冀北承德單棟節(jié)能型日光溫室建造綜合技術(shù)

□ 李 兵 董立新

承德單棟節(jié)能型日光溫室在2013年初遭遇極寒天氣情況下，室內(nèi)最低溫度仍能保持8 ℃左右，雖然植株前期生長(zhǎng)緩慢，但后期緩苗迅速，大量產(chǎn)品進(jìn)入了高價(jià)市場(chǎng)。

承德市是河北省最北部的城市，位于北緯40°～42°。日光溫室蔬菜生產(chǎn)是承德市蔬菜產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分，現(xiàn)有日光溫室9.3萬(wàn)多座，占地面積達(dá)1.6萬(wàn)hm2（24萬(wàn)畝），占全市蔬菜總占地面積的30%左右。承德市日光溫室蔬菜生產(chǎn)茬口以冬春一大茬為主，產(chǎn)品主要供應(yīng)北京、天津等周邊大中城市，因此對(duì)溫室性能具有較高要求，自2010年起，承德市農(nóng)牧局針對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況及區(qū)域布局，設(shè)計(jì)了地方特色的單棟節(jié)能型日光溫室，經(jīng)多年使用，效果良好。

1 溫室建造方位

方位角是日光溫室建造成功與否的第一要素。一般日光溫室方位應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況設(shè)計(jì)方位角，可采光面正南設(shè)計(jì)，亦可偏東或偏西5°，最大偏轉(zhuǎn)角度不大于10°。地塊選擇和方位確定一般還要考慮當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、盛行風(fēng)向等綜合因素，不應(yīng)盲目建造，造成損失。

1.1 日影法定位 在準(zhǔn)備建溫室的地塊上立一根垂直木桿，在上午10：00時(shí)左右開始記錄木桿影子長(zhǎng)度，至下午2：00時(shí)左右即可，每10 min（分）記錄1次，當(dāng)木桿影子最短時(shí)就是當(dāng)?shù)氐恼媳狈较颍捎霉垂啥ɡ碜龃司€的垂線可確定正東西方向。目前，我國(guó)計(jì)時(shí)參照為北京時(shí)間，根據(jù)緯度不同，正午時(shí)出現(xiàn)時(shí)間與北京時(shí)間有一定的時(shí)差，各地區(qū)測(cè)量方位時(shí)應(yīng)在各自正午時(shí)（12:00）出現(xiàn)時(shí)間段內(nèi)加強(qiáng)觀測(cè)（表1）。

表1 承德市單棟節(jié)能型日光溫室建造參數(shù)

1.2 羅盤定位 首先用羅盤儀定位磁南北線，再依據(jù)當(dāng)?shù)卮牌沁M(jìn)行修正，測(cè)出正南北線，做正南北線的垂線，得出正東西線。磁盤定位中需注意的是磁偏角的年變化，該參考數(shù)值需要定期更新，目前承德地區(qū)磁偏角參考值約為-7°，這里-7°是指磁北比正北偏西7°，按溫室面向則為磁南比正南偏東7°。

2 溫室采光結(jié)構(gòu)

2.1 單體溫室結(jié)構(gòu) 以合理采光時(shí)段理論為基礎(chǔ)，推薦承德緯度范圍各地區(qū)使用的采光屋面角度為34°，溫室內(nèi)跨 8 m，長(zhǎng)80～120 m，后屋面仰角 40°，后屋面長(zhǎng)2.1 m，后屋面水平投影1.6 m，后墻高2.96 m，屋脊最高處4.3 m，前屋面0.5 m處高1.07 m，主采光面應(yīng)用效果較好的半圓拱形設(shè)計(jì)，弧面區(qū)間采光角度分配合理，前屋面0.5 m處圓拱形或拋物線形，拱架采用鋼管、鋼筋材質(zhì)的雙弦桁架式設(shè)計(jì)，間距0.9～1.0 m，屋脊最高點(diǎn)處設(shè)立支柱，增強(qiáng)整體載荷能力（圖 1）。

2.2 溫室群體布局 單棟溫室多為因地制宜，隨地勢(shì)建造；但是溫室群設(shè)計(jì)上要進(jìn)行總體布局規(guī)劃，溫室布局中，前排溫室或其他遮光的物體，都會(huì)影響溫室的采光，因此日光溫室必須和這些物體保持足夠的距離。以太陽(yáng)高度角最小，陰影最長(zhǎng)的冬至日午間4 h（小時(shí)）溫室不被遮光來計(jì)算溫室的間距（圖2 ）。生產(chǎn)中應(yīng)利用溫室的風(fēng)障效應(yīng)，在前后溫室間建中小拱棚進(jìn)行提前或延后蔬菜生產(chǎn)，提高土地利用率。前后排溫室的間距是保障溫室能夠長(zhǎng)時(shí)間接受太陽(yáng)照射的重要條件，通用計(jì)算方法為：前排溫室最高點(diǎn)（屋脊最高點(diǎn)高度加覆蓋物折疊高度）與地面的垂直焦點(diǎn)到后排溫室前底角的距離不得小于前排溫室最高點(diǎn)高度的2.5倍，兩溫室的凈間距應(yīng)在此數(shù)值的基礎(chǔ)上減去溫室后坡投影長(zhǎng)度和后墻寬度而得。承德地區(qū)推薦溫室間距見表1。

圖1 單棟節(jié)能日光溫室建造示意圖

圖2 溫室間距示意圖

3 溫室保溫結(jié)構(gòu)

3.1 墻體 目前現(xiàn)有溫室依據(jù)被動(dòng)放熱原理，日間依靠地面和墻體吸收太陽(yáng)輻射，夜間散熱保持溫度，因此墻體結(jié)構(gòu)非常關(guān)鍵。經(jīng)多年實(shí)踐證明，當(dāng)?shù)赝翂πЧ罴眩浯问鞘瘔Α⒋u墻。

3.1.1 土墻墻體 溫室內(nèi)側(cè)墻體上下削齊，稍有坡度（10°～ 12°）；外側(cè)墻體坡度約 45°；承德市一般山墻和后墻頂部不小于1.8 m，底部4.5 m，春季建溫室，土壤解凍時(shí)即可開始筑墻施工；秋季建溫室確保在土壤上凍前墻體充分干透。

3.1.2 少土地區(qū)選用石墻或磚墻 石墻、磚墻都要求水泥砂漿砌筑，增強(qiáng)墻體穩(wěn)定性。石墻厚度不小于0.8 m，外墻培土，頂部1.5 m，底部3.5 m；磚墻厚1.3 m，內(nèi)外雙層24 cm磚墻，內(nèi)填充干土，后墻外貼12 cm厚的苯板，苯板密度不低于12 kg·m-3，內(nèi)、外墻之間每隔1.0～1.5 m設(shè)一個(gè)24 cm厚拉墻，拉墻可比內(nèi)墻低0.5 m，墻外培土，頂部厚度不小于1 m，底部不小于2 m。

3.2 后坡 后坡是日光溫室保溫阻寒的重要組成部分。傳統(tǒng)后坡，內(nèi)層5 cm水泥板，覆蓋25 cm壓縮秸稈包，覆蓋10 cm草泥密封，最外層覆蓋10 cm干土；也可選用50 cm壓縮稻草包。

3.3 覆蓋物

3.3.1 透明覆蓋物 使用防老化、防霧滴聚氯乙烯薄膜，在頂部距中脊1 m處設(shè)頂部通風(fēng)口，距前屋面底角圈梁處設(shè)前部通風(fēng)口（秋季育苗期和4月后使用），北面完全覆蓋后坡，增強(qiáng)后坡防水性能。

3.3.2 保溫覆蓋物 使用厚5～6 cm雙層草簾，或草簾加質(zhì)量為3 kg·m-2的EPE珍珠巖防寒防水保溫被。用稻草簾按“階梯”式或“品”字形排列，風(fēng)大的區(qū)域采用“階梯”式，保溫被或兩層草簾之間錯(cuò)茬“階梯”式覆蓋，東西兩邊要蓋到山墻上50 cm，北面完全覆蓋后坡，增強(qiáng)后坡保溫性能。

3.4 防寒溝 一般栽培床低于地面的可以不設(shè)防寒溝；栽培床與地面平行的需要挖設(shè)防寒溝，在溫室南沿外0.2 m處，挖一條與溫室等長(zhǎng)的防寒溝，東、西兩面包圍山墻，溝深1.0～1.5 m、寬0.4～0.5 m，溝內(nèi)填充玉米秸、爐渣或珍珠巖，溝頂覆土塌實(shí)。頂面北高南低，以免雨水流入溝內(nèi)。

4 溫室增溫、補(bǔ)氣技術(shù)

CO2緩釋富氧秸稈發(fā)酵技術(shù)是河北省重點(diǎn)推廣的綠色技術(shù)，采用該技術(shù)可增加溫室CO2的濃度，促進(jìn)作物光合作用，同時(shí)秸稈在發(fā)酵過程中釋放大量熱量能提升地溫2～4 ℃，對(duì)老菜區(qū)發(fā)生嚴(yán)重的根結(jié)線蟲有抑制和殺滅作用，應(yīng)大力推廣。目前，行下內(nèi)置式操作簡(jiǎn)單，投入低，被廣泛應(yīng)用。在技術(shù)應(yīng)用過程中，有時(shí)因?yàn)槟承┉h(huán)節(jié)的被忽視而導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用不成功。為充分發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用效果，最大限度地實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收，因此生產(chǎn)操作中應(yīng)注意以下關(guān)鍵技術(shù)。

①菌種激活。充分混勻后的菌種混合物可堆成饅頭形，在25～30 ℃的環(huán)境下放置12～24 h（ 小時(shí)）將菌種激活，上覆麻袋片，保溫保濕，防陽(yáng)光直射（紫外線殺菌）。處理好的菌種混合物要當(dāng)天用完，若當(dāng)天用不完，可在地上攤開晾曬，防止發(fā)酵過度。

②施肥。3 a（年）以上的棚區(qū)，用量以常規(guī)數(shù)量為準(zhǔn)，用法為集中施在內(nèi)置反應(yīng)堆的秸稈上，嚴(yán)禁施用雞糞、豬糞、鴨糞和人糞尿等非草食動(dòng)物糞便，防止線蟲和其他病害的傳播。

③密度。應(yīng)用反應(yīng)堆后，作物生長(zhǎng)較常規(guī)枝葉茂盛，一般每667 m2定植2 800～3 000株為宜。暖冬時(shí)可適當(dāng)稀植，冷冬可適當(dāng)密植，靈活掌握。

④用藥。不能用化學(xué)藥劑進(jìn)行土壤處理，在定植時(shí)也不可隨定植水往根部灌殺蟲、殺菌藥物。

除了以上幾點(diǎn)，在應(yīng)用過程中還應(yīng)注意：秸稈用量要足；菌種用量要足；第1次澆水要足；內(nèi)置溝兩端秸稈要露出茬頭；開溝不宜過深；覆土不宜過厚，15～25 cm即可；第1次打孔不宜過晚，應(yīng)在定植后3～10 d（天）進(jìn)行。

5 推廣情況及應(yīng)用前景

目前在承德市北部北緯42°附近，海拔約1 060 m的圍場(chǎng)縣哈里哈鄉(xiāng)已連年成功種植越冬茬喜溫蔬菜，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。2013年初我國(guó)北方遭遇極寒天氣情況下，原有結(jié)構(gòu)溫室溫度降至3～5 ℃甚至更低，蔬菜凍害嚴(yán)重，部分溫室絕收，而該結(jié)構(gòu)溫室室內(nèi)最低溫度仍能保持在約8 ℃，雖然前期生長(zhǎng)緩慢，但后期緩苗迅速，大量產(chǎn)品進(jìn)入了高價(jià)市場(chǎng)。由于溫室跨度和舉架的增大，根據(jù)墻體和建材等的不同，依據(jù)此結(jié)構(gòu)建造的溫室80 m長(zhǎng)預(yù)算造價(jià)在7萬(wàn)～15萬(wàn)元，與原跨度6.5 m和7 m的結(jié)構(gòu)溫室相比較成本增加15%～20%。但因采光、保溫效果良好，勞作面積增加，穩(wěn)定性增強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)溫室在當(dāng)?shù)匾驯黄毡榻邮埽械率行陆ā⒎ā⒏慕ǖ娜展鉁厥胰繀⒄沾私Y(jié)構(gòu)類型施工，總推廣面積約5 000 hm2（7.5萬(wàn)畝），占到現(xiàn)有日光溫室總面積的30%以上，并已被周邊城市借鑒參考。