甘肅省日光溫室通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、問題與對策

宋明軍+邱仲華

肅省地處黃土高原、青藏高原和蒙古高原交匯區(qū)，深居內(nèi)陸，冬春雨雪稀少，氣候干燥，氣溫日較差大，光照時間長，太陽輻射強(qiáng)，大部分地區(qū)適宜日光溫室生產(chǎn)。甘肅省日光溫室生產(chǎn)從1991年開始起步，在農(nóng)業(yè)部的精心指導(dǎo)和甘肅省委省政府強(qiáng)有力的組織領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過20多年的發(fā)展，已成為西北日光溫室冬春蔬菜生產(chǎn)的供應(yīng)中心，為保證冬春鮮菜供應(yīng)、增加農(nóng)民收入、安排城鄉(xiāng)就業(yè)、節(jié)能減排等作出了貢獻(xiàn)。

作為日光溫室的核心技術(shù)之一，通風(fēng)技術(shù)具有調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度、CO2濃度及氣流速度等功能，可為蔬菜等園藝作物創(chuàng)造優(yōu)良的生長條件。甘肅省日光溫室通風(fēng)技術(shù)由簡單模仿、不斷改進(jìn)到研究創(chuàng)新，技術(shù)水平逐步提高完善，為全省日光溫室持續(xù)高效發(fā)展提供了技術(shù)支撐。但是總體來看甘肅省日光溫室通風(fēng)技術(shù)裝備簡陋，機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，通風(fēng)效果不理想。通風(fēng)性能不好的日光溫室降溫困難，特別是在1月份晴天中午，溫室內(nèi)氣溫可達(dá)40℃以上，有時接近50℃，嚴(yán)重阻礙了日光溫室的正常生產(chǎn)。為了進(jìn)一步提升甘肅省日光溫室通風(fēng)技術(shù)，筆者介紹了全省日光溫室通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，剖析了主要通風(fēng)技術(shù)及存在的問題，并提出了今后發(fā)展的對策。

日光溫室通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)展歷程

甘肅省高效節(jié)能日光溫室于1991年的12.5畝（0.83 hm2）[1]起步，主要引進(jìn)遼寧海城和瓦房店的日光溫室結(jié)構(gòu)，為了保溫的需要，主要強(qiáng)調(diào)屋脊頂通風(fēng)，而且通風(fēng)口設(shè)置較小，大多溫室通風(fēng)口的寬度設(shè)置在0.5～1 m以內(nèi)，全部依靠人工進(jìn)行通風(fēng)口的開關(guān)。隨著對節(jié)能日光溫室結(jié)構(gòu)的不斷研究和改進(jìn)，1997年前后，甘肅省科研部門提出了第二代節(jié)能日光溫室，針對第一代節(jié)能日光溫室通風(fēng)口普遍偏小、通風(fēng)效果不好等問題，在第二代節(jié)能日光溫室的設(shè)計上，強(qiáng)調(diào)頂通風(fēng)口寬度為1～1.5 m，溫室調(diào)控能力有所增強(qiáng)，這個階段研制的簡易拉繩式通風(fēng)裝備在溫室上有所應(yīng)用，但底通風(fēng)的重要性還沒有在溫室設(shè)計和應(yīng)用中體現(xiàn)，在高溫季節(jié)采取臨時揭開溫室底部棚膜進(jìn)行通風(fēng)。

2000年以來，甘肅省日光溫室迎來大發(fā)展時期，日光溫室面積由20萬畝（1.3萬hm2）[2]發(fā)展到目前的78萬畝（5.2萬hm2）[3]，日光溫室電動卷簾、卷膜、臨時加溫、節(jié)水灌溉及環(huán)境自動控制等設(shè)備逐漸在溫室中應(yīng)用，溫室結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，研究出適合甘肅省氣候特點的西北型節(jié)能日光溫室。2013年，相關(guān)部門制定了《土墻立柱型節(jié)能日光溫室建造技術(shù)規(guī)程》、《磚包土墻無立柱型節(jié)能日光溫室建造技術(shù)規(guī)程》和《非耕地空心砌塊墻體無立柱型節(jié)能日光溫室建造技術(shù)規(guī)程》3個甘肅省溫室建造標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了甘肅省日光溫室的建設(shè)，明確了溫室頂通風(fēng)口寬度為1.5～1.8 m，底通風(fēng)口寬度為0.8～1 m。溫室建造標(biāo)準(zhǔn)在白銀市實施后，1月份8 m跨度日光溫室晚間最低溫度可維持在12℃以上，10 m跨度的日光溫室晚間最低溫度基本可維持在11℃以上，日光溫室環(huán)境調(diào)控能力得到進(jìn)一步提高。2014年，甘肅省設(shè)施蔬菜收益可達(dá)0.8～1.2 萬元/667m2以上，有的甚至可達(dá)3 萬元/667m2，比2000 年增長了30%[4]，設(shè)施蔬菜的產(chǎn)量及收益明顯提高。

主要通風(fēng)技術(shù)

◆ 屋脊通風(fēng)

屋脊扒縫 甘肅省日光溫室最常用的一種通風(fēng)方法是屋脊扒縫，溫室棚膜安裝時采用大小膜的方法，小片膜安裝于屋脊風(fēng)口位置，大片膜安裝在棚面上，大小片膜進(jìn)行搭接，通過向后扒開小片棚膜進(jìn)行通風(fēng)（圖1）。早期的日光溫室也有將小片膜向前推進(jìn)行通風(fēng)的方法，操作更加費力，通風(fēng)量較小，目前已不使用。這種扒縫通風(fēng)方法完全依靠人工方式進(jìn)行操作，比較費時費力。

屋脊拉膜通風(fēng) 針對扒縫通風(fēng)費工費力等問題，總結(jié)設(shè)計了通過在溫室內(nèi)部應(yīng)用拉桿和拉繩操作拉開通風(fēng)口，適當(dāng)?shù)毓?jié)省了人力，降低勞動強(qiáng)度。拉桿通風(fēng)就是在棚內(nèi)用帶勾的竹桿拉開風(fēng)口，另一種半機(jī)械化省力通風(fēng)裝置是用拉繩通風(fēng)，其特點是人在溫室內(nèi)部，應(yīng)用拉膜拉繩，就可以打開通風(fēng)口。主要結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向輪和拉繩，通過拉動拉繩的兩端打開或關(guān)閉通風(fēng)口（圖2）。

屋脊卷膜通風(fēng) 近年來，隨著電動或手動卷膜設(shè)備的推廣應(yīng)用，甘肅省部分日光溫室已經(jīng)使用卷膜器進(jìn)行溫室通風(fēng)（圖3）。這種通風(fēng)方式采用卷膜器卷動卷軸進(jìn)行通風(fēng)口的整體開關(guān)，明顯提高了勞動效率。電動卷膜器還可和溫室自動控制設(shè)備結(jié)合，實現(xiàn)日光溫室的自動化通風(fēng)。

屋脊開窗通風(fēng) 這種通風(fēng)方式在甘肅省應(yīng)用較少，主要用于陽光板日光溫室，是通過減速電機(jī)卷動卷軸上的齒輪，推動齒條打開頂通風(fēng)窗（圖4），由于使用成本較高，一般塑料薄膜日光溫室不采用這種方式通風(fēng)。

◆ 溫室底通風(fēng)

早期日光溫室在高溫季節(jié)，底通風(fēng)主要采用直接揭起前底角的棚膜進(jìn)行通風(fēng)，前底角一般埋在土里，揭起和關(guān)閉很不方便，而且容易漏風(fēng)，傷害前排作物，后來還采用前底角上下2片棚膜扒縫通風(fēng)，上片棚膜容易滑下關(guān)閉風(fēng)口，操作起來不方便。近年來使用卷膜器進(jìn)行前底角通風(fēng)，通風(fēng)口下安裝一片50 cm高的擋風(fēng)棚，有效防止了底角冷風(fēng)侵入，卷膜器可整體卷放通風(fēng)口（圖5），通風(fēng)效率明顯提高。

◆ 墻體通風(fēng)

在甘肅省日光溫室早期引進(jìn)和學(xué)習(xí)時期，借鑒外省的通風(fēng)經(jīng)驗，部分地區(qū)日光溫室采用在后墻體或后屋面上開窗通風(fēng)的方法（圖6）。由于通風(fēng)面積小，通風(fēng)位置不合理，造成通風(fēng)效果不佳，還因為甘肅省冬季氣候寒冷，對墻體保溫和蓄熱的要求很高，而墻體開窗通風(fēng)的方法不利于墻體的保溫和蓄熱，且通風(fēng)量有限，此種方法目前已不再使用。

◆ 自動控制設(shè)備的應(yīng)用

近年來，隨著實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的需要，農(nóng)村剩余勞動力持續(xù)減少，對溫室自動控制設(shè)備的研制加快，并且在生產(chǎn)中逐漸得到應(yīng)用，部分科技示范溫室的通風(fēng)實現(xiàn)了自動控制。這些控制設(shè)備主要還是采取溫度控制的方法，通過設(shè)定溫室溫度控制的上下限，進(jìn)行通風(fēng)口的開關(guān)，但是這些自動控制的精度和使用的可靠性，還有待提高和完善，以滿足不同種植用戶的需求。

存在的主要問題

開展溫室通風(fēng)技術(shù)的研究較少

因甘肅省多數(shù)地區(qū)冬季氣溫較低，在日光溫室研究方面，只注重溫室的冬季保溫，對保溫方式研究較多。但甘肅省光照條件充足，氣溫日較差大，開展溫室通風(fēng)技術(shù)的研究較少，往往造成沒有科學(xué)依據(jù)的指導(dǎo)生產(chǎn)，生產(chǎn)中盲目設(shè)置通風(fēng)口大小。

日光溫室通風(fēng)方法的應(yīng)用不規(guī)范

甘肅省目前大多數(shù)溫室還是僅采用屋脊扒縫通風(fēng)，底通風(fēng)口設(shè)置較少，沒有根據(jù)甘肅省各地的氣候特點設(shè)置通風(fēng)方式。在具體應(yīng)用方面，有些地區(qū)的農(nóng)戶為了操作方便，將頂通風(fēng)膜和保溫被連接在一起（圖8），卷起保溫被的同時打開通風(fēng)口，但要關(guān)閉通風(fēng)口時必須放下保溫被，對溫室的采光影響很大，不利于后排作物的生長。

機(jī)械化、智能化通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用較少

近年來，雖然卷膜設(shè)備和自動控制設(shè)備在日光溫室上有所應(yīng)用，但是總體使用量較小，簡易通風(fēng)裝置也存在操作故障較多等問題，日光溫室的環(huán)境調(diào)控技術(shù)和手段還有待進(jìn)一步提高。

發(fā)展的思路和對策

推廣機(jī)械化省力通風(fēng)設(shè)備，降低勞動強(qiáng)度

通過推廣應(yīng)用溫室機(jī)械化省力設(shè)備，提高勞動生產(chǎn)率，增加人均溫室生產(chǎn)面積和收入，是解決當(dāng)前勞動力缺乏的一種途徑。各地可根據(jù)投資能力，選用半機(jī)械化省力通風(fēng)裝置或卷膜通風(fēng)設(shè)備，逐步提高日光溫室管理水平。

規(guī)范溫室通風(fēng)技術(shù)和方法，指導(dǎo)生產(chǎn)實際

甘肅省地域狹長，氣候類型多樣，在溫室通風(fēng)技術(shù)上，應(yīng)該考慮各地的氣候條件，分區(qū)設(shè)計。在冬季氣候寒冷，低溫持續(xù)時間較長地區(qū)（甘南高原），盡量利用屋脊通風(fēng)的方式進(jìn)行溫室環(huán)境調(diào)控，在光照充足，氣溫條件較好地區(qū)（中部沿黃灌區(qū)），需采取冬季屋脊頂通風(fēng)，其他季節(jié)溫室頂通風(fēng)和底通風(fēng)配合使用，有效調(diào)節(jié)溫室環(huán)境溫度，并且對合理的通風(fēng)量進(jìn)行研究，指導(dǎo)生產(chǎn)應(yīng)用。

研制自動控制設(shè)備，精確控制溫室環(huán)境

在日光溫室通風(fēng)應(yīng)用方面，目前甘肅省基本都是人工操作，受人為因素影響大，通風(fēng)量和通風(fēng)時間都沒有保障。這就需要研制或引進(jìn)自動通風(fēng)控制技術(shù)，逐漸推廣應(yīng)用智能化控制設(shè)備，做到精確通風(fēng)控制，提高溫室環(huán)境調(diào)控水平，為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收提供技術(shù)保障。

加大政府引導(dǎo)、支持力度

建議各級農(nóng)業(yè)、科技、財政等有關(guān)部門組織開展日光溫室通風(fēng)技術(shù)與設(shè)備的研究、示范和推廣普及工作，爭取把日光溫室通風(fēng)設(shè)備同卷簾機(jī)一樣納入農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼范圍，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋明軍.甘肅省日光溫室建設(shè)中存在的問題及對策淺析[J].甘肅科技，2005，21（1）：14-26.

[2] 趙麗玲，趙貴賓.甘肅省設(shè)施蔬菜生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展措施[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2014（2）：52-55.

[3] 王朝霞.設(shè)施蔬菜在甘肅省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中地位突出[N] . 甘肅日報，2014-12-04.

[4] 甘肅省經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站. 甘肅省蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2015 （10）：12-13.

作者簡介：宋明軍（1969-），男，甘肅平?jīng)鋈?，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境與工程技術(shù)研究。

*通信作者：邱仲華（1943-），男，重慶人，研究員，主要從事設(shè)施蔬菜科學(xué)研究與技術(shù)推廣工作。