設施農業的發展水平是衡量一個地區農業生產技術水平的重要標誌之一,我國發展面積已居世界首位。尤其,日光溫室這種高投入、高產出的農業生產設施已是現代農業集約化經營的重要組成部分,成為調整農村產業結構、增加農民收入、促進農村經濟發展的重要途徑。但是應當看到,我國日光溫室仍然存在著溫室結構不合理、環境因子調控不完善等弊端,限制了日光溫室高效化優勢的發揮。
存在問題
生產效益低在農業生產中,日光溫室既有20世紀70年代末80年代初一面坡式、一立一斜式,又有90年代的半拱圓式節能型日光溫室。早期的溫室多以竹木結構為主,跨度小,內部空間可用面積小,立柱多,遮光嚴重,溫度低,不能正常生產喜溫類植物。90年代的日光溫室雖然克服了以前的不足,逐漸減少了立柱,拱架材料由以竹木為主過渡到鋼筋為主,減少了拱架的遮光,在一定程度上提高了溫室種植效益。但與溫室高效相差甚遠,未達到要求。
日光溫室結構簡陋、設備缺乏目前的溫室均存在著結構簡陋問題,表現在:牆體材料上部分地區以土石為主,牢固性差;內部設備缺乏,溫室內無加溫設備,如遇到連續幾天低溫天氣會引起作物受害;灌溉條件差,引起室內溼度大、地溫低,易引起作物病蟲害的發生;無氣體施肥設備不能進行二氧化碳施肥,產量低;室外無防寒溝,室內熱量通過土壤橫向水平向外傳遞而損失;室外無捲簾設備,只能依靠手工操作捲簾加大了勞動強度,生產效率低。
日光溫室結構布局不合理在溫室設計建造上,主要表現在溫室前、後屋面角小,牆體及後坡厚度不夠,通風口設置不當、溫室長度不足環境自控能力差,相鄰溫室間距離不足而相互遮光。從而導致了溫室採光不良,升溫、保溫、蓄熱、降溫效果不良。
環境因子調控技術不完善在環境因子調控中,存在著對自然環境依賴程度大,缺乏增強補充光照條件的技術和設備;無加溫、降溫的特殊措施;大水漫灌、氣體補充時間、方法不協調已限制了日光溫室高效化的發揮,需在各環境因子的調控中,引進現代調控技術。
作物連作障礙溫室內栽培作物多年連作、種類單一、複種指數高、施肥量大並且季節性覆蓋,改變了自然狀態下的水分平衡,土壤得不到雨水充分淋洗及溫室內特殊的水分由下而上的運輸形式,致使鹽分在土壤表層聚集,另外,過量施用肥料,特別是超量使用化肥和偏施氮肥是引起溫室土壤鹽類積聚的直接原因。這種肥水管理不合理,出現了土壤環境惡化,造成土壤板結,土壤有害微生物增加病蟲害嚴重、產量低、品質劣及一系列不良反應,已嚴重威脅日光溫室生產的可持續發展。
管理措施
建造優化節能型日光溫室場地選擇
建造日光溫室的場地應為交通方便、開闊、無高大建築物,背風向陽、無灰塵汙染、水源方便、土層深厚土質疏鬆富含有機質排水良好的地塊。
方位
日光溫室方位以坐北朝南、東西延長。在N40°以北的高緯地區以偏西5°~10°為好,建造時用羅盤儀測量方位,應校和當地磁偏角。如果不清楚磁偏角可利用木桿法確定方位。
溫室長度、跨度及高度
溫室的適宜長度50m~100m,跨度一般6m~8m,高度3.6m~4m。
前屋面形狀及採光角
採光面形狀採用圓與拋物線組合的曲面光射入量多,易固定壓膜線。前屋面底角60°~80°距前沿1米處35°~40°、2 米處30°~35°、3 m(米)處25°~ 30°、4 米處20°~25°、最上在15°左右。只有按照上述角度建造的溫室,才能保證溫室採光最好。
後坡仰角、後坡水平投影長度
只有合理的後坡角度才能保證後坡不遮光, 即a=78.5°-¢(¢為地理緯度)。後坡水平投影長度以1m~1.6m為宜。
牆體、後坡材料及規格
雙二四磚牆體、內夾異質保溫材料(爐渣、珍珠巖、聚苯板),後坡自下而上為1.5cm厚木板、8cm~10cm厚聚苯板、3cm~5cm厚水泥板或1.5cm木板、塑料薄膜、15cm~25cm厚爐渣(珍珠巖)、黃土泥、1cm~2cm水泥防水層,能夠有效防止室內熱量向外傳遞。
防寒溝
在室外挖寬30cm深與當地凍土層厚的防寒溝,內填秸杆、雜草等隔熱材料,上覆薄膜防水蓋土,防止室內熱量水平向外傳遞。
建造中,應考慮到建造溫室因冬季常刮西北風,作業緩衝間應設在溫室西邊,以減少大風天氣颳起草簾而使內植物受害;前後排溫室間距離以互不遮光為宜。
實施合理而有效的環境因子調控技術光照因子
光照是日光溫室內熱量的主要來源。日光溫室中的光環境制約著溫室的生產潛能,只有充分利用光照才能保證作物高產。要提高光能利用率,除正確方位及採光角外,骨架材料在能夠保證強度的前提下應儘可能地減少遮光,可以利用後牆掛反光幕增強弱光區的光照;選用透光率高而光衰減率慢的透明覆蓋材料,並且應經常保持清潔;配備機械卷放外保溫覆蓋材料的設備,節約卷放時間,延長光照時間;此外冬季日照時間短及時而準確的確定揭蓋草簾時間是非常重要的。
溫度環境
溫度是影響作物生長發育最重要的因子之一。保溫是通過設施結構的完善和加大溫室內土壤蓄熱量來實現,要求結構上儘可能的密閉,牆體採用雙層異質複合結構減少熱量損失;用熱風爐加溫,能夠起到臨時加溫的作用;通過合理的通風達到降溫的目的。
溼度環境
利用地膜覆蓋減少蒸發量,改換灌水方式,以滴灌和滲灌代替溝灌減少灌水量;減少噴霧施藥次數,增加煙霧施藥量等均可以改善溼度狀況。
氣體因子
溫室應根據室內二氧化碳濃度的變化規律補充二氧化碳。一日中早晨揭簾前二氧化碳濃度最高,揭簾後植物光合作用消耗二氧化碳使其濃度下降,9點以後光照、溫度適宜,光合作用迅速增強,二氧化碳濃度迅速下降,甚至低於外界,不能滿足植物光和作用的需求,應補充二氧化碳。11點後溫度高,應通風與外界氣體進行交換,二氧化碳能滿足植物需要。因此二氧化碳的施肥時間應為9點至通風前半小時。最為簡易的方法是在溫室內放置幾個盛有半瓶稀硫酸的大號玻璃瓶,每天定時向內投放碳酸氫銨,至瓶內無氣體放出時更換硫酸。
實行輪作、克服連作障礙改善栽培制度,合理輪作蔬菜、花卉、食用菌等輪作制度,既可以減少土地傳病害的發生,又可以增值,提高溫室經濟效益。完善栽培管理制度、合理施肥為防止病株殘體對下茬作物的影響,應急時清除殘體。以充分腐熟的有機肥替代化肥。土壤消毒。
總而言之,由於日光溫室具有良好的透光性和保溫性,除適宜種植蔬菜、花卉、果樹以及其它價值高的經濟作物外,還可以利用節能日光溫室發展養殖業,均有顯著的經濟效益。發展日光溫室已是我國設施農業的必然趨勢。