寿光日光温室结构演变及发展趋势
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shucai1.com
2015-05-13
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摘要：寿光蔬菜生产历史悠久，温室蔬菜生产起步也较早：寿光的第一个温室建于20世纪60年代。1989年，寿光出现了琴弦式日光温室，实现了在深冬季节不使用加温设备也能生产喜温蔬菜。此后，寿光日光温室的结构不断发生变化，与此同时，蔬菜生产技术也日益提高，产量从最初的每亩3000～5000kg增加到现在的20000～25000kg，种植效益呈几何倍数增长，从而使寿光成为全国棚室蔬菜生产的技术输出中心，其中温室的…
寿光蔬菜生产历史悠久，温室蔬菜生产起步也较早：寿光的第一个温室建于20世纪60年代。1989年，寿光出现了琴弦式日光温室，实现了在深冬季节不使用加温设备也能生产喜温蔬菜。此后，寿光日光温室的结构不断发生变化，与此同时，蔬菜生产技术也日益提高，产量从最初的每亩3000～5000kg增加到现在的20000～25000kg，种植效益呈几何倍数增长，从而使寿光成为全国棚室蔬菜生产的技术输出中心，其中温室的设计和建造技术是很重要的一部分。寿光日光温室的发展过程和特点对全国其他地方的温室蔬菜生产发展具有较大的参考价值，其发展趋势也值得研究探讨。
寿光日光温室结构演变
温室体型越来越大
近几年，选择寿光市种植面积较大的黄瓜、番茄、茄子等作物产区进行日光温室实地调查，共调查140座温室，其建造时间跨越1990～2014年；对样本日光温室的长度、跨度、高度、墙基厚度、下挖深度、后墙高度、高跨比等主要结构参数进行了统计分析。
从中可以看出，经历了25年，寿光日光温室的长度从45m增加到106m，增幅为136%；跨度从7.8m增加到13.9m，增幅为78%；高度从2.9m增加到6.4m，增幅为121%；墙基厚度从2.1m增加到8.4m，增幅为300%；后墙高度从2.1m增加到5.0m，增幅为138%，下挖深度从0m增加到1.2m；相应的高跨比从0.37发展到0.46。可见，寿光日光温室的体型是越来越大的。
抗寒能力越来越强
寿光日光温室内种植的蔬菜，与全国其他地区相比，明显具有“在最冷的时候良好地种植最喜温的蔬菜”的特点，因此，寿光日光温室在性能上一直追求提高应对寒冷天气的能力。从结构上看，一是墙体越来越厚，二是使用的保温材料越来越好，三是墙体的北侧多数使用了无纺布和薄膜保护，大大提高了温室的保温和蓄热性能。另外，高跨比的增加也提高了透光性，进而提高了后墙的温度和蓄热总量。从实际应用效果来看，这样的温室不仅在深冬偶尔阴天时能够保持较高的温度，而且遇到连续阴天时其供热能力也比较强。
保温层外浮膜的全面普及应用，进一步提高了温室的保温性能，同时，使得雪天后的清扫工作变得相对轻松。
温室寿命越来越长
寿光的土质和土层厚度等情况较适合筑墙，故寿光日光温室的墙体多为就地取土建造，墙体向两侧都有一定的斜度，以降低其滑落的可能。同时，外侧多用无纺布和薄膜保护，大大延长了墙体的使用寿命。
随着温室蔬菜经济效益的提高和劳动力成本的上升，人们也更加注重温室的耐用性，温室原来前屋面的竹材逐渐向钢材过渡。
保温被的应用比例正在快速上升，不仅容易保持棚膜较高的透光率，机械卷放更加稳定，而且还延长了保温材料的使用寿命。同时，PO薄膜的应用面积越来越大，棚膜不再需要每年更换。
总的来看，近几年新建的温室，其基础构架使用寿命都可以达到15年以上，部分可以超过20年。定期更换的部分，其更新间隔也在延长。
土墙始终占据主流
目前，寿光日光温室仍然多用土筑墙，就地取材且机械化筑墙技术成熟，简单快速；土墙的蓄热放热速度适中，温室内温度变化不会过快；土墙的成本低，可以大量堆积从而可以蓄积更多的热能。因此，土墙仍然是墙体的主流。
不同种植习惯下温室结构有差异
在调查样本中，常年种植番茄的温室39个，常年种植茄子的温室26个，常年种植越冬黄瓜的温室29个，常年种植两茬黄瓜（即春节前换茬的模式）的温室9个。通过对这些温室的高跨比、开间、前沿高度、下挖深度、薄膜材质等参数进行统计和比较可以看出，常年种植的蔬菜种类不同、种植模式不同，则温室结构会有差异。
越冬黄瓜保留棚前土层高度形成前沿的温室个数比例较高，超过60%，平均高度达0.55m。其次是常年种植茄子的温室（寿光的温室茄子约九成为越冬一大茬种植），两个参数分别为53.8%和0.4m，远高于两茬黄瓜种植模式下的22.2%和0.16m，也明显高于常年种植番茄的温室（寿光的温室番茄多为一年两茬）。也就是说，温室的前沿高度与茬口有很大关联。
越冬黄瓜全部使用PVC薄膜，两茬黄瓜也有近90%使用PVC薄膜。而茄子和番茄则较少使用PVC薄膜，较多使用PE薄膜和EVA薄膜，各占40%以上；结合使用年份来看，前期多用PE薄膜，近几年多用EVA薄膜。
种植不同蔬菜的温室高跨比差异不大，但黄瓜在两种不同种植模式下，其温室的高跨比差异较大，两茬黄瓜温室的高跨比较大，为0.42，且高于其他用途的温室。虽然这些样本温室建造的年份有差别，但能在一定程度上说明两茬黄瓜对温室采光性能要求较高，而其他3种作物对采光性能要求相对较低。温室屋面角的变化也说明了这一点。
土地利用率较低
温室的土地利用率既有南北方向上的利用率因素，也有东西方向上的利用率因素，但东西方向上的利用率较高，变化不明显，基本保持在90%左右。因此，土地利用率的变化主要是在南北方向上的。同时也体现了人们对光照强度的要求程度，即对遮光的接受程度，这也是对温室性能要求的一个方面。将140个样本温室在南北方向上的土地利用率按年度平均，发现：最早的日光温室土地利用率是很低的，在45%左右；1993～1995年迅速上升，甚至超过了65%，随后缓慢下降；2000年以后，基本维持在55%左右。
寿光日光温室发展趋势
多种结构类型快速进步
目前来看，除了在数量上占据绝对优势的琴弦式日光温室外，因为生产应用的需要，还存在着以下几种温室，这几种温室有可能随着生产方式的变化或社会因素、环境因素的变化而大面积应用。
钢架日光温室
这种温室仍然筑土墙，但前屋面只有间隔0.7～1.0m的密集型钢架，没有东西向铺设的钢丝和钢丝之上的托膜竿。这种温室比传统的琴弦式日光温室更加规矩、牢固，一部分用于普通蔬菜生产，更多的则是用于冬季育苗。
无墙日光温室
这种温室是用钢材支撑成日光温室的整体骨架，在其北侧和东西两端薄膜外覆盖固定不动的保温物如保温被或保温板等，在前屋面薄膜上覆盖活动的保温层。其蓄热性能很差，适合山东地区冬季种植冷凉蔬菜，或种植果树，或进行早春种植；也可以向南方推广，应用于深冬种植喜温蔬菜。
多功能日光温室
这类温室因功能的差异而结构较乱，有的具有发电功能，有的可以同时种植蔬菜和食用菌，有的种养一体，有的包含餐饮或娱乐功能，等等。这些温室因为功能的需要而在某些结构方面进行较大的改变。
内保温日光温室
尽管前些年内保温温室存在一些问题，但经过改进，选用合适的材料和设备，已经越来越接近生产实际需求。
组装式日光温室
即不以土作为墙体材料的温室，它使用保温板和强劲的骨架材料组装。虽然施工速度快，棚体比较标准，但建造成本较高。
琴弦式日光温室仍是应用主流
尽管目前蔬菜生产者的平均年龄在增大，但一家一户的经营模式仍然是未来一段时间内中国最主要的温室蔬菜生产模式，所以，就地取土、成本较低的琴弦式日光温室将仍是应用主流，但托膜竿会由竹材变钢材，各种省工省力的设备会逐渐推广应用。
设备现代化速度加快
继电动卷帘机普及应用之后，浮膜卷放机、机械放风机、自动通风机、自动卷帘机、管道灌溉系统、棚内运输设备、高效喷雾器、电动起重设备、空气净化设备等正在迅速发展，预计在未来几年将趋于成熟，普遍推广应用。
调控性能正在提高
寿光日光温室应对严寒的能力越来越强，在深冬季节表现很好的抗寒性。但是，在不太寒冷的过渡月份，如3月和10月，会出现“不盖被就过冷、盖被就过热、盖半程就冷热严重不均匀”的问题，即使晚盖也难以解决。其原因：盖保温被导致温室内外温差相对较小，温室中的热量无法释放出去；不盖保温被，则温室内外温差相对过大，热量不足。也就是说，寿光日光温室目前只是在深冬表现出良好的性能，在其他季节的调控能力有待改进。目前正在试验将保温被分为两层，在不同月份合理使用一层或两层，借以提高其全年的调控能力。
此外，通风是调节温度和湿度的主要手段，而通风口的大小目前是人工控制的，调节不够及时，温度和湿度的波动范围较大，有时候甚至是不合适的。因此自动通风机已经被生产认可，推广应用后，温室的调控性能会有较大的提高，环境条件将更加有利于蔬菜生产。
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