人工環(huán)境模擬

即利用特定設(shè)施，再現(xiàn)自然環(huán)境條件的試驗方法。這種方法不受自然地理、季節(jié)和天氣條件的限制，能單因子或多因子地改變和控制生物所處的小氣候環(huán)境，人工創(chuàng)造和組合適宜的或有害的氣象條件；能定量地研究氣象條件對植物生長發(fā)育的影響，有效揭示與環(huán)境因子之間的相互關(guān)系；若和田間試驗相結(jié)合，有助于完善試驗工作程序，縮短研究周期。人工環(huán)境模擬已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象科學(xué)研究的重要手段。

簡史 早先，人工環(huán)境模擬多利用和小型空調(diào)設(shè)施進行。20世紀40年代左右，世界上*個人工氣候室在美國加利福尼亞州帕薩迪納建成。此后，許多國家相繼建立了各種類型的人工氣候室，配置了各種人工氣候箱群。研究對象也超出了植物的范圍，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、生物、醫(yī)學(xué)、海洋、宇宙等各個領(lǐng)域。各種設(shè)備的自動化程度和度不斷提高，控制方式已有用*控制臺進行的電子自動遙控，并加之以電子計算機數(shù)據(jù)運算處理裝置。

設(shè)施 設(shè)備主要有溫室、暗室、冷室、防雨棚、風(fēng)洞、人工氣候室（箱）、生物培養(yǎng)室等，并輔以形態(tài)解剖和生化生理分析設(shè)備。其中以溫室、暗室和人工氣候室（箱）應(yīng)用較多。

溫室 常作為試驗樣本的培養(yǎng)室。配以控溫設(shè)備，可單獨進行環(huán)境條件試驗，如夏季可利用溫室的高溫環(huán)境模擬熱害；冬季在溫室內(nèi)分期，可模擬作物在短日條件下的生長發(fā)育狀況等。溫室要求有良好的保溫、采光、保濕、通風(fēng)等條件。

暗室 主要用于研究植物的感光性和光周期。方法是將盆栽植物在下午移入暗室，上午移出室外，進行光照的定時處理。

人工氣候室 在一個封閉系統(tǒng)中，人工控制、改變和再現(xiàn)多種氣象條件的實驗設(shè)備，是現(xiàn)代的主要設(shè)施。按結(jié)構(gòu)通?？煞譃橄涫?、房式和混合式 3種：①箱式。為環(huán)境條件能調(diào)節(jié)的獨立小單元，即人工氣候箱。體積小,可調(diào)性好,但工作面積一般只有幾平方米。系由小型的環(huán)境要素調(diào)節(jié)設(shè)備、電氣控制系統(tǒng)及框架箱體等部分構(gòu)成。又分步入式和伸入式兩類，前者實驗人員可進入箱內(nèi)，后者只能把手伸入。②房式。為規(guī)模較大的完整建筑物，由機房、控制中心和若干個大小不等的環(huán)境控制室組成。大型的工作面積可達上千平方米。③混合式。兼具上述兩種的形式，在環(huán)境控制室中放置多個人工氣候箱。這種雙重結(jié)構(gòu)可以減少干擾，提高精度，并能根據(jù)試驗者的要求對其中某個或幾個氣候箱進行調(diào)節(jié)。按光源，人工氣候室（箱）可以分為自然光照型和人工光照型兩類。大型人工氣候室一般兼有自然光照室和人工光照室。自然光照室的熱負荷由于的緣故變化劇烈，因此電動制冷機應(yīng)具有能消除夏季zui大的太陽熱負荷的性能。人工光照以燈具為光源，要求有較高的光強和近似太陽光的光譜成分，在植物生長面上有散射光，其熱負荷相對較小。光源有白熾燈、熒光燈、水銀燈的組合形式，也有單獨使用近似于太陽光譜的錫燈、氙燈、鹵素鏑燈等。溫度調(diào)控范圍在－10～50℃之間，精度為±0.5～±1.0℃。濕度調(diào)節(jié)一般不直接對植物加濕，而用空氣淋水、蒸氣噴霧、水噴霧等方法。小型自然光照室、人工光照室、生長箱等小容量設(shè)施也可用裝在電加熱器里的平面型加濕器加濕；或者用向水中通氣、通過產(chǎn)生氣泡的方式來加濕。減濕主要是冷卻降濕或使用氯化鋰吸濕劑等化學(xué)方法。相對濕度調(diào)控范圍在10～100％之間?？諝庹{(diào)節(jié)所需要的送風(fēng)量以每小時的換氣次數(shù)表示。風(fēng)機的送風(fēng)方式以“上送下回”或“下送上回”的垂直方向為宜。

方法 一般根據(jù)目的作出試驗設(shè)計，然后按以下步驟進行：①試驗樣本的培植。多用盆栽法在露天或自然光照室中培養(yǎng)出一定數(shù)量整齊度一致、發(fā)育期符合設(shè)計要求的健壯樣本。②樣本環(huán)境模擬處理。待樣本到達預(yù)期發(fā)育階段時送入人工氣候箱（室）中進行模擬處理。若箱（室）較多，則幾個水準的處理組合可同時并進；若人工氣候箱較少，則不同水準的組合分期處理。后者要求樣本在播種及培植中即分批進入待試發(fā)育期。為避免樣本前期生長環(huán)境不同造成的差異，多將不同播期的樣本放入可控制溫度、濕度、光照條件的自然光照溫室中，用相同環(huán)境條件來進行培植，以消除非試驗因子的影響。③試驗樣本的測定。樣本處理結(jié)束后及時采樣并觀察測定，有時可立刻測出效應(yīng)，有時則須等一階段。后一種情況下的樣本需放入溫室或可控調(diào)的自然光照室中，在同樣條件下，經(jīng)過一段時間培養(yǎng)后達到所要求的發(fā)育階段再行測定。