國(guó)內(nèi)外設(shè)施研究現(xiàn)狀-孫鑫.docx

國(guó)內(nèi)外設(shè)施研究現(xiàn)狀孫鑫1 緒論塑料大棚是一種簡(jiǎn)易的保護(hù)地栽培設(shè)施，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗材較少，使用方便等優(yōu)勢(shì)在我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中占有很大比重，尤其在我國(guó)北方地區(qū)，能夠在早春和晚秋淡季生產(chǎn)鮮嫩蔬菜，它能夠緩解蔬菜淡季的供求矛盾，具有顯著、巨大的社會(huì)效益和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。而大跨度塑料大棚在此基礎(chǔ)上增加了設(shè)施的高跨比，切實(shí)提高了土地利用率和作物產(chǎn)量，具有良好的推廣價(jià)值。由于塑料大棚本身具有早春和晚秋的生產(chǎn)能力，所以本研究對(duì)塑料大棚的夏季耐高溫能力、冬季抗低溫能力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及作物產(chǎn)量進(jìn)行了相關(guān)分析，并建立了塑料大棚的溫度數(shù)值模型，為塑料大棚的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。 1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.1.1 國(guó)內(nèi)外設(shè)施研究現(xiàn)狀國(guó)外溫室的起源可以追溯到古羅馬時(shí)期，據(jù)羅馬哲學(xué)家塞內(nèi)卡記載，利用透明的云母片覆蓋黃瓜可以使之提早成熟。在 19 世紀(jì)初，歐洲各國(guó)紛紛建立簡(jiǎn)易溫室用于生產(chǎn)水果和蔬菜， 英國(guó)首先致力于溫室加熱設(shè)備的研究以及通過(guò)改變溫室坡度改變溫室采光量的研究。隨著設(shè)施園藝的發(fā)展，在 20 世紀(jì) 60 年代以后在世界得到了大面積推廣（Yo ram A.，1992；Leonardi C at el.，2010）。目前國(guó)外的設(shè)施產(chǎn)業(yè)以現(xiàn)代化、大型化玻璃連棟溫室以及塑料拱棚為主，較為發(fā)的國(guó)家有荷蘭、以色列、日本、美國(guó)等。歐洲的設(shè)施園藝行業(yè)以荷蘭為首，大型化提高了土地利用率，自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率高，據(jù)統(tǒng)計(jì)荷蘭目前的現(xiàn)代化玻璃溫室有 1.6hm2，是世界玻璃溫室面積的 1/4，而其溫室蔬菜總產(chǎn)值也占到了全國(guó)蔬菜產(chǎn)值的 3/4（吳堅(jiān)，2006；Montero J I，2009）。以美國(guó)為首的美洲地區(qū)國(guó)家大多以塑料薄膜溫室為主，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)的設(shè)施園藝面積達(dá)到了 2.2 萬(wàn) hm2，以設(shè)施花卉為主（丁小明等，2016），由于在美國(guó)投資設(shè)施栽培的企業(yè)實(shí)力均比較強(qiáng)，所以美國(guó)農(nóng)場(chǎng)的面積多在 30hm2 以上，生產(chǎn)呈規(guī)?；瑥姆N質(zhì)資源的選育、定值，到生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境調(diào)控、病蟲(chóng)害防控，最后商品化處理普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高了園藝產(chǎn)物的生產(chǎn)效率（Davis P A，2016；Janke R R，et al.，2017）。在亞洲地區(qū)，日本設(shè)施園藝的發(fā)展要領(lǐng)先于其他國(guó)家，截至目前，日本的設(shè)施園藝面積達(dá)到了 6.27 萬(wàn) hm2，主要以塑料拱棚為主，用于蔬菜、果樹(shù)和花卉生產(chǎn)，占比分別為 69.1%、15.7%和 15.2%（農(nóng)林水產(chǎn)省，2011）。日本的無(wú)土栽培技術(shù)世界領(lǐng)先，廣泛使用巖棉、椰糠等固體基質(zhì)和深液流、營(yíng)養(yǎng)液膜等水培方式進(jìn)行栽培，通過(guò)對(duì)光、溫、水、氣、肥的控制實(shí)現(xiàn)了園藝作物高效生產(chǎn)。隨著對(duì)溫室結(jié)構(gòu)的深入研究，逐步淘汰中小型拱棚，推廣大型雙屋面溫室以及連棟塑料大棚（Nukaya A，2010），極大的提高了土地利用率和作物產(chǎn)量。 塑料大棚占我國(guó)溫室面積的 66.7%，由于其成本較低、建造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)得到了廣泛推廣，國(guó)內(nèi)學(xué)者為探究塑料大棚的環(huán)境性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性做了大量試驗(yàn)，鮑恩財(cái)（2015）研究了雙層拱架塑料大棚的冬季保溫效果，結(jié)果表明雙層拱架塑料大棚的保溫效果與采光能力較常規(guī)棚更優(yōu)越；陳斌（2016）對(duì)桁架拱塑料大棚的受力以及灌漿加固進(jìn)行了相關(guān)研究；魏鑫（2016）對(duì)寧夏 8-20m 跨度塑料大棚進(jìn)行了環(huán)境測(cè)試與分析，結(jié)果表明 20m 跨度塑料大棚在冬春季節(jié)具有明顯環(huán)境優(yōu)勢(shì)。隨著對(duì)塑料大棚的深入研究，大型化的優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)出來(lái)，李勝利（2008）研究了跨度 20m、長(zhǎng)度 100m的巨型塑料大棚內(nèi)部環(huán)境因子的變化規(guī)律，指出巨型塑料大棚較常規(guī)塑料大棚的保溫性能、采光能力強(qiáng)，土地利用效率高；武瑩等（2019）對(duì)不同跨度的非對(duì)稱(chēng)塑料大棚進(jìn)行環(huán)境因子變化規(guī)律的研究，結(jié)果表明 18m 跨度雙層塑料大棚能夠顯著提高氣溫和土壤溫度，采光性能較好且大大提高了土地利用效率；董曉星等（2018）闡述了河南地區(qū)大跨度塑料大棚設(shè)計(jì)原理，大棚為全透光，通風(fēng)口設(shè)置為頂部通風(fēng)和側(cè)面通風(fēng)并施加外覆蓋，結(jié)果表明夏季通風(fēng)效果良好可應(yīng)用于生產(chǎn)。 國(guó)外的設(shè)施水平要領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)，由于氣候、政策的不同，目前國(guó)外學(xué)者的研究對(duì)象大多以大型連棟智能型溫室為主，而國(guó)內(nèi)則是以智能水平較低的日光溫室、塑料大棚為主，我們要學(xué)習(xí)吸取國(guó)外學(xué)者的研究經(jīng)驗(yàn)與方法，而不是一律的照搬。設(shè)施大型化是當(dāng)代設(shè)施行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)出現(xiàn)許多大型化塑料大棚和日光溫室，但對(duì)其內(nèi)部環(huán)境因子的調(diào)控、栽培技術(shù)的智能化以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等方面研究還較少，我們應(yīng)該積極學(xué)習(xí)、引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備和試驗(yàn)方法，因地制宜，合理的進(jìn)行我國(guó)設(shè)施園藝的科學(xué)研究。