山東省日光溫室現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策

2016.10 專(zhuān)題論述山 東省位于 35.137.71N，115.1122.4E，地處 東部沿海 ,氣 候宜人 ,降 水集中 ，雨熱同季 ，春秋短暫 ，冬夏較長(zhǎng) 。 山東省年平均氣溫 1114，由 東北沿海向西南內(nèi)陸遞增 ，膠東半島 、黃河三角洲年均在12以 下 ，魯西南在 14以 上 。 最冷月 1 月 平均氣溫由 -4遞 增到 1。 全 省無(wú)霜期魯北和膠東一般為180 天 ，魯 西南地區(qū)可達(dá) 220 天 。 各 地大于 10的 積溫 ，一般在 3 8004 600，可 以滿(mǎn)足農(nóng)作物一年二作的熱量要求 。全省光照時(shí)數(shù)年均 2 2902 890 h，日照 百分率為 5265。 山 東省有悠久的蔬菜栽培歷史和得天獨(dú)厚的氣候條件造就了傳統(tǒng)蔬菜大省的地位 ，成為 “世界三大菜園 ”之一1。20 世 紀(jì) 80 年 代后期國(guó)家實(shí)施 “菜籃子工程 ”，農(nóng)業(yè)部確定黃淮海地區(qū)為我國(guó)冬春設(shè)施蔬菜主產(chǎn)區(qū) ，為山東省設(shè)施蔬菜的發(fā)展提供了機(jī)遇 。 1987 年 山東省引進(jìn)瓦房店式節(jié)能日光溫室和黃瓜越冬栽培技術(shù) ，并取得成功 。 1989 年 全省日光溫室面積僅 3 600 畝 ，從 1995 年 開(kāi)始 ,山 東日光溫室進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期2，到2008 年 ，山 東省日光溫室發(fā)展到 21.3 萬(wàn) hm2左 右3。到 20 世 紀(jì)末山東省日光溫室推廣面積最多的類(lèi)型為壽光改良型 、瓦房店式及山東 型 、 型 。 近 10 年來(lái) ， 以 壽光下挖式日光溫室為代表的新型日光溫室獲得了迅猛發(fā)展 。1 山 東省日光溫室發(fā)展的現(xiàn)狀1.1 日 光溫室面積穩(wěn)中有升 ，區(qū)域化特色鮮明進(jìn)入 21 世 紀(jì)以來(lái) ，山東省日光溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速 ，目前基本穩(wěn)定在 20 萬(wàn) hm2左 右 ，近年隨著土地流轉(zhuǎn) ，規(guī)模化種植 ，面積有小幅攀升 。 同時(shí) ,隨 著市場(chǎng)流通體制的完善 , 設(shè) 施蔬菜區(qū)域化布局初步構(gòu)建 ,形成 了濟(jì)青高速沿線(xiàn) 、魯南 、魯西北等 11 個(gè) 縣 （市 、區(qū) ）日光溫室集中產(chǎn)區(qū)3。 在 農(nóng)業(yè)部發(fā)布的全國(guó)蔬菜重點(diǎn)區(qū)域發(fā)展規(guī)劃 （2009-2015 年 ）“黃淮海與環(huán)渤海設(shè)施蔬菜重點(diǎn)區(qū)域基地縣 ” 名單中 , 山 東省共有 56 個(gè) 縣（市 、區(qū) ）,占 全國(guó)總數(shù) (177 個(gè) )的 30%以 上 。1.2 日 光溫室結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化 ， 形成了獨(dú)具地方特色的新型日光溫室最初的日光溫室跨度小 , 只 有 78 m， 矢 高 3 m左 右 ,棚 面平 ,利 用空間小 ,只 能滿(mǎn)足部分耐寒蔬菜越冬栽培以及果菜類(lèi)早春栽培 。 目前的日光溫室跨度1112 m，矢 高 45 m，甚 至更高 ，棚面弧形 ，利用空間山東省日光溫室現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策基 金項(xiàng)目 ： 山東省科技發(fā)展計(jì)劃 （2014GNC112008）； 山東省中以國(guó)際合作專(zhuān)項(xiàng) （2015SDY0103）； 山東省農(nóng)科院青年基金（2016YQN20）項(xiàng) 目資助 。郭洪 恩 劉 波 王 曉 張傳坤（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所 /山 東省設(shè)施蔬菜生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 濟(jì)南 250100）摘 要 ：為全面了解山東省蔬菜設(shè)施特別是日光溫室的結(jié)構(gòu) 、性能 、參數(shù)及在其生產(chǎn)中的使用情況 ，2014-2015 年 我們通過(guò)各縣市農(nóng)業(yè)主管部門(mén)及山東省農(nóng)科院地市級(jí)分院的調(diào)研 ， 并對(duì)山東省設(shè)施蔬菜的主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量 ，較全面的了解了山東省設(shè)施蔬菜主產(chǎn)區(qū)日光溫室的建設(shè) 、使用情況 。結(jié)果表明 ，山東省的日光溫室目前仍處于壽光改良型日光溫室大力普及階段 ，下挖式土墻溫室占主流 ，此類(lèi)溫室的保溫 、采光性能良好 ，但是也存在著土地利用率低 、機(jī)械化自動(dòng)化水平不高 、勞動(dòng)強(qiáng)度大 、生產(chǎn)效益低等不足 。 根據(jù)山東省設(shè)施蔬菜發(fā)展的趨勢(shì) ，提出了大力發(fā)展日光溫室 “標(biāo)準(zhǔn)化 、機(jī)械化 、自動(dòng)化 、智能化 ”四步走的智能化日光溫室建設(shè)倡議 ，以進(jìn)一步提升山東省設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)化水平 。關(guān)鍵詞 ：山東省 ；日光溫室 ；智能化 ；標(biāo)準(zhǔn)化4- -專(zhuān)題論述 2016.10大 ，基 本可以滿(mǎn)足各種蔬菜越冬栽培 。2004 年 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所等單位 ，研究制定了 山東 日 光溫室 （冬暖大棚 ） 建造技術(shù)規(guī)程 （DB37/T391-2004）， 作為山東省地方標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施 ， 對(duì)指導(dǎo)和規(guī)范山東省設(shè)施蔬菜結(jié)構(gòu)發(fā)揮了重要作用 。2011 年 ，山 東省農(nóng)業(yè)廳發(fā)布了 山東蔬菜日光溫室建造技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn) ，進(jìn)一步規(guī)范和完善了日光溫室建造 。 山東省日光溫室主要結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)附表 。山東省蔬菜科技工作者結(jié)合區(qū)域資源特點(diǎn) ，因地制宜地對(duì)日光溫室結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí) ， 開(kāi)發(fā)出一系列具有鮮明地方特征的結(jié)構(gòu)類(lèi)型 ，如 ：以 “大跨度 ，厚土墻 ，地面下沉 ”為特征的壽光五代溫室 。 壽光五代溫室是目前推廣較為廣泛的日光溫室類(lèi)型 。 溫室跨度 10 m 以 上 ， 脊高 4.24.3 m， 后 屋面水平投影0.8 m， 地 面下沉 0.5 m 以 上 ， 后墻采用厚土墻結(jié)構(gòu) ，墻體底寬 3.54.5 m，頂 寬 1.01.5 m，早 期土墻結(jié)構(gòu)溫室多采用人工干打壘的方法施工建造 ， 目前壽光五代日光溫室均使用挖掘機(jī)進(jìn)行建造 ， 從而加快了施工速度 。 該類(lèi)型溫室的優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)投資低 ，蓄熱保溫性能好 ，室內(nèi)空間大 ; 缺 點(diǎn)是土墻過(guò)厚 ，土地利用附表 山東省日光溫室主要結(jié)構(gòu)參數(shù)跨度 （m） 前 跨 （m） 后 跨 （m） 脊 高 （m） 后 墻高 （m） 采 光屋面角 后屋面仰角10 9.09.2 1.00.8 4.04.2 3.03.2 2426 454711 10.010.2 1.00.8 4.44.7 3.43.6 2426 454712 11.011.2 1.00.8 4.95.2 3.84.0 2425 4547率 低 ，后屋面短 ，夜間保溫性差 ，土壤破壞大 ，復(fù)耕困難 。 室內(nèi)下沉影響溫室前端采光 ，不適宜在地下水位較高 ，土地資源稀缺的地區(qū)進(jìn)行建設(shè)4。2 山 東省日光溫室存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施山 東省的蔬菜產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從昔日的 “家庭菜園 ”逐步成為蔬菜產(chǎn)區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè) ， 規(guī)?；潭群蛯?zhuān)業(yè)化水平進(jìn)一步提高 ， 日光溫室作為蔬菜越冬栽培模式在穩(wěn)定冬季蔬菜供應(yīng)方面發(fā)揮了重大的作用 。 但是隨著日光溫室的發(fā)展 ，山東省溫室建造形式多樣 、不規(guī)范的問(wèn)題突出 。 據(jù)調(diào)查 ，全省 17 地 市生產(chǎn)中日光溫室的墻體高度 、厚度 、脊高 、跨度以及以成本為核心的建筑材料使用等方面存在許多差異 。2.1 墻 體厚度普遍增加 ，土地利用率低據(jù)調(diào)查全省生產(chǎn)型日光溫室厚度在 1.26 m，特別 是近年來(lái)興起的壽光下挖式日光溫室 ， 由于采用了機(jī)械化挖土夯墻的建造工藝 ， 較人工夯土的干打壘墻體建造速度大大提高 ， 但由于受壓墻機(jī)械作業(yè)寬度的限制 ，建造溫室的墻體一般都很厚 ，基底厚度大都在 67 m，墻 頂厚度多在 23 m。 目 前下挖式日光溫室在山東省日光溫室中已經(jīng)占到 50%以 上 。 下挖式日光溫室由于其特殊的建造工藝 ， 其土地利用率僅在 40%左 右5。2.2 墻 體材料多樣 ，標(biāo)準(zhǔn)化程度低絕大多數(shù)日光溫室仍以土墻為主 ， 占 2/3 以 上 ，生產(chǎn)上出現(xiàn)的類(lèi)型有土壤壘集結(jié)構(gòu) 、 土壤反復(fù)壓實(shí)結(jié)構(gòu) 、夯土結(jié)構(gòu) 、三層土壓實(shí)結(jié)構(gòu) 、土墻結(jié)構(gòu) 、土坯結(jié)構(gòu) 、機(jī)筑粘土墻結(jié)構(gòu) ，部分現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園采用磚結(jié)構(gòu) 。 日光溫室的建造從結(jié)構(gòu)到材料都憑借工程人員的經(jīng)驗(yàn) ，標(biāo)準(zhǔn)化水平低 。2.3 結(jié) 構(gòu)參數(shù)多樣 ，棚內(nèi)空間受限溫室的長(zhǎng)度基本都從原來(lái)的 5060 m 增 大到了100 m 左 右 ?？缍确矫娼晷陆ǖ臏厥乙渤尸F(xiàn)了明顯的增加趨勢(shì) ，凈跨度普遍增加到了 10 12 m。 墻 跨比（墻高和跨度比值 ）在 0.290.6，跨 高比 （前跨和脊高比值 ）在 1.753.68。 為 增加日光溫室前屋面強(qiáng)度 ，部分日光溫室增加了多排立柱 ，造成棚內(nèi)空間受限 ，不利于開(kāi)展機(jī)械化作業(yè) 。3 山 東省日光溫室的發(fā)展對(duì)策3.1 日 光溫室的標(biāo)準(zhǔn)化 、模塊化建造日光溫室是我國(guó)北方地區(qū)反季節(jié)種植的重要農(nóng)業(yè)設(shè)施 ，近年來(lái)獲得了飛速的發(fā)展 。 北方地區(qū)的主流日光溫室一般東西長(zhǎng) 60100 m， 跨 度一般在 811 m。溫 室建造主要分干打壘土墻或磚墻 ， 骨架主要通過(guò)焊接安裝 ，基礎(chǔ)部分主要通過(guò)磚混加混凝土基礎(chǔ) 。 目前溫室建造存在的主要問(wèn)題 ： 一是溫室骨架的主要構(gòu)件沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化 ，各廠(chǎng)家各自為政 ，無(wú)法通用 ，拆掉的構(gòu)件只能當(dāng)廢品處理 。 二是構(gòu)件普遍采用焊接工藝 ，破壞鍍鋅層 ，嚴(yán)重縮短使用壽命 。 三是后墻及基礎(chǔ)施工繁瑣 ，嚴(yán)重污染破壞表土 ，溫室拆遷時(shí)造成多次污染 。 四是施工周期過(guò)長(zhǎng) 。 因此急需加快模塊化 、裝配式日光溫室的推廣 。 所謂模塊化 、裝配式日光溫室是由混凝土砌塊條形基礎(chǔ) ， 熱鍍鋅鋼 （下 轉(zhuǎn) 8 頁(yè) ）5- -2016.10 專(zhuān)題論述要 求 ，禁用高毒高殘留農(nóng)藥 。6.3 草 害防治采用人工除草的方法防除雜草 。參 考文獻(xiàn)1張 璐 ，魏珉 ，杜秉海 ，等 .設(shè)施蔬菜連作土壤生物修復(fù)與改良研 究 A/中國(guó)園藝學(xué)會(huì)第七屆 青年學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集 C.2006.2劉 鳳淮 ,文 廷剛 ,杜 小鳳 ,等 .蔬菜連作障礙因子分析及其 防治措施 J.江 西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ,2008（5）.3高 群 ,孟 憲志 ,于 洪飛 .連作障礙原因 分析及防治途徑研究 J.山 東農(nóng)業(yè)科學(xué) ,2006（3）：60-63.4趙 秀芬 ,房 增國(guó) ,韓 猛 .設(shè)施蔬菜連作障礙的原因剖析及對(duì)策研 究 J.安 徽農(nóng)學(xué)通報(bào) ,2007（7）.5宛 漢斌 ,徐 冉 ,王 桂樓 .設(shè) 施蔬菜連作障礙綜合防治技術(shù) J.現(xiàn)代 農(nóng)業(yè)科技 ,2007（15）.6蔣 燕 ,康 業(yè)斌 .日光溫室蔬菜連作障礙 及防治對(duì)策 J.北 方園藝 ,2001（6）.7蔡 桂榮 ,孫 愛(ài)武 .設(shè)施蔬菜連作障礙的發(fā)生機(jī)制 及防治措施 J.吉 林蔬菜 ,2007（3）.架 ，后 墻立柱 ，稻草泥磚及其附屬設(shè)施設(shè)備構(gòu)成 。 溫室山墻 、后墻的基礎(chǔ)采用預(yù)制混凝土塊 ，采用鋸齒咬合結(jié)構(gòu) ，將整個(gè)溫室基礎(chǔ)連接在一起 。 預(yù)制混凝土塊預(yù)埋兩個(gè)四螺絲預(yù)制件 ，方便與構(gòu)件進(jìn)行栓接 。 采用粘土及稻草混合均勻后預(yù)制泥草磚 ， 溫室的后墻及東西山墻用泥草磚砌成 ，厚度不低于 160 cm，后 墻及山墻外側(cè)加彩鋼板保溫 、防水 。 后墻立柱全部采用熱鍍鋅矩形管 。 后坡及前屋面骨架采用鍍鋅鋼管 ，與后墻立柱螺栓連接 。 后墻只起保溫作用 ，不承重 。 采用此標(biāo)準(zhǔn)建立的日光溫室具有不破壞原耕作土層 、建造速度快 、構(gòu)件壽命長(zhǎng) 、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn) ，是真正的節(jié)能 、環(huán)保日光溫室 。3.2 積 極推廣使用散射膜植物進(jìn)行光合作用的葉片從上而下分層立體分布 ，頂層葉片接受的直射光比較多 ，光合效率高 ，中層及下層得到的散射光數(shù)量少 ，光合效率低 。 加拿大郝秀明博士研究 ，一般溫室的散射光的比率為 30%40%，使 用散光膜后可以將進(jìn)入溫室的直射光轉(zhuǎn)變成散射光而透光率不變 ， 散射光的增加使溫室內(nèi)光照更加均勻 ，增加了作物中低部葉片的光合速率 ，作物增產(chǎn) 4%5%。 散 射膜的推廣應(yīng)用顛覆傳統(tǒng)的日光溫室種植模式 ，由于日光溫室內(nèi)的光線(xiàn)為漫反射光 ，不僅增加了透光率 ， 還使作物受光均勻 ， 從而提高品質(zhì) 。 作物的種植也可以做相應(yīng)改變 ，極大的提高了日光溫室的機(jī)械化水平 ，為日光溫室的自動(dòng)化 、智能化升級(jí)奠定了基礎(chǔ) 。3.3 積 極推廣輕簡(jiǎn)化農(nóng)機(jī)裝備在日光溫室的應(yīng)用據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 日光溫室生產(chǎn)的人工成本占蔬菜栽培成本的 60%以 上 ，人工成本超過(guò)物質(zhì)成本 ，成為日光溫室發(fā)展的瓶頸 ，不解決日光溫室的機(jī)械化問(wèn)題 ，日光溫室的發(fā)展將不可持續(xù) 。 通過(guò)改變?nèi)展鉁厥以耘嗄Ｊ?，可以實(shí)現(xiàn)日光溫室的機(jī)械化耕作 、起壟 、覆膜 、栽植 、中耕 、植保等大部分田間作業(yè) ，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度 ，提高生產(chǎn)效率 。3.4 利 用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)日光溫室進(jìn)行智能化升級(jí) ，建造智能化日光溫室農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 、經(jīng)營(yíng) 、管理和服務(wù)中的具體應(yīng)用 ，是用各類(lèi)感知設(shè)備 ，采集現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程中的信息 ，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) 、移動(dòng)通訊無(wú)線(xiàn)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)傳輸 ， 將獲得海量農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行融合 、處理 ，最后通過(guò)智能化操作終端實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的過(guò)程監(jiān)控 、科學(xué)決策和實(shí)時(shí)服務(wù)6。 大型 連棟溫室基本都配備了依據(jù)作物生長(zhǎng)需求及室內(nèi)環(huán)境參數(shù)變化的通風(fēng) 、 加溫 、 灌溉等裝備的調(diào)控系統(tǒng) 。 而我國(guó)的設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前仍停留在對(duì)環(huán)境參數(shù)的采集 、 檢測(cè)的初級(jí)層面 ， 沒(méi)有與環(huán)境調(diào)控 、作物栽培等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng) ，沒(méi)有真正意義實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策和智能控制 ， 物聯(lián)網(wǎng)在日光溫室的應(yīng)用才剛剛起步 。 目前日光溫室的卷簾系統(tǒng) 、通風(fēng)降溫系統(tǒng) 、水肥一體化系統(tǒng) 、物料運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)具備了智能化升級(jí)的基礎(chǔ) ，下一步將開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)終端的 APP，讓 生產(chǎn)者在任何地點(diǎn)都可以實(shí)時(shí)監(jiān)控到日光溫室的參數(shù) ， 并進(jìn)行相應(yīng)的操作 ， 可以極大的減少勞動(dòng)強(qiáng)度 ，提高勞動(dòng)效率 。參 考文獻(xiàn)1何 啟偉 .山東省蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 、存在問(wèn)題與建議 J.山 東蔬菜 ，2013（2）：2-3.2何 啟偉 ,陳 運(yùn)起 ,焦 自高 ，等 .山東新型日光 溫室蔬菜系統(tǒng)技術(shù)研究 J.山 東農(nóng)業(yè)科學(xué) ，2000（5）：4-6.3高 中強(qiáng) .山東省設(shè)施蔬菜發(fā)展現(xiàn)狀 、問(wèn)題及對(duì)策建議 J.中 國(guó)果菜 ，2010,2（2）：12-14.4魏 曉明 ,周 長(zhǎng)吉 ,曹 楠 ,等 .中國(guó)日光溫室結(jié)構(gòu)及性能的演變 J.江 蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ，2012,28（4）:855-860.5蘭 孝幫 .半地下式土墻日光溫室的發(fā)展現(xiàn)狀 、存 在問(wèn)題與對(duì)策探討 J.農(nóng) 業(yè)科技通訊 ，2013（2）：123-124.6余 欣榮 .關(guān)于發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的幾點(diǎn) 認(rèn)識(shí) J.中 國(guó)科學(xué)院院刊 ，2013（6）：679-685.（上 接 5 頁(yè) ）8- -