任务一 蔬菜生产设施的类型和作用
一、简易设施
(一)风障畦
1.结构
风障是设置在菜田栽培畦北面的防风屏障物,由篱笆、披风及土背三部分组成。
根据篱笆高度,可分为小风障和大风障。小风障结构简单,只在菜畦北面竖立高1 m左右的芦苇,或竹竿夹稻草等围成风障。大风障包括完全风障和简易风障两种。完全风障是由篱笆、披风、土背三部分组成,高为1.5~2.5 m,并夹附高1.0~1.5 m的披风,可用稻草、山茅草、苇席和废旧薄膜等做披风。简易风障(或称迎风障)则只设置一排篱笆,高度1.5~2.0 m,密度也稀,前后可以透视。
2.性能
风障能够减弱风速,稳定畦面气流,增强栽培畦内的光照,积蓄太阳光热提高畦内的气温和地温,在风障前形成背风向阳的小气候。其防风保温的有效范围约为风障高度的8~12倍,最有效范围是1.5~2倍。但风障结构简单,白天虽能增温,夜间由于没有保温设施,而经常处于冻结状态,因此生产的局限性很大,季节性很强,效益较低。
3.应用
秋冬季用于耐寒蔬菜越冬栽培,如菠菜、韭菜、青蒜、小葱的风障根茬栽培;与薄膜覆盖结合进行根茬菜早熟栽培;用于小葱、洋葱等幼苗的防寒越冬;早春提早播种小白菜、茼蒿等喜凉叶菜类或提早定植黄瓜、番茄等喜温果菜类。
(二)阳畦
阳畦又称冷床,是利用太阳光热保持畦温,性能优于风障畦。晴天时,当露地最低气温在-20℃以上,阳畦内的温度可比露地高12℃~20℃,可保护耐寒性蔬菜幼苗越冬。
1.结构
阳畦是由风障、畦框、玻璃(薄膜)窗、覆盖物等组成。其风障结构与完全风障基本相同,可分为直立风障和倾斜风障两种。畦框用土或砖砌成,分为南北框及东西两侧框。畦面上可用竹竿做支架覆盖塑料薄膜,或盖玻璃窗。玻璃窗的长度与畦宽相等,宽度为60~100 cm。此外,玻璃窗或薄膜外还应加纸被、无纺布、草苫等作为保温覆盖物。根据畦框的高低,阳畦可分为槽子畦和抢阳畦两种类型。
2.性能
除具有风障的效应外,阳畦增加了土框和覆盖物,白天可以大量吸收太阳光热,夜间可以减少有效辐射的强度,保持畦内具有较高的温度。但由于阳畦设备的局限性和热源来自阳光,因而受季节、天气的影响很大。春季气温升高,畦内温度可比露地高10~20℃,严寒冬季阳畦则可出现-4~-8℃低温。晴天畦温较高,在连续阴雪天,畦内得不到热量补充,则畦温降到零下几度。白天由于太阳辐射,使畦内温度迅速升高,夜间不断从畦内放出长波辐射,从而迅速降温,一般畦内昼夜温差可达10~20℃。随着温度变化,畦内湿度的变化也较大,一般白天最低空气相对湿度为30%~40%,而夜间为80%~100%。阳畦内各部位接受光量不同,造成畦内的局部温差。阳畦的北框和中部温度较高,南框及东西两侧温度较低,距南框20~30 cm处温度最低。
3.应用
阳畦主要用于早春蔬菜育苗,还可用于喜温性果菜类的提早定植,延后采收及喜凉蔬菜的假植栽培。在华北及山东、河南、江苏等一些较温暖的地区还可用于耐寒叶菜(如芹菜、韭菜)的越冬栽培。
4.改良阳畦
改良阳畦又名小洞子、小暖窖、立壕子,是在阳畦的基础上加以改良而成。主要把阳畦框增高,改为土墙,玻璃窗斜立,成为屋面,增加了棚顶及柁、檩、柱等棚架,因而加大了空间,扩大了栽培面积,提高了防寒保温的效果。土墙包括后墙、山墙,后墙高0.9~1.0 m,厚40~50 cm,山墙脊高与改良阳畦的中柱相同。中柱高1.5 m,土棚顶宽1.0~1.2 m。每长3~4 m为一间,立柱、加柁,铺两根檩(檐檩、二檩),檩上放秫秸,抹泥。玻璃窗长2.0 m,宽0.6~1.0 m,斜立于棚顶的前檐下,与地面呈40°~45°角。畦面宽2.5~3.0 m。近年来,利用塑料薄膜代替玻璃覆盖阳畦,可建造成多种类型的薄膜改良阳畦。前屋面夜间盖蒲席或草苫。
改良阳畦与阳畦的性能基本相同。但由于玻璃窗覆盖成一面坡形的斜立窗,角度加大,光照反射率为13.5%(阳畦为56.12%),光的透过率较高,又有土墙、土棚顶及蒲席覆盖,因此改良阳畦的防寒保温性能优于普通阳畦,另外,由于空间加大,栽培管理方便。主要用于耐寒蔬菜的越冬生产,也可用于喜温果菜的早春育苗和提前延后栽培。
(三)温床
1.酿热温床
(1)结构及发热原理。酿热温床由床框、床坑、玻璃窗或塑料薄膜棚、保温覆盖物、酿热物等部分组成。目前应用较多的是半地下式温床。床宽1.5~2.0 m,长依需要而定,床顶加盖玻璃或薄膜呈斜面以利透光。坐北朝南,床坑深度为30~40 cm,并在床坑内部南侧及四周再加深20 cm左右,使坑底形成中间高,四周低的馒头形,使酿热物在铺好搂平后,其中部的酿热层低于南侧及四周,使受南侧床框遮阴及四周受外界冻层影响而造成床内土温不匀的问题得到调节。
酿热温床是利用好气性细菌分解有机物质时所产生的热量来进行加温的,这种被分解的有机物质称为酿热物。酿热物发热的快慢、温度高低和持续时间的长短,主要取决于好气性细菌的繁殖活动情况,而好气性细菌繁殖活动的快慢又和酿热物中的碳、氮、氧气及水分含量有关。一般当酿热物中的碳氮比为20∶1~30∶1,含水量70%左右,并且通气适度和温度在10℃以上时,微生物繁殖活动较旺盛,发热迅速而持久。生产上一般以3份新鲜马粪和1份稻草混合(均按重量计)做酿热物较为理想,制作时可将稻草和马粪分层踏入床坑。
(2)性能及应用。酿热温床在阳畦的基础上进行酿热加温,明显改善了温度条件。踩踏好的酿热温床,可使床温升高到25℃~30℃,维持2~3个月之久。由于酿热加温受酿热物种类及方法的限制,热效应较低,而且加温期间无法调控。床内温度明显受外界温度的影响,床土厚薄及含水量也影响床温。由于酿热物发热时间有限,前期温度高而后期温度逐渐降低,因此秋冬季不适用,主要用于早春喜温性果菜类蔬菜育苗。
2.电热温床
(1)结构。电热温床是指育苗时将电热线布设在苗床床土下8~10 cm处,对床土进行加温的育苗设施。电热温床由育苗畦、隔热层、散热层、床土、保温覆盖物、电热加温设备等几部分组成。
电热加温设备主要包括电热线、控温仪、交流接触器和电源等。电热线由电热丝、引出线和接头三部分组成。电热丝为发热元件,采用低电阻系数的合金材料,为防止折断用多股电热丝合成。引出线为普通的铜芯电线,基本不发热。为避免人工控制温度出现误差,可使用控温仪自动调节土壤温度。将电热线和控温仪连接好后,将感温触头插入苗床中,当温度低于设定值时,继电器接通,进行加温;当苗床内温度高于或等于设定值时,继电器断开,停止加温。交流接触器的主要作用是扩大控温仪的控温容量。当电热线的总功率<2000 W(电流10A以下)时,可不用交流接触器,而将电热线直接连接到控温仪上。当电热线总功率>2000 W(电流10 A以上)时,应将电热线连接到交流接触器上,由交流接触器与控温仪相连接。电热温床主要使用220 V交流电源。当功率电压较大时,也可用380V电源,并选择与负载电压相同的交流接触器连接电热线。
(2)性能和应用。使用电热温床能够提高地温,并可使近地面气温提高3℃~4℃。由于地温适宜,幼苗根系发达,生长速度快,可缩短日历苗龄7~10天。与其他温床相比,电热温床结构简单,使用方便,省工、省力,一根电热线可使用多年。如与控温仪配合使用,还可实现温度的自动控制,避免地温过高造成的危害。缺点是较为费电。
电热温床主要用于冬春蔬菜作物育苗,以果菜类蔬菜育苗应用较多。也有少量用于塑料大棚黄瓜、番茄的早熟生产。
(3)使用注意事项。电热线只用于苗床上加温,不允许在空气中整盘做通电试验用;电热线的功率是额定的,严禁截短或加长使用;两根以上电热线连接需并联,不可串联;每根电热线的工作电压必须是220 V;为确保安全,电热线及其和引出线的接头最好埋入土中,在电热温床上作业时需切断电源,不能带电作业;从土中取出电热线时,严禁用力拉扯或铲刨,以防损坏绝缘层;不用的电热线要擦拭干净放到阴凉处,防止鼠虫咬坏;旧电热线使用前需做绝缘检查。
(四)地膜覆盖
地膜覆盖是指用很薄的(0.005~0.015 mm)塑料薄膜紧贴在地面上进行覆盖的一种栽培方式,增产效果可达20%~50%,在世界各国广泛应用。
1.覆盖方式
(1)平畦覆盖。在栽培畦的表面覆盖一层地膜。平畦规格和普通露地生产用畦相同(畦宽1.00~1.65 m),一般为单畦覆盖,也可联畦覆盖。平畦覆盖便于灌水,初期增温效果好,但后期由于随灌水带入泥土盖在薄膜上面,而影响薄膜透光率,降低增温效果。
(2)高垄覆盖。菜田整地施肥后,按45~60 cm宽、10 cm高起垄,一垄或两垄覆盖一块地膜。高垄覆盖增温效果一般比平畦覆盖高1℃~2℃。
(3)高畦覆盖。菜田整地施肥后,将其做成底宽1.0~1.1 m,高10~12 cm,畦面宽65~70 cm,灌水沟宽30 cm以上的高畦,然后每畦上覆盖地膜。
(4)沟畦覆盖。又称改良式高畦地膜覆盖,俗称“天膜”。即把栽培畦做成沟,在沟内栽苗,然后覆盖地膜。当幼苗长至将接触地膜时,把地膜割成十字孔将苗引出,使沟上地膜落到沟内地面上,故将此种覆盖方式称作“先盖天,后盖地”。采用沟畦覆盖既能提高地温,也能增高沟内空间的气温,使幼苗在沟内避霜、避风,所以这种方式兼具地膜与小拱棚的双重作用。可比普通高畦覆盖提早定植5~10天,早熟1周左右,同时也便于向沟内追肥灌水。
(5)支拱覆盖。即先在畦面上播种或定植蔬菜,然后在蔬菜播种或定植处支高和宽各30~50 cm的小拱架,将地膜盖在拱架上,形似一小拱棚。待蔬菜长高顶到膜上后,将地膜开口放苗出膜,同时撤掉支架,将地膜落回地面,重新铺好压紧。
2.性能及应用
(1)提高地温。由于透明地膜易透过短波辐射,而不易透过长波辐射,同时由于地膜的气密性可以减少土壤水分蒸发时的热损耗,因此,白天太阳光大量透过地膜而使膜下地温升高,并不断向下传导而使下层土壤增温。夜间土壤长波辐射不易透过地膜而比露地土壤放热少,所以,地温高于露地。
(2)保墒防涝降湿。地膜覆盖可减少土壤水分蒸发,较长时间地保持土壤水分的稳定。雨季覆盖,由于地膜的阻碍,使雨水渗透较慢,且便于排水,在一定程度上有防涝作用。设施蔬菜栽培,由于地膜覆盖减少了地面水分蒸发和浇水次数,使棚内空气湿度降低,大大减轻了病害的发生与传播。
(3)改善土壤性状,提高肥力。地膜覆盖能避免土壤表面遭受风雨冲击,减少了人工和机械操作而造成的土壤板结现象,使土壤通透性良好,孔隙度增加。同时,地膜覆盖减少了土壤水分蒸发,从而也减少了随水分带到土壤表面的盐分,能防止土壤返盐。另外,地膜覆盖阻隔了降雨,减少了灌溉,减轻了土壤中养分的流失和淋溶。加之所具有的增温保墒和保持土壤通透性作用,因而有利于微生物的增殖,加速腐殖质的分解,使有机质转化成无机质,氨态氮硝化加快,有利于根系吸收。
(4)增加近地面光照。地膜本身具有反射光线的作用,另外由于热气蒸腾的作用在膜下形成一层微细的水滴膜,反光增强,从而增加了近地面光照,有利于植株的光合作用。
由于地膜覆盖具有优良生产性能,因而在春季露地蔬菜生产和冬春季蔬菜设施生产中广泛应用,取得了明显的增产效果。同时,地膜覆盖也存在着一些不足之处,如高温期易造成地温过高,影响根系的发育,使植株早衰,因此,如生育后期遇高温应揭开或划破地膜。另外,地膜下有较好的温光条件,易杂草丛生把地膜顶起,与蔬菜争夺养分,人工除草费工费力。生产上可通过提高覆膜质量来减轻杂草危害。连年地膜覆盖,残存的旧膜会造成严重污染,影响下茬作物的耕作和生长。因此,生产结束后,应尽量清除旧膜,运出田外,集中销毁。
二、越夏栽培设施
(一)遮阳网覆盖
遮阳网又称遮阴网、寒冷纱,是以优质聚烯烃为原料,经加工制作而成的一种重量轻、强度高、耐老化、体积小、使用寿命长的网状农用覆盖材料。夏秋高温季节利用遮阳网覆盖进行蔬菜生产或育苗,具有遮光、降温、抗暴风雨、减轻病虫害等功能,已成为我国南方地区夏秋淡季生产克服高温的一种有效的栽培措施。
1.种类
目前生产中使用的遮阳网有黑、银灰、白、黑绿等颜色,遮光率在30%~90%之间,幅宽有90 cm、150 cm、160 cm、200 cm、220 cm不等,每平方米重45~49 g。生产上应用最多的是35%~65%的黑网和65%的银灰网。
2.性能
覆盖遮阳网能够削弱光强,有效防止强光照对蔬菜造成的负效应。同时显著降低了地温和近地面气温,有利于高温季节喜凉蔬菜的正常生长。由于遮阳网的降温防风作用,降低了覆盖区和外界的气体交换速度,明显提高了空气相对湿度。进行地面覆盖时,有效减少地面水分蒸发,能起保墒降地温的作用。夏季高温季节遮阳网覆盖于棚架上可避免暴风雨等对植株的冲击损害,暴雨落到网上,分散成无数小雨滴,雨点的冲击力只有外界的1/50。另外,晚秋或早春用遮阳网进行夜间保温覆盖,可保持近地面温度,防止和减轻霜冻危害,有效减少冷害和冻害的发生。实践证明,高温季节利用遮阳网覆盖栽培,植株生长健壮,抗逆性增强,病毒病的发病率明显降低,一般可减轻50%以上。盛夏使用遮阳网的菜地,蔬菜纹枯病、病毒病、青枯病等病害的发生明显减轻,蚜虫的发生率是无遮阳网的10%左右,其他害虫特别是迁飞性害虫的数量也大大减少,有利于蔬菜无公害生产。
3.覆盖方式及应用
(1)浮面覆盖。主要用于高温季节叶菜类播种后或果菜类定植后,将遮阳网直接盖在播种畦或作物上,避免中午前后强光直射,又能获得傍晚短时间的“全光照”,出苗后不徒长,有利于齐苗和壮苗,出苗率和成苗率可提高20%~60%。
(2)小拱棚覆盖。利用小拱棚架,或临时用竹片(竹竿)做拱架,上用遮阳网全封闭或半封闭覆盖,根据天气情况合理揭盖。可用于芹菜、甘蓝、花菜等出苗后防暴雨遮强光栽培,茄果类、瓜类等蔬菜越夏栽培、育苗,及萝卜、大白菜、葱蒜类蔬菜的早熟栽培。
(3)平棚覆盖。用角铁、木桩、竹竿、绳子搭成简易的水平棚架,上用小竹竿、绳子或铁丝固定遮阳网,棚架高度和栽培畦宽度可依需要而定。早、晚阳光直射畦面,有利于光合作用,防徒长,中午防止强光,多为全天候覆盖,可用于各种蔬菜的越夏栽培。
(4)大(中)棚覆盖。通常利用6 m跨度的棚架,保留大棚顶部棚膜,拆除底脚围裙,将遮阳网按覆盖宽度缝合好,直接盖在棚顶上。可将遮阳网两侧均固定于骨架进行固定式覆盖或一侧固定进行活动式覆盖,也可在棚内进行悬挂式覆盖。这种覆盖方式多用于甘蓝、芹菜等蔬菜的夏季覆盖育苗。
4.使用注意事项
7~9月中旬是主要覆盖期,晴天气温30℃~35℃时,上午9时盖,下午4时揭;气温高于35℃时,上午8时盖,下午5时揭。晴天盖,阴天揭。菠菜、莴笋、乌塌菜等耐寒、半耐寒叶菜冬季覆盖,宜选用银灰色遮阳网保温防霜冻,日揭夜盖;芹菜、芫荽、甘蓝及葱蒜类等喜冷凉蔬菜夏秋季生产,宜选用遮光率较高的黑色遮阳网;喜光的茄果类、瓜类、豆类等夏秋季生产宜选用银灰色遮阳网;防蚜虫、病毒病,最好选银灰网或黑灰配色遮阳网覆盖;全天候覆盖的,宜选用遮光率低于40%的遮阳网或黑、灰配色网;夏秋季育苗或缓苗短期覆盖,多选用黑色遮阳网覆盖,育苗后期要卷起网炼苗。
防雨棚是指雨季利用塑料薄膜等覆盖材料,扣在大棚或小棚顶部,使棚内蔬菜作物免受雨水直接淋洗的栽培设施。高温雨季为病虫多发季节,蔬菜作物很难正常生长,利用防雨棚栽培能有效地防止高温涝害,避免土壤养分流失和土壤板结,促进根系发育,防止作物倒伏。同时,可有效地防止土壤和空气湿度过大而造成的病害流行,从而使蔬菜作物获得优质高产。
根据所利用的棚架不同,防雨棚可分为大棚型、小拱棚型和温室型防雨棚。大棚型防雨棚即夏季不拆除棚顶薄膜,只拆除四周围裙,以利通风,四周也可挂防虫网防虫,可用于各种蔬菜的越夏栽培。小拱棚型防雨棚主要用作西瓜、甜瓜的早熟栽培,前期闭棚保温进行促成栽培,后期两侧通风,保留顶部棚膜遮雨,避免花期遭受雨淋,可有效提高坐果率。广州等南方地区多台风、暴雨,可建立玻璃温室状防雨棚,顶部为玻璃屋面,四周玻璃开启通风,用作夏菜育苗或栽培。
(二)防虫网覆盖
防虫网是以高密度聚乙烯为主要原料,经拉丝编织而成的一种形似窗纱的新型覆盖材料,具有抗拉强度大,抗紫外线,耐腐蚀、耐老化等性能。利用防虫网覆盖栽培能有效地防止虫害的发生,是实现夏季蔬菜无公害栽培的有效措施之一。
1.种类
目前防虫网按网格大小有20目、24目、30目、40目,幅宽有100 cm、120 cm、150 cm等规格。使用寿命3~4年,色泽有白色、银灰色等,蔬菜生产中为防止害虫迁飞以20目、24目最为常用。
2.覆盖方式
根据覆盖的部位可分为完全覆盖和局部覆盖两种类型。完全覆盖是指利用温室或大棚骨架,用防虫网将其完全封闭的一种覆盖方式。局部覆盖只在通风口门窗等部位设置防虫网,在不影响设施性能的情况下达到防虫效果。防虫网覆盖前应对温室大棚用药剂彻底熏蒸消毒,切断设施内的虫源。
3.性能
防虫网可有效地防止菜青虫、小菜蛾、蚜虫等害虫迁入棚内,抑制虫害的发生和蔓延,同时有效地控制病毒病的传播。另外,由于其网眼小,可防止暴雨、冰雹等对蔬菜植株的冲击,并有一定的保湿作用。结合覆盖遮阳网,还具有遮光降温的功效。
三、塑料拱棚
塑料拱棚又称冷棚,由竹木、钢筋、钢管等材料支成拱形或屋脊形骨架覆盖薄膜而成。根据棚的高度和跨度不同,可分为塑料大棚、塑料中棚和小拱棚三种类型。
(一)塑料大棚
1.骨架结构
塑料大棚一般高2~3 m,宽8~15 m,长30~60 m,占地300 m2以上。大棚的骨架是由立柱、拱杆(架)、拉杆、压杆(压膜线)等部件构成,俗称“三杆一柱”。立柱是竹木大棚的主要支柱,承受棚架、棚膜的重量及雨雪荷载及风压,由于棚顶重量较轻,使用的支柱不必太粗(可选用直径6~7 cm的杂木杆),但立柱的基部要以砖、石等做柱脚石,或用“横木”,以防大棚下沉或被拔起。立柱埋置深度50 cm左右。钢铁骨架的大棚可取消立柱而采用拱架。拱杆(架)是支撑棚膜的骨架,横向固定在立柱上,呈自然拱形。两端插入地下,两个拱杆的间距为1 m左右。拉杆又称“纵梁”,其作用是纵向连接立柱,固定拱杆,使整个大棚拱架连成一体。钢架结构大棚以钢筋作拉杆,连接拱架下弦。竹木大棚可在拉杆上设小立柱支撑拱架,以减少立柱数量,称“悬梁吊柱”。棚架覆盖薄膜之后,在两根拱杆之间加上一根压杆或压膜线,压成瓦垄状,以利抗风排水。大棚两端设门,作为出入口及通风口。
2.类型
(1)竹木结构大棚。跨度12~14 m,高2.2~2.4 m,长50~60 m,以直径3~6 cm的竹竿做拱杆,拱杆间距1 m,6排立柱支撑,柱间距2~3 m,棚面呈拱圆形,两边立柱向外倾斜60°~70°,以增加支撑力。立柱下边20 cm处用拉杆纵向连接。扣膜后两个拱架之间用8号线做压膜线。这种大棚的优点是取材方便,造价低,易建造。缺点是立柱太多,遮光严重,作业不便。为减少立柱,可改每排拱杆设6根立柱为每3~5排拱杆设6根立柱,不设立柱的拱杆在拱杆与拉杆之间设小吊柱支撑。悬梁吊柱大棚与多柱大棚的棚面形状、结构基本相同,不同处是减少了2/3~4/5立柱,减少了遮光部分,又便于作业。这种类型的大棚应用较为普遍。
(2)钢架无柱大棚。跨度8~15 m,高度2.5~3.0 m,拱架间距1 m。拱架是用钢筋、钢管或两者焊接而成的平面桁架。拱架上弦用φ16钢筋或6分钢管,下弦用φ12钢筋,腹杆用φ10钢筋。骨架底脚焊接在地梁上,下弦处用φ14钢筋做拉杆,将拱架连成整体。为了节省钢材,每3 m设一带下弦的拱架,中间用6分镀锌钢管做拱杆,用两根φ10钢筋做斜撑,钢筋上端焊接在6分镀锌管上,下端焊接在纵向拉筋上。这种大棚骨架坚固耐用,遮光部分少,作业方便,可增设天幕或扣小拱棚保温防寒,与竹木结构相比有很多优越条件,但造价高,一次性投资较大。
(3)钢管装配式大棚。具有一定的规格标准。一般跨度6~8 m,高度2.5~3.0 m,长20~60 m,拱架是用两根薄壁镀锌管对接弯曲而成,拱架间距50~60 cm,纵向用薄壁镀锌钢管连接。骨架所有连接处都是用特制卡具固定连接。这种大棚除具有重量轻、强度好、耐锈蚀、中间无柱、采光好、作业方便等优点外,还可根据需要自由拆装,移动位置,改善土壤环境,同时其结构规范标准,可大批量工厂化生产。缺点是造价高。
(4)钢竹混合结构大棚。这种大棚是每隔3 m左右设一平面钢筋拱架,用钢筋或钢管作为纵向拉杆,将拱架连成一体。在拉杆上每隔1 m焊一短的立柱,采取悬梁吊柱结构形式,安放1~2根粗竹竿做拱架,建成无立柱或少立柱结构大棚。该类大棚为竹木结构大棚和钢架结构大棚的中间类型,用钢量少,棚内无柱,既可降低建造成本,又可改善作业条件,避免支柱遮光,是一种较为实用的结构。
3.性能及应用。与简易设施相比,大棚保温性能好,具有可提早延晚栽培,容易获得高产等优点;与日光温室相比,具有结构简单,造价低,有效栽培面积大,土地利用率高,作业方便等优点。但是,大棚没有外保温设备,受外界影响较大,提早延晚受当地气候条件限制,与日光温室配套生产,才能实现周年供应。
(二)塑料中棚
塑料中棚跨度5~6 m,高度为1.5~2.0 m,长15~30 m不等,占地约100~200 m2。比大棚节省建材,但作业不便。中棚覆盖一整块薄膜,因面积较小,棚内不设通路和水道,也不用设置棚门,管理人员可揭开薄膜出入。
中棚除了跨度小于大棚,高度低于大棚外,温光条件基本与大棚相似。因为空间较小,热容量少,保温性能不如大棚,晴天温度上升快,夜间温度下降也快。进行喜温类蔬菜生产的提早、延晚效果不如大棚。但中棚面积较小,可以用覆盖草苫保温,在北纬40°以南冬季生产耐寒的叶菜类蔬菜能安全越冬,早春栽培喜温类蔬菜可提早定植。此外,中棚由于覆盖一块薄膜,放风不方便,可在棚内靠底脚的两侧各覆盖1幅60 cm左右高的薄膜围裙,早春放风时,冷风由围裙上进入棚中,可防止扫地风伤苗。
(三)小拱棚
小拱棚宽度1~2 m,高0.6~0.8 m,长6~8 m。拱架可用细竹竿、竹片等做拱杆,弯成拱形,两端插入土中。两拱架间距为0.6~0.8 m,上面覆盖一整块薄膜,四周卷起埋入土中。1 m宽的小拱棚不设立柱。2 m宽的小拱棚用细竹竿作拱杆,由于强度低,顶部用一道细木杆作横梁由立柱支撑。小拱棚骨架也可以利用钢筋弯成拱形,两端插入土中,钢筋间距1 m。1 m宽的小拱棚用φ12钢筋,2 m宽小拱棚用φ14钢筋。小拱棚内作业不方便,管理需揭开薄膜进行。可用于喜温蔬菜春季短期覆盖栽培,如夜间覆盖草苫、纸被等保温材料,可用于早春蔬菜育苗。
小拱棚低矮,空间小,晴天中午温度很高,若放风不及时容易烤伤作物。由于棚内面积小,两侧温度低,中间温度高,往往造成靠两侧作物矮小、中间又容易徒长的结果。为使棚内温度分布均匀,作物生长整齐,最好采取放顶风的方法。即棚膜用两幅薄膜烙合,每米留出30 cm不烙合,覆盖时烙合缝放在中部。放顶风时,用一根高粱秸把未烙合处支成一个菱形口,闭风时撤掉高粱秸。当外界温度升高后再放底风。放底风先由背风一侧开放风口,经过几天放风后再从迎风一侧开放风口,放几次对流风以后,选好天气大放风。撤膜前先进行几次大放风,使小棚内蔬菜逐渐适应外界环境。
四、温室
(一)日光温室
1.结构
由围护墙体、后屋面和前屋面三部分组成。前屋面采用透明覆盖材料,以太阳辐射能为热源,具有蓄热及保温功能,可在冬春寒冷季节不需人工加温或极少量人工加温的条件下进行蔬菜生产的栽培设施。具有结构简单、造价较低、节省能源等特点,是我国特有的蔬菜栽培设施。
2.类型
(1)竹木结构温室。后屋面骨架用木杆做柁、檩、中柱,屋面上铺高粱秸箔,抹草泥。山墙和后墙用草泥垛成或夯土墙。前屋面用木杆做立柱、横梁,支撑竹竿或竹片拱杆,上面覆盖塑料薄膜,代表类型有长后坡矮后墙日光温室和短后坡高后墙日光温室。竹木结构日光温室造价低,一次性投资少。土墙、土屋面保温效果较好,建造虽然简陋,可获得较好的生产效果。缺点是费工较多,每年都需要维修,尤其是木杆立柱柱脚容易腐烂,2~3年就需更换。
(2)钢竹混合结构日光温室。每3 m间距设一道钢铁加强桁架,用三道6分钢管或φ16钢筋做横梁,用竹竿做拱杆,在每道横梁上用小吊柱支撑拱杆,既减少了立柱,又可节省钢材。瓦房店琴弦式日光温室也是一种钢竹混合结构温室,其前屋面为一斜一立式,在加强桁架上按40 cm间距横拉8#铁丝固定于东西山墙。
(3)钢架无柱日光温室。温室后墙用砖砌筑,后屋面覆盖水泥预制板,前屋面骨架上弦用4~6分镀锌钢管,下弦用φ10~φ12钢筋,腹杆(拉花)用φ9~φ10钢筋焊接成拱架,上端焊接在后墙顶部,下端焊接在前底脚地梁上,不用立柱,后屋面采用木板、苯板、炉渣、预制板等异质复合结构,前屋面覆盖薄膜。钢架结构日光温室取消了立柱,建材截面小,减少了遮阴部分,室内光照充足,作业方便,又便于利用二层幕或小拱棚进行保温覆盖。缺点是一次投资大。代表类型有辽沈Ⅰ型和熊岳Ⅲ型日光温室。
3.性能与应用
日光温室的透光率一般在60%~80%以上,室内外气温差可保持在21℃~25℃以上。例如,在北京(北纬40°)地区冬季气候条件下,晴天时室内作物冠层上方的光照强度一般可达20x~30 klx,12月上旬至2月下旬各旬的平均气温维持在12~21℃之间,旬平均最高气温21.5℃~35.5℃,旬平均最低气温10℃~13℃,一天之中气温不低于25℃的持续时间在2.5~3.0小时以上,长的可持续5小时,在室外最低气温-13℃~-14℃的条件下,室内气温仍可维持在10℃以上,5~10 cm地温的平均值一般保持在12℃~15℃以上。在上述气候环境中,加上适宜的栽培技术措施,如选用耐低温抗病品种,适宜的播种期,膜下暗灌、渗灌,大量使用有机肥,大温差管理和增施CO2气肥等描述措施,就能使喜温果菜获得较高的产量。
(二)现代化温室
1.类型和结构
(1)屋脊型连栋温室。这类温室多分布在欧洲,以荷兰面积最大。温室骨架均用矩形钢管、槽钢等制成,经过热浸镀锌防锈蚀处理,具有很好的防锈能力;另一类是门窗、屋顶等为铝合金轻型钢材,经抗氧化处理,轻便美观、不生锈、密封性好,且推拉开启省力。覆盖材料主要为平板玻璃和塑料板材。
(2)拱圆形连栋温室。这类温室主要在法国、以色列、美国、西班牙、韩国等国家广泛应用。我国目前引进和自行设计建造的现代化温室也多为拱圆形连栋温室。这种温室的透明覆盖材料采用塑料薄膜,因其自重较轻,所以在降雪较少或不降雪的地区,可大量减少结构安装件的数量。由于框架结构比玻璃温室简单,用材量少,建造成本低。塑料薄膜较玻璃保温性能差,因此提高薄膜温室保温性能的一个重要措施是采用双层充气薄膜。同单层薄膜相比较,双层充气薄膜的内层薄膜内外温差较小,在冬季可减少薄膜内表面冷凝水的数量。同时,外层薄膜不与结构件直接接触,而内层薄膜由于受到外层薄膜的保护,可以避免风、雨、光的直接侵蚀,从而可分别提高内外层薄膜的使用寿命。为了保持双层薄膜之间的适当间隔,常用充气机进行自动充气。但双层充气膜的透光率较低,因此在光照弱的地区和季节生产喜光作物时不宜使用。
2.生产系统
现代化温室的生产系统包括自然通风系统、湿帘降温系统、加温系统、帘幕系统、补光系统、CO2发生系统、灌溉施肥系统和计算机控制系统等。自动控制是现代化温室环境控制的核心技术,可自动测量温室的气候和土壤参数,并对温室内配置的所有设备都能实现优化运行和实行自动控制,如开窗、加温、降温、加湿、调节光照、灌溉施肥和补充CO2等,创造适合作物生长发育的环境条件。
3.性能和应用
现代化温室生产面积大,设施内环境实现了计算机自动控制,基本不受自然气候的影响,能周年全天候进行园艺作物生产,是园艺设施的最高级类型。现代化温室建造投资大、运营费用高,在国外用于蔬菜花卉的工厂化生产,在国内多用于农业高科技园区的示范性栽培。
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