新疆日光溫室分類、性能、存在的問題及對策

仲衛(wèi)娟，李 梅，李 潔

1.阜康市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆昌吉 831500

2.新疆農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校吐魯番市高昌區(qū)分校，新疆吐魯番 838000

新疆地處北緯35°～49°、東經(jīng)73.6°～96.4° 的歐亞大陸腹地，屬典型大陸性氣候。冬季漫長，北疆長達(dá)170d以上，南疆多在150d以上。光熱資源極為豐富，年輻射量達(dá)544～628 KJ/cm2，可利用的山區(qū)逆溫帶眾多。特殊的自然條件和區(qū)位使新疆具備了發(fā)展日光溫室的有利條件。但新疆地理環(huán)境復(fù)雜、冬季寒冷、災(zāi)害氣候嚴(yán)重，又對溫室生產(chǎn)造成極大影響。由此，充分利用新疆發(fā)展溫室生產(chǎn)的有利因素，將不利因素降至最低，因地制宜發(fā)展新疆的日光溫室栽培，根據(jù)新疆的實(shí)際情況，研究新疆日光溫室生產(chǎn)的類型、性能、存在問題，提高新疆日光溫室的生產(chǎn)水平，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 日光溫室的構(gòu)成、結(jié)構(gòu)及其分類

1.1 日光溫室的構(gòu)成

日光溫室主要由圍護(hù)墻體、后屋面和前屋面等部分構(gòu)成。前屋面和后屋面是溫室的最主要的采光面，保溫和承力的是圍護(hù)墻體。

1.2 日光溫室的結(jié)構(gòu)參數(shù)

日光溫室合理結(jié)構(gòu)參數(shù)要求采光保溫好、易操作、低成本、高效益。重點(diǎn)是四個“度”和五個比例。

1.2.1 角度、高度、跨度、長度和厚度

角度是指前屋面角、后屋面仰角和方位角。前屋面角關(guān)系到溫室的采光性能，北方地區(qū)一般要達(dá)到25°以上。加大后屋面仰角利于冬春陽光能夠照射到后墻上，一般是35°～40°。方位角指指溫室方向定位，溫室向西或向東偏斜不應(yīng)大于7°。

高度是指矢高和后墻高度。兩個高度中矢高在3m左右，后墻高度1.8m。

跨度一般6～7m比較合適，而8m跨度的溫室，應(yīng)該把矢高提高至3.3～3.5m，后墻提高到2m為好。

長度一般是以50～60m為宜，最大不要超過100m。

厚度一般指的是后墻、后屋面和草簾的寬度。后墻一般底寬1.5m以上，后屋面厚度達(dá)到40～50cm，草簾厚度達(dá)到6～8cm。

1.2.2 前后坡比、高跨比、保溫比和遮陽比

前后坡比。前后坡投影比例以4.5∶1左右適宜，即一個跨度為6～7m的溫室，前屋面投影占5～5.5m，后屋面投影占1.2～1.5m。

高跨比。要達(dá)到合理的屋面角，一般的高跨比以1：2.2為宜。即6m跨度的溫室，高度應(yīng)達(dá)到2.6m以上；跨度為7m的溫室，高度應(yīng)在3m以上。

保溫比。即日光溫室內(nèi)的土地面積與日光溫室的前屋面面積的比。根據(jù)溫室開發(fā)實(shí)踐與保溫的原理，以保溫比值等于1較好。即跨度為7m的溫室，前屋面拱桿的長度以7m為宜。

遮陽比。即前排溫室對后排溫室的遮陽影響。一般情況下遮陽比為1：2，即前排溫室高3m時(shí)，后排溫室應(yīng)間距6m以上。

1.3 新疆日光溫室的結(jié)構(gòu)及其分類

新疆日光溫室按建筑材料來可分為竹木結(jié)構(gòu)，鋼木混合結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等等。此外，也可以按照后屋面長短可以分為長后坡結(jié)構(gòu)和、短后坡結(jié)構(gòu)兩種；按照前屋面構(gòu)型可分為拱圓式、二折式和三折式；按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為立柱式和無立柱式；按使用的墻體的材料不同可分為土墻結(jié)構(gòu)、磚墻結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)等等。

2 新疆目前使用的主要日光溫室類型及性能

2.1 竹木結(jié)構(gòu)日光溫室

新疆常見竹木結(jié)構(gòu)日光溫室設(shè)計(jì)一般為：長度50～60m，跨度6～7m，脊高2.7～3.0m，后墻高1.5～1.8m。透明的前屋面使用竹片或竹竿作為受力的骨架，間距是0.6～0.8m。后屋面的梁和室內(nèi)的立柱使用圓木。后墻及兩側(cè)山一般為土墻，厚度一般為1.0～1.5 m。在后墻上方1.3m處隔3m設(shè)一個0.3m見方通風(fēng)口。后屋面水平仰角多為20°～30°，后屋面多由葦捆、麥草、草泥等組成。

前屋面的透光材料一般采用聚乙烯、聚氯乙烯無滴膜，夜間保溫主要靠不透明材料，如草簾、棉被等。一般在日光溫室南端外側(cè)0.2m處、山墻外側(cè)基部設(shè)有防寒溝，溝深0.6m，寬0.4m。溝內(nèi)填有爐渣、秸桿等隔熱材料。

另外新疆一些地區(qū)還有一種長后坡型竹木結(jié)構(gòu)日光溫室。后墻高0.8m，厚1.2～1.5m，采用草泥垛墻。以草泥壘墻，墻體不僅保溫性能較好，而且不易倒塌和開裂。后屋面長3.0m，厚0.5m，后屋面仰角40°～45°，跨度6.5m，脊高3.1m，基部坡度67.5°，采用雙層稻草簾覆蓋，外覆塑料薄膜。

2.2 鋼木混合結(jié)構(gòu)日光溫室

近幾年來新疆高新技術(shù)園區(qū)鋼木混合結(jié)構(gòu)日光溫室發(fā)展較快。如新疆新華聯(lián)有限公司在烏魯木齊市板房溝建設(shè)的農(nóng)業(yè)科技示范園建設(shè)了1hm2現(xiàn)代化智能溫室和800座新型節(jié)能日光溫室；天牧公司在水西溝建設(shè)了5hm2西班牙自控智能溫室和1億株/年自動化育苗生產(chǎn)線；烏魯木齊市安寧渠區(qū)青格達(dá)湖鄉(xiāng)和魯青公司、綠洲大華公司建設(shè)了80座占地8hm2的節(jié)能日光溫室，這些新建的溫室結(jié)構(gòu)合理、性能良好、采用復(fù)合保溫被機(jī)械化卷簾，集生產(chǎn)、旅游觀光為一體。全疆現(xiàn)有現(xiàn)代化溫室15hm2左右，主要用于花卉、彩椒、櫻桃番茄、迷你黃瓜的栽培及組培苗的繁殖。

鋼木混合結(jié)構(gòu)的日光溫室的透明前屋面用鋼筋或鋼管焊成雙拱鋼架結(jié)構(gòu)作為承力骨架。后墻及兩側(cè)山墻一般多為磚砌夾心墻，中填干爐渣、苯板等保溫材料。苯板熱阻高，防潮好，是一種較好的保溫隔熱材料。拱架跨度為4.5～7.0m，高度2.7～3.4m，拱架弧度為良好的拋物線，前屋面基部角度為60°左右，這種結(jié)構(gòu)便于卷放保溫簾被，并延長其使用壽命。日光溫室無立柱或只設(shè)置后柱。該型日光溫室結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，耐用，光照充足，抗風(fēng)力強(qiáng)，保溫節(jié)能，效益顯著。

另外對于竹木結(jié)構(gòu)日光溫室還可以進(jìn)行鋼木結(jié)構(gòu)改造。前屋面可以在骨架表面垂直方向上設(shè)鋼絲拉條，構(gòu)成空間懸索結(jié)構(gòu)。此種類型的只在立柱上安設(shè)拱桿，在拱桿上面按0.4m的間距橫拉8號鐵絲，經(jīng)過東西墻頂端固定在溫室兩側(cè)的地錨上，東西墻頂端鋪放窄水泥預(yù)制板，地錨為埋入土中深0.6～0.8m的大石塊或預(yù)制板。

2.3 日光溫室的性能

結(jié)構(gòu)合理的日光溫室的透光率一般均在60%～80%以上，室內(nèi)外氣溫差可保持在21°C～25°C以上，在冬季基本滿足喜溫果菜類蔬菜的生長和發(fā)育，最冷季節(jié)晴天室溫保持在20°C～25°C，夜間在10°C以上，短期內(nèi)不低于5°C，地溫在15°C左右。為了達(dá)到上述要求，關(guān)鍵在于日光溫室的采光和保溫。

2.3.1 采光

為保證強(qiáng)光性作物保持產(chǎn)量對于太陽輻射維持溫度和光合作用的要求，日光溫室的設(shè)計(jì)采光至少應(yīng)要達(dá)到光照強(qiáng)度大于4000lx，6h累計(jì)平均光照強(qiáng)度不低于20000lx，該指標(biāo)可保證日光溫室強(qiáng)光性蔬菜生育全過程的正常生長。透明覆蓋材料采用聚乙烯、聚氯乙烯無滴膜，透光率可提高10%～15%。

2.3.2 保溫

日光溫室的前屋面保溫材料主要用于夜間保溫，生產(chǎn)上一般應(yīng)用較廣泛的是草墊和棉被，一層稻草簾保溫5°C～6°C，一層棉被保溫10°C左右?？稍O(shè)置臨時(shí)或補(bǔ)充加溫的火道和火爐，一般每6～8m設(shè)一個火道。火道絕大部分均緊靠北墻，火道為緩坡火道，長6m，高差0.3m，坡度約為3°?；鸬捞交蛱L易冒煙或出煙不暢，太陡的則費(fèi)煤且散熱位置高。每個煙囪進(jìn)煙口以下的煙囪部分設(shè)置為空洞，形成俗稱為“狗洞”的回風(fēng)窩，有助于爐內(nèi)順利燃燒并不受風(fēng)向改變的干擾。煙囪一般高出后墻約1m較為適宜。

3 新疆日光溫室建造存在的主要問題

3.1 日光溫室設(shè)計(jì)不合理

設(shè)計(jì)上的不合理主要表現(xiàn)在日光溫室的跨度偏大、高度不夠和后屋面仰角小等方面。在日光溫室高度不變的情況下，跨度越大，則采光前屋面的坡度就越小，由于反射率增大，入射率減少，降低了太陽光能的利用率。另外，跨度大的日光溫室還易被雪壓跨。后屋面仰角小，冬至前后太陽光照射不到后屋面內(nèi)側(cè)，光照有死角，影響溫度的升高。

3.2 忽視前屋面的保溫工作

日光溫室內(nèi)白天蓄積的熱量在晚上主要通過前屋面向外散發(fā)，目前有的日光溫室建造過程中往往注重后墻和后屋面的保溫，而忽視了前屋面的保溫工作，造成日光溫室內(nèi)的溫度達(dá)不到要求。

3.3 各地采用的日光溫室缺乏統(tǒng)一的定型

雖然有一些結(jié)構(gòu)功能較好的日光溫室，但往往造價(jià)較高，超出了農(nóng)戶的承受能力，因而農(nóng)戶仍多采用簡易的日光溫室結(jié)構(gòu)，這樣就使得各地日光溫室結(jié)構(gòu)雖多，但缺乏適合當(dāng)?shù)貤l件的、統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)。

3.4 一些地區(qū)只注重基建投入和盲目擴(kuò)大

相對于露地栽培而言，日光溫室的投資較大，管理難度也大，并且要有較高的栽培技術(shù)，才能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。不少地區(qū)雖然也建成了成片的日光溫室，但由于栽培管理技術(shù)跟不上，造成了低產(chǎn)、效益差的結(jié)果。

3.5 多年連作造成土壤病害嚴(yán)重，土壤消毒難度大

日光溫室由于多連作，少輪作，種類單一，破壞了土壤營養(yǎng)元素的平衡，造成土壤病害嚴(yán)重，再加上土層厚，對整個土層進(jìn)行徹底消毒困難，日光溫室的土壤病害逐年加重。

4 發(fā)揮新疆日光溫室性能的對策以及建議

4.1 依據(jù)新疆不同地區(qū)氣候條件和生產(chǎn)特點(diǎn)選擇日光溫室類型

借鑒內(nèi)地先進(jìn)的日光溫室類型，對新疆現(xiàn)有的日光溫室進(jìn)行改造，以適應(yīng)日光溫室生產(chǎn)的要求。根據(jù)新疆的氣候條件，日光溫室合適的高跨比約為0.5左右，且跨度不宜超過7m。后屋面仰角應(yīng)以冬至日的太陽高度角為標(biāo)準(zhǔn)再增加5°～7°，以我區(qū)北緯40°地區(qū)為例，冬至日太陽高度角為26.5°，后屋面仰角則應(yīng)設(shè)置為31.5°～33.5°。

4.2 提高新疆日光溫室的保溫性能

在做好后墻和后屋面保溫工作的同時(shí)，注意提高日光溫室的密閉性，以減少縫隙放熱。前屋面的覆蓋物采用質(zhì)量好的機(jī)制草簾，再加蓋一層塑料薄膜，保溫又防雪，效果較好。日光溫室南側(cè)用5cm厚苯板豎埋50cm深進(jìn)行防寒處理。

4.3 因地制宜，設(shè)計(jì)不同類型的日光溫室

各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝蜕a(chǎn)條件，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的竹木、鋼木等不同結(jié)構(gòu)、不同造價(jià)的日光溫室，供農(nóng)戶選擇使用。

4.4 制定不同設(shè)施的管理技術(shù)規(guī)程，引進(jìn)日光溫室栽培專用品種

新疆日光溫室栽培需要根據(jù)不同的作物分別制定出相應(yīng)的栽培管理技術(shù)規(guī)程，才能夠發(fā)揮對作物栽培的合理調(diào)控的作用。所以，應(yīng)該針對不同的作物的日光溫室栽培技術(shù)措施必須進(jìn)行深入的研究。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)需要選擇適合日光溫室的作物栽培品種，以充分體現(xiàn)日光溫室栽培的優(yōu)越性，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

4.5 選擇抗病蟲能力強(qiáng)的作物品種作為日光溫室的栽培品種

日光溫室由于溫度、濕度等條件不同大田作物，更由于溫室的特殊性，病害、蟲害現(xiàn)象嚴(yán)重，所以須在日光溫室種植作物時(shí)，盡量選擇一些具有抗病、抗蟲性的栽培品種，可減少日光溫室使用農(nóng)藥量。

4.6 改進(jìn)施肥方法，科學(xué)合理施肥

日光溫室適宜采用新型低毒高效的殺蟲、殺菌劑，以加強(qiáng)栽培過程中的病蟲害防治；在治理土壤營養(yǎng)障礙方面，應(yīng)改進(jìn)施肥方法并控制化肥的施用量，合理選擇農(nóng)藥和適時(shí)施藥。根據(jù)病蟲害發(fā)生程度適時(shí)用藥防治。多施腐熟的有機(jī)肥來改造日光溫室土壤的理化性質(zhì)，使其適合作物生長。同時(shí)要避免重化肥、輕有機(jī)肥，重氮肥、輕磷鉀，輕視微肥，盲目施肥等誤區(qū)。

4.7 加強(qiáng)日光溫室的栽培管理技術(shù)

加強(qiáng)日光溫室的栽培管理技術(shù)是提高作物質(zhì)量和品質(zhì)的關(guān)鍵措施之一。及時(shí)清潔和打掃棚膜，提高棚膜的透光性和棚內(nèi)溫度，預(yù)防低溫凍害。適量水肥管理，減少農(nóng)藥和化肥的使用量，有利于提高日光溫室內(nèi)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。

4.8 積極推廣日光溫室的多茬高效栽培模式

通過茬口栽培模式實(shí)驗(yàn),合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推廣日光溫室的多茬高效栽培模式。日光溫室蔬菜生產(chǎn)的茬口安排不是固定不變的，是隨著市場需求、栽培技術(shù)的進(jìn)步、溫室性能的提高而不斷變化的。一是要根據(jù)前茬作物安排茬口。二是要根據(jù)市場需求安排茬口。大棚蔬菜生產(chǎn)是一項(xiàng)商品性極強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)，其效益高低首先取決于市場需求，利用市場經(jīng)濟(jì)杠桿來調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，向區(qū)域化專業(yè)化發(fā)展，提倡一鄉(xiāng)一品，一村一品，這樣不僅有利于提高技術(shù)水平，更容易建立穩(wěn)定可靠的銷售渠道，在種植層面上向?qū)I(yè)化品牌化發(fā)展。