摘要:日光溫室作為具有典型特色、規(guī)模巨大的設(shè)施類型,一直是我國溫室園藝裝備升級的重點。本文通過對我國日光溫室的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行綜述,總結(jié)了連棟式及滑蓋式新型日光溫室的優(yōu)缺點,同時對節(jié)能日光溫室的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:設(shè)施農(nóng)業(yè);日光溫室;連棟日光溫室;滑蓋式新型日光溫室;發(fā)展方向
中圖分類號: F326.13;S625 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A DOI編號: 10.14025/j.cnki.jlny.2017.23.013
設(shè)施農(nóng)業(yè)是通過自動化手段將環(huán)境設(shè)為相對可控的條件,通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段提高動植物產(chǎn)量的一種集成現(xiàn)代自動化的農(nóng)業(yè)方式。設(shè)施農(nóng)業(yè)這一概念是從歐洲、日本等地區(qū)和國家引入而來的,美國等通常使用“可控環(huán)境農(nóng)業(yè)”一詞。截至2016年,我國設(shè)施農(nóng)業(yè)面積已占世界總面積90%以上,技術(shù)水平也越來越接近世界先進(jìn)水平,由最初的“一坡一立式”發(fā)展到“一面坡式”,又發(fā)展弧形屋面、雙向雙坡屋面和雙層屋面等;骨架結(jié)構(gòu)也由早期的竹木結(jié)構(gòu)到鋼木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),再發(fā)展到鋼架結(jié)構(gòu)、鋼管結(jié)構(gòu)等[1]。屋面形式和結(jié)構(gòu)形式的改變,使日光溫室得到逐步發(fā)展和完善。
1 新型溫室
1.1 連棟日光溫室
連棟溫室是指跨度不小于兩跨,通過天溝連接中間無隔墻的溫室,因此連棟溫室也稱為連跨溫室[2-3]?,F(xiàn)代溫室的骨架主要為鋼和鋁合金,覆蓋材料可采用軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料。連棟溫室從屋面采光面來看屬于雙屋面溫室,屋脊兩側(cè)均為采光面,因此又稱全光溫室。根據(jù)屋面形式不同,連棟溫室可分為人字形屋頂、拱圓頂形、鋸齒形、平屋頂形、造型屋面形等。
1.2 滑蓋式現(xiàn)代節(jié)能日光溫室
凌源市虹圓設(shè)施農(nóng)業(yè)服務(wù)有限公司與李天來教授率領(lǐng)的設(shè)施園藝團(tuán)隊于2010年~2012年共同研制開發(fā)了新一代的滑蓋式節(jié)能日光溫室。這種滑蓋式節(jié)能日光溫室開創(chuàng)了我國日光溫室發(fā)展的里程碑,是我國日光溫室發(fā)展過程中的一場革命性的變化與進(jìn)步[4]。中國“三面墻一面坡,保溫被+卷簾機”的傳統(tǒng)溫室大棚結(jié)構(gòu),就此改變[5-6]。這種新式日光溫室不僅集成了大型連棟溫室的優(yōu)點,具有溫光分布均勻和日光溫室蓄熱保溫好的特點,而且其總體性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)?shù)赝翂θ展鉁厥摇?梢詫⑵淇醋鳛橹袊展鉁厥业母聯(lián)Q代和現(xiàn)代化發(fā)展提供了新的平臺與發(fā)展途徑。
2 新型溫室的優(yōu)點和性能
溫室骨架以鋼結(jié)構(gòu)為主,其跨度可以達(dá)到12~14米,脊高5.5~6.0米,長度達(dá)65米左右,這樣就使得有效栽培空間性增大,不僅地面的使用面積增大,而且垂直空間的使用率大大增加、栽培空間增加,垂直空間的使用不僅對蔬菜可以進(jìn)行立體栽培,同時可以進(jìn)行食用菌或高大果樹栽培,也適宜養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。
溫室結(jié)構(gòu)以半圓弧形為主,同時以巖棉彩鋼板等輕型結(jié)構(gòu)進(jìn)行滑動覆蓋。這樣形成的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性較好,集成的自動化程度高、實用性好。
新型溫室創(chuàng)新性的墻體的蓄放熱問題,通過水循環(huán)蓄熱系統(tǒng)和空氣——地中熱交換蓄熱系統(tǒng),在冬季夜晚可以比土墻日光溫室溫度提高4℃左右,相對于傳統(tǒng)日光溫室依靠土墻和磚墻進(jìn)行蓄熱,不僅提高了效率,而且做到了節(jié)能環(huán)保。
新型溫室中巖棉采鋼板等輕型材料的使用,也使得溫室的整體保溫效果好(測試顯示,夜間室內(nèi)外溫差可達(dá)39℃),室內(nèi)溫度縱向和橫向分布均勻,作物長勢整齊。
自動化裝置的實現(xiàn),可以實現(xiàn)保溫覆蓋件的精準(zhǔn)運行和自動化控制,相對于傳統(tǒng)日光溫室可以更為方便的實現(xiàn)日光的照射與遮擋。同時,屋面坡腳使得采光效果更好。
3 存在的問題及發(fā)展方向
目前,我國的日光溫室在科研創(chuàng)新方面,主要存在科研投入不足,技術(shù)創(chuàng)新不夠等問題,在溫室設(shè)計和制造等關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)新技術(shù)。同時,我國設(shè)施農(nóng)業(yè)目前仍存在土地利用率低、設(shè)施結(jié)構(gòu)不合理、能源浪費嚴(yán)重、勞動生產(chǎn)率低及單位面積產(chǎn)量低等諸多問題。相當(dāng)一部分已建成的現(xiàn)代化溫室是由政府建設(shè)和經(jīng)營管理,立項帶有盲目性,缺乏科學(xué)論證,有些現(xiàn)代化溫室甚至成了“政績工程”和“形象工程”使企業(yè)化生產(chǎn)和經(jīng)營的本質(zhì)發(fā)生了變化,造成資源浪費。
日光溫室的發(fā)展離不開政府的支持和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合我國國情,目前設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展主要有兩條道路:一是引進(jìn)國外具有自動化、智能化、機械化并具備人工升溫、光照、通風(fēng)和噴灌設(shè)施,可進(jìn)行立體種植等優(yōu)點的現(xiàn)代化大型溫室。該項任務(wù)的實現(xiàn)需要政府的大力扶持,因其成本較高,普及較難,甚至難以實現(xiàn)商業(yè)運營;二是我國農(nóng)技推廣部門推動農(nóng)膜生產(chǎn)企業(yè)與農(nóng)民聯(lián)手,將塑料大棚和拱棚逐漸發(fā)展為日光溫室和連棟溫室,快速發(fā)展,不斷提高日光溫室的總面積。
參考文獻(xiàn)
[1]李虎崗,王雙喜.節(jié)能日光溫室研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015(13):241-243.
[2]魏曉明,周長吉,曹楠,盛寶永,陳松云,魯少尉.中國日光溫室結(jié)構(gòu)及性能的演變[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,2012(04):855-860.
[3]韓太利,魏家鵬. 壽光新型日光溫室的結(jié)構(gòu)特點與推廣應(yīng)用[J].中國蔬菜,2010(13):7-9.
[4]呂艷.新一代滑蓋式現(xiàn)代節(jié)能日光溫室[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(溫室園藝),2013(12):26-27.
[5]李天來.遼寧省日光溫室發(fā)展現(xiàn)狀和今后研究方向(上)[J].農(nóng)村實用工程技術(shù)(溫室園藝),2005(06):11-13.
[6]李天來.我國日光溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005(02):131-138.
作者簡介:王騰,博士,講師,研究方向:土木工程結(jié)構(gòu)加固技術(shù)以及農(nóng)業(yè)設(shè)施結(jié)構(gòu)研究。endprint