蔬菜大棚溫室的生產節能技術

丁昊鷹

巴林左旗農業技術推廣中心

蔬菜大棚溫室的生產節能技術

丁昊鷹

巴林左旗農業技術推廣中心

一、充分利用自然光照、氣溫條件

為了減少溫室耗能，不少國家把冬季生產蔬菜的溫室建立在氣候較溫暖的地區。根據我國的冬季氣溫、光照條件，適于發展溫室生產的地區是黃淮海平原及晉、冀、魯的南部地區。這些地區日照條件好，冬季氣溫不太低，需要加溫的時間短，要求補充的熱量較少，耗能不多。而東北地區、華北大部分和內蒙以及西北一些地區，雖然光照條件好，但由于冬季氣溫低，需加溫的時間較長，耗能量大。因此發展蔬菜溫室大鵬生產不可忽視這一點。

二、增加溫室的輻射熱

為了充分利用太陽能，溫室建筑的結構和方位要設計合理。應盡量擴大受光面，據測定冬季東西棟南北屋面的溫室比南北棟東西屋面溫室累計受光量約多10%。為了減少溫室采光面對陽光的反射，應盡量保持光線的最大的投射角，在不影響建筑結構的情況下，盡量加大溫室頂部采光面的傾斜度，以吸取更多的輻射熱，此外增加覆蓋物的透光率也是增加輻射熱的條料薄膜覆蓋嚴密。從光質來講，用塑料薄膜覆蓋，短波紫外線的透光率比玻璃好，但有易吸附塵埃和水滴及易老化等特點。不同質地的薄膜效果不同，據測定，聚氯乙烯農膜始用透光率為90%，使用3個月后降為55%，一年后降至15%；而聚乙烯防塵薄膜，始用透光率同為90%，但3個月后為82%，一年后可保持58%。無論選用那種覆蓋材料，保持屋面透明無塵，無水滴，是保證透光良好的關鍵。據測定，薄膜表面如吸附一層水珠，能吸收和散射掉大量入射光，使進入室內的太陽輻射減少15%～25%，加上附著的塵埃，使屋面透光率共減少30%～40%。

三、保溫節能

1.覆蓋保溫

在透明的屋面上覆蓋草簾（苫），使其形成一個不易傳熱的不流動空氣層，有良好的保溫效果，可使室溫比未加覆蓋的高3～5℃。若在草簾上再加一層塑料薄膜，可防潮濕，更能增強保溫效果。采用多層覆蓋，保溫效果更佳。據測定，雙層塑料大棚冬季夜間平均溫度比單層大棚約高5℃左右，比外界氣溫高6～8℃，極端可比外界高11℃以上。在地溫方面最冷月份雙層大棚內10厘米處最低在4℃左右，最高6～7℃；而單層大棚最低為0℃左右，最高為3～4℃。

2.蓄熱保溫

把溫室內白天多余的熱量貯存起來，等到室內溫度降低時，再釋放出來提高室溫，蓄熱的方法有以下幾種：

（1）地中熱交換。系以土壤為蓄熱體，在溫室地下50或70厘米處，每隔60～70厘米埋一內徑為10厘米的聚乙烯管或陶土管作熱交換管，在管的一端安裝風機，使室內空氣沿管路循環，管壁就成為人工熱交換面，起蓄熱及熱回收作用。據實驗，在北京2月下旬，塑料大棚內午間氣溫達25℃以上時，實驗大棚的風機及管道蓄熱系統就開始運行蓄熱，至3月上旬實驗大棚內的最低氣溫已達4～8℃，棚內、外溫差達到7～8℃，同時地溫較對照大棚高6～7℃，實驗大棚番茄定植期較對照雙層大棚早10天，比對照單層大棚早19天，始收期早半個多月，效果顯著。

（2）水槽（池）熱交換。蓄熱體是水，日本采用這一熱交換設施，是在溫室兩邊各設置一個10立方米的水槽，每個水槽內裝置21根內徑10厘米的聚乙烯管，水槽兩端設置兩臺有壓換氣扇，水槽內有壓力循環式攪拌器，白天25℃以上開始蓄熱，夜間13℃以下放熱，據報道槽內水溫白天平均可上升4℃，最多可上升7.3℃，夜間放熱后，平均下降4.3℃，最多下降6.8℃。

（3）利用相變物質蓄熱。采用在溫度升高時吸熱溶解，溫度降低則凝固放熱特性的鈉鹽六水氯化鈣等相變物質作蓄熱的介質。法國巴黎礦業學院研制的L1s型太陽能貯存器，就是一個二立升的特制小型塑料桶，放入能在15.6℃時呈液態的鈉鹽，貯存白天的熱量，夜間溫度降至熔點以下時凝固放熱。據報道在一個445㎡的溫室內，放置若干個這種太陽能貯存器，當室外溫度降至0℃時，室內可保持到8℃，而對照溫室為2℃。

3.地面覆蓋及挖防寒溝

溫室內土壤貯存的熱量約有50%～60%用于水分的蒸發和蒸騰。而每蒸發10克水需耗6千卡熱量，這一熱量相當于1立方米空氣升高20℃的熱量。采用地面覆蓋，可以減少土壤的水分蒸發，既減少了潛熱的消耗，又起到了保墑作用，還可降低室內的濕度。此外，在溫室周圍挖一寬30厘米，深40厘米的防寒溝，溝內填干草、樹葉等，踏實后蓋土略高于地面，使室內、外土壤隔開，減少地中傳熱、失熱。

四、降低溫室溫度定值

以縮小室內、外溫差溫室生產所要求的溫度隨不同作物及不同品種而異。降低溫室要求的溫度定值，是節能的一種有效途徑。主要有以下幾種方法：

1.根據季節變化終止適宜的作物

不同種類的蔬菜，所需溫度差別甚大。一般耐寒蔬菜，生長適溫在15～20℃，能耐短期-5～-10℃低溫。而喜溫蔬菜黃瓜、番茄等，生長適溫則為20～30℃，到15℃以下時即授粉不良。如在寒冷冬季種植喜溫蔬菜，室內溫度定值就高，室內外溫差增大，耗能就多得多。相反如種植一些耐寒的綠葉菜類，室內要求的溫度定值就低得多。一般保溫較好的溫室，在北京甚至在東北，冬季不加溫也可種植綠葉菜類。如北京近郊大棚，冬季種油菜，春季栽番茄，經濟效益甚佳。沈陽鞍山市日光溫室保溫性能良好，在遼西、遼北等地，冬季均可生產耐寒葉菜類，春季可提前生產果菜類。

2.選用耐寒品種

一個能耐8℃低溫的品種，就比只能耐10℃的品種，要求溫度的定值低2℃。而實驗證明，最低溫度定值降低兩度，可節省燃料20%左右，可見選育耐低溫的優良品種也是一種經濟而有效的節能措施。

3.采用變溫管理

根據植物生理特點，一般在上午光合作用比午后強，日落后光合作用停止，合成的物質運往其它器官。因此在上午應給予該作物的適溫上限，促進光合作用旺盛進行。下午則使處于適溫的下限，降低較強的呼吸作用，防止出現呼吸作用大于光合作用的逆轉現象。為了不影響植物體內合成物質的良好運轉，前半夜溫度不宜降的太低，在后半夜溫度可逐漸降至該作物生長溫度的低限，以抑制呼吸作用，減少養分的消耗。進行這種分時段的變溫管理，既符合植物生理要求，又可節約能源。據國內、外的試驗及實踐證明，溫室采用分時段變溫管理，可以節省燃料20%左右。

綜上所述，可以看出溫室生產要達到最優化，須多學科密切結合，溫室生產的經營管理者必須系統地掌握好溫室生產的各重要環節，采取上述綜合措施，達到少加溫甚至不加溫也能在寒冷季節為社會提供新鮮蔬菜。