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，雖然植株前期生長緩慢，但后期緩苗迅速，大量產(chǎn)品進入了高價市場。

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9.3萬多座，占地面積達1.6萬hm2（24萬畝），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，因此對溫室性能具有較高要求，自2010年起，承德市農(nóng)牧局針對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況及區(qū)域布局，設(shè)計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)計方位角，可采光面正南設(shè)計，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時左右開始記錄木桿影子長度，至下午2：00時左右即可，每10 min（分）記錄1次，當(dāng)木桿影子最短時就是當(dāng)?shù)氐恼媳狈较?，采用勾股定理做此線的垂線可確定正東西方向。目前，我國計時參照為北京時間，根據(jù)緯度不同，正午時出現(xiàn)時間與北京時間有一定的時差，各地區(qū)測量方位時應(yīng)在各自正午時（12:00）出現(xiàn)時間段內(nèi)加強觀測（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行修正，測出正南北線，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80～120 m，后屋面仰角 40°，后屋面長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，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，間距0.9～1.0 m，屋脊最高點處設(shè)立支柱，增強整體載荷能力（圖 1）。

2.2 溫室群體布局 單棟溫室多為因地制宜，隨地勢建造；但是溫室群設(shè)計上要進行總體布局規(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。以太陽高度角最小，陰影最長的冬至日午間4 h（小時）溫室不被遮光來計算溫室的間距（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時間接受太陽照射的重要條件，通用計算方法為：前排溫室最高點（屋脊最高點高度加覆蓋物折疊高度）與地面的垂直焦點到后排溫室前底角的距離不得小于前排溫室最高點高度的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)被動放熱原理，日間依靠地面和墻體吸收太陽輻射，夜間散熱保持溫度，因此墻體結(jié)構(gòu)非常關(guān)鍵。經(jīng)多年實踐證明，當(dāng)?shù)赝翂πЧ罴眩浯问鞘瘔?、磚墻。

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。頂面北高南低，以免雨水流入溝內(nèi)。

4 溫室增溫、補氣技術(shù)

CO2緩釋富氧秸稈發(fā)酵技術(shù)是河北省重點推廣的綠色技術(shù)，采用該技術(shù)可增加溫室CO2的濃度，促進作物光合作用，同時秸稈在發(fā)酵過程中釋放大量熱量能提升地溫2～4 ℃，對老菜區(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)置式操作簡單，投入低，被廣泛應(yīng)用。在技術(shù)應(yīng)用過程中，有時因為某些環(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）將菌種激活，上覆麻袋片，保溫保濕，防陽光直射（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)藥劑進行土壤處理，在定植時也不可隨定植水往根部灌殺蟲、殺菌藥物。

除了以上幾點，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)濟效益。2013年初我國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 ℃，雖然前期生長緩慢，但后期緩苗迅速，大量產(chǎn)品進入了高價市場。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長預(yù)算造價在7萬～15萬元，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，該結(jié)構(gòu)溫室在當(dāng)?shù)匾驯黄毡榻邮?，承德市新建、翻建、改建的日光溫室全部參照此結(jié)構(gòu)類型施工，總推廣面積約5 000 hm2（7.5萬畝），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。