在同一时间内接受的太阳辐射量也有很大差异。
2设施园艺内空气环流的影响
在一个不加温又不通风的设施园艺内，近地面土壤层空气增热而产生上升气流，但靠近透明覆盖材料下部的空气，由于受外界地温的影响而较冷，因此气流沿着透明覆盖材料，分别向两侧下沉，此下沉气流在地表水平移动。形成两个対流圈，将热空气滞留在上部，往往沿侧墙的地面形成低温带。垂直方向的温差可达4～6℃以上，室内外温差越大，设施内温度分布越不均匀。
无论温室的方位如何，当风吹到温室上方时，因为在屋顶部分迎风一侧形成负压，向外抽吸空气，被风一侧形成正压，向室内压向空气，使室内近地面形成与风向相反的小环流，被加热的空气沿地面流向迎风一侧，因此在温室内部迎风一侧形成高温区，在背风一侧形成低温区。所以在温室设计时，加温温室在盛行风向的背风一侧多配置散热管道。
3设施园艺节后的影响
双屋面温室比单屋面温室温度分布均匀，这显然是由于双屋面受热面与散热面都较均匀。
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