本书系统阐述了高级设施农业环境工程学研究的主要内容、研究现状及其进一步需要研究的科学与技术问题，力求将最新的研究内容、研究进展给广大读者呈现出来，使广大读者能够较为全面深入地了解设施环境研究的新进展、新局势、新方法、新成果。本书主要涵盖了温室大棚等设施环境温度、光照、湿度、气体、土壤、能源利用及其机械化与智能化控制等方面的内容，重点介绍了设施环境的形成特点，对作物的生长发育、生理生态的影响及其与作物的互作机理和关系。
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第一章 绪论 1
第一节 设施农业与设施环境概述 1
一、我国设施农业技术的发展现状 1
二、我国设施农业生产存在的问题 2
三、设施环境调控研究的意义 3
四、我国设施农业的发展趋势 4
第二节 近期设施农业需要研究的主要内容与任务 5
一、园艺设施建造新材料研究 5
二、设施农业智能化测控应用基础研究 6
三、日光温室设施与环境调控能力提升技术研究 6
四、设施作物网络化智慧管控技术与装备研发 7
五、设施农业机械化和自动化精细生产技术及装备研发 7
六、设施农业清洁化、生产智能化技术与装备研发 8
七、温室能源管理与节能技术研发 9
八、全封闭智能型植物工厂技术与装备研发 9
九、设施农业配套设备开发研究 10
十、典型温室大棚结构设计研究 12
十一、设施蔬菜逆境生理与温室环境控制技术研究 12
十二、工厂化育苗技术研究 13
十三、无土栽培关键技术研究 14
十四、设施蔬菜生物防治技术研究 14
十五、设施蔬菜专用品种研究 14
第二章 设施光环境与作物生长发育研究 15
第一节 设施光环境的特点及光与作物光合作用 15
一、设施光环境的特点 15
二、光的基本特征 16
三、作物光合作用的光响应 19
四、光受体与光信号转导 20
第二节 光对作物生长发育的影响 24
一、光强与作物的光合作用及生长发育 24
二、光质与作物的光合作用及生长发育 27
三、光周期与作物的光合作用及生长发育 30
第三节 设施光环境研究面临的主要问题与需要研究的主要内容 32
一、设施光环境研究面临的主要问题 32
二、设施光环境目前需要研究的主要内容 34
第三章 设施温度环境与作物关系的研究 37
第一节 设施温度环境的特点及其与作物生长发育的关系 37
一、设施温度环境的特点 37
二、作物对温度的基本要求 37
三、温度与作物生长发育的关系 40
第二节 温度对园艺作物生长发育的影响与研究进展 41
一、温度对园艺作物萌发阶段的影响 41
二、温度对园艺作物营养生长的影响 44
三、温度对园艺作物生殖生长的影响 57
第三节 温度与作物生长关系目前需要研究的问题 60
一、温度影响种子萌发的机制 60
二、温度对作物生长发育过程中形态变化的影响 61
三、温度逆境下的生理基础和分子机制 61
四、提高抗冷性或耐热性的调控手段 61
第四章 设施湿度环境及灌溉技术63
第一节 设施湿度环境的特征及调控 63
一、设施湿度环境的特征 63
二、设施湿度环境的调控 63
第二节 设施园艺作物节水灌溉理论和技术体系 65
一、设施节水灌溉理论 65
二、设施农业节水灌溉技术体系 68
第三节 设施蔬菜节水灌溉研究进展 71
一、蔬菜灌溉的研究指标 71
二、设施蔬菜节水灌溉指标研究 71
三、设施蔬菜水分生理研究 74
四、植物水分传输研究进展 80
五、国内外水肥耦合的研究进展 88
第四节 设施节水灌溉技术研究的方向 93
一、地下滴灌技术 93
二、灌溉渠系管道化 93
三、现代精细地面灌溉技术 93
四、非充分灌溉技术 94
五、设施农业精确灌溉技术 94
第五章 设施气体环境的研究进展97
第一节 设施气体概述 97
一、设施有害气体的来源及对植物的危害 97
二、设施CO2的来源及对植物的影响 99
第二节 CO2施肥对温室作物影响的研究 105
一、单独CO2施肥对作物的影响 105
二、CO2施肥对设施作物的逆境调控 112
第三节 温室CO2研究中存在的问题及展望 116
一、存在的问题 116
二、CO2施肥研究展望 118
第六章 设施土壤根际环境与营养120
第一节 设施土壤根际环境与营养对作物生长发育的影响及作用 120
一、设施土壤环境的特点 120
二、营养元素与植物生长发育的关系 121
第二节 设施土壤根际环境与营养对作物生长发育影响的研究进展 130
一、根际酸碱度对作物生长发育影响的研究进展 130
二、根际营养对作物生长发育影响的研究进展 134
三、根际微生物对作物生长发育影响的研究进展 138
四、连作障碍对作物生长发育影响的研究进展 139
五、无土栽培基质与营养液对作物生长发育影响的研究进展 142
第三节 设施生产中土壤存在的问题与研究展望 146
一、设施生产中根际酸碱度存在的问题与研究展望 146
二、设施生产中根际营养问题与研究展望 147
三、设施生产中根际微生物问题与研究展望 147
四、设施作物连作障碍研究中存在的问题及研究展望 148
五、我国无土栽培技术研究与应用中存在的问题及研究展望 149
第七章 设施农业能源利用技术 151
第一节 设施农业能源利用研究的主要内容 151
一、能源概述 151
二、设施农业新能源利用的主要类型 152
第二节 设施农业能源利用的研究进展 156
一、太阳能集热技术在温室中的应用研究 156
二、光伏技术在温室中的应用研究 164
三、热泵技术在温室中的应用研究 165
四、太阳能联合热泵技术在温室中的应用研究 167
五、风能在温室中的应用研究 168
六、地热能在设施农业中的应用研究 170
七、生物质能在设施农业中的应用研究 171
第三节 设施农业能源利用目前面临的主要问题与研究内容 175
第八章 设施农业机械化与智能化控制 177
第一节 设施农业机械化与智能化概述和研究内容 177
一、概述 177
二、设施农业机械化的研究内容 178
三、设施农业智能化研究的主要内容 178
第二节 设施农业机械化与智能化研究进展 180
一、设施农业机械化研究进展 180
二、设施农业智能化研究进展 187
第三节 设施农业机械化与智能化研究面临的主要问题与研究任务 192
一、设施农业机械化研究面临的主要问题与研究任务 192
二、设施农业智能化研究面临的主要问题与研究任务 195
参考文献 197
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