针对河北省温室蔬菜大棚设施存在的问题,在充分调研的基础上,总结出日光温室和大棚的结构优化原则,并根据各地不同光温资源,从效果好、性能优、深受认可的设施中提炼共同的结构特点及优化后,推荐五种适宜河北省的温室蔬菜大棚设施类型。
一、结构优化原则
日光温室结构优化原则一是按照合理采光原理及地理位置和气候差异,确定适宜的高度、跨度等主要结构参数;二是稳定、抗灾、高效,采用优质骨架材料和施工工艺,确保温室稳固性和抗灾能力,节 约成本,提高收益;三是选用防雾流滴塑料膜、保温被等高性能保温覆盖物,并采用多层覆盖,增强保温效果;四是节省土地,在确保墙体蓄热保温性能最大化的基础上,减少墙体厚度,提高土地利用率,并根据实际情况减少栽培面下挖或不下挖。
大棚结构优化原则一是采用合理结构参数,规范施工建造;二是应用坚固耐用骨架材料,确保棚室稳定性,提高抗强风、暴雨、暴雪等灾害性天气能力;三是早春可采取多层覆盖等措施,提高棚内温度,实现提早定植和收获上市;四是合理设置顶风、腰风等放风口,优化通风排湿性能;五是夏季可以用遮阳网覆盖,头现棚内温湿度可调控,最大限度降低病虫害发生几率。
二、适宜河北省发展的五种设施类型
1、越冬型高效节能日光温室
墙体多为土墙, 蓄热保温性能突出,可进行番茄、黄瓜、茄子、辣椒等喜温蔬菜越冬生产不同骨架材质的温室结构参数不同(表1)建造成本较低,适于普通农户建造使用。
①走向及下挖深度。温室建造坐北朝南,东西延长,长60-100米;为利于防寒保温,棚室栽培床可下挖0.5米左右,但必须建有配套完善的防洪排涝系统,防止雨水倒灌损毁棚室。在地下水位高、盐碱严重或无良好排水系统的园区,栽培床杜绝下挖。 土墙应采用客土建造,注意施工中不要破坏熟土耕作层,可先把25-30cm深的表土层放置旁边,待墙体建成后再回填栽培床。
②跨度和脊高。冀北地区,温室内跨度宜在 7.5-8.0米,脊高3-4米;冀中南地区,温室内跨度 9-10米,脊高3.6-5.0米,冀东唐山秦皇岛沿海地区,温室内跨度8-9米,脊高3.3-4.5米。用于育 苗的温室一般设置加温设备,并适当增大高度,以提 高光照、温度等环境条件和操作空间。栽培床下挖的温室应选择该跨度相应的脊高上限值。
③前后排温室间距。前排温室最高点的水平投影至后排温室前缘的垂直距离,为最高点高度的 2.2-2.5倍为宜,中南部取下限,北部取上限。
④墙体与厚度。使用具有一定粘性的土壤或 草泥建造土墙,并保证碾压质量。土墙厚度一般为当地冻土层厚度的3倍左右。冀北、冀东唐山秦皇岛沿海地区,土墙上宽2.0-2.5米,下宽4.5-5.0米; 冀中南地区,土墙上宽1.5-2.0米,下宽3.5-4.5 米。在确保墙体蓄热保温性能和稳固性的基础上, 尽量减少墙体占地面积、增大种植面积,提高土地利 用率。温室土墙外部覆盖毛毡、薄膜进行防雨保护,在有经济实力的地区尽量建造砖土复合墙体。
⑤后坡。后坡有一定的蓄热保温作用,在冬季寒冷的冀北地区,后坡水平投影长0.8-1.2米为宜。
⑥温室骨架。采用全钢骨架或钢竹混合骨架,设钢管或钢筋拉杆横向固定;还可选用优质钢筋水 泥预制骨架。后坡和脊高处需设1-2排立柱,还可增设可移动的立柱。
⑦排水系统。前后两排温室之间及园区道路两侧设置排水沟。按当地近十年来最大降雨量,科学设计排水沟的宽度和深度及各级排水沟的间距。
2、春秋型日光温室
春秋型日光温室在春季、秋季可生产番茄、黄瓜、辣椒等喜温类蔬菜,冬季生产芹菜、韭菜以及甘蓝、生菜、茼蒿等耐寒性和半耐寒性蔬菜。其土地利用率较高,但蓄热保温性欠佳。冀北寒冷地区不提倡建造春秋型日光温室。
春秋型日光温室墙体多为砖墙,也有一小部分为薄土墙。砖墙温室在跨度、脊高等结构参数方面与越冬型高效节能日光温室基本一致;墙体厚 37-60cm,可加保温层和在墙外侧培土,以提高保温效果;一般选用全钢架或水泥钢筋预制骨架。砖墙温室稳固性较好,抗灾能力强,但造价偏高。薄土墙温室墙体厚50-80cm,跨度7米左右,脊高约2.5 m米,可采用无后坡设计。
3、单栋塑料大棚
单栋塑料大棚在冀北地区可种植一茬番茄、辣椒等喜温蔬菜,其他地区可种植春秋两茬。单栋塑料大棚宜南北延长,跨度一般8-12米。长度根据地块而定, 一般60-100米,脊高一 般2.5-3.5米,最高不超过3.9米,肩高1.5米左右。 可选用镀锌钢管骨架、钢架竹木混合骨架或钢筋水泥预制骨架,骨架间距1.2-3.0米用拉杆连接固定,跨度11米以上需增加立柱支撑。
4、连栋塑料大棚
连栋塑料大棚(包括青县的超大拱棚)棚体大,性能好,可有效节约建筑材料、降低建造成本,土地利用率高,早春季节采用多排立柱。层幕覆盖,可提早定植和提前上市。连栋大棚南北延长建造,长度一般60-100米,单拱跨度6.5-7.0米, 脊高3.0-3.5米,肩高2.0米左右,拱间设天沟排水或收集雨水,顶部和四周设风口进行排湿降温。青县的超大拱棚总跨度一般在20-30米,脊高2.6-3.0 肩高2米左右,长度随地块而定;拱架可分为全钢、全竹木或竹木钢架混合材料,拱架间距3米左右,配 置两层拉杆进行多层幕覆盖,根据骨架材料设置不同 材料和数量的立柱,钢架连栋大棚立柱间距3-4米,竹木连栋大棚立柱间距1.3-2.0米。
5、改良塑料大棚
改良塑料大棚有双向卷帘大棚和单向卷帘大棚两种。双向卷帘大棚是在大拱棚上覆盖草苫或保温被,并配置卷帘机将其从两侧卷至顶端;单向卷帘大棚是以保温被或草苫等覆盖材 料临时作为简易墙体,并配置卷帘机。除冀北地区外,其他地区均可进行春提前、秋延后茄果类蔬菜和越冬根菜、叶菜类蔬菜生产。
双向卷帘大棚一般南北延长,跨度13-15米,脊高2.2-2.5米,肩高1.2-1.5米,骨架为全钢架 或钢架竹木材料,骨架间距1米左右,设有4-6排立柱。单向卷帘大棚东西延长,大棚北侧弧度加大, 形似温室后墙,冬春季节以秸轩、草苫、保温被等覆 盖物临时作为简易墙体,跨度一般8-10脊高一般2-3米,下挖0.3-0.5米保温效果更好。
张泽伟,狄政敏,郄东翔,韩鹏,张建峰,河北省农业技术推广总站 写于2013-04