1 现代温室及其发展前景

现代温室是利用温室效应，采用温室自动控制物联网技术温室环境监测等高新科技的一项产业亮点，它能够改变小环境气候，为作物的生长发育创造良好的条件，摆脱自然条件和气候条件的制约，从而延长生产季节，获得最佳的产出，甚至可以实现作物的反季节栽培以及品种的改良。现代温室不仅使单位面积产量大幅度的增长，减少了资源投入，而且使全年蔬菜瓜果的供应得到了保证和平衡。

世界各国的现代温室是于20世纪60年代逐步完善并发展的。二战后，各国都致力于本国的经济发展，因此经济迅速恢复和快速发展，人们的生活质量大幅度提高，对农产品提出了更高的要求。随着科学技术的进步和工业化水平的提高，也加快了农业工业化的进程，现代温室应运而生，在全球迅速崛起。

从世界上现代设施园艺发展情况来看，特别是发达国家，现代温室大都以大型连栋温室为主。在今后一个时期，随着科学技术的发展，全球经济的一体化和社会的进步，现代温室将以节能、环保和改善工作条件为核心，深人广泛采用新技术、新工艺、新材料等新技术，向高度自动化智能化、工厂化的方向稳步持续快速地发展。

2 现代温室的环境原理与控制技术

一切生物的生长都需要一个适宜的环境，包括光照、温度、水分、土壤、大气等，各个环境因子是相互联系、相互促进和相互制约的，而且它们对作物的影响是随着生长发育阶段的推移而变化的。

2.1光照控制

光照是现代温室环境因子中的一个重要组成，光合作用的效果不仅与光的波段、光照强度所决定，而且还受光照的累计时间和光照周期所影响，因此对光照的研究和控制则尤为重要。光照控制主要有光照强度控制和光照周期控制两种方式，在控制中，利用光照强度测定仪和定时器等基本的传感器控制部件，实时检测动态光照强度变化，配合时钟控制，从而完成对光照的控制。常采用遮阳和人工补光两方面的措施。

温室遮阳是利用具有一定透光率的材料遮挡一部分多余的光照，这样既保证温室作物正常生长所需要的光照，又防止多余的太阳辐射能在温室聚集，造成室内温度过高。温室遮阳分为室外遮阳和室内遮阳。

在冬春季节，光照时间较短，光线较弱，光照就成了作物生长发育的主要限制因素。人工补光即根据作物生长发育所需要的光照强度、周期和时间，采用不同的人工光源来对作物进行补光。

2.2温控技术

温度是作物赖以生存和生长的环境因子，温度过高和过低都会对作物造成致命的灾害。温度控制是现代温室环境因子中控制手段最完善的环节。温度控制包姆退室温度管理及各种保温、加温、降温措施。

2.2.1温室保温

温室保温可以有效地减少温室热损失，提高温室温度，节约能源。目前采用较多的保温措施主要有：温室外附加保温材料；降低温室高度，减少温室外表面积；改变温室结构形式，增加采光量；设置内保温幕；改进覆盖材料；选用导热性差的透光覆盖材料；改进覆盖材料的安装方法，提高温室的密闭性等。

2.2.2温室加温

温室采暖系统一般由热源、室内散热设备和热媒输送系统组成。现在温室中常用的采暖方式主要有热水采暖、蒸汽采暖、热风采暖、电热采暖和辐射采暖等。供暖方案的选择要依据当地的气候特点、温室的采暖负荷、当地燃料的供应情况和投资管理水平等。

2.2.3温室降温

温室降温主要有通风降温、遮阳降温和蒸发降温等方式。通风又有自然通风和强制通风；遮阳有室内遮阳系统和室外遮阳系统及在温室表面刷涂料的遮阳方法；蒸发降温主要有弥雾降温和湿帘降温。2.3CO:施肥技术C仇影响作物的光合作用，与作物生长有直接关系。增施C02、提高温室中CO:浓度，可以促进作物生长，提高作物的产量和质量。CO:施肥技术包括施肥适宜浓度和施肥时间。Co:施肥时间需要根据作物的种类具体对待。一般来讲，作物光合作用主要集中在上午进行，在晴天日出后30min后开始进行CO:施肥。

2.4灌溉与施肥技术

温室是一个相对封闭的生产设施，自然降水不能被直接利用，因此温室内作物需要的水分完全依靠人工灌溉措施来保证。现代温室兼具自动化和智能化的特点，即可以根据作物的需要自动及时提供作物适宜的生长环境。在现代化温室中，采用微灌方式，即利用微灌系统设备按照作物需水要求，通过管道系统与安装在末级管道上的特制灌水头，将水和作物生长所需要的养分以较小的流量，均匀、准确的直接输送到作物根部附近的土壤表面和土层作物叶片，实现局部灌溉，使作物叶面或根部保持在水、肥、气最佳的状态。

现代温室施肥技术是随着微喷灌同时进行的，即采用水肥的方式，这样可以迅速、大面积地完成，并且施肥均匀、省力、省时、安全，避免浪费。施肥器受计算机或小型控制器控制，可以实现精确施肥。其自动控制结构框图如下所示。

自动控制施肥系统采用分块结构和模块化的设计方案，是一个两级分布式系统，具有灵活性强、功耗低、可靠性高等优点。上位机主要完成温室测控数据的显示、编辑、存储和打印输出等数据管理以及智能决策、历史资料统计分析等功能；下位机在现场对温室就地测控，可巡回检测多个环境参数，并根据设定的数学模型，直接控制被控对象，可通过Rs422或RS485串行接口接收上位机的指令或将测控数据送至上位机进行存储。

2.5温室环境的自动监测技术

现代温室控制系统就是依据温室内外装设的温湿度传感器、光照传感器、CO:传感器采集数据信息，通过控制设备对驱动以行机构对温室内的环境气候和灌溉施肥进行调节控制，以满足作物生长发育的需要。温室控制方式分为手动控制和自动控制两种方式；根据控制因素又可以分为单因子控制、多因子控制、“环境模型+生理模型”的综合控制和最优控制。

2.6温室节能技术

现代温室生产是一种高产出高能耗的新产业。

本着绿色农业和可持续发展战略，温室节能非常重要，温室节能技术是指降低温室作物生产中能耗的各种措施。温室能耗的能量包括光、热、水、电、肥等。我们可以考虑的节能措施主要有以下几个方面：?温室选址规划时，注意选择向阳、近热源的场地，并避开风口；?温室构造设计时，使用高保温性能的围护材料，双层充气，保温遮阳，降低温室冷风渗透，进行周边保温与冷处理；?温室管理中采用变温管理。

3 小结

现代温室受环境因子的制约，采用先进的控制技术，对温室环境因子加以控制，使之为作物的生长提供适宜的条件，能够实现高品质、高产出，并可以均衡周年蔬菜瓜果的供应，并可以种植名贵花草、中药、蔬菜、瓜果等，市场的发展潜力巨大。

智能温室控制系统