溫室設(shè)施與管理

1、溫室設(shè)施與管理 溫室的定義：溫室的定義：以采光覆蓋材料作為覆蓋或圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，可供冬季 或其他不適宜露地植物生長的季節(jié)栽培植物的建筑統(tǒng)稱為溫室。溫 室是比較完善的保護(hù)地設(shè)施。它在寒冷季節(jié)能最大限度地利用太陽 光，這樣不僅為作物生長創(chuàng)造適宜的光照條件，還能使光能轉(zhuǎn)化為 熱能，白天增溫好，夜間保溫好。隨著我國農(nóng)村城鎮(zhèn)化程度的逐漸 提高，可耕面積逐漸縮小，而溫室種植能夠大幅節(jié)省用地，提高勞 動(dòng)生產(chǎn)率，近年來在我國得到長足的發(fā)展。 1目前使用的主要溫室類型及目前使用的主要溫室類型及 性能性能 按照溫室內(nèi)的技術(shù)水平和設(shè)施條件，溫 室可分為現(xiàn)代化大型溫室和普通塑料溫 室兩種類型。 現(xiàn)代化大型溫室現(xiàn)代化大型

2、溫室 全世界有大型現(xiàn)代化玻璃溫室3萬公頃，主要集中在歐洲，僅荷蘭就達(dá) 1.1萬公頃。此外，采用聚碳酸脂中空板材或片材（PC）、聚氯乙烯片材 （PVC）、玻璃纖維聚脂片材（FRP）和超強(qiáng)長壽農(nóng)膜等作覆蓋材料的 現(xiàn)代化溫室，面積也有1萬多公頃。現(xiàn)代化溫室設(shè)施先進(jìn)，技術(shù)規(guī)范， 50%以上采用水培或基質(zhì)培。從品種選擇到栽培生產(chǎn)全過程建起了一套 優(yōu)化的綜合技術(shù)體系。如溫室環(huán)境條件控制方面，溫度、濕度、二氧化 碳濃度以及根際環(huán)境中的營養(yǎng)液溫度、濃度配比、pH值等，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算 機(jī)監(jiān)控或智能化管理。例如，荷蘭、英國等大型溫室中生產(chǎn)的番茄、黃 瓜等果菜類實(shí)現(xiàn)了一年一大茬的長季栽培，采收期長達(dá)910個(gè)月，盡管 這

3、些國家氣溫較低日照較短，但黃瓜平均每株采收80條瓜，番茄每株可 采35穗果，平均產(chǎn)量60kg/m2，創(chuàng)造了當(dāng)今世界最高產(chǎn)量水平?，F(xiàn)代化大 型溫室仍具發(fā)展勢頭，特別是以塑料材質(zhì)為覆蓋材料的現(xiàn)代化溫室，適 合亞洲的氣候特點(diǎn)，目前呈現(xiàn)大發(fā)展的趨勢。相信隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 和社會(huì)需求的增加，這類溫室的面積將會(huì)有大幅度的增長。 普通塑料溫室普通塑料溫室 通常指塑料大棚及我國北方地區(qū)帶有圍護(hù)設(shè)施 的日光溫室。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年我國設(shè)施農(nóng)業(yè)栽 培總計(jì)86.7萬hm2，其中塑料中小棚占46.9%， 塑料大棚占26.9%，各種節(jié)能型日光溫室占 26.2%。 70年代后期開始，我國相繼從國外引 進(jìn)各種類型溫室近3

4、0公頃，國內(nèi)自行設(shè)計(jì)的連 棟溫室20多公頃，90%安裝在生產(chǎn)單位，運(yùn)行 后效益不太令人滿意，存在的主要問題是對引 進(jìn)設(shè)備缺乏進(jìn)一步的研究，品種與設(shè)施不配套， 運(yùn)行能耗較大等。 按建筑形式溫室又可分為單坡面溫室、 雙坡面溫室和連棟溫室?guī)追N型式 單坡面溫室單坡面溫室 一般為座北朝南或稍微偏西或偏東，屋脊東西走向，具有朝南的透光單 坡屋面，折線形的常用玻璃覆蓋，曲線形的可用塑料薄膜覆蓋。在北方地區(qū)，通常把 北墻、山墻、北坡作成不透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，墻體多作成異質(zhì)復(fù)合墻體，以便增加熱阻， 減少厚度，后坡的保溫材料也是必不可少的。后坡的保溫材料也是必不可少的。前坡 夜間通常用草簾、紙被或特制的保溫材料覆蓋，

5、以便減少夜間散熱。 單坡面溫室的主要特點(diǎn)是保溫比大，保溫好，因此， 主要用于北方地區(qū)作物的反季節(jié)越冬生產(chǎn)。鞍山一面 坡溫室是我國單坡面溫室的典型代表。鞍山溫室用于 冬季不加溫生產(chǎn)韭菜、芹菜等耐寒葉菜，這種溫室由 于前屋面角度小，冬季不能充分利用陽光，所以不能 提早栽培果菜類蔬菜。如將溫室的前立窗改為斜立窗， 并在溫室內(nèi)設(shè)立加溫火道，在北京地區(qū)冬季白天溫室 可維持最高溫度2028，夜間1015，基本滿足 了寒冷季節(jié)果菜生長的環(huán)境要求，而且具有顯著的節(jié) 能效果。為進(jìn)一步加大操作空間，可采用室內(nèi)無柱三 折式溫室，溫室的跨度加大，可提高溫室的操作空間， 而且三個(gè)不同坡度的屋面兼顧了不同季節(jié)溫室的采光

6、要求，使溫室內(nèi)的光照條件四季均勻，提高溫室的利 用率。 鞍山型單坡面溫室剖面 雙坡面溫室雙坡面溫室 屋脊兩側(cè)均為采光面的溫室稱為雙坡面溫室。雙坡面 溫室的屋面型式可以是對稱人字型、不對稱人字型或 折線型，其平面布局可以是單棟溫室，也可以是連棟 溫室。根據(jù)跨度的不同，溫室結(jié)構(gòu)有門式鋼架結(jié)構(gòu)和 桁架結(jié)構(gòu)等。相比單坡面溫室，雙坡面溫室室內(nèi)操作 空間大，便于機(jī)械化作業(yè)，相比單坡面溫室，雙坡 面溫室室內(nèi)操作空間大，便于機(jī)械化作業(yè)，所以發(fā)達(dá) 國家絕大部分溫室為雙坡面連棟溫室，人均管理水平 可達(dá)3000m25000m2。此外，雙坡面溫室采光面積大， 室內(nèi)光照均勻；占地面積小，地面利用率高。但雙坡 面溫室的保

7、溫比小，散熱面積多，冬季運(yùn)行采暖負(fù)荷 大，在冬季嚴(yán)寒地區(qū)運(yùn)行成本高。 連棟溫室連棟溫室 如果把兩棟以上單棟溫室在屋脊處連接起來，去掉相連處 的側(cè)墻，加上檐溝，就構(gòu)成連棟溫室。連棟溫室節(jié)省土地和建筑材 料，土地利用率較高，內(nèi)部空間大，便于機(jī)械作業(yè)及多層立體栽培。 以下是幾種典型的連棟溫室。 （1）Venlo型溫室 Venlo型溫室采用玻璃作覆蓋材料，其透光率可達(dá)90%以上，而 且透光率不隨時(shí)間衰減，玻璃的使用壽命可達(dá)20年以上。Venlo型 溫室又有A、B、C三種形式，A型溫室跨度為33.6m，通常為 3.2m；B型跨度為67.2m，通常取6.4m，比A型減少了柱子數(shù)量； C型跨度為6.49.2

8、m，既增加了單跨跨度，又減少了天溝數(shù)量，增 加了建筑空間；適于種植高大植物或多層栽培，但相對耗熱量較 大。 Venlo型溫室開窗采用兩臺(tái)電機(jī)分別操作屋面兩側(cè)窗戶，克服 了齒條開窗機(jī)構(gòu)電機(jī)用量多、造價(jià)高、運(yùn)行故障的弊端，但由于 其通風(fēng)口凈高度并不高，因此，在炎熱的夏季，仍要通過濕簾降 溫系統(tǒng)與之配套運(yùn)行。 (2)雙層塑料薄膜充氣溫室 雙層塑料薄膜充氣溫室的骨架一般采用 立柱加懸索支撐系統(tǒng)，其特點(diǎn)是在密閉 的兩層塑料薄膜之間用微型風(fēng)機(jī)將室外 干燥的風(fēng)鼓入，以達(dá)到保溫、排雪的目 的。其結(jié)構(gòu)較為簡單，造價(jià)也較低，但 排雪困難，要做到嚴(yán)格密封也較困難， 薄膜破裂要及時(shí)修補(bǔ)，停電對保溫性能 影響較大。 溫

9、室內(nèi)的設(shè)施溫室內(nèi)的設(shè)施 （1）覆蓋材料覆蓋材料 （2 2）加熱設(shè)備）加熱設(shè)備 （3 3）通風(fēng)及降溫設(shè)備）通風(fēng)及降溫設(shè)備 （4 4）灌溉施肥設(shè)備）灌溉施肥設(shè)備 （5 5）溫室作業(yè)農(nóng)機(jī)具）溫室作業(yè)農(nóng)機(jī)具 （6 6）溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)）溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) (1)覆蓋材料 目前，一部分大型溫室采用玻璃作為覆蓋材料， 玻璃具有良好的透光性、保溫性及抗風(fēng)、雪壓、 抗沖擊等性能。在各種覆蓋材料中。以玻璃的 耐老化、耐腐蝕性最好，其防塵性能和防冷凝 水的性能也優(yōu)于其他覆蓋材料。但其比重較大， 增加結(jié)構(gòu)負(fù)載，導(dǎo)熱系數(shù)也較大，對保溫不利。 我國生產(chǎn)的普通平板玻璃厚度一般為2mm、3mm、 5mm、6mm幾種，除平

10、板玻璃外還有鋼化玻璃、 吸熱玻璃、雙層或多層中空玻璃等可供選擇。 塑料薄膜的透光性能是溫室采光效果是首要因素。薄膜的透光率 因其所用的樹脂材料、添加劑種類和數(shù)量、厚度、污染老化和水 滴附著等情況的不同有很大差異。一般初始透光率在85%90%之 間，甚至更高。 由于不同波長的光線所攜帶的能量不同，因此，進(jìn)入不同薄 膜溫室內(nèi)的太陽能也有差異，導(dǎo)致溫室的增溫效果不同。一般植 物對紅橙光和藍(lán)紫光吸收率大，光合效率高，其他波長光線的光 合效率較低，近年來，一些塑料薄膜生產(chǎn)廠家已研究生產(chǎn)出轉(zhuǎn)光 薄膜，其功能是將太陽中的部分紫外線轉(zhuǎn)化為可見的紅橙光和藍(lán) 紫光，提高植物的光合作用效率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。塑料是

11、另 一種用于溫室的覆蓋材料，其覆蓋面積已大大超過玻璃。塑料薄 膜價(jià)格低、重量輕，可減小結(jié)構(gòu)載荷，對骨架要求不嚴(yán)格，使溫 室的投資大大降低。用于溫室覆蓋的塑料薄膜主要有聚乙烯 （PE）、聚氯乙烯（PVC）、醋酸乙烯（EVA）和聚脂薄膜（PET） 等幾種形式。其厚度多在0.1mm左右，膜中一般加抗老化劑，稱為 長壽膜，再加防滴劑則為無滴膜，它能夠使室內(nèi)空氣中的水蒸氣 在膜面形成水膜后，順膜面流下，而不是形成水珠掛在膜面上。 這樣既可以減少光線在膜面上的反射損失，增加透光率，又避免 膜上水珠滴落。 (2)加熱設(shè)備加熱設(shè)備 我國多數(shù)塑料大棚和節(jié)能日光溫室是不加熱的。北方塑料大 棚一般只進(jìn)行春提前、秋延

12、后蔬菜生產(chǎn)，冬季基本上都停產(chǎn)。節(jié) 能型日光溫室在注意保溫的情況下，冬季生產(chǎn)比較耐低溫的葉類 蔬菜也不須加熱。有些生產(chǎn)瓜果類蔬菜的日光溫室，在冬季寒夜 則需少量加熱。農(nóng)家溫室常用土爐火壁或瓦管傳熱為其加熱。 在我國北方的大型現(xiàn)代連棟溫室中，冬季不加熱是不能進(jìn)行 生產(chǎn)的。早期的大型溫室都采用鍋爐水暖為溫室加熱。最近有采 用燃油熱風(fēng)機(jī)為溫暖是加熱的先例。這種加熱系統(tǒng)自動(dòng)化程度高， 節(jié)省燃料，減少空氣污染。但其送風(fēng)距離短，造價(jià)較高，耗用燃 油多。最近中國農(nóng)機(jī)院研制的高效節(jié)能燃煤熱風(fēng)爐，輸出熱量較 高，每畝溫室冬季燃煤不超過2噸，可用于較大溫室的加熱。 (3)通風(fēng)及降溫設(shè)備通風(fēng)及降溫設(shè)備 溫室要周年生產(chǎn)

13、，必須解決夏季降溫問 題，主要措施有：開窗或轉(zhuǎn)膜通風(fēng)，風(fēng) 扇強(qiáng)制通風(fēng)、遮陽網(wǎng)遮蔭、噴霧降溫、 濕簾風(fēng)機(jī)降溫等。目前手動(dòng)和電動(dòng)轉(zhuǎn)膜 裝置和天窗側(cè)窗啟閉部件均無定型產(chǎn)品， 大多由溫室生產(chǎn)廠家自行配套，選用時(shí) 要注意其方便實(shí)用和可靠性。 (4)灌溉施肥設(shè)備灌溉施肥設(shè)備 我國現(xiàn)有的溫室大棚絕大多數(shù)采用傳 統(tǒng)的畦灌，水的利用率只有約40%，進(jìn)入 90年代，國家對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉特別重視， 各地紛紛建立設(shè)施農(nóng)業(yè)示范點(diǎn)，促進(jìn)了 滴灌和微噴灌節(jié)水技術(shù)在我國的應(yīng)用， 并且引進(jìn)了以色列、美國等的部分先進(jìn) 技術(shù)和設(shè)備，使國內(nèi)溫室保護(hù)地的微灌 技術(shù)有了較大的發(fā)展。 (5)溫室作業(yè)機(jī)具溫室作業(yè)機(jī)具 我國設(shè)施農(nóng)業(yè)面積雖大，但

14、溫室大棚內(nèi)的環(huán)境條 件較差，目前使用機(jī)具尚不普遍.不過對溫室生產(chǎn)機(jī)械 化的需求仍較迫切，國內(nèi)也有許多單位開發(fā)了相應(yīng)的 微耕機(jī)具。 北京市開發(fā)的田間管理機(jī)適用于溫室大棚和果園的旋 耕、培土、起壟和中耕作業(yè)，北京拖拉機(jī)公司小型拖 拉機(jī)廠生產(chǎn)的金獅-61型園藝拖拉機(jī)，配3.685.15kW 柴油機(jī)，結(jié)構(gòu)質(zhì)量205.5kg，可配套旋耕鋪膜機(jī)、小型 播種機(jī)、農(nóng)用掛車和植保噴藥泵進(jìn)行多種作業(yè)。 (6)(6)環(huán)境參數(shù)自動(dòng)控制系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)自動(dòng)控制系統(tǒng) 溫室內(nèi)的溫度、濕度、太陽輻射、二氧化碳濃度等 環(huán)境要素，是彼此關(guān)聯(lián)并對植物的生長產(chǎn)生綜合的影 響。綜合環(huán)境參數(shù)自動(dòng)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)對這 些參數(shù)進(jìn)行綜合管理

15、，按照一定的計(jì)算機(jī)程序控制溫 室內(nèi)的天窗、風(fēng)扇、加熱器、滴灌等設(shè)備，并對溫室 運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行記錄、監(jiān)測，出現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行 報(bào)警。目前，我國引進(jìn)的國外大型溫室都由計(jì)算機(jī)進(jìn) 行綜合控制，自行設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)也在一些商業(yè) 溫室中得到應(yīng)用。 溫室管理溫室管理 （1）溫度管理）溫度管理 （2）濕度管理）濕度管理 （3）二氧化碳管理）二氧化碳管理 （4）綜合環(huán)境管理）綜合環(huán)境管理 (1)溫度管理溫度管理 無加熱能力的溫室，室內(nèi)溫度的波動(dòng)趨勢和外界氣 溫一致。清晨隨著太陽升起光輻射和溫度逐漸升高， 正午后達(dá)到高峰，到下午又逐漸下降，夜間溫度出現(xiàn) 一個(gè)低谷。不加溫溫室內(nèi)溫度的日變化對外界氣溫有 很強(qiáng)的依

16、附性，在密閉的條件下同樣具有正弦波的特 征。許多植物已適應(yīng)與這種每天有節(jié)律的光溫變化。 但溫室內(nèi)的溫度超過了植物所要求的最高、最低溫度， 便會(huì)給植物帶來高溫?zé)岷?、低溫冷害和凍害?溫室內(nèi)的溫度管理就是通過工程措施為作物生長提 供適宜的溫度，一般分為低溫節(jié)能管理、變溫管理。 低溫節(jié)能管理 該管理措施一般只要求溫室內(nèi)的溫度不超過或低于作物生長的 上限溫度和下限溫度。當(dāng)溫度超過上限溫度時(shí)，通過一定的通風(fēng) 措施降低室溫，當(dāng)溫度低于下限溫度時(shí)，啟動(dòng)加熱設(shè)備。這種方 法在一定程度上節(jié)約了燃料的費(fèi)用，當(dāng)經(jīng)濟(jì)性成為溫室運(yùn)行的主 要因素時(shí)，其不失為一種有效的辦法。 變溫管理 變溫管理分為四段變溫管理和五段變溫管

17、理。四段變溫管理將 一晝夜分為上午、下午、前半夜、后半夜四個(gè)時(shí)間帶，白天光照 較好時(shí)，設(shè)置較高的氣溫以促進(jìn)植物的光合作用，前半夜使氣溫 略降，以促進(jìn)光合作用產(chǎn)物運(yùn)轉(zhuǎn)，后半夜設(shè)置溫度繼續(xù)降低以抑 制呼吸消耗。在四段變溫管理的基礎(chǔ)上，增加早晨加溫，就構(gòu)成 五段變溫管理。在日出前進(jìn)行短時(shí)間的加溫，可以增進(jìn)光合作用， 提高光合效率。 (2)濕度管理濕度管理 溫室內(nèi)空氣濕度的大小是水分多少的反映。水分不足，影響作 物細(xì)胞分裂或生長，因而影響了干物質(zhì)增長和分配，影響了作物 的產(chǎn)量和品質(zhì)。當(dāng)植物體內(nèi)水分嚴(yán)重不足時(shí)，可導(dǎo)致氣孔關(guān)閉， 妨礙二氧化碳交換，使光合作用顯著下降。濕度過大，宜使作物 莖葉生長過旺，造成

18、徒長，影響了作物的開花結(jié)實(shí)。同時(shí)，高濕 90%以上），常使植物發(fā)生病蟲害。 溫室密閉是造成高濕的主要原因。為防止室溫過高或濕度過大可 采用自然通風(fēng)的措施，以降低室內(nèi)的濕度，但通風(fēng)量不易掌握， 而且室內(nèi)降濕不均勻。在有條件時(shí)，可采用強(qiáng)制通風(fēng)，可由風(fēng)機(jī) 功率和通風(fēng)時(shí)間計(jì)算出通風(fēng)量，而且便于控制。另外采用加溫以 及在溫室中覆蓋地膜均能有效地抑制濕度過高。加濕的方法較為 簡便，一般可采用噴霧加濕和濕簾通風(fēng)的方法進(jìn)行加濕。 (3)二氧化碳管理二氧化碳管理 二氧化碳是綠色植物進(jìn)行光合作用的主要原料,自然界空氣 中二氧化碳的濃度為320mg/kg,而一般蔬菜作物的二氧化碳飽和點(diǎn) 是10001600mg/kg

19、,在飽和點(diǎn)以下時(shí),植株的光合速率隨二氧化碳 的濃度的增大而提高,不僅增加產(chǎn)量,而且改善品質(zhì),因此二氧化碳 施肥是十分必要的。 大量的研究結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐都表明，在溫度、濕度、光照條 件都較為適合的情況下，將室內(nèi)的二氧化碳濃度提高到室外濃度 的35倍，有利于黃瓜和番茄等作物的光合作用。目前國內(nèi)外進(jìn) 行二氧化碳施肥主要采取以下幾種方法： 通風(fēng)換氣通風(fēng)換氣 較為方便的方法，可較快提高二氧化碳濃度，但不會(huì) 使室內(nèi)二氧化碳濃度超過大氣中的二氧化碳濃度，如果室外溫度 較低時(shí)，此法不可用。 增施有機(jī)肥增施有機(jī)肥 有機(jī)肥發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳。這種 方法便于實(shí)行，成本低，在肥力低的土壤中使用，既可增加土壤 的肥力，又提高二氧化碳的濃度。但此法對二氧化碳的濃度難以 控制，一般在施用初期的3040天內(nèi)二氧化碳發(fā)生量多，以后則明 顯減少。 燃燒含碳物質(zhì)燃燒含碳物質(zhì) 燃燒煤、木柴等含碳物質(zhì)可以產(chǎn)生二氧化碳， 單同時(shí)也易產(chǎn)生許多有害氣體，同時(shí)對溫室內(nèi)的結(jié)構(gòu)也有污染， 現(xiàn)已較少采用。 釋放液態(tài)二氧化碳釋放液態(tài)二氧化碳 液態(tài)二氧化碳用鋼瓶貯存，運(yùn)輸較為方便， 其