長江流域設施蔬菜主要棚型結構與春季設施多層覆蓋技術

鄭秀 黃遠 程菲 別之龍

長江流域是全國設施蔬菜重點區域規劃的重點區域，光資源較為豐富，但分布不均勻，日照時數差異較大，大部分地區冬季寡照，年日照時數1000~2300h，年日照百分率30%~65%；屬亞熱帶季風氣候區，大部分地區地處0℃等溫線以南，5℃等溫線以北；冬季低溫寡照、夏季高溫高濕是本區域的典型氣候特征[1]，同時該區域也是全國重要的西瓜甜瓜優勢產區[2]，西瓜和甜瓜的設施栽培比例很大。

長江流域的設施蔬菜主要采用春季提早和秋季延后2種栽培模式[3]，其中春季提早栽培的效益更好，該區域的設施西瓜和甜瓜栽培也主要集中在春季，因此春季設施栽培是很多新型經營主體主抓的重點，但在早春又面臨低溫寡照的問題，如何合理用好設施蔬菜多層覆蓋技術，實現春季設施蔬菜提早上市就成為設施蔬菜栽培管理的重點。本文主要對長江流域設施蔬菜栽培的棚型結構進行分析，以及設施蔬菜多層覆蓋的效果和有關要點進行介紹，以期能為設施蔬菜生產提供參考。

1 長江流域設施蔬菜棚型結構

長江流域設施蔬菜生產過程中的園藝設施類型包括塑料大棚、塑料中棚、小拱棚、連棟大棚和日光溫室等，其中塑料大棚和塑料中棚是長江流域設施蔬菜發展的重點棚型[1]，連棟大棚近年來在部分地區的設施蔬菜新型經營主體中發展迅速。

1.1 塑料大棚

塑料大棚按照其設施骨架材料結構分為鋼架結構、水泥骨架結構、竹木結構等，其中熱浸鍍鋅鋼架結構塑料大棚是近年來設施蔬菜基地主要采取的棚型結構，如武漢市2013年建設的7萬畝（0.47萬hm2）設施蔬菜基地全部采用熱浸鍍鋅鋼架大棚，單棟塑料大棚管材主要采用碳素結構鋼Q235的直縫電焊鋼管，熱浸鍍鋅防腐，耐腐蝕時間不少于15a[4]。目前長江流域的單棟鋼架大棚棚型結構主要采用 GP-C625、GP-C825、GP-C832幾種，其中GP-C625大棚跨度為6m，棚體長度為30m左右，頂高為2.7~2.8m，肩高為1.5m，適合速生葉菜類蔬菜的生產，也適合瓜類的爬地式栽培，這種棚型結構的優點是抗風雪能力較強，缺點是大棚的肩高比較低，不適合機械化作業；GP-C825和GP-C832的大棚跨度均為8m，棚體長度為40~50m，頂高為3.1~3.2m，肩高為 1.6~1.7m，適合瓜類、茄果類、豆類等果菜類蔬菜的生產，這種棚型結構的優點是空間比較大，適合大棚王等耕作機械的作業，也適合果菜類的吊蔓栽培，其中GP-C832棚型的抗風雪性能更好，結構更為堅固。水泥骨架結構和竹木結構的大棚在部分設施蔬菜老產區仍在使用[3，5]。

1.2 塑料中棚

塑料中棚大多以竹木結構和水泥骨架結構為主，但竹木結構較常見。如浙江溫嶺長季節西瓜栽培農戶搭建的毛竹中棚棚高 1.8～2.0m，跨度 5.5～6.5m， 覆蓋0.05～0.06mm 厚的無滴膜[6]。塑料中棚的優點是建造容易、取材方便、造價低，缺點是棚內骨架遮光比較多，使用壽命短，抗風雪性能差，棚內空間比較低矮，不適合機械化作業。塑料中棚在早春的設施蔬菜和西瓜甜瓜生產中應用比較多，為了更好發揮設施的保溫作用，近年來將其作為連棟大棚或單棟鋼架大棚中的一種多膜覆蓋形式應用且逐漸增加。

1.3 連棟大棚

連棟大棚主要是指兩跨及兩跨以上，通過天溝連接起來的塑料大棚，自然通風型的連棟大棚長度一般為40m左右，單拱跨度 6～8m，肩高 2.5～3.0m，跨度則根據地勢而定。連棟大棚的連接處設天溝排水，頂部和四周設風口進行排濕降溫，自然通風型的連棟大棚一般不配備濕簾風機。不同地區采用的連棟塑料大棚的棚型結構有差異，如上海所用的8430型連棟大棚頂高為4.5m，肩高為3m，江蘇阜寧尖頂型連棟大棚的肩高為3m[7]。采用連棟大棚用于設施栽培可以節約土地空間，由于內部空間比單棟鋼架大棚更為高大，更加有利于機械化操作，通風排濕的效果也比較好。

2 塑料大棚內早春采用多層覆蓋后的效果分析

北方地區寒冷季節，日光溫室主要通過外覆蓋材料如保溫被、草簾等材料的應用來保溫，近年來隨著卷簾機的普及，保溫被已成為日光溫室外覆蓋保溫材料的主體，而南方地區主要的棚型結構為塑料大棚、塑料中棚和連棟大棚。為了避免早春季節低溫對設施蔬菜栽培的不利影響，南方地區主要采用多層覆蓋的方式來進行保溫，常見的多層覆蓋方式主要有2層覆蓋、3層覆蓋、4層覆蓋、5層覆蓋。

2.1 2層覆蓋

2層覆蓋是指 “單層大棚+地膜”的覆蓋形式。江蘇東臺的試驗表明，和外界露地相比，“單層大棚+地膜”覆蓋形式平均增加氣溫 5℃左右，最低氣溫增加2℃左右，平均增加地溫 7℃[8]；湖北荊門的觀察也表明，采用2層覆蓋的棚體（大棚+地膜），棚溫可以增加4℃左右，當外界溫度到達-2℃時，棚內溫度仍能達到2℃[9]。2層覆蓋栽培常用于茄果類、瓜類、豆類等作物小拱棚大春播早中熟栽培，在設施蔬菜的實際生產中，除了“單層大棚+地膜”的覆蓋形式外，“小拱棚+地膜”2層覆蓋的形式更為多見，如果要發揮塑料大棚提早上市的優勢，則要選擇其他的多層覆蓋方式。

2.2 3層覆蓋

3層覆蓋是指 “單層大棚+小拱棚+地膜”的覆蓋形式，在連棟大棚中也有“連棟大棚+中棚+地膜”的形式。在湖北荊門的應用表明，采用 “單層大棚+小拱棚+地膜”覆蓋形式，棚溫可以增加8℃左右，當外界溫度-3℃時，棚內溫度仍可達到 5℃[9]。3層覆蓋的外層大棚為鋼管大棚，也可是水泥骨架或竹木結構大棚，三層覆蓋的方式在長江流域設施蔬菜栽培中比較多見，栽培作物常為番茄、黃瓜、西葫蘆、蕹菜、西瓜、莧菜、菜豆、萵筍、芹菜等。春提早一般于1月下旬至2月上中旬定植或播種，4月底始收。

2.3 4層覆蓋

4層覆蓋是指 “單層大棚+中棚+小拱棚+地膜”的覆蓋形式。在湖北荊門的觀察表明，采用4層覆蓋，棚溫可以增加13℃左右，當外界溫度在-5℃時，小拱棚的溫度仍可以保持8℃[9]。這種覆蓋方式適用于瓜類、茄果類、豆類等蔬菜春季極早熟栽培，一般于12月下旬至翌年1月上中旬定植，部分地區在3月中旬就可開始收獲。江蘇東臺采用雙大棚（最外層大棚的棚頂下方20~30cm處再建一層內大棚）方式的4層覆蓋模式，即“雙層大棚+小拱棚+地膜”的四膜覆蓋形式，實際測定結果表明，采用這種覆蓋方式平均增加氣溫12℃左右，最低氣溫增加8℃左右，平均增加地溫14℃；而“雙層大棚+地膜”的3膜覆蓋方式平均增加氣溫 7℃左右，最低氣溫增加4℃左右，平均增加地溫10℃，因此“雙層大棚+小棚+地膜”增加地溫的效果突出，江蘇東臺廣泛采用這種4層覆蓋技術用于早熟西瓜的栽培[8]。

在生產實際中，4層覆蓋還有 “單層大棚+草簾+小拱棚+地膜”的形式，即在塑料大棚內不架設中棚，而在小拱棚外面覆蓋一層草簾保溫，這種保溫效果也很好。而且連棟大棚中，4層覆蓋就變為“連棟大棚+中棚+小拱棚+地膜”或者“連棟大棚+雙大棚+地膜”的形式。

2.4 5層覆蓋

5層覆蓋是指“單層大棚+中棚+草簾+小拱棚+地膜”的覆蓋形式，或者是“雙層大棚+中棚+小拱棚+地膜”，或者“連棟大棚+雙大棚+小拱棚+地膜”的形式。采用“四棚五膜”方式能顯著提高大棚的保溫性能，淮北地區采用1層地膜+3層棚膜（小拱棚、中棚、大棚）+1層草簾或1層地膜+2層棚膜+1層草簾+1層氈毯外膜的5膜覆蓋栽培方式，用于西瓜的極早熟栽培[10]。浙江采用“三棚五膜一布”多層覆蓋方式用于甜瓜栽培，即在大棚內搭內大棚與拱棚，覆蓋大棚農膜與內大棚農膜各一層，在拱棚上覆2層農膜，2層農膜間覆無紡布，地上覆地膜，甜瓜可以在4月底上市[11]。采用5層覆蓋方式可以將設施蔬菜采收上市的時間較早熟栽培再提前，實現設施蔬菜的極早熟栽培；這種方式也可用于臨時應對低溫災害措施，在遇到臨時降溫時，農戶在4膜覆蓋的基礎上增加1層覆蓋物用于保溫，可有效避免低溫凍害的發生。

3 多層覆蓋保溫技術要點

3.1 根據栽培目的和產品上市時間選擇合適的多層覆蓋方式

從以上不同多層覆蓋對氣溫和地溫的影響來看，多層覆蓋的層數越多，提高設施內氣溫和地溫的效果越好。應根據設施蔬菜栽培的目的和產品預計上市時間來選擇適宜的多層覆蓋方式。極早熟栽培應選擇5層或4層覆蓋栽培，早熟栽培應選擇3層覆蓋栽培，2層覆蓋栽培盡管提高地溫效果比露地栽培的好，但蔬菜成熟和采收時間比3層和4層覆蓋栽培要晚很多。以江蘇東臺為例，在2月下旬 3月上旬移栽西瓜適宜用 “雙層大棚+小棚+地膜”方式；3月中下旬移栽適宜用“雙層大棚+小棚”方式；“單層大棚+小棚+地膜”方式 3月下旬可以移栽；“單層大棚+地膜”方式必須在4月5日后，無倒春寒和早春霜凍方可移栽，不同多層覆蓋下的西瓜上市時間和栽培效益也有很大差異，“雙層大棚+小棚+地膜”方式栽培的，5月上中旬就可收獲，每667m2純收益較“單棚+地膜”方式增收2221元[8]。

3.2 根據選定的多層覆蓋方式選擇適宜的播種育苗時間

四棚五膜覆蓋前

四棚五膜覆蓋后

由于不同多層覆蓋方式對提高氣溫和地溫的效果不同，在選定好多層覆蓋方式后，應對播種育苗時間和定植時間進行相應調整，極早熟栽培由于采用5層或4層覆蓋栽培，提高地溫的效果顯著，其定植時間要比一般的3層覆蓋提早7~10d，因此播種育苗時間要相應提前；同時為了達到早熟栽培的目的，應在定植前15d做好整地施肥工作，并在大棚中搭建塑料中棚或塑料小棚，之后將棚密封用于提高地溫。果菜類蔬菜一般要求土壤10cm處土溫 10℃以上、最內層的棚溫20℃以上時選擇晴天定植，定植后應迅速將設施內的多層覆蓋完成并將棚密封，待幼苗緩苗后再進行管理。

3.3 選擇適宜的多層覆蓋材料

按照從設施最外層覆蓋到最內層覆蓋薄膜的厚度依次遞減原則，選擇適宜的多層覆蓋材料。目前應用最多的是塑料薄膜，最外層的塑料大棚可以選擇厚度為0.08~0.10mm的薄膜，里面的塑料中棚應選擇厚度為0.04~0.06mm的薄膜，塑料小棚應選擇厚度為0.02~0.03mm的薄膜，且薄膜都應選擇無滴膜。在采用4層或5層覆蓋時，小拱棚外的覆蓋材料可選用草簾、無紡布等保溫材料。

3.4 掌握合理的多層覆蓋時間

設施蔬菜春季栽培采用多層覆蓋的目的是保溫，特別是夜間保溫，為了達到理想的效果，傍晚應將每一層的覆蓋蓋嚴封實；而在白天，如果是晴天，則應在8：00左右將設施內中棚和小棚上的塑料薄膜和上面的覆蓋物揭開，使陽光能充分投射到棚內蔬菜上，一方面讓蔬菜作物能進行充分的光合作用；另一方面將多層覆蓋揭開后，陽光能透射到棚內，使棚內氣溫和地溫升高；中午前后還應將塑料大棚的門窗打開，適當通風換氣，以降低棚內相對濕度。而到了16：00~17：00，則應根據天氣情況先蓋上小拱棚薄膜，之后再蓋上中棚薄膜，最后再密閉外層大棚。

多層覆蓋應根據蔬菜幼苗和作物的長勢靈活調整，所謂3層覆蓋、4層覆蓋和5層覆蓋在整個栽培期間并非固定不變的，春季隨著外界氣溫的逐漸升高，以及蔬菜作物的生長，所用的多層覆蓋層數逐漸減少，由最早的5層覆蓋，減少到4層覆蓋，再到3層覆蓋，最后到2層覆蓋。一般冬季定植緩苗期，大、中、小棚的薄膜都要覆蓋，以提高土壤溫度和棚內氣溫；緩苗后白天保持25℃，并揭去小拱棚膜，增加光照；超過25℃，揭去中棚膜，適當通風降溫。而對于需要吊蔓或搭架的果菜類蔬菜，則要在撤除小拱棚后方可操作。

3.5 采用輔助措施做好設施環境調控

設施內采用塑料薄膜等覆蓋材料進行多層覆蓋的目的是為了保持設施內的溫度，這種保溫的效果受外界天氣影響較大，晴天光照充足，多層覆蓋保溫的效果好；而在陰雨天光照不足時，多層覆蓋保溫的效果就較差；同時由于多層覆蓋后會降低棚內的光照強度，多層覆蓋的層數越多，降低光照的效果越明顯，因此在保溫的同時，需要監測棚內的光照情況，如果持續陰雨天，光照強度低于光補償點，要采用LED補光設備來增加棚內的光照，如果長期陰雨天多層覆蓋的保溫效果不足以抵抗外界低溫，就要在棚內采用臨時加溫設施以提高棚內溫度，同時還要注意棚內的通風換氣，及時降低棚內的空氣相對濕度，避免灰霉病等低溫高濕病害的發生。