荷蘭大型玻璃連棟溫室技術(shù)在中國的應(yīng)用

引言

在荷蘭，專業(yè)的番茄種植企業(yè)大約有300家，總面積超過1600 hm2[1]，2015年荷蘭全年生產(chǎn)番茄86萬t，平均產(chǎn)量超過50 kg/m2，出口額高達(dá)17億美元，僅次于墨西哥，排名世界第二[2]。然而，荷蘭的氣候條件并不最適宜種植番茄。論自然條件荷蘭比不上陽光充足、土壤肥沃的南歐國家，但卻依靠著科技與創(chuàng)新，使荷蘭的現(xiàn)代溫室擺脫了自然條件限制，為作物的生長提供近乎理想的條件。而且生產(chǎn)過程高度自動化，管理科學(xué)化，極大地提高了生產(chǎn)效率、生產(chǎn)品質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量。荷蘭的番茄產(chǎn)量已經(jīng)突破90 kg/m2，而且在產(chǎn)品的商品性、農(nóng)藥殘留量、品嘗口感和營養(yǎng)價(jià)值等方面，荷蘭的番茄都占有絕對的優(yōu)勢。

2007年荷蘭Royal Pride Holland公司第一個(gè)在北荷蘭省Agriport A7區(qū)域建造了單體超過45 hm2的大型番茄連棟溫室并成功運(yùn)營。在接下來的10年間，遷往Agriport A7的大型種植企業(yè)已達(dá)9家，總面積達(dá)到376 hm2，成為荷蘭繼Westland地區(qū)之后又一重要溫室生產(chǎn)聚集區(qū)。由于大型玻璃連棟溫室生產(chǎn)效率高，單位面積成本低，單體面積10 hm2以上的溫室也逐漸開始取代小規(guī)模的玻璃連棟溫室，溫室生產(chǎn)正朝著大型和超大型化方向發(fā)展（圖1）。

近年來，中國北方地區(qū)涌現(xiàn)出大批引進(jìn)荷蘭成套技術(shù)的大型玻璃連棟溫室項(xiàng)目，引進(jìn)、消化、吸收“荷蘭模式”并在中國加以復(fù)制，成為中國現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向之一?！昂商m模式”從溫室設(shè)計(jì)到種植技術(shù)，如何在中國因地制宜，有效整合本地資源并發(fā)展壯大也成為近年來現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需要探討的首要問題。

荷蘭溫室設(shè)計(jì)在中國的調(diào)整

大型玻璃連棟溫室的設(shè)計(jì)要求比傳統(tǒng)小規(guī)模玻璃溫室要求更高，對風(fēng)載和雨雪載等因素更敏感造就了大型溫室在設(shè)計(jì)上高度的定制化。由于需要系統(tǒng)性考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和氣候氣象條件，通?？蛻舸_定溫室基本布局后，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前需要向溫室設(shè)計(jì)公司提供盡可能詳細(xì)的氣象參數(shù)和氣象極值數(shù)據(jù)。而后荷蘭的溫室設(shè)計(jì)公司會利用例如CASTA/Kassenbouw，De Glazenstad和MathCad等計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算和模擬，最終設(shè)計(jì)出最適合當(dāng)?shù)貤l件的溫室結(jié)構(gòu)（圖2）。

荷蘭溫室負(fù)載極值是按照24 h最大積雪量10 cm，最大降雨量30 mm/h，最大風(fēng)速33 m/s來計(jì)算的。但是以北京密云正在施工的北京極星現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園為例，該項(xiàng)目所在地緊鄰密云水庫，三面環(huán)山，雖不沿海，但是山區(qū)最大風(fēng)速達(dá)到31.7 m/s，24 h最大降雪13.9 mm，等同于積雪厚度10～15 cm，最大小時(shí)降雨更是達(dá)到了

87.4 mm。因此溫室的風(fēng)載、雪載和雨載都應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整，迎風(fēng)面選用了更堅(jiān)固的設(shè)計(jì)，溫室頂部加裝了融雪管，用2根直徑160 mm落水管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單根屋頂雨水落水管的設(shè)計(jì)（圖3），根據(jù)溫室各個(gè)區(qū)域特征更是使用了多達(dá)19種鋁天溝。由同一個(gè)荷蘭溫室公司設(shè)計(jì)的，位于河南焦作的河南新源鑫農(nóng)業(yè)科技有限公司的溫室項(xiàng)目，則因?yàn)橹性貐^(qū)不同的氣象特征，沒有設(shè)計(jì)屋頂融雪管并沿用了傳統(tǒng)的單根雨水落水管方案。

中國北方地區(qū)冬季寒冷夏季悶熱，春秋季干燥少雨，這對溫室設(shè)計(jì)也提出了新的要求。因?yàn)橄募靖邷?，溫室需要更大的通風(fēng)率，因此使用連續(xù)式通風(fēng)窗便成為了首選。加裝高壓噴霧系統(tǒng)（圖4）能幫助溫室在春秋兩季維持適宜的空氣濕度，并在夏季持續(xù)高溫期間起到一定的降溫作用。為了保證夏季育苗的正常進(jìn)行，育苗溫室在此基礎(chǔ)上還加裝了主動制冷系統(tǒng)。這些實(shí)用的設(shè)計(jì)都是荷蘭公司根據(jù)當(dāng)?shù)氐目陀^氣候條件和需求做出的調(diào)整，在荷蘭的番茄溫室中這些設(shè)計(jì)其實(shí)是極少用到的。相反，荷蘭周年降水豐富分布均勻，很多溫室都會修建雨水收集池，并使用雨水作為溫室灌溉的主要水源。中國北方降水少而且分布不均，夏季降水多但是大部分大型番茄溫室選擇夏季換茬，導(dǎo)致該季節(jié)實(shí)際灌溉用水量反而相對較少，雨水回收這一看似荷蘭大型溫室的標(biāo)準(zhǔn)配置在國內(nèi)可能并不會被廣泛采用。

荷蘭番茄種植策略在中國的

“因地制宜”

由于中國和荷蘭在光照和氣候方面存在差異，因此，大型溫室內(nèi)番茄種植的策略也有所不同。例如，中國北方地區(qū)冬季晴朗干燥天氣居多，白天光照強(qiáng)，夜間溫度低，下午3點(diǎn)以后溫度迅速降低，冬季日均累計(jì)光照可達(dá)800 J/cm2。

然而荷蘭受溫帶海洋性氣候影響，冬季少極端低溫，但由于地理緯度高，有時(shí)有連續(xù)陰雨天，濕度大，冬季日均光照只有200～500 J/cm2。因此對于溫室氣候管理有著顯著的差別。在中國北方地區(qū)需要考慮在白天光照充足的時(shí)候適當(dāng)升高溫室內(nèi)溫度，并在日落前充分利用氣候幕布保溫。夜間加熱需求大，對加熱系統(tǒng)和溫室的密閉性和保溫性要求更高。白天濕度低的時(shí)候還需要借助高壓噴霧系統(tǒng)給溫室內(nèi)加濕。在中國，為了確保產(chǎn)品在新年期間上市，大部分基地選擇在9～10月期間定植，到了12月，番茄成年植株已掛8～9穗果，每天的光照需求量超過1000 J/cm2。所以，國內(nèi)大型溫室番茄種植面臨9～10月苗期外界光照過剩，11月～翌年1月成年植株光照不足的問題，此外，北方采暖季霧霾天氣下，室外光照強(qiáng)度可能低于100 J/cm2，這對于果菜作物是致命性的打擊（圖5）。對于沒有人工補(bǔ)光的溫室，溫室內(nèi)溫度和灌溉策略的調(diào)控非常關(guān)鍵，一不小心就有可能全軍覆沒。在荷蘭，非人工補(bǔ)光溫室番茄通常選擇在12月定植，自然光照最低的時(shí)候作物的需光量也低，植物的光照需求與外界光照增長趨勢大致一致，所以對于中國北方地區(qū)的實(shí)際問題荷蘭的種植者也缺乏指導(dǎo)性經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)踐中，當(dāng)光照過剩時(shí)，苗期可以適當(dāng)提高溫室溫度，避免植物光合產(chǎn)物的過多積累，或者使用遮陽系數(shù)高的氣候幕布。成年植株遇到寡照天氣需要降低晝夜溫度，減少植物呼吸消耗，同時(shí)減少灌溉頻率和灌溉量，并適當(dāng)提高EC。另外，荷蘭地區(qū)整個(gè)番茄種植季都會面臨溫室內(nèi)濕度過高的問題，而國內(nèi)溫室大部分時(shí)間室內(nèi)濕度都低于80%，春秋季節(jié)低于50%，如何通過調(diào)節(jié)通風(fēng)策略，氣候幕布以及植物修整和使用高壓噴霧來維持溫室濕度水平就成為了中國種植者們需要研究的新課題。

總結(jié)思考

荷蘭是地處西北歐的國家，面積僅為4萬km2，卻是僅次于美國的世界第二大農(nóng)產(chǎn)品出口國。不可否認(rèn)，在溫室建造設(shè)計(jì)、經(jīng)營管理方面需要中國學(xué)習(xí)借鑒的內(nèi)容還有很多。但是，國內(nèi)的大型化溫室不能簡單的復(fù)制“荷蘭模式”，在充分領(lǐng)會其在溫室設(shè)計(jì)、氣候數(shù)據(jù)模型分析等方面所積累的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須根據(jù)國內(nèi)的實(shí)際情況進(jìn)行消化吸收。同時(shí)在種植技術(shù)上，做到精耕細(xì)作，發(fā)揮中國工匠精神，學(xué)習(xí)荷蘭先進(jìn)企業(yè)在大型溫室種植體系中的精準(zhǔn)氣候調(diào)控策略和工廠化管理理念，讀懂作物，舉一反三，有效整合，因地制宜，摸索出適合中國不同地區(qū)的多元化種植管理模式。

參考文獻(xiàn)

[1] Susan Phillips.The Netherlands Horticulture Market[EB/OL]，https：//hortintl.cals.ncsu.edu/articles/netherlands-horticulture-market.2016-8-3.

[2] Melanie Epp.Tomato production varies in European countries， Vegetable Growers News[EB/OL]，https：//vegetablegrowersnews.com/article/tomato-production-varies-european-countries/.2016-9-12.

作者簡介：徐丹（1987-），男，四川成都人，碩士，畢業(yè)于荷蘭瓦赫寧根大學(xué)，研究方向：有機(jī)農(nóng)業(yè)與設(shè)施農(nóng)業(yè)。

[引用信息]徐丹.荷蘭大型玻璃連棟溫室技術(shù)在中國的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2017，37（34）：28-30.