育苗溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)施設(shè)備介紹及使用

楊興彬，張 興，陳燕紅，傅常智

（北京中農(nóng)富通園藝有限公司，北京海淀 100083）

“苗壯半收成”，優(yōu)質(zhì)種苗是獲得高產(chǎn)高質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的保障，而育苗環(huán)境優(yōu)劣直接影響種苗質(zhì)量高低。眾所周知，影響苗木生長的環(huán)境因子主要有光照、溫度、水分、CO2濃度和養(yǎng)分。只有科學(xué)、合理地提供種苗生長適宜環(huán)境條件，才能培育出優(yōu)質(zhì)種苗。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化飛速發(fā)展，近年來，開展農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的國內(nèi)外合作與交流，使得設(shè)施設(shè)備在我國現(xiàn)代育苗溫室環(huán)境調(diào)控得到廣泛應(yīng)用，并取得良好育苗效果。

1 現(xiàn)代育苗溫室發(fā)展歷史

20 世紀(jì)30 年代，我國北方冬季不加溫的日光溫室出現(xiàn)。之后，引進(jìn)國外溫室、技術(shù)，不斷增加我國農(nóng)業(yè)科技投入，溫室設(shè)施得以迅猛發(fā)展，功能逐漸細(xì)化。育苗溫室逐漸從栽培溫室中分離出來，育苗形式也從傳統(tǒng)的土壤育苗到無土育苗，溫室結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的磚墻到現(xiàn)在以玻璃為基礎(chǔ)、鋼為骨架并配備多種環(huán)境調(diào)控設(shè)備設(shè)施的現(xiàn)代育苗溫室。

2 環(huán)境調(diào)控設(shè)施設(shè)備介紹及使用

溫室環(huán)境因子直接影響著育苗質(zhì)量。實際生產(chǎn)中要求種苗質(zhì)量不斷提高，現(xiàn)代育苗溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)施設(shè)備也在不斷更新、進(jìn)步。但由于我國農(nóng)業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)差異大，對新鮮事物認(rèn)知也不一，致使現(xiàn)代育苗溫室諸多環(huán)境調(diào)控設(shè)施設(shè)備在認(rèn)識上不充分、使用時不合理。為避免事件發(fā)生，更高效培育出優(yōu)質(zhì)種苗，現(xiàn)根據(jù)各種設(shè)施設(shè)備所調(diào)控的環(huán)境因子進(jìn)行分類介紹，概要其使用方法，并提出注意事項。

2.1 光照調(diào)控設(shè)施設(shè)備

光照是種苗光合作用的重要條件之一。光照強(qiáng)度與時長直接影響種苗生長發(fā)育。不同品種種苗、生長階段所需光照條件不同，不同季節(jié)、時間、天氣條件下育苗溫室內(nèi)的種苗接受的光照也不相同，為營造適宜種苗生長的光照環(huán)境，需合理調(diào)控、使用光照相關(guān)設(shè)備設(shè)施。

2.1.1 植物補(bǔ)光燈。塑料、玻璃等育苗溫室覆蓋材料透光率達(dá)不到100%，加上陰雨、雪霧、霾等因子遮擋了陽光，溫室光照不足導(dǎo)致了種苗黃化、生長緩慢等情況。為此，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育苗溫室普遍采用安裝植物補(bǔ)光燈，以達(dá)到增強(qiáng)光照強(qiáng)度和延長光照時間的目的。植物補(bǔ)光燈通常有鹵鎢燈、熒光燈、高壓水銀燈、金鹵燈、高壓鈉燈和LED 燈等，現(xiàn)代育苗溫室一般采用高壓鈉燈或金鹵燈進(jìn)行植物補(bǔ)光。高壓鈉燈通過電弧管兩端電極形成電弧并放出大量熱量，產(chǎn)生高溫；燈管內(nèi)鈉汞受熱分別形成鈉汞蒸汽，陰極發(fā)射的電子向陽極運動過程中釋放出能量，產(chǎn)生了光；高壓鈉燈以黃綠光、紅橙光和藍(lán)紫光為主，分別占輸出光源的50%、40%和10%，發(fā)光效率較高。金鹵燈以高壓水銀燈為基礎(chǔ)，在發(fā)光管中封入鹵化金屬化合物作為發(fā)光物質(zhì)，受激便發(fā)放光；金屬鹵燈光譜中，黃綠光、紅橙光和藍(lán)紫光分別占比38%、23%和39%。植物光合作用是葉綠體在相關(guān)酶作用下捕捉環(huán)境中的CO2，吸收太陽光中大部分紅橙光和藍(lán)紫光來合成有機(jī)物并釋放氧氣的過程。

植物補(bǔ)光燈通常安裝在現(xiàn)代育苗溫室頂部，分布間距4m×3m。有的補(bǔ)光燈安裝采用手動升降調(diào)節(jié)其距離植物的高度，大大提高了補(bǔ)光效率。

育苗溫室內(nèi)平均每天光照量＜100W/m2或日照時長小于4.5h/d 時，即可開啟植物補(bǔ)光燈[1]。補(bǔ)光燈應(yīng)逐行開啟，待電流穩(wěn)定時再開啟下一行，否則易導(dǎo)致瞬間電流過大影響補(bǔ)光燈使用壽命。補(bǔ)光燈開啟時長應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖鈱嶋H狀況、植物種類與生長階段等因素綜合確定。

2.1.2 遮陽網(wǎng)。夏季晴天日曬強(qiáng)烈，光照強(qiáng)度常常達(dá)到100000Lx[2]，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般蔬菜幼苗所能承受的光照強(qiáng)度，極易導(dǎo)致種苗受到光抑制，降低CO2固定速率，影響正常生長。為此，現(xiàn)代育苗溫室通常采用遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陽。該設(shè)備包括遮陽網(wǎng)構(gòu)架、控制箱及電機(jī)、齒條、傳動部分、幕線與幕布等[3]。有的則根據(jù)光照和溫度傳感器，現(xiàn)已達(dá)到了自動控制。遮陽網(wǎng)有2 種，育苗溫室頂層外為外遮陽，一般為黑色；頂層內(nèi)為內(nèi)遮陽，一般為白色。一般為聚乙烯扁絲或圓絲編織而成，遮光率40%～90%[4]。利用其反光面或不透光性，使得一定時段內(nèi)進(jìn)入育苗溫室內(nèi)光照強(qiáng)度以一定比例降低，同時起到降溫、保濕作用。

遮陽網(wǎng)使用操作簡單，當(dāng)太陽光照強(qiáng)度過高時，即可通過操作控制箱內(nèi)按鈕實現(xiàn)遮陽。夏季晴朗天氣每日10：00 以后即可覆蓋遮陽網(wǎng)，內(nèi)、外遮陽應(yīng)配合使用，光照強(qiáng)度超過種苗承受最大光照強(qiáng)度，但沒有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出時，只打開內(nèi)遮陽；外界光照強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過種苗承受最大光照強(qiáng)度時，則需開啟外遮陽；但同時打開內(nèi)、外遮陽網(wǎng)情況不多見。也有試驗表明，冬春季節(jié)寒冷無風(fēng)夜晚，可同時打開內(nèi)、外遮陽用以保溫。忌全天覆蓋遮陽網(wǎng)，避免影響種苗正常光合作用。遮陽網(wǎng)操作基本原則：晴天遮，陰雨天不遮；中午遮，早晚不遮。

注意事項：遇室外大風(fēng)、大雨等極端惡劣天氣，需及時收起育苗溫室外遮陽網(wǎng)，以免損壞。每月及時檢修內(nèi)、外遮陽，包括幕線折斷、遮陽網(wǎng)破損、遮陽網(wǎng)掛扯等情況，發(fā)現(xiàn)問題及時修理，以免影響正常使用。冬春季節(jié)，外遮陽長時間不使用時應(yīng)收攏好。

2.2 溫度調(diào)控設(shè)施設(shè)備

溫度是保證種苗正常生長的重要環(huán)境因子，過高或過低都會威脅種苗正常生長?，F(xiàn)代育苗溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)備設(shè)施可較好實現(xiàn)溫度調(diào)控，提供種苗生長適宜的溫度環(huán)境。

2.2.1 風(fēng)機(jī)-濕簾。一般用于現(xiàn)代育苗溫室降溫，由軸流風(fēng)機(jī)、濕簾、水泵、蓄水池、管道、過濾器等構(gòu)成。濕簾是一種經(jīng)特殊處理的波紋狀纖維紙黏結(jié)而成，分別將軸流風(fēng)機(jī)與濕簾安裝在溫室南北兩側(cè)；當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)與水泵開啟時，濕簾充滿水分；軸流風(fēng)機(jī)作用育苗溫室外空氣被負(fù)壓吸入育苗溫室內(nèi)，室外空氣經(jīng)濕簾縫隙時，水分吸收外界空氣熱量而蒸發(fā)，室外空氣降溫并流經(jīng)育苗溫室，帶走室內(nèi)熱量并隨軸流風(fēng)機(jī)排出，從而達(dá)到降溫目的[5]。

育苗溫室氣溫達(dá)28～30℃或30℃以上，如使用天窗與內(nèi)、外遮陽仍無法達(dá)到有效降溫時，可啟用風(fēng)機(jī)-濕簾對育苗溫室進(jìn)行降溫。

使用前，應(yīng)先檢查連接濕簾的管道閥門是否已打開，蓄水池內(nèi)水量是否充足，不足的應(yīng)蓄水，有的濕簾水池內(nèi)裝有浮球閥，可自動蓄水。然后，打開濕簾水泵，待濕簾幕墻水浸濕部分達(dá)整體75%以上時，打開側(cè)翻窗,關(guān)閉天窗，逐組啟動軸流風(fēng)機(jī)，每組軸流風(fēng)機(jī)啟動間歇5～8s，防止全部風(fēng)機(jī)同時啟動時導(dǎo)致線路瞬間電流過大燒毀風(fēng)機(jī)。使用完畢，先關(guān)閉軸流風(fēng)機(jī)，再關(guān)閉濕簾水泵。

經(jīng)常檢查、清洗管道過濾器，防止水中泥沙等雜質(zhì)堵塞管道。應(yīng)保持充足蓄水池內(nèi)水量，防止水量不足燒毀水泵。長時間不使用時，應(yīng)排出蓄水池內(nèi)的水并將其清洗干凈，再次使用前應(yīng)對蓄水池清掃、消毒。

2.2.2 頂開窗、側(cè)翻窗。一般用于室內(nèi)降溫，同時也可達(dá)到換氣與排濕作用；由電機(jī)、控制箱、傳動主軸、弧狀齒條、防蟲網(wǎng)、玻璃窗等部件構(gòu)成。通過電機(jī)帶動傳動主軸及弧狀齒條，逐漸打開或關(guān)閉頂開窗、側(cè)翻窗。主要依靠室內(nèi)外氣壓差而形成氣體交換，進(jìn)而將室內(nèi)熱量排出，同時起到排濕作用。

室外無雨且無大風(fēng)天氣，室內(nèi)氣溫超過種苗適宜生長溫度時，一般果菜類28℃、葉菜類25℃，即可開窗降溫。開窗時，應(yīng)先啟動控制箱頂開窗打開按鈕降溫，如果打開頂開窗后未達(dá)到降溫效果，則再需打開側(cè)翻窗。開閉角度一般為0°～30°，當(dāng)達(dá)到最大張開角度或完全合攏時，即自動停止。

注意事項：與日光溫室操作基本相同。當(dāng)室內(nèi)氣溫達(dá)到30℃或以上時，不可同時將頂開窗、側(cè)翻窗迅速、全部打開，以免種苗水分隨室內(nèi)外氣體猛烈交換被迅速抽干，出現(xiàn)燒苗現(xiàn)象。隨時檢查主傳動軸是否出現(xiàn)變形，電機(jī)是否缺少潤滑油和各頂開窗、側(cè)翻窗打開角度是否一致等情況，一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時調(diào)整與維修。

2.2.3 高壓霧化器。它是現(xiàn)代育苗溫室一種比較先進(jìn)的降溫設(shè)備，由增壓設(shè)備（如旋渦泵）、水箱、過濾器、控制器、高壓輸送銅管、噴嘴等原件構(gòu)成，其工作原理是水經(jīng)過自身配備的過濾器過濾后，通過增壓泵增壓，再通過高壓輸送管道，流過孔徑15um 噴嘴，形成極細(xì)的霧滴并懸浮在空氣中，迅速蒸發(fā)而帶走熱量。

該設(shè)備一般置于育苗溫室內(nèi)較高位置，距離苗床垂直距離約4m。夏季白天高溫期間，通過事先設(shè)定的高、低溫度值，自動控制器開關(guān)機(jī)。高壓霧化器對水質(zhì)要求較嚴(yán)，應(yīng)保持十分純凈，防止噴頭堵塞[6]。

2.2.4 內(nèi)保溫被。用于冬春寒冷季節(jié)育苗溫室保溫，包括控制箱、電機(jī)、傳動軸、齒條副、幕布、幕線等，重量輕、保溫效果好。寒冷夜間展開內(nèi)保溫被，可有效阻止育苗溫室內(nèi)紅外線外逸，減少育苗溫室內(nèi)熱量損失，達(dá)到保溫效果。除收放時間不同外，其他使用方式與內(nèi)遮陽相似。冬春季節(jié)下午室內(nèi)氣溫降到15℃以下，即展開內(nèi)保溫被，翌日上午太陽升起后外界氣溫開始升高時，即收攏內(nèi)保溫被。每月不定期檢查內(nèi)保溫被及其配套設(shè)備，發(fā)現(xiàn)幕線斷折、棉被破損等現(xiàn)象，及時修復(fù)。

2.2.5 暖氣。為保障種苗正常生長，冬春季節(jié)天氣寒冷時，種苗生產(chǎn)栽培過程中關(guān)鍵時期，在育苗溫室四周及育苗床下安裝暖氣供暖設(shè)備。通過一定溫度的水在暖氣管道流動，將熱量散發(fā)，實現(xiàn)育苗溫室加溫作用。目前，現(xiàn)代育苗溫室供暖的熱力來源主要是環(huán)保的天然氣。因天然氣價格較高，為平衡成本與增溫效果，現(xiàn)代育苗溫室通常在冬季午夜后實行間歇式加溫，室內(nèi)溫度保持15～18℃，待降至15℃后繼續(xù)加溫，直至翌日上午太陽升起時。白天室內(nèi)溫度低于13℃，則同樣需對育苗溫室加溫。

2.3 水肥調(diào)控設(shè)施設(shè)備

對育苗溫室內(nèi)空氣、基質(zhì)濕度以及基質(zhì)養(yǎng)分進(jìn)行水肥調(diào)控。水是生命之源，是維持種苗生命力最重要的因素，而肥則是維持種苗不斷生長的重要養(yǎng)分來源。

2.3.1 潮汐式苗床。因其灌溉類似于漲潮、落潮，故名潮汐式灌溉，是一項比較先進(jìn)的灌溉技術(shù)。美國于20世紀(jì)80 年代首次將潮汐式灌溉技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代育苗系統(tǒng)，我國云南于21 世紀(jì)初首次從荷蘭引進(jìn)該系統(tǒng)。潮汐式苗床是一種底部灌溉育苗設(shè)備，包括植床部分（苗床）、循環(huán)管路部分（儲水池、施肥機(jī)、肥料灌、回液池、水泵、消毒裝置、輸水管路等）、控制部分（灌溉時間控制與肥料濃度控制）。它依靠育苗穴盤底部的排水孔和基質(zhì)毛細(xì)管作用，使泵入床箱內(nèi)的水（或水溶肥）進(jìn)入穴盤苗的整個基質(zhì)或根際空間，以滿足種苗對水分（或養(yǎng)分）需求，不僅節(jié)水、節(jié)肥，而且減少種苗病蟲害發(fā)生。

針對不同種苗種類，選擇合適的灌溉頻度、灌溉時長、灌溉量與肥料濃度。例如，黃瓜穴盤苗灌溉高度1.5cm，浸泡時間約30min，2d 1 次的灌溉頻率效果較好。結(jié)球甘藍(lán)的穴盤苗灌溉高度3cm，浸泡時間約15min，2d 1 次的灌溉頻率效果較理想[7]。床體承重為50kg/m2，僅用于苗床育苗，不得放置其它重物。若長時間不使用，用地布或遮陽網(wǎng)覆蓋苗床，以免長期曝露在陽光下。苗床溢出基質(zhì)和過濾裝置，做到經(jīng)常清理，以免管道堵塞。

2.3.2 全自動無極調(diào)速噴灌機(jī)。目前，現(xiàn)代育苗溫室已廣泛配置了全自動無極調(diào)速噴灌機(jī)，用以調(diào)控溫室內(nèi)種苗的水肥管理，具有節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)省勞工、噴淋均勻等優(yōu)點，由主機(jī)、軌道、供水與控制部分組成[8]。通過在苗床上方一定高度搭建行走軌道，設(shè)置主機(jī)運行時間與速度，利用水泵加壓噴嘴噴射細(xì)小、均勻的水霧，實行種苗的水肥管理。

使用前，根據(jù)室內(nèi)種苗種類及生長狀況，合理設(shè)置其行進(jìn)速度及時間。現(xiàn)代育苗溫室設(shè)置的運行速度一般偏快，實行往返澆灌；為防止設(shè)備噴灌時，因種苗和基質(zhì)單位時間吸水量小于噴淋機(jī)噴水量，導(dǎo)致水資源浪費。種苗土壤和葉片殘余過多水分，直接導(dǎo)致環(huán)境濕度增加，容易引發(fā)病害。

使用前，應(yīng)檢查噴桿是否與苗床床面平行，如有歪斜，應(yīng)矯正；檢查噴頭及過濾裝置是否堵塞，防止個別噴頭不出水或出水不均勻；及時清除溫床上過高苗木或物品以及在苗床周邊的作業(yè)人員，防止人員受傷、噴桿損壞。關(guān)注噴灌機(jī)軌道運行是否順暢、線路及水管是否有纏繞打結(jié)，及時檢修。

2.4 CO2 調(diào)控設(shè)施設(shè)備

CO2是植物光合作用主要原料，也是種苗生長必須的非常重要的氣體環(huán)境因子。冬春季節(jié)，溫室密閉情況下室內(nèi)CO2最低濃度僅100mg/L，而種苗正常生長要求500～800mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到種苗適宜生長需求。因此，現(xiàn)代育苗溫室施用CO2對培育優(yōu)質(zhì)種苗意義重大。

目前，CO2發(fā)生裝置有4 種，即通過硫酸與碳酸鹽或碳酸氫鹽反應(yīng)，燃燒煤或其他碳?xì)浠衔锏热剂?，電加熱碳酸氫銨和碳酸氫鈣，將氣態(tài)CO2壓縮至鋼瓶內(nèi)儲存釋放。前3 種發(fā)生裝置產(chǎn)生的CO2在排入育苗溫室前，需過濾除去其中的H2S 或CO 等有毒氣體，防止傷害種苗。

CO2施放時期應(yīng)在種苗5 片真葉時開始，每天上午日出1.5h 后開始，溫室通風(fēng)前1h 停止。早期施放濃度宜0.5ml/L 左右，種苗逐漸長大可加大至0.8ml/L 左右。注意事項：保持育苗溫室密閉性，防止CO2逸散至室外[9]。晴天應(yīng)正常施放，多云天氣宜降低20%～30%施放量，陰天或霧霾施放量應(yīng)減少至50%，除雨雪天或室溫較低時不施放外，CO2應(yīng)做到連續(xù)施放。CO2較空氣重，施放CO2應(yīng)多點施放，并施放在種苗功能葉周圍。CO2施放期間，注意控制種苗氮肥量，合理增施磷鉀肥，防止種苗徒長。

2.5 其它設(shè)施設(shè)備

現(xiàn)代育苗溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)備種類多，有的設(shè)備較專一調(diào)控某個環(huán)境因子，有的設(shè)備則起到整體調(diào)節(jié)和監(jiān)測作用。

2.5.1 環(huán)流風(fēng)機(jī)。對現(xiàn)代育苗溫室環(huán)境具有整體調(diào)控作用。通過啟動環(huán)流風(fēng)機(jī)，采用相互對吹方式擾動室內(nèi)空氣，達(dá)到內(nèi)循環(huán)效果?？諝庋h(huán)可使室內(nèi)空氣濕度、溫度及CO2濃度達(dá)到均衡，有利于種苗長勢齊整；還可通過對空氣的干擾，有效降低育苗溫室局部病菌密度，影響病菌生長環(huán)境達(dá)到病害防治作用。

因室外雨雪天氣長期未通風(fēng)，或剛執(zhí)行過水肥噴灌、CO2施肥等情況，導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境不均衡時，可使用環(huán)流風(fēng)機(jī)。宜在密閉環(huán)境內(nèi)使用，應(yīng)先關(guān)閉頂開窗、側(cè)翻窗以及其他門窗，再通過控制柜按鈕打開環(huán)流風(fēng)機(jī)。因作用原理不同，環(huán)流風(fēng)機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)不宜同時使用。

2.5.2 環(huán)境監(jiān)控設(shè)備。主要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過傳感器與顯示屏將場館內(nèi)空氣和土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、CO2含量等環(huán)境數(shù)據(jù)實時顯示，以方便達(dá)到通過操作其它環(huán)境調(diào)控設(shè)備改變育苗溫室內(nèi)環(huán)境作用。該設(shè)備包括顯示屏、傳感器、光照測量儀、CO2濃度測量儀、空氣和土壤溫濕度測量儀等。

3 各環(huán)境調(diào)控設(shè)備關(guān)系

現(xiàn)代育苗溫室培育優(yōu)質(zhì)種苗，需水、肥、光、氣、熱等環(huán)境因子達(dá)到種苗適宜生長條件才可實現(xiàn)。各環(huán)境因子并非孤立發(fā)揮作用，而是圍繞種苗生理特性進(jìn)行科學(xué)、規(guī)范調(diào)整。因此，現(xiàn)代育苗溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)備并非只有單獨使用才能發(fā)揮其環(huán)境調(diào)控作用，不同環(huán)境調(diào)控設(shè)備共同使用與配合才能更好地創(chuàng)造出適宜種苗生長的最佳環(huán)境。

4 未來發(fā)展與應(yīng)用展望

科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提高，現(xiàn)代育苗溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)施設(shè)備必將更自動化、更智能化。在積極發(fā)展與推廣現(xiàn)代育苗技術(shù)同時，現(xiàn)代育苗溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)施設(shè)備也在迅猛發(fā)展與進(jìn)步。展望未來，在積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)與設(shè)施設(shè)備同時，現(xiàn)代育苗溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)施設(shè)備發(fā)展將更加完善，對現(xiàn)代育苗溫室光、水、肥、氣、熱等環(huán)境因子調(diào)控更上一個臺階，使用更簡單、更高效，并培育出更優(yōu)質(zhì)的種苗。