西北寒冷地區(qū)日光溫室冬季節(jié)能增溫技術(shù)

周志龍

甘肅省張掖市甘州區(qū)地處祁連山與巴丹吉林沙漠之間，區(qū)內(nèi)氣候夏季干熱，冬季寒冷，灘大地廣，缺水，光照充足，適宜于發(fā)展節(jié)水節(jié)能型日光溫室生產(chǎn)，但由于冬季寒冷，節(jié)能日光溫室蔬菜冬季遭受低溫影響比較嚴(yán)重，針對上述問題，2009～2012年在甘州區(qū)園藝場等地新建二代改進(jìn)型日光溫室時(shí)，在溫室設(shè)計(jì)和建造及配套設(shè)施建設(shè)過程中開展了多項(xiàng)新型日光溫室節(jié)能增溫技術(shù)和新型材料的應(yīng)用試驗(yàn)示范，并取得較好的效果。

1 甘州區(qū)節(jié)能日光溫室保溫情況

甘州區(qū)夏季炎熱，冬季寒冷，從近5 a（年）的氣象情況看，最低氣溫達(dá)到-29.5 ℃，-27～-25 ℃的極端寒冷天氣幾乎每年都會出現(xiàn)，日最低氣溫在-25 ℃以下的天數(shù)一般年份在3～8 d（天），-20 ℃以下的天數(shù)一般年份在18～25 d（天）。而甘州區(qū)現(xiàn)在建造的普通二代節(jié)能日光溫室在加蓋普通草簾的情況下，當(dāng)冬季外界最低氣溫在-20～-18 ℃以上時(shí)，棚內(nèi)溫度可保持在8～12 ℃以上，當(dāng)外界最低氣溫在-24～-21 ℃時(shí)，棚內(nèi)溫度只能維持在5～8℃，當(dāng)外界最低氣溫在-25～-28 ℃時(shí)，棚內(nèi)溫度會降至-2～3 ℃。因此，甘州區(qū)節(jié)能日光溫室蔬菜冬季遭受低溫影響比較普遍，尤其是果菜類蔬菜如辣椒、西瓜等作物在12月和1月幾乎是停止生殖生長，其產(chǎn)量和品質(zhì)受到極大影響，嚴(yán)重影響了其經(jīng)濟(jì)效益。

2009～2012年，結(jié)合甘州區(qū)的氣候特點(diǎn)，甘州區(qū)經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站先后在張掖國家綠洲現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范區(qū)核心區(qū)甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)汪家堡村、陳家墩村、甘州區(qū)園藝場新建二代改進(jìn)型日光溫室110 座，增溫增產(chǎn)效果明顯。

2 新型日光溫室增溫的建造技術(shù)

2011年在張掖國家綠洲現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范區(qū)核心區(qū)甘州區(qū)園藝場新建二代改進(jìn)型9 m 跨度日光溫室2 座（棚長70 m，高4.2 m），采用了加厚墻體、使用先進(jìn)保溫材料、半地下式、增加覆蓋棉被厚度等增溫技術(shù)。經(jīng)觀測，2011年12月至2012年1月，當(dāng)外界最低氣溫在-20～-18 ℃時(shí)，棚內(nèi)最低溫度可保持在13～15 ℃，當(dāng)外界最低氣溫在-24～-21 ℃時(shí)，棚內(nèi)最低溫度可保持在10～12 ℃，當(dāng)外界最低氣溫在-27～-25 ℃時(shí)，棚內(nèi)溫度降至8～11 ℃，比普通二代溫室增溫5～10 ℃。

2.1 加厚溫室墻體 示范溫室后墻（土夯墻）厚度由普通二代節(jié)能日光溫室底寬2.2 m、頂寬1.3 m，增加到底寬3.2 m、頂寬2.2 m，側(cè)墻厚度由底寬2.5 m、頂寬1.1 m，增加到底寬3.5 m、頂寬2.0 m，采用該項(xiàng)技術(shù)后可提高溫室最低溫度2～3 ℃。

2.2 后屋面采用先進(jìn)保溫材料聚苯板覆蓋 普通溫室后屋面多采用麥草保溫，麥草保溫效果雖好，但容易腐朽，使用年限短，示范溫室后屋面用新型保溫材料10 cm 厚的聚苯板兩層交錯(cuò)鋪設(shè)保溫層，可有效提高溫室保溫效果。

2.3 采用半地下式建設(shè) 示范溫室采用地下0.5 m和地下1.0 m 兩種形式（棚內(nèi)耕作面低于棚外地平面0.5 m 和1.0 m），經(jīng)觀測，地下0.5 m 可提高溫室最低溫度1 ℃，地下1 m 可提高溫室最低溫度2 ℃。

2.4 增設(shè)防寒溝 示范溫室在前屋面前腳增設(shè)防寒溝，防寒溝深0.8 m，寬0.4 m，長度與棚長相同，溝內(nèi)填充8 cm 厚的新型保溫材料聚苯板，可有效提高溫室前沿溫度3～5 ℃。

2.5 增加覆蓋棉簾厚度 普通溫室覆蓋棉簾厚度一般在2～3 cm，示范溫室將覆蓋棉簾厚度增加到5 cm，可有效提高溫室最低溫度3～5 ℃。

3 新型日光溫室配套增溫技術(shù)

2009～2011年在張掖國家綠洲現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范區(qū)核心區(qū)黨寨鎮(zhèn)汪家堡村新建二代改進(jìn)型9 m 跨度日光溫室59 座（棚長65 m，高4 m），采用了溫室“三沼”技術(shù)配套、溫室墻體涂黑技術(shù)、“生物堆發(fā)酵”技術(shù)等溫室配套增溫技術(shù)。各項(xiàng)技術(shù)都取得一定的增溫效果。

3.1 溫室中“三沼”技術(shù)配套應(yīng)用 示范溫室一側(cè)增設(shè)地下沼氣池，在棚內(nèi)架設(shè)沼氣燈20 盞（每3 m架1 盞）。經(jīng)觀測，2011年12月至2012年1月，當(dāng)外界最低氣溫在-20 ℃以下時(shí)，夜間點(diǎn)燃沼氣燈，棚內(nèi)最低溫度可增加1～2 ℃。沼渣、沼液還可增加土壤肥力，促進(jìn)植物生長。采用該項(xiàng)技術(shù)每座溫室增加設(shè)施設(shè)備投入2 300 元，按使用期限10 a（年）折舊，每年折舊230 元，再加上每年500 元的添料及維護(hù)費(fèi)，年增加投入730 元。以2010年種植辣椒為例，經(jīng)測算采用該項(xiàng)技術(shù)每座溫室每年可增產(chǎn)9%，每棚增加收入2 400 元，減去730 元，年增加純收入1 870 元，投入產(chǎn)出比達(dá)到3.3。

3.2 溫室中墻體涂黑技術(shù)應(yīng)用 示范棚后墻和側(cè)墻內(nèi)表面用水泥加黑色顏料涂黑，可增強(qiáng)墻體吸熱能力，有效提高溫室溫度。經(jīng)觀測，溫室墻體涂黑可提高溫室溫度1～2 ℃。

3.3 溫室中“生物堆發(fā)酵”技術(shù)配套應(yīng)用 示范棚中利用作物秸稈、有機(jī)肥料在作物行間增設(shè)生物發(fā)酵反應(yīng)堆，通過秸稈和有機(jī)肥料生物發(fā)酵放出熱量提高棚溫。經(jīng)觀測，溫室“生物堆發(fā)酵”技術(shù)可提高溫室溫度2～3 ℃。采用該項(xiàng)技術(shù)每座溫室增加投入2 300 元，以2011年種植辣椒為例，經(jīng)測算采用該項(xiàng)技術(shù)每座溫室每年可增產(chǎn)16%，每棚增加收入4 800元，年增加純收入2 500 元，投入產(chǎn)出比達(dá)到2.1。

4日光溫室增溫栽培技術(shù)推廣應(yīng)用

2010～2012年在張掖國家綠洲現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范區(qū)核心區(qū)黨寨鎮(zhèn)陳家墩新建二代改進(jìn)型9 m 跨度日光溫室45 座（棚長65 m，高4 m），采用了“兩壟三膜”全膜覆蓋技術(shù)、行間覆草增溫技術(shù)等溫室栽培增溫技術(shù)。各項(xiàng)技術(shù)都取得一定的增溫效果。

4.1 日光溫室“兩壟三膜”全膜覆蓋技術(shù)推廣應(yīng)用示范棚積極推廣山東壽光“兩壟三膜”全膜覆蓋技術(shù)，其核心技術(shù)是改普通單壟雙行栽培為雙壟單行栽培，行距隨不同栽培作物調(diào)整，起寬窄行，在窄行之間做成淺溝，溝上用一幅膜架設(shè)地膜小拱棚，地膜邊緣壓在兩行苗的一側(cè)，在兩行苗的另一側(cè)分別覆兩幅地膜，形成“兩壟三膜”全膜覆蓋（圖1）。該方法提高地溫效果明顯，通過有效提高地溫來提高棚溫。經(jīng)測試采用該項(xiàng)技術(shù)可提高最低棚溫1～2 ℃，每座溫室增加投入670 元。以2011年種植辣椒為例，經(jīng)測算采用該項(xiàng)技術(shù)每座溫室每年可增產(chǎn)12%，每棚增加收入3 600 元，年增加純收入2 930 元，投入產(chǎn)出比達(dá)到5.4。

4.2 日光溫室行間覆草增溫技術(shù)推廣應(yīng)用 示范棚采用作物行間覆蓋5～8 cm 厚作物秸稈或腐熟有機(jī)肥料，不但可以白天蓄熱，夜晚放熱，有效提高棚溫，而且可減少地面水分蒸發(fā)，降低空氣濕度，降低溫室病害發(fā)生。經(jīng)測試，采用該項(xiàng)技術(shù)可提高棚溫2～3 ℃，每座溫室增加投入860 元。以2011年種植辣椒為例，采用該項(xiàng)技術(shù)每座溫室每年可增產(chǎn)10%，每棚增加收入3 000 元，年增加純收入2 140 元，投入產(chǎn)出比達(dá)到3.5。

圖1 辣椒兩壟三膜栽培方法