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温室园艺 2020 12 49 农业工程技术 温室园艺 差异气候区域及功能需求的温室选型 刘水丽 北京中农富通园艺有限公司 北京 100083 DOI 10 16815 ki 11 5436 s 2020 34 010 摘要 随着设施农业的发展 栽培设施的类型逐渐向多元化发展 用户对温室应用区域布局的合理化和对 当地气候条件适应性的科学化的要求也逐渐提高 文章介绍了几种农业栽培设施的常见类型 分别介绍了 其构造特点以及适用区域 并根据不同地区的气候环境以及栽培功能需求对温室的选型进行了探讨 为温 室建设的合理选择提供依据 设 施农业是在环境相对可控条件下 采用工 程技术手段 进行动植物高效生产的一种 现代农业方式 设施园艺属于设施农业的 植物 范畴 温室是设施园艺中用来栽培植物的设施 是在不适宜植物生长的季节 采用透光覆盖材料 作为全部或部分围护结构 具有一定环境调控设 备 用于抵御不良天气条件 保证作物能正常生 长发育 1 实现调整植物生育期 增加产量等目 标的设施 国内的设施园艺历史悠久 2000多年前已 经利用保护设施种植多种蔬菜 栽培设施经历了 阳畦 遮雨棚 拱棚 日光温室 连栋温室等发 展阶段 近年来随着社会不断进步 设施农业的 不断发展 传统的农业生产模式已经不能满足现 代文明发展的需要 很多高端 新型的设施农业 及其装备发展起来 它不受时间和空间的限制 可以在高原 深山 沙漠等特殊环境下进行农业 生产 但不同类型的温室因其自身的结构特点及 覆盖材料的性能差异 使其自身具有很强的地域 性 在很大程度上 受到当地气候条件的制约 2 差异化区域温室选型的必要性 中国地大物博 气候环境复杂 区域条件 差异悬殊 从南到北横跨南热带到北温带等多个 气候带和1个高原气候区 冬季主要受大陆气流 的影响 夏季主要受海洋气流的影响 使中国成 为大陆性明显 季风性很强的国家 有白雪皑皑 的北方 也有炎热潮湿的南方 从节能性和适应 性方面考虑 温室结构必须最大化地适合本地区 的气候 资源 经济水平等条件 不同地区 不 同气候条件应有相应的温室结构 温室结构的 好坏直接影响到温室生产的经济效益 不同地 区的气候对设施生产的影响不同 要维持温室 作物的生长环境 无论冬夏 能量消耗都要比 世界同纬度其他地区多 节能是温室生产的关 键因素 是设施园艺首当其冲需要考虑的因素 结合当地的气候特点 最大限度地利用当地的 资源优势 可以在很大程度上减少资源浪费 例 如 在中国的北方地区应加强对温室保温性能的 研究 以减少冬季的热能耗 而在南方地区则应 加强对夏季通风装置的研究 以避免夏季的温室 高热 3 任何一种温室都不具有普遍的适应性 世 界农业发达国家温室的成功经验值得借鉴 但不 能照搬照抄 例如荷兰属于海洋性气候 冬季不 冷 夏季不热 全年温度在 5 30 之间 但光 照比较弱 所以选用以单层玻璃为主的连栋温 室 不设降温设施 通风窗也相对较少 配置补 光灯 但引入中国的话会面临夏季降温难的问题 温室园艺 2020 12 50 温室装备 Greenhouse Equipment 以色列地处亚热带荒漠气候区 光照充足 常年 温暖 最低气温0 左右 主要以塑料大棚和连 栋温室为主 温室的应用上对雪载考虑较少 风 载考虑较多 采暖设备相对简单 覆盖以透光性 差的膜为主 引入中国的话会存在透光不足 冬 季加热能耗大的问题 甚至因温室结构强度不够 造成坍塌 美国开发建设的双层充气膜温室 比 单层膜温室节能30 40 但透光率下降10 左右 只能适用于冬季光照强的地区 4 多样性的气候类型为发展设施园艺生产提供 了多样化的气候资源组合 为适应各地气候特点 因地制宜地选择适宜的温室类型 应采用多样化 的温室形式 以充分发挥各地气候资源的优势 避免不利气候资源的影响 用最节能的生产设施 提供最舒适的环境是非常有必要的 温室的分类及适用范围 现代温室类型多种多样 特有的结构形式 与覆盖材料的结合使不同温室的适用区域不尽相 同 主要应用的温室包括单栋拱棚 日光温室 连栋单层膜温室 连栋双层拱膜温室 充气膜温 室 PC板温室 玻璃温室 单玻 双玻 等 日光温室 日光温室是一种性价比非常高的农业设施 图1 常用于反季节栽培 塑料大棚 塑料大棚主要在中国南方地区使用 图2 冬季保温 夏季遮阳 防雨 在北方地区主要用 于春提早 秋延后栽培 薄膜连栋温室 相较于单栋塑料大棚而言 薄膜连栋温室由 于温室连片 大大减少了温室表面散热面积 整 体保温性能更好 圆拱膜温室 经济型温室 气候调控能力较 强 南方地区普遍采用单层膜温室 图3 北 方地区多采用双层拱膜温室 提高了节能效果 但采光性能略降低 锯齿膜温室 锯齿膜温室 图4 能够快速 实现通风和除湿 不用借助风机湿帘等强制降 温设备 建设长度不受限制 在中国夏季气温 较高 冬季温度不很低的南方地区推广具有较 好的经济效益 但在夏季燥热 冬季寒冷的地 区不太适宜 双层充气膜温室 透光率较单层膜有所降低 保温性好 适合光照充足而冬季气温较低的北方 地区 图5 顶部双拱膜温室 可以实现采光独立调控 图6 通过内外遮阳与双层膜的结合运行 可降低温室的运行能耗 节能效果更优 图1 日光温室 图2 单栋塑料大棚 图3 连栋单层膜温室 图4 连栋锯齿膜温室 图5 双层充气膜温室 图6 顶部双拱膜温室 温室园艺 2020 12 51 农业工程技术 温室园艺 玻璃温室 玻璃温室采光性能好 使用寿命长 气候调 控能力强 图7 但其造价和运行费用高 PC 板温室 PC板温室采光性能仅次于玻璃温室 图8 其保温效果好 但造价高 温室类型多样 性能各异 适应性也不尽相 同 如何根据区域气候及功能需求的不同有针对 性地选择出适宜的栽培设施及配套装置需要进一 步探讨和研究 温室的选择依据 在温室建造中 要根据所在气候区的特殊气 候条件 做特殊设计 连栋温室在北方要注意空间 不宜太大 以保温为主 南方则要相对高大 配 备外遮阳设备 以加强通风降温力度 日光温室 应是北方地区冬季主要园艺设施 其地位不可替 代 遮阳网 防雨棚 防虫网是解决南方夏季高温 暴雨和病虫害多发等不利条件造成夏季蔬菜淡季 的主要设施 连栋温室可作为生产高附加值产品 的主要设施 南北方都要注意特殊地区风雪荷载 强度 4 在设施栽培的选择上有以下6点选择依据 根据选址的具体地理位置 选址的气候条件 温度 湿度 光照等 栽培的作物品种及其对 栽培环境的各项指标需求 设施的建造用途 建设投资情况 建设成本及运行成本 温室选型参考 高效种植温室选型 不同作物的生长对光照度 温度 湿度 二氧化碳含量等环境因子有着不同 的需求 只有配套完善的高水平智能 温室才能实现温室环境的精确控制 表1 2 为作物提供最适宜的生 长条件 真正实现高品质高效生产 顶部单层玻璃立面双层玻璃温 室 PC板温室 顶部双层膜温室可 增加室内的采光 最大限度的利用光照 同时能 实现冬季保温的作用 降低冬季加温能耗 夏季 降温可采取顶部立面开窗进行自然通风 外加湿 帘风机强制降温的方式 配套外遮阳和内遮阳同 时进行 提高降温效率 花卉种植温室选型 对于大多数的花卉而言 一般比较喜欢阳光 充足光照时间较长的生长环境 对温度要求也比 较高 在温度的调节中需要选择花卉栽培最佳温 度 严格控制最高温度和最低温度 为花卉的生 长增加自然温度采取的措施主要是依靠阳光 因 此在温室的选型可以采用顶部单层玻璃温室或者 双层拱膜温室 因为单层玻璃透光性高 冬季保 温性能好 双拱膜温室内外双拱可以独立控制开 窗 光照不足的情况下可以内外卷膜开窗全部打 开 使自然光照进入温室内 再配合外遮阳 内 遮阳的运作 能够最快地实现温室内的降温除湿 冬季双层拱膜温室有较好的的保温性能 能够一 定程度地降低冬季加温能耗 建设成本低 通风 表1设施番茄对温室环境的要求 番茄栽培生长最适环境条件 生长期 光 温度 湿度 CO 2 mol mol pH 白天 夜晚 空气湿度 土壤湿度 苗期 30 35 klx 以蓝紫光 为主 20 25 10 15 50 65 60 80 1000 1200 6 7生长期 22 26 15 17 结果期 24 28 15 18 表2设施黄瓜对温室环境的要求 黄瓜栽培生长最适环境条件 生长期 光 温度 湿度 CO 2 mol mol pH 白天 夜晚 空气湿度 土壤湿度 苗期 45 55 klx 24 28 20 25 65 80 80 90 1200 1500 6 6 5生长期 25 30 13 16 结果期 24 28 15 20 图7 玻璃温室 图8 PC板温室 温室园艺 2020 12 52 温室装备 Greenhouse Equipment 降温效果快 运行成本低 是经济型温室的首选 如果进行喜温品种的种植 可另增加内保温幕布 及侧保温以加强花卉种植冬季保温 育苗温室 育苗温室主要考虑补温和补光 因此需要另 配备补光系统 东北 黑龙江 吉林 及新疆北疆地区 这几个区域为高寒地区 风压雪压较大 日 照时间短 光照弱 冬季采暖周期长 耗能大 为减少冬季能耗 温室主要选择塑料大棚和日光 温室 大型连栋温室选型上主要考虑承重好 采 光好 保温性好的玻璃温室 而且为了加强温室 的保温性 减少冬季采暖能耗 可选择顶部和立 面双层中空玻璃的连栋Venlo型温室 根据需要 配置二层保温被 或在四周配置侧保温被等 如 顶部为单层玻璃 四周立面中空玻璃 建议增加 二层保温被以加强保温性能 花卉和育苗温室另 根据种植需要增加保温和补光设施 西北地区 内蒙 甘肃 宁夏及新疆南疆 该地区属于西北部干旱荒漠地带 干旱温 带气候 光热资源丰富 风压雪压较大 日光 温室在该地区具有光照优势 但部分地区要防 大风 大雪 甘肃 宁夏地区由于良好的光照 和温度条件可以首选日光温室 冬季不加温可 生产喜温蔬菜 气温相对较低 光照充足的新 疆南疆地区及内蒙部分地区考虑到冬季加温时 间长 能耗大 可选择保温性能好的连栋玻璃 温室 双层拱膜温室以及双层充气膜温室 另 配备其他保温措施 华北地区 北京 天津 河北等 若温室建设区域位于内陆地区 属于温带季 风气候 冬季寒冷干燥 夏季高温多雨 由于光 热资源配置较好 优选以连栋温室作为栽培设施 温室种植主要考虑的是采光 冬季保温防寒 青藏高原地区 高原地区海拔高 气温低 降水少 光照充足 夏季凉爽 冬季寒冷 主要考虑强烈的日照 干燥 设施上建议选择冬季保温性能较好的双层玻璃温 室 因为西藏地区紫外线太强 塑料薄膜 PC板 遮阳网等材料会加速老化 在覆盖材料的选择上 建议选择抗老化 抗紫外线的 西南地区 广西 福建 广东等 西南地区夏季高温高湿 多雨 冬季低温 多阴雨 光照不足 风压大 雪压小或无雪 种 植高档蔬菜和花卉 在温室选择上主要考虑通 风 遮阳 降温除湿 因湿度大 风机湿帘强制 降温效果不明显 降温宜采用自然通风与外遮 阳 内遮阳相结合的方式 还需注意采光和补光 圆拱膜温室和锯齿膜温室均可以设置顶卷开窗 和侧立面卷膜开窗 使种植区域完全实现自然通 风除湿降温 而且温室不受长度限制 风雪荷载 不需要特殊考虑 结构简单 建设成本和生产成 本低 东南部长江中下游地区 上海 江苏 浙江等 该地区气候温暖湿润 夏季闷热冬季湿冷 光照一般 风压和雪压大 尤其是风压需要重点 考虑 温室建设时要充分考虑抗风措施 例如加 大基础 增设拉筋或剪刀撑等 温室选型推荐连 栋膜温室 但骨架和基础要相应加大以增强抗风 雪能力 根据区域气候的特征 结合当地的风雪荷载 栽培作物和经济效益 从节能角度出发 从实用 适用的角度选择相应的温室类型及配套设施等都 是很重要的环节 可以对温室建成后期降低运行 能耗 减少运行成本提供有力的技术支撑 参考文献 1 周长吉 温室工程设计手册 M 北京 中国农业出版社 2007 2 张亚红 中国温室气候区划及连栋温室采暖气象参数的研究 D 北京 中国农业大学 2003 3 张卫东 我国温室发展的现状及发展建议 J 科技信 息 2013 10 439 4 张亚红 陈青云 中国温室气候区划及评述 J 农业工程学 报 2006 22 11 197 202 作者简介 刘水丽 1981 女 新疆人 硕士研究生 从事温室设计及环境控制研究 引用信息 刘水丽 差异气候区域及功能需求的温室选型 J 农业工程技术 2020 40 34 49 52