差異氣候區(qū)域及功能需求的溫室選型_劉水麗.pdf

溫室園藝 2020 12 49 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 差異氣候區(qū)域及功能需求的溫室選型 劉水麗 北京中農(nóng)富通園藝有限公司 北京 100083 DOI 10 16815 ki 11 5436 s 2020 34 010 摘要 隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展 栽培設(shè)施的類型逐漸向多元化發(fā)展 用戶對溫室應(yīng)用區(qū)域布局的合理化和對 當(dāng)?shù)貧夂驐l件適應(yīng)性的科學(xué)化的要求也逐漸提高 文章介紹了幾種農(nóng)業(yè)栽培設(shè)施的常見類型 分別介紹了 其構(gòu)造特點以及適用區(qū)域 并根據(jù)不同地區(qū)的氣候環(huán)境以及栽培功能需求對溫室的選型進(jìn)行了探討 為溫 室建設(shè)的合理選擇提供依據(jù) 設(shè) 施農(nóng)業(yè)是在環(huán)境相對可控條件下 采用工 程技術(shù)手段 進(jìn)行動植物高效生產(chǎn)的一種 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方式 設(shè)施園藝屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)的 植物 范疇 溫室是設(shè)施園藝中用來栽培植物的設(shè)施 是在不適宜植物生長的季節(jié) 采用透光覆蓋材料 作為全部或部分圍護(hù)結(jié)構(gòu) 具有一定環(huán)境調(diào)控設(shè) 備 用于抵御不良天氣條件 保證作物能正常生 長發(fā)育 1 實現(xiàn)調(diào)整植物生育期 增加產(chǎn)量等目 標(biāo)的設(shè)施 國內(nèi)的設(shè)施園藝歷史悠久 2000多年前已 經(jīng)利用保護(hù)設(shè)施種植多種蔬菜 栽培設(shè)施經(jīng)歷了 陽畦 遮雨棚 拱棚 日光溫室 連棟溫室等發(fā) 展階段 近年來隨著社會不斷進(jìn)步 設(shè)施農(nóng)業(yè)的 不斷發(fā)展 傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn) 代文明發(fā)展的需要 很多高端 新型的設(shè)施農(nóng)業(yè) 及其裝備發(fā)展起來 它不受時間和空間的限制 可以在高原 深山 沙漠等特殊環(huán)境下進(jìn)行農(nóng)業(yè) 生產(chǎn) 但不同類型的溫室因其自身的結(jié)構(gòu)特點及 覆蓋材料的性能差異 使其自身具有很強的地域 性 在很大程度上 受到當(dāng)?shù)貧夂驐l件的制約 2 差異化區(qū)域溫室選型的必要性 中國地大物博 氣候環(huán)境復(fù)雜 區(qū)域條件 差異懸殊 從南到北橫跨南熱帶到北溫帶等多個 氣候帶和1個高原氣候區(qū) 冬季主要受大陸氣流 的影響 夏季主要受海洋氣流的影響 使中國成 為大陸性明顯 季風(fēng)性很強的國家 有白雪皚皚 的北方 也有炎熱潮濕的南方 從節(jié)能性和適應(yīng) 性方面考慮 溫室結(jié)構(gòu)必須最大化地適合本地區(qū) 的氣候 資源 經(jīng)濟(jì)水平等條件 不同地區(qū) 不 同氣候條件應(yīng)有相應(yīng)的溫室結(jié)構(gòu) 溫室結(jié)構(gòu)的 好壞直接影響到溫室生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益 不同地 區(qū)的氣候?qū)υO(shè)施生產(chǎn)的影響不同 要維持溫室 作物的生長環(huán)境 無論冬夏 能量消耗都要比 世界同緯度其他地區(qū)多 節(jié)能是溫室生產(chǎn)的關(guān) 鍵因素 是設(shè)施園藝首當(dāng)其沖需要考慮的因素 結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c 最大限度地利用當(dāng)?shù)氐?資源優(yōu)勢 可以在很大程度上減少資源浪費 例 如 在中國的北方地區(qū)應(yīng)加強對溫室保溫性能的 研究 以減少冬季的熱能耗 而在南方地區(qū)則應(yīng) 加強對夏季通風(fēng)裝置的研究 以避免夏季的溫室 高熱 3 任何一種溫室都不具有普遍的適應(yīng)性 世 界農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家溫室的成功經(jīng)驗值得借鑒 但不 能照搬照抄 例如荷蘭屬于海洋性氣候 冬季不 冷 夏季不熱 全年溫度在 5 30 之間 但光 照比較弱 所以選用以單層玻璃為主的連棟溫 室 不設(shè)降溫設(shè)施 通風(fēng)窗也相對較少 配置補 光燈 但引入中國的話會面臨夏季降溫難的問題 溫室園藝 2020 12 50 溫室裝備 Greenhouse Equipment 以色列地處亞熱帶荒漠氣候區(qū) 光照充足 常年 溫暖 最低氣溫0 左右 主要以塑料大棚和連 棟溫室為主 溫室的應(yīng)用上對雪載考慮較少 風(fēng) 載考慮較多 采暖設(shè)備相對簡單 覆蓋以透光性 差的膜為主 引入中國的話會存在透光不足 冬 季加熱能耗大的問題 甚至因溫室結(jié)構(gòu)強度不夠 造成坍塌 美國開發(fā)建設(shè)的雙層充氣膜溫室 比 單層膜溫室節(jié)能30 40 但透光率下降10 左右 只能適用于冬季光照強的地區(qū) 4 多樣性的氣候類型為發(fā)展設(shè)施園藝生產(chǎn)提供 了多樣化的氣候資源組合 為適應(yīng)各地氣候特點 因地制宜地選擇適宜的溫室類型 應(yīng)采用多樣化 的溫室形式 以充分發(fā)揮各地氣候資源的優(yōu)勢 避免不利氣候資源的影響 用最節(jié)能的生產(chǎn)設(shè)施 提供最舒適的環(huán)境是非常有必要的 溫室的分類及適用范圍 現(xiàn)代溫室類型多種多樣 特有的結(jié)構(gòu)形式 與覆蓋材料的結(jié)合使不同溫室的適用區(qū)域不盡相 同 主要應(yīng)用的溫室包括單棟拱棚 日光溫室 連棟單層膜溫室 連棟雙層拱膜溫室 充氣膜溫 室 PC板溫室 玻璃溫室 單玻 雙玻 等 日光溫室 日光溫室是一種性價比非常高的農(nóng)業(yè)設(shè)施 圖1 常用于反季節(jié)栽培 塑料大棚 塑料大棚主要在中國南方地區(qū)使用 圖2 冬季保溫 夏季遮陽 防雨 在北方地區(qū)主要用 于春提早 秋延后栽培 薄膜連棟溫室 相較于單棟塑料大棚而言 薄膜連棟溫室由 于溫室連片 大大減少了溫室表面散熱面積 整 體保溫性能更好 圓拱膜溫室 經(jīng)濟(jì)型溫室 氣候調(diào)控能力較 強 南方地區(qū)普遍采用單層膜溫室 圖3 北 方地區(qū)多采用雙層拱膜溫室 提高了節(jié)能效果 但采光性能略降低 鋸齒膜溫室 鋸齒膜溫室 圖4 能夠快速 實現(xiàn)通風(fēng)和除濕 不用借助風(fēng)機濕簾等強制降 溫設(shè)備 建設(shè)長度不受限制 在中國夏季氣溫 較高 冬季溫度不很低的南方地區(qū)推廣具有較 好的經(jīng)濟(jì)效益 但在夏季燥熱 冬季寒冷的地 區(qū)不太適宜 雙層充氣膜溫室 透光率較單層膜有所降低 保溫性好 適合光照充足而冬季氣溫較低的北方 地區(qū) 圖5 頂部雙拱膜溫室 可以實現(xiàn)采光獨立調(diào)控 圖6 通過內(nèi)外遮陽與雙層膜的結(jié)合運行 可降低溫室的運行能耗 節(jié)能效果更優(yōu) 圖1 日光溫室 圖2 單棟塑料大棚 圖3 連棟單層膜溫室 圖4 連棟鋸齒膜溫室 圖5 雙層充氣膜溫室 圖6 頂部雙拱膜溫室 溫室園藝 2020 12 51 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 玻璃溫室 玻璃溫室采光性能好 使用壽命長 氣候調(diào) 控能力強 圖7 但其造價和運行費用高 PC 板溫室 PC板溫室采光性能僅次于玻璃溫室 圖8 其保溫效果好 但造價高 溫室類型多樣 性能各異 適應(yīng)性也不盡相 同 如何根據(jù)區(qū)域氣候及功能需求的不同有針對 性地選擇出適宜的栽培設(shè)施及配套裝置需要進(jìn)一 步探討和研究 溫室的選擇依據(jù) 在溫室建造中 要根據(jù)所在氣候區(qū)的特殊氣 候條件 做特殊設(shè)計 連棟溫室在北方要注意空間 不宜太大 以保溫為主 南方則要相對高大 配 備外遮陽設(shè)備 以加強通風(fēng)降溫力度 日光溫室 應(yīng)是北方地區(qū)冬季主要園藝設(shè)施 其地位不可替 代 遮陽網(wǎng) 防雨棚 防蟲網(wǎng)是解決南方夏季高溫 暴雨和病蟲害多發(fā)等不利條件造成夏季蔬菜淡季 的主要設(shè)施 連棟溫室可作為生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品 的主要設(shè)施 南北方都要注意特殊地區(qū)風(fēng)雪荷載 強度 4 在設(shè)施栽培的選擇上有以下6點選擇依據(jù) 根據(jù)選址的具體地理位置 選址的氣候條件 溫度 濕度 光照等 栽培的作物品種及其對 栽培環(huán)境的各項指標(biāo)需求 設(shè)施的建造用途 建設(shè)投資情況 建設(shè)成本及運行成本 溫室選型參考 高效種植溫室選型 不同作物的生長對光照度 溫度 濕度 二氧化碳含量等環(huán)境因子有著不同 的需求 只有配套完善的高水平智能 溫室才能實現(xiàn)溫室環(huán)境的精確控制 表1 2 為作物提供最適宜的生 長條件 真正實現(xiàn)高品質(zhì)高效生產(chǎn) 頂部單層玻璃立面雙層玻璃溫 室 PC板溫室 頂部雙層膜溫室可 增加室內(nèi)的采光 最大限度的利用光照 同時能 實現(xiàn)冬季保溫的作用 降低冬季加溫能耗 夏季 降溫可采取頂部立面開窗進(jìn)行自然通風(fēng) 外加濕 簾風(fēng)機強制降溫的方式 配套外遮陽和內(nèi)遮陽同 時進(jìn)行 提高降溫效率 花卉種植溫室選型 對于大多數(shù)的花卉而言 一般比較喜歡陽光 充足光照時間較長的生長環(huán)境 對溫度要求也比 較高 在溫度的調(diào)節(jié)中需要選擇花卉栽培最佳溫 度 嚴(yán)格控制最高溫度和最低溫度 為花卉的生 長增加自然溫度采取的措施主要是依靠陽光 因 此在溫室的選型可以采用頂部單層玻璃溫室或者 雙層拱膜溫室 因為單層玻璃透光性高 冬季保 溫性能好 雙拱膜溫室內(nèi)外雙拱可以獨立控制開 窗 光照不足的情況下可以內(nèi)外卷膜開窗全部打 開 使自然光照進(jìn)入溫室內(nèi) 再配合外遮陽 內(nèi) 遮陽的運作 能夠最快地實現(xiàn)溫室內(nèi)的降溫除濕 冬季雙層拱膜溫室有較好的的保溫性能 能夠一 定程度地降低冬季加溫能耗 建設(shè)成本低 通風(fēng) 表1設(shè)施番茄對溫室環(huán)境的要求 番茄栽培生長最適環(huán)境條件 生長期 光 溫度 濕度 CO 2 mol mol pH 白天 夜晚 空氣濕度 土壤濕度 苗期 30 35 klx 以藍(lán)紫光 為主 20 25 10 15 50 65 60 80 1000 1200 6 7生長期 22 26 15 17 結(jié)果期 24 28 15 18 表2設(shè)施黃瓜對溫室環(huán)境的要求 黃瓜栽培生長最適環(huán)境條件 生長期 光 溫度 濕度 CO 2 mol mol pH 白天 夜晚 空氣濕度 土壤濕度 苗期 45 55 klx 24 28 20 25 65 80 80 90 1200 1500 6 6 5生長期 25 30 13 16 結(jié)果期 24 28 15 20 圖7 玻璃溫室 圖8 PC板溫室 溫室園藝 2020 12 52 溫室裝備 Greenhouse Equipment 降溫效果快 運行成本低 是經(jīng)濟(jì)型溫室的首選 如果進(jìn)行喜溫品種的種植 可另增加內(nèi)保溫幕布 及側(cè)保溫以加強花卉種植冬季保溫 育苗溫室 育苗溫室主要考慮補溫和補光 因此需要另 配備補光系統(tǒng) 東北 黑龍江 吉林 及新疆北疆地區(qū) 這幾個區(qū)域為高寒地區(qū) 風(fēng)壓雪壓較大 日 照時間短 光照弱 冬季采暖周期長 耗能大 為減少冬季能耗 溫室主要選擇塑料大棚和日光 溫室 大型連棟溫室選型上主要考慮承重好 采 光好 保溫性好的玻璃溫室 而且為了加強溫室 的保溫性 減少冬季采暖能耗 可選擇頂部和立 面雙層中空玻璃的連棟Venlo型溫室 根據(jù)需要 配置二層保溫被 或在四周配置側(cè)保溫被等 如 頂部為單層玻璃 四周立面中空玻璃 建議增加 二層保溫被以加強保溫性能 花卉和育苗溫室另 根據(jù)種植需要增加保溫和補光設(shè)施 西北地區(qū) 內(nèi)蒙 甘肅 寧夏及新疆南疆 該地區(qū)屬于西北部干旱荒漠地帶 干旱溫 帶氣候 光熱資源豐富 風(fēng)壓雪壓較大 日光 溫室在該地區(qū)具有光照優(yōu)勢 但部分地區(qū)要防 大風(fēng) 大雪 甘肅 寧夏地區(qū)由于良好的光照 和溫度條件可以首選日光溫室 冬季不加溫可 生產(chǎn)喜溫蔬菜 氣溫相對較低 光照充足的新 疆南疆地區(qū)及內(nèi)蒙部分地區(qū)考慮到冬季加溫時 間長 能耗大 可選擇保溫性能好的連棟玻璃 溫室 雙層拱膜溫室以及雙層充氣膜溫室 另 配備其他保溫措施 華北地區(qū) 北京 天津 河北等 若溫室建設(shè)區(qū)域位于內(nèi)陸地區(qū) 屬于溫帶季 風(fēng)氣候 冬季寒冷干燥 夏季高溫多雨 由于光 熱資源配置較好 優(yōu)選以連棟溫室作為栽培設(shè)施 溫室種植主要考慮的是采光 冬季保溫防寒 青藏高原地區(qū) 高原地區(qū)海拔高 氣溫低 降水少 光照充足 夏季涼爽 冬季寒冷 主要考慮強烈的日照 干燥 設(shè)施上建議選擇冬季保溫性能較好的雙層玻璃溫 室 因為西藏地區(qū)紫外線太強 塑料薄膜 PC板 遮陽網(wǎng)等材料會加速老化 在覆蓋材料的選擇上 建議選擇抗老化 抗紫外線的 西南地區(qū) 廣西 福建 廣東等 西南地區(qū)夏季高溫高濕 多雨 冬季低溫 多陰雨 光照不足 風(fēng)壓大 雪壓小或無雪 種 植高檔蔬菜和花卉 在溫室選擇上主要考慮通 風(fēng) 遮陽 降溫除濕 因濕度大 風(fēng)機濕簾強制 降溫效果不明顯 降溫宜采用自然通風(fēng)與外遮 陽 內(nèi)遮陽相結(jié)合的方式 還需注意采光和補光 圓拱膜溫室和鋸齒膜溫室均可以設(shè)置頂卷開窗 和側(cè)立面卷膜開窗 使種植區(qū)域完全實現(xiàn)自然通 風(fēng)除濕降溫 而且溫室不受長度限制 風(fēng)雪荷載 不需要特殊考慮 結(jié)構(gòu)簡單 建設(shè)成本和生產(chǎn)成 本低 東南部長江中下游地區(qū) 上海 江蘇 浙江等 該地區(qū)氣候溫暖濕潤 夏季悶熱冬季濕冷 光照一般 風(fēng)壓和雪壓大 尤其是風(fēng)壓需要重點 考慮 溫室建設(shè)時要充分考慮抗風(fēng)措施 例如加 大基礎(chǔ) 增設(shè)拉筋或剪刀撐等 溫室選型推薦連 棟膜溫室 但骨架和基礎(chǔ)要相應(yīng)加大以增強抗風(fēng) 雪能力 根據(jù)區(qū)域氣候的特征 結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)雪荷載 栽培作物和經(jīng)濟(jì)效益 從節(jié)能角度出發(fā) 從實用 適用的角度選擇相應(yīng)的溫室類型及配套設(shè)施等都 是很重要的環(huán)節(jié) 可以對溫室建成后期降低運行 能耗 減少運行成本提供有力的技術(shù)支撐 參考文獻(xiàn) 1 周長吉 溫室工程設(shè)計手冊 M 北京 中國農(nóng)業(yè)出版社 2007 2 張亞紅 中國溫室氣候區(qū)劃及連棟溫室采暖氣象參數(shù)的研究 D 北京 中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003 3 張衛(wèi)東 我國溫室發(fā)展的現(xiàn)狀及發(fā)展建議 J 科技信 息 2013 10 439 4 張亞紅 陳青云 中國溫室氣候區(qū)劃及評述 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué) 報 2006 22 11 197 202 作者簡介 劉水麗 1981 女 新疆人 碩士研究生 從事溫室設(shè)計及環(huán)境控制研究 引用信息 劉水麗 差異氣候區(qū)域及功能需求的溫室選型 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2020 40 34 49 52