□ 胡永軍 潘子龍 趙志偉 田素波 李小剛
壽光下挖式日光溫室具有高、寬、大和深等特點,但部分地區在使用和建造中出現相鄰溫室間距太小、栽培床下挖過深、后墻墻體內側面太陡、后坡設置不到位等不良問題。壽光下挖式日光溫室是在科學利用太陽能基礎上形成的農業園藝設施,具有高、寬、大和深等特點。高,即溫室最高點高4~6m;寬,即溫室內跨10~13m;大,即大后墻,后墻夯土而成,底寬4~6m,頂寬1.5~2.0m,高3.0~4.5m;深,即栽培床低于地平面0.4~1.2m。部分地區在建造壽光下挖式日光溫室時,沒有從當地的自然條件出發,照葫蘆畫瓢,結果出現了很多弊病,不僅縮短了溫室的使用壽命,降低了實用性,還對蔬菜的產量及質量造成不良影響。在此,剖析當前下挖式日光溫室建造中的誤區和不足,并推薦一些切實可行的解決方案,以利于指導生產。
1.1 表現 前后兩座相鄰溫室間距太小,有的不足2m。冬至前后,后排溫室前臉處蔬菜植株會因光照不充足而發生低溫障礙。
1.2 對策 前后兩座相鄰溫室間距的理論值,是由前一溫室最高點的高度和當地冬至時太陽高度角所決定的。只有滿足理論值的條件下,前面的溫室才不會遮到后面的溫室。因為冬至時太陽高度角最小,同樣的墻體對后面的地塊遮陰最多,所以必須以當地冬至時太陽高度角來計算確定兩座前后相鄰溫室間不遮陰的最小距離。
以壽光為例,冬至時太陽高度角為29.5°,其余切值為1.762。它表示前一個溫室最高點到后一個溫室最前端的距離與前一個溫室最高點的比值是1.762。所以兩相鄰溫室間不遮陰的最小距離=(前一溫室最高點的高度)×1.762-(前一溫室最高點到北墻體外沿的垂直距離)。即假如前面溫室的最高點(包含草苫)的高度是6m,前面溫室最高點到北墻體外沿的垂直距離是5m。那么建造溫室時兩座相鄰溫室間不遮陰的最小距離為6×1.762-5=5.572m。
2.1 表現 近幾年不少地方的菜農為了追求高效益,不斷加大投入建造壽光下挖式日光溫室的高度,使溫室越建越高(有的甚至超過6m),大大增加了溫室墻體的用土量,導致需要在溫室內大量取土堆砌墻體,栽培床下挖也越來越深,有的地方甚至出現栽培床下挖達2m之多的地窖式日光溫室。
溫室栽培床下挖過深不利于蔬菜生長。一是造成靠近溫室前底腳處出現較長的遮陰區。冬春季溫室前臉處見不到太陽光,蔬菜會因溫度特別是地溫過低而發生低溫障礙,如黃瓜葉片黃化,不生新根,植株細弱不伸展。二是建造溫室時把耕作層的熟化土壤堆砌墻體后,栽培床變成生土層,土壤有機質含量低,有益微生物嚴重匱乏,通氣孔隙度小,通氣性差,如果不加以改良,不利于當季蔬菜生長。
溫室下挖過深,對于地下水位較淺的地區更不適合。雨季溫室內很容易發生內澇,種植的蔬菜易發生漚根、植株死亡現象。
2.2 對策 日光溫室內跨為9~12m的栽培床通常下挖0.5~1.2m為宜。墻體用土既要從溫室內挖取,又要從溫室前空地挖取,如溫室內下挖深1.1m,溫室前底腳外空地一般下挖0.5m以上。這樣建造溫室,可使溫室栽培床相對下挖深度不足0.6m(圖1),減少遮陰區面積,同時又不降低溫室的保溫性能。另外,要根據地下水位深淺,建造適宜下挖深度的日光溫室,對于一些地下水位淺的地區,不可建造半地下式日光溫室,而應直接在地表建造。

圖1 下挖式日光溫室前臉
對于那些已投入使用的下挖過深的溫室:一是在確保溫室整體牢固性不變的前提下,將溫室前底腳外側空地二次下挖,減少遮陰區面積。二是將水渠和人行道由溫室北端改設在室內最南端,而將蔬菜定植到溫室后墻內沿,合理利用溫室內空間。
對于栽培床易發生內澇的日光溫室:一是蔬菜種植要起大高壟(高30~40cm),增加土壤耕作層厚度,避免澇根、漚根。二是要在溫室后墻后部空地下挖深坑(溝),降低溫室內的地下水位。
3.1 表現 后墻墻體內側面太陡,有的甚至無坡度,墻體內側面垂直地面。這樣,減少了墻體的有效吸熱面積,降低了白天墻體的蓄熱量,溫室內夜溫易受影響,不利于蔬菜的正常生長和發育。據山東省壽光蔬菜產業集團有限公司調查,后墻內側坡度對棚室夜溫影響較大,同樣內跨和高度的溫室,隨后墻內側坡度增大,室內夜溫提高,內側墻面與地面傾斜角為75°~85°的溫室平均夜溫較墻體垂直的溫室高0.5~1.1 ℃。同時,墻體內側面有坡度,呈梯形,可增加溫室的牢固性。
3.2 對策 堆砌好溫室墻體后,用挖土機在溫室內進行“切墻”,使得墻體的縱切面為梯形,內側面與地面傾斜角為75°~85°。為了提高溫室內的光照條件,東西山墻切制時,除了溫室坐北朝南偏西5°~10°外(以山東壽光為例),還可在堆砌墻體時向東或向西分土,使得東山墻或西山墻分別偏外10°,后墻內沿東西跨度比前底腳寬小1.6~2.2m,使溫室前底腳呈簸箕口狀。
4.1 表現 有不少菜農為降低日光溫室建造成本,不設置后坡,無后砌柱增加溫室的高度,而將拱桿和墊桿直接搭在了溫室的后墻頂上,建成了無后坡溫室,導致溫室的保溫及通風效果降低。
建造日光溫室不設置后坡有很多缺點:①降低溫室前屋面的拱度。拱度降低,導致前屋面后半部較平,一方面棚膜內側形成的水膜難以順膜面向下流滴,而會直接從棚膜上滴下來,起不到無滴膜的效果。另一方面若拱度過小,冬季遇降雪天氣時,會造成清掃困難,而設置后坡可加大溫室前坡面的拱度,有利于積雪自然下滑。②減少溫室的貯熱載體和空間,導致溫室內的儲熱量降低,而溫室的棚膜散熱面積有所增加,溫室的保溫性隨之降低。③通風效果差。通風時溫室內濕熱的空氣會沿棚膜向上流動,從而排出室外,當溫室無后坡時,由于頂風口處較平,一部分濕熱空氣越過頂風口而流到草苫(保溫被)底部,導致濕熱空氣冷卻下沉,再次回流到溫室中。而溫室設置后坡后就不會出現這種情況,因為后坡屋面的阻擋,濕熱空氣在流動過程中只能從頂風口排出,不會再次回流到溫室內,有利于溫室排濕。
4.2 對策 溫室設置后坡,按后坡屋面仰角38°~45°進行設置。確定溫室的建造高度后,后砌柱按照仰角(38°~45°)搭靠在溫室內最北側的立柱上。因為溫室后坡屋面要承受草苫及后坡覆土的重量,所以在后坡屋面上設置的鋼絲要密一些,可按間距10~12cm布置直徑為4mm的鋼絲,將其固定在溫室東西兩側預先埋好的地錨上,抻緊,再用12號鐵絲將鋼絲與后砌柱捆綁連成一體。在鋼絲上鋪1層與后坡屋面等寬的反光膜;再在反光膜上鋪1層薄膜,沿著溫室后墻平面向后坡屋面鋪設,寬度是后坡屋面寬的2.5~3.0倍;再將稻草、玉米秸稈或葦箔、草苫等鋪在薄膜之上,然后把寬出的薄膜從后坡屋面頂部折回,將草苫等完全包裹起來,再覆土、壓實。
后坡寬度的設置要綜合考慮當地緯度和溫室的跨度,北緯34°~38°,天氣寒冷程度較差,后坡寬度可適當小一些;38°以北地區后坡寬度大一些,以增強溫室的保溫性能。內跨8~10m的日光溫室,可設置長1.2~2.0m的短后坡,增加日光溫室的采光面積;內跨大于10m的日光溫室,可設置2.5m以上的長后坡,在保證前坡有足夠采光面的同時,增加日光溫室的保溫性。
5.1 表現 立柱全部豎直埋設,沒有設置一定的傾斜角度,導致日光溫室的承載力降低,立柱容易在過重的壓力下向后下方傾斜或斷裂。遇暴雪時溫室易被壓倒坍塌。
5.2 對策 目前建造的日光溫室,因為內跨較大,溫室內從南北向依次埋設5~6排立柱。以山東壽光地區5排立柱的溫室為例說明立柱的埋設方法。
溫室前底腳斜坡處的立柱,按照前底腳斜坡土層的傾斜角度埋設。溫室前部拱度較大,棚面的重力向溫室的后下方壓,按照前底腳斜坡土層的傾斜角度埋設,有利于保護前底腳斜坡土層和增強立柱的承重能力;溫室前的第2排立柱要向南傾斜2°~3°埋設,使立柱與其上部拱桿接觸面積更大,有利于其增加承重;中間的一排立柱,應豎直埋設;第4排立柱向北傾斜1°~2°埋設;離溫室后墻最近的立柱向北傾斜埋設,該立柱要將溫室的后砌柱頂住,承擔著后坡的載重,傾斜角度須足夠大,一般向北傾斜5°~10°(圖2)。

圖2 下挖式日光溫室番茄生產
6.1 表現 對于新建的下挖式日光溫室,其后墻的外表層土壤較為疏松,如果不能及時做好防水處理,遇大雨時會很容易被沖刷或沖塌。
6.2 對策 在平整好后屋面土層后,使用一整幅塑料薄膜覆蓋后墻外墻體。新舊塑膜均可,使用舊塑膜時,破損的地方要用帶膠膜粘補,覆蓋2層,保證雨、雪水不能滲透。之后,再在塑料薄膜之上,加蓋一層防曬材料(如無紡布)。最后,溫室墻頂和后墻外沿底部兩處各東西向拉根鋼絲將其固定,在這兩根鋼絲之間再沿東西方向均勻拉2~3條根鋼絲作進一步固定。