□ 胡永軍 潘子龍 趙志偉 田素波 李小剛
壽光下挖式日光溫室具有高、寬、大和深等特點(diǎn),但部分地區(qū)在使用和建造中出現(xiàn)相鄰溫室間距太小、栽培床下挖過(guò)深、后墻墻體內(nèi)側(cè)面太陡、后坡設(shè)置不到位等不良問題。壽光下挖式日光溫室是在科學(xué)利用太陽(yáng)能基礎(chǔ)上形成的農(nóng)業(yè)園藝設(shè)施,具有高、寬、大和深等特點(diǎn)。高,即溫室最高點(diǎn)高4~6m;寬,即溫室內(nèi)跨10~13m;大,即大后墻,后墻夯土而成,底寬4~6m,頂寬1.5~2.0m,高3.0~4.5m;深,即栽培床低于地平面0.4~1.2m。部分地區(qū)在建造壽光下挖式日光溫室時(shí),沒有從當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件出發(fā),照葫蘆畫瓢,結(jié)果出現(xiàn)了很多弊病,不僅縮短了溫室的使用壽命,降低了實(shí)用性,還對(duì)蔬菜的產(chǎn)量及質(zhì)量造成不良影響。在此,剖析當(dāng)前下挖式日光溫室建造中的誤區(qū)和不足,并推薦一些切實(shí)可行的解決方案,以利于指導(dǎo)生產(chǎn)。
1.1 表現(xiàn) 前后兩座相鄰溫室間距太小,有的不足2m。冬至前后,后排溫室前臉處蔬菜植株會(huì)因光照不充足而發(fā)生低溫障礙。
1.2 對(duì)策 前后兩座相鄰溫室間距的理論值,是由前一溫室最高點(diǎn)的高度和當(dāng)?shù)囟習(xí)r太陽(yáng)高度角所決定的。只有滿足理論值的條件下,前面的溫室才不會(huì)遮到后面的溫室。因?yàn)槎習(xí)r太陽(yáng)高度角最小,同樣的墻體對(duì)后面的地塊遮陰最多,所以必須以當(dāng)?shù)囟習(xí)r太陽(yáng)高度角來(lái)計(jì)算確定兩座前后相鄰溫室間不遮陰的最小距離。
以壽光為例,冬至?xí)r太陽(yáng)高度角為29.5°,其余切值為1.762。它表示前一個(gè)溫室最高點(diǎn)到后一個(gè)溫室最前端的距離與前一個(gè)溫室最高點(diǎn)的比值是1.762。所以兩相鄰溫室間不遮陰的最小距離=(前一溫室最高點(diǎn)的高度)×1.762-(前一溫室最高點(diǎn)到北墻體外沿的垂直距離)。即假如前面溫室的最高點(diǎn)(包含草苫)的高度是6m,前面溫室最高點(diǎn)到北墻體外沿的垂直距離是5m。那么建造溫室時(shí)兩座相鄰溫室間不遮陰的最小距離為6×1.762-5=5.572m。
2.1 表現(xiàn) 近幾年不少地方的菜農(nóng)為了追求高效益,不斷加大投入建造壽光下挖式日光溫室的高度,使溫室越建越高(有的甚至超過(guò)6m),大大增加了溫室墻體的用土量,導(dǎo)致需要在溫室內(nèi)大量取土堆砌墻體,栽培床下挖也越來(lái)越深,有的地方甚至出現(xiàn)栽培床下挖達(dá)2m之多的地窖式日光溫室。
溫室栽培床下挖過(guò)深不利于蔬菜生長(zhǎng)。一是造成靠近溫室前底腳處出現(xiàn)較長(zhǎng)的遮陰區(qū)。冬春季溫室前臉處見不到太陽(yáng)光,蔬菜會(huì)因溫度特別是地溫過(guò)低而發(fā)生低溫障礙,如黃瓜葉片黃化,不生新根,植株細(xì)弱不伸展。二是建造溫室時(shí)把耕作層的熟化土壤堆砌墻體后,栽培床變成生土層,土壤有機(jī)質(zhì)含量低,有益微生物嚴(yán)重匱乏,通氣孔隙度小,通氣性差,如果不加以改良,不利于當(dāng)季蔬菜生長(zhǎng)。
溫室下挖過(guò)深,對(duì)于地下水位較淺的地區(qū)更不適合。雨季溫室內(nèi)很容易發(fā)生內(nèi)澇,種植的蔬菜易發(fā)生漚根、植株死亡現(xiàn)象。
2.2 對(duì)策 日光溫室內(nèi)跨為9~12m的栽培床通常下挖0.5~1.2m為宜。墻體用土既要從溫室內(nèi)挖取,又要從溫室前空地挖取,如溫室內(nèi)下挖深1.1m,溫室前底腳外空地一般下挖0.5m以上。這樣建造溫室,可使溫室栽培床相對(duì)下挖深度不足0.6m(圖1),減少遮陰區(qū)面積,同時(shí)又不降低溫室的保溫性能。另外,要根據(jù)地下水位深淺,建造適宜下挖深度的日光溫室,對(duì)于一些地下水位淺的地區(qū),不可建造半地下式日光溫室,而應(yīng)直接在地表建造。
圖1 下挖式日光溫室前臉
對(duì)于那些已投入使用的下挖過(guò)深的溫室:一是在確保溫室整體牢固性不變的前提下,將溫室前底腳外側(cè)空地二次下挖,減少遮陰區(qū)面積。二是將水渠和人行道由溫室北端改設(shè)在室內(nèi)最南端,而將蔬菜定植到溫室后墻內(nèi)沿,合理利用溫室內(nèi)空間。
對(duì)于栽培床易發(fā)生內(nèi)澇的日光溫室:一是蔬菜種植要起大高壟(高30~40cm),增加土壤耕作層厚度,避免澇根、漚根。二是要在溫室后墻后部空地下挖深坑(溝),降低溫室內(nèi)的地下水位。
3.1 表現(xiàn) 后墻墻體內(nèi)側(cè)面太陡,有的甚至無(wú)坡度,墻體內(nèi)側(cè)面垂直地面。這樣,減少了墻體的有效吸熱面積,降低了白天墻體的蓄熱量,溫室內(nèi)夜溫易受影響,不利于蔬菜的正常生長(zhǎng)和發(fā)育。據(jù)山東省壽光蔬菜產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司調(diào)查,后墻內(nèi)側(cè)坡度對(duì)棚室夜溫影響較大,同樣內(nèi)跨和高度的溫室,隨后墻內(nèi)側(cè)坡度增大,室內(nèi)夜溫提高,內(nèi)側(cè)墻面與地面傾斜角為75°~85°的溫室平均夜溫較墻體垂直的溫室高0.5~1.1 ℃。同時(shí),墻體內(nèi)側(cè)面有坡度,呈梯形,可增加溫室的牢固性。
3.2 對(duì)策 堆砌好溫室墻體后,用挖土機(jī)在溫室內(nèi)進(jìn)行“切墻”,使得墻體的縱切面為梯形,內(nèi)側(cè)面與地面傾斜角為75°~85°。為了提高溫室內(nèi)的光照條件,東西山墻切制時(shí),除了溫室坐北朝南偏西5°~10°外(以山東壽光為例),還可在堆砌墻體時(shí)向東或向西分土,使得東山墻或西山墻分別偏外10°,后墻內(nèi)沿東西跨度比前底腳寬小1.6~2.2m,使溫室前底腳呈簸箕口狀。
4.1 表現(xiàn) 有不少菜農(nóng)為降低日光溫室建造成本,不設(shè)置后坡,無(wú)后砌柱增加溫室的高度,而將拱桿和墊桿直接搭在了溫室的后墻頂上,建成了無(wú)后坡溫室,導(dǎo)致溫室的保溫及通風(fēng)效果降低。
建造日光溫室不設(shè)置后坡有很多缺點(diǎn):①降低溫室前屋面的拱度。拱度降低,導(dǎo)致前屋面后半部較平,一方面棚膜內(nèi)側(cè)形成的水膜難以順膜面向下流滴,而會(huì)直接從棚膜上滴下來(lái),起不到無(wú)滴膜的效果。另一方面若拱度過(guò)小,冬季遇降雪天氣時(shí),會(huì)造成清掃困難,而設(shè)置后坡可加大溫室前坡面的拱度,有利于積雪自然下滑。②減少溫室的貯熱載體和空間,導(dǎo)致溫室內(nèi)的儲(chǔ)熱量降低,而溫室的棚膜散熱面積有所增加,溫室的保溫性隨之降低。③通風(fēng)效果差。通風(fēng)時(shí)溫室內(nèi)濕熱的空氣會(huì)沿棚膜向上流動(dòng),從而排出室外,當(dāng)溫室無(wú)后坡時(shí),由于頂風(fēng)口處較平,一部分濕熱空氣越過(guò)頂風(fēng)口而流到草苫(保溫被)底部,導(dǎo)致濕熱空氣冷卻下沉,再次回流到溫室中。而溫室設(shè)置后坡后就不會(huì)出現(xiàn)這種情況,因?yàn)楹笃挛菝娴淖钃酰瑵駸峥諝庠诹鲃?dòng)過(guò)程中只能從頂風(fēng)口排出,不會(huì)再次回流到溫室內(nèi),有利于溫室排濕。
4.2 對(duì)策 溫室設(shè)置后坡,按后坡屋面仰角38°~45°進(jìn)行設(shè)置。確定溫室的建造高度后,后砌柱按照仰角(38°~45°)搭靠在溫室內(nèi)最北側(cè)的立柱上。因?yàn)闇厥液笃挛菝嬉惺懿萆患昂笃赂餐恋闹亓?,所以在后坡屋面上設(shè)置的鋼絲要密一些,可按間距10~12cm布置直徑為4mm的鋼絲,將其固定在溫室東西兩側(cè)預(yù)先埋好的地錨上,抻緊,再用12號(hào)鐵絲將鋼絲與后砌柱捆綁連成一體。在鋼絲上鋪1層與后坡屋面等寬的反光膜;再在反光膜上鋪1層薄膜,沿著溫室后墻平面向后坡屋面鋪設(shè),寬度是后坡屋面寬的2.5~3.0倍;再將稻草、玉米秸稈或葦箔、草苫等鋪在薄膜之上,然后把寬出的薄膜從后坡屋面頂部折回,將草苫等完全包裹起來(lái),再覆土、壓實(shí)。
后坡寬度的設(shè)置要綜合考慮當(dāng)?shù)鼐暥群蜏厥业目缍龋本?4°~38°,天氣寒冷程度較差,后坡寬度可適當(dāng)小一些;38°以北地區(qū)后坡寬度大一些,以增強(qiáng)溫室的保溫性能。內(nèi)跨8~10m的日光溫室,可設(shè)置長(zhǎng)1.2~2.0m的短后坡,增加日光溫室的采光面積;內(nèi)跨大于10m的日光溫室,可設(shè)置2.5m以上的長(zhǎng)后坡,在保證前坡有足夠采光面的同時(shí),增加日光溫室的保溫性。
5.1 表現(xiàn) 立柱全部豎直埋設(shè),沒有設(shè)置一定的傾斜角度,導(dǎo)致日光溫室的承載力降低,立柱容易在過(guò)重的壓力下向后下方傾斜或斷裂。遇暴雪時(shí)溫室易被壓倒坍塌。
5.2 對(duì)策 目前建造的日光溫室,因?yàn)閮?nèi)跨較大,溫室內(nèi)從南北向依次埋設(shè)5~6排立柱。以山東壽光地區(qū)5排立柱的溫室為例說(shuō)明立柱的埋設(shè)方法。
溫室前底腳斜坡處的立柱,按照前底腳斜坡土層的傾斜角度埋設(shè)。溫室前部拱度較大,棚面的重力向溫室的后下方壓,按照前底腳斜坡土層的傾斜角度埋設(shè),有利于保護(hù)前底腳斜坡土層和增強(qiáng)立柱的承重能力;溫室前的第2排立柱要向南傾斜2°~3°埋設(shè),使立柱與其上部拱桿接觸面積更大,有利于其增加承重;中間的一排立柱,應(yīng)豎直埋設(shè);第4排立柱向北傾斜1°~2°埋設(shè);離溫室后墻最近的立柱向北傾斜埋設(shè),該立柱要將溫室的后砌柱頂住,承擔(dān)著后坡的載重,傾斜角度須足夠大,一般向北傾斜5°~10°(圖2)。
圖2 下挖式日光溫室番茄生產(chǎn)
6.1 表現(xiàn) 對(duì)于新建的下挖式日光溫室,其后墻的外表層土壤較為疏松,如果不能及時(shí)做好防水處理,遇大雨時(shí)會(huì)很容易被沖刷或沖塌。
6.2 對(duì)策 在平整好后屋面土層后,使用一整幅塑料薄膜覆蓋后墻外墻體。新舊塑膜均可,使用舊塑膜時(shí),破損的地方要用帶膠膜粘補(bǔ),覆蓋2層,保證雨、雪水不能滲透。之后,再在塑料薄膜之上,加蓋一層防曬材料(如無(wú)紡布)。最后,溫室墻頂和后墻外沿底部?jī)商幐鳀|西向拉根鋼絲將其固定,在這兩根鋼絲之間再沿東西方向均勻拉2~3條根鋼絲作進(jìn)一步固定。