持續(xù)降雨對下沉式日光溫室的危害及對策建議

李勝利 李 明 張 濤

〔1河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河南鄭州 450002；2中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)（綜合）實(shí)驗(yàn)室，北京 100083〕

下沉式土墻日光溫室存在土地利用率低、耕層土壤破壞嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)安全性能較差以及機(jī)械化作業(yè)適應(yīng)性較低等弊端，生產(chǎn)上不應(yīng)盲目發(fā)展。采用新型日光溫室，可提高農(nóng)業(yè)設(shè)施抗御自然災(zāi)害的能力，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

2017年9月下旬以來，河南省大部分地區(qū)持續(xù)陰雨天氣，很多地區(qū)降水達(dá)30 d（天）以上。持續(xù)降雨對多地日光溫室蔬菜生產(chǎn)造成了很大危害，特別是下沉式土墻日光溫室受損更為嚴(yán)重，導(dǎo)致不同程度的墻體坍塌、棚面損壞、作物受淹等。受災(zāi)溫室當(dāng)茬作物每667 m2直接損失大多在2萬元以上，再加上棚體結(jié)構(gòu)被破壞，損失更大。為詳細(xì)了解災(zāi)情，以便采取科學(xué)的防治對策，筆者赴受災(zāi)最嚴(yán)重的駐馬店上蔡縣黃埠鎮(zhèn)南王樓村進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研，通過對下沉式日光溫室整體使用情況的分析，提出幾點(diǎn)對策建議。

1 持續(xù)降雨對下沉式日光溫室造成的危害

調(diào)研的下沉式日光溫室位于駐馬店市上蔡縣黃埠鎮(zhèn)南王樓村。溫室東西向長103 m、跨度13.8 m、脊高5.6 m、下沉0.9 m，后墻為機(jī)打厚土墻，溫室外墻高3.6 m，頂寬3 m、底寬5 m。日光溫室內(nèi)設(shè)4排鋼管立柱，用于支撐前屋面骨架的主拱桿，立柱下方設(shè)有混凝土基礎(chǔ)。前屋面骨架為琴弦式結(jié)構(gòu)，其主、副拱桿均為鋼管，沿屋面東西方向設(shè)有多道鐵絲。主拱桿間距3 m，副拱桿位于兩榀主拱桿之間，間距0.5 m。室內(nèi)種植作物為番茄。

1.1 調(diào)研日光溫室受損情況

調(diào)研的日光溫室內(nèi)有大量積水，番茄秧苗萎蔫，溫室土墻、立柱和前屋面骨架出現(xiàn)不同程度的損壞。雖然溫室業(yè)主已在室內(nèi)挖了數(shù)道溝槽，并安裝了水泵向室外排水，但排水效果并不理想（圖1-a）。

溫室土墻被破壞的部位主要發(fā)生在靠近溫室內(nèi)側(cè)的土墻底部，土墻底部出現(xiàn)明顯的吸水坍塌現(xiàn)象，墻面出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫（圖1-b）。局部浸泡嚴(yán)重的部位，土墻甚至發(fā)生整體坍塌，塌落的夯土塊將附近的部分立柱砸彎（圖1-c、d），并間接導(dǎo)致溫室內(nèi)部分立柱出現(xiàn)傾斜，骨架拱桿與立柱連接脫落（圖1-e），屋面骨架向南發(fā)生偏移（圖1-f）。

1.2 日光溫室受損原因分析 長時(shí)間的降雨導(dǎo)致土壤整體地下水位升高，由于溫室地面下沉太深，水直接從地下滲了出來；另一方面，溫室間距太小，且四周缺乏有效的排水溝，屋面流下的水大量倒灌進(jìn)入溫室內(nèi)。農(nóng)戶沒有及時(shí)采取抽水和外排措施，溫室內(nèi)長時(shí)間大量積水，導(dǎo)致土壤粘結(jié)力下降，墻根處夯土強(qiáng)度減小，造成溫室內(nèi)側(cè)的土墻底部出現(xiàn)坍塌，并引發(fā)日光溫室受損。

農(nóng)戶在建造溫室時(shí)，為了節(jié)約成本，后墻基本上沒有做牢固的基礎(chǔ)，大量積水使后墻基部松軟，逐漸塌陷，后坡失去支撐而變形；另一方面，溫室中部和前面的立柱地基有的松軟，有的下陷，造成溫室前屋面變形，使雨水在棚面形成水兜，長時(shí)間的壓力導(dǎo)致溫室骨架彎曲，這是溫室受損的主要原因。根據(jù)溫室業(yè)主描述，調(diào)研的日光溫室在2016年施工時(shí)就出現(xiàn)了大量的滲水現(xiàn)象，導(dǎo)致施工停滯，2017年4月才重新開始建造。該描述也佐證了調(diào)研溫室出現(xiàn)大量積水的原因。此外，溫室業(yè)主表示調(diào)研溫室耕作土壤下方為流沙土，土壤承載力較差，這也解釋了為何溫室下方設(shè)有混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的立柱會出現(xiàn)不同程度的傾斜。

2 對當(dāng)?shù)厝展鉁厥野l(fā)展的建議

2.1 下沉式土墻日光溫室不應(yīng)盲目發(fā)展 下沉式土墻日光溫室雖然具有保溫蓄熱性能好、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但從目前使用情況來看仍然存在許多弊端。就建造而言，首先，下沉式土墻日光溫室占地面積大，土地利用率極低，僅在40%左右（韓太利和魏家鵬，2010）；其次，下沉式土墻日光溫室墻體用土量過大，耕層土壤破壞嚴(yán)重，土壤利用不科學(xué)，如果今后不再使用該類型日光溫室，恢復(fù)土地原貌和地力所需的成本較大；第三，土墻日光溫室室內(nèi)下挖后，地勢較周邊降低，尤其在出現(xiàn)連續(xù)雨雪天氣后，溫室屋面集水和園區(qū)匯水全部匯集在溫室前屋面處排不出去，則會出現(xiàn)溫室倒灌現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生墻體坍塌。就種植戶使用情況而言，一方面，下沉式土墻日光溫室多采用立柱來提高溫室的承載能力，不利于機(jī)械化作業(yè)，增加了農(nóng)事操作難度；另一方面，下沉式土墻日光溫室墻體外表面長期暴露在自然環(huán)境中，受風(fēng)吹、日曬、雨淋以及凍脹等作用，表面土層很容易風(fēng)化、流失，直接影響墻體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，種植戶需要經(jīng)常修復(fù)和保護(hù)墻體，勢必會增加用工量。

由于下沉式厚土墻日光溫室土地利用率低、對耕地層破壞嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)安全性能較差和機(jī)械化作業(yè)適應(yīng)性較低等問題日益凸顯，因此生產(chǎn)上不應(yīng)盲目發(fā)展。

根據(jù)上述分析，調(diào)研日光溫室主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生較大損壞，存在多處安全隱患，建議廢棄，重新?lián)裰凡⒃O(shè)計(jì)建造適于駐馬店地區(qū)的新型日光溫室。2.2 發(fā)展適宜當(dāng)?shù)氐男滦腿展鉁厥?近年來隨著科技的發(fā)展，日光溫室已逐漸向著大型化、結(jié)構(gòu)輕簡化、蓄放熱主動化方向發(fā)展（高文波 等，2015），新型溫室更適宜大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化建造和機(jī)械化作業(yè)，更能滿足我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。

① 大跨度外覆蓋式塑料大棚。大跨度外覆蓋式塑料大棚由隔熱基礎(chǔ)、骨架、立柱、通風(fēng)口和保溫被等構(gòu)成（圖2），具備一定的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、保溫性能和通風(fēng)降溫性能。該類型大棚跨度20 m，長100 m，單棟占地面積2 000 m2，每平方米造價(jià)100元左右。冬春季節(jié)生產(chǎn)棚內(nèi)設(shè)2層簡易保溫覆蓋，棚外覆蓋保溫被。在河南省豫北地區(qū)，采用該類型大棚生產(chǎn)果菜類蔬菜1月下旬即可定植，3月下旬產(chǎn)品上市。與日光溫室相比，土地利用率提高了30%以上，光照性能大幅度提高，極大改善了早春后設(shè)施內(nèi)通風(fēng)和降溫性能；與塑料大棚相比，顯著提高了保溫性能，產(chǎn)品可提早上市50 d（天）左右（李勝利，2017）。

圖2 大跨度外覆蓋式塑料大棚剖面示意圖

② 裝配式雙屋面日光溫室。裝配式雙屋面日光溫室是由陜西省神木縣園藝站設(shè)計(jì)的一種無后墻的雙屋面日光溫室（圖3）。溫室跨度為12～14 m，高3.7～4.7 m，采光角度大于33°。通過擴(kuò)大室內(nèi)地面蓄熱提高溫室保溫性能，配套地下防寒隔熱、多層保溫和水熱交換技術(shù)增強(qiáng)保溫性。該溫室建造成本比當(dāng)?shù)赝茝V的磚墻溫室降低39.6%，比壽光式土墻溫室降低9.2%，土地利用率提高30%以上（蘇雄和李建明，2015）。

圖3 裝配式雙屋面日光溫室截面圖

2.3 完善農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)，降低日光溫室運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn) 與民用建筑相比，日光溫室建造的標(biāo)準(zhǔn)水平和施工質(zhì)量較低，抗御自然災(zāi)害的能力較弱。尤其是近年來霧霾天氣頻發(fā)，即使對日光溫室進(jìn)行了較好的保溫蓄熱改造，但在遭遇連續(xù)霧霾天氣的情況下，也會因?yàn)闇厥胰臻g蓄熱不足而導(dǎo)致室內(nèi)溫度不高，光照較弱，蔬菜生長受抑制，嚴(yán)重時(shí)還會造成溫室內(nèi)蔬菜絕收。再加上鮮嫩蔬菜保存時(shí)間有限、貯藏運(yùn)輸較困難、市場價(jià)格浮動大、供求矛盾轉(zhuǎn)化快等問題，當(dāng)自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，保險(xiǎn)企業(yè)或投保人都無法單獨(dú)承受巨大的風(fēng)險(xiǎn)。因此，有關(guān)部門要探索有效的防范措施，加大日光溫室風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償力度，建立市場風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制，完善災(zāi)后風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移分?jǐn)倷C(jī)制，降低設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和市場風(fēng)險(xiǎn)，支持保險(xiǎn)企業(yè)開展設(shè)施蔬菜的保險(xiǎn)服務(wù)，幫助生產(chǎn)者參加各種保險(xiǎn)，對參保農(nóng)戶給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)貼，保護(hù)農(nóng)戶的生產(chǎn)積極性（李樹新，2013）。

2.4 加強(qiáng)溫室社會化服務(wù)，重視日光溫室管理維護(hù) 長期以來我國日光溫室存在著“重建設(shè)、輕維護(hù)”的現(xiàn)象，日光溫室建設(shè)者不承擔(dān)日光溫室的日常維護(hù)管理工作，而實(shí)際使用者往往又缺乏相關(guān)維護(hù)知識，且缺少相關(guān)專業(yè)設(shè)備，導(dǎo)致日常的日光溫室維護(hù)管理工作缺失，日光溫室使用壽命較短，光熱效果較差，很難發(fā)揮預(yù)期效果。

針對上述問題，應(yīng)加強(qiáng)日光溫室改造的宣傳工作，普及有關(guān)日光溫室改造的相關(guān)知識，調(diào)動農(nóng)民積極性；扶持有資質(zhì)的日光溫室建造企業(yè)開展相關(guān)改造工程，構(gòu)建日光溫室社會化服務(wù)產(chǎn)業(yè)體系，由專業(yè)人員根據(jù)日光溫室實(shí)際情況提出改造方案，并開展改造作業(yè)；同時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格管理改造日光溫室的材料和施工質(zhì)量（郭玉珍 等，2010），確保改造質(zhì)量能有效延長日光溫室的使用壽命。

高文波，張勇，鄒志榮，孫亞?。?015．主動采光蓄熱型日光溫室性能初探．農(nóng)機(jī)化研究，（7）：181-186．

郭玉珍，趙亮，丁明元，謝國棟．2010．非耕地半地下式日光溫室的建造與應(yīng)用．中國蔬菜，（11）：52-53．

韓太利，魏家鵬．2010．壽光新型日光溫室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與推廣應(yīng)用．中國蔬菜，（13）：7-9．

李勝利．2017．新形勢下蔬菜產(chǎn)業(yè)種植環(huán)節(jié)發(fā)展探討．中國瓜菜，30（11）：40-44．

李樹新．2013．設(shè)施大棚保險(xiǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展對策．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，（5）：349-351．

蘇雄，李建明．2015．裝配式雙屋面日光溫室芝麻蜜甜瓜早春促成栽培技術(shù)．中國蔬菜，（1）：73-75．