地球上的一切生物都有其生长所需的适宜环境,生物与其自然环境之间是相互联系、相互作用的。生物的自然环境是指生物生存空间的外部自然条件的总和。不仅包括对其有影响的非生物世界,还包括其他生物有机体的影响和作用。在生物所需的环境条件中,地球和太阳是基本环境基础,一切环境特征都由此而产生。
自然环境
地球表面环绕着厚厚的一层大气圈,其中靠近地球表面厚度约16km的七流层是与地面交界、对生物活动影响最大的一个层次。地球表面的岩石圈和土壤圈蕴藏丰富的化学物质,为植物的生长创造了不同的土壤环境,是形成植被分布的重要因素。水圈是地球表面千变万化的气候特征的构成原因,水中也溶有各种矿质营养,可满足生物体生长需要。对流层、水圈、岩石圈和土壤圈综合作用共同组成地球生物圈环境。
在大气圈、水圈和土壤圈的界面上,适合生物生存的范围统称为生物圈。生物圈的核心是植物,植物在其连续不断的生命活动中获取太阳辐射,吸收大气中的CO2,释放氧气,吸收土壤中的水分和矿物质,完成有机质的积累,使得生物圈内的物质循环和能量流动成为可能。
作物是与人类日常生活密切相关的植物,包括各种粮食作物、经济作物和园艺作物等。其中园艺作物主要包括果树、蔬菜和花卉。本章主要研究适合于在温室条件下生产的园艺作物(又称温室作物)的环境问题。
作物生产旨在满足人类物质和精神文化生活的需要。作物的生长发育除取决于其本身的遗传特性外,还取决于环境因子。作物赖以生存的环境因子包括光照 (光照强度、光照时间及光谱成分)、温度(气温与地温)、水分(空气湿度和土壤湿度)、土壤(土壤组成、物理性质及pH值等)、大气因子及生物因子。各个环境因子之间不是孤立的,而是相互联系、相互促进和相互制约的,环境中任何一个因子的变化必然会引起其他因子不同程度的变化。比如太阳辐射强度的变化 会带来空气和土壤温度和湿度的变化。因此,自然环境对生物的作用是各个环境因子的综合作用。
作物生长的环境因子都是作物直接或间接所必需的,但在一定条件下,只有其中的一两个起主导作用,称为主导因子。主导因子有时对作物环境变化起主要作用,如冬季日光温室内环境温度往往是对果菜生产起主导作用的生态因子;主导因子有时对作物的生长发育起决定作用,如日照长度对作物花期开花起主导作用。分析作物主导环境因子是调控作物环境、实现优质髙产的基础。
智能温室内的内部环境
环境因子对作物的作用是不相等的,但都是不能缺少的,任何一个环境因子都不能由另外一个环境因子代替。不过,在一定情况下,某一环境因子在景上的不足可以由其他因子量的增加得到调剂。比如,在作物栽培中增加CO2浓度可以补偿由于光照强度不足引起的光合作用强度的降低。
环境因子对作物的影响程度不是一成不变的,是随着生长发育阶段的推移而变化的。比如,种子发芽期作物的适宜温度一般较高,幼苗期则较低,成苗期更低。