福建設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚適用棚型集成推廣

徐 磊

（福建省種植業(yè)技術(shù)推廣總站，福建福州 350003）

福建省針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，優(yōu)化集成智能溫控大棚、立柱式大棚、避雨大棚、插地式拱棚、鋸齒型溫控大棚、雙層覆蓋立柱式大棚、多層覆蓋拱棚等7 種棚型，廣泛應(yīng)用于蔬菜、果樹、花卉、中藥材等生產(chǎn)，推廣總面積約2 萬hm2。

為全面推進(jìn)實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，福建省圍繞“智慧農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、品牌農(nóng)業(yè)”，加快園藝產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，充分利用蔬菜等設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)氣候好、區(qū)位佳、季節(jié)異、民資足、效益高等資源和生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，將設(shè)施農(nóng)業(yè)作為發(fā)展特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要抓手。但作為新興產(chǎn)業(yè)，福建設(shè)施農(nóng)業(yè)在發(fā)展過程中不可避免存在一系列問題，如總體發(fā)展水平不高，配套設(shè)施裝備水平不高，適宜模式有待進(jìn)一步研發(fā)等，影響其可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡和不充分現(xiàn)狀下的增效需求、擺脫災(zāi)害性天氣限制的降損需求、提高綠色高質(zhì)高效生產(chǎn)的優(yōu)品需求、推動(dòng)輕簡(jiǎn)化智能化的節(jié)本需求等當(dāng)下現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求也亟待解決。為此，從2013 年以來，福建省種植業(yè)技術(shù)推廣總站組織相關(guān)單位實(shí)施“福建設(shè)施農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)高效生產(chǎn)模式研究與推廣”項(xiàng)目，應(yīng)用管型、結(jié)構(gòu)、組配件、棚型等研究成果，針對(duì)不同地區(qū)蔬菜、果樹、花卉等設(shè)施園藝作物種植需求，以抗臺(tái)風(fēng)、防寒保溫、避雨、降濕、降溫等為目標(biāo)，優(yōu)化集成了適用于福建省的7 種棚型，包括智能溫控大棚、立柱式大棚、避雨大棚、插地式拱棚、鋸齒型溫控大棚、雙層覆蓋立柱式大棚、多層覆蓋拱棚，廣泛應(yīng)用于蔬菜、果樹、花卉、中藥材等生產(chǎn)，推廣總面積約2 萬hm2，加快了設(shè)施大棚升級(jí)換代和園藝產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，成效顯著，項(xiàng)目獲全國(guó)農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎(jiǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣成果獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。現(xiàn)將7 種棚型的結(jié)構(gòu)、主要建造技術(shù)參數(shù)、適用范圍以及推廣應(yīng)用成效等介紹如下。

1 智能溫控大棚

1.1 結(jié)構(gòu)及主要建造技術(shù)參數(shù) 主要針對(duì)福建省環(huán)境濕度大、春末夏初和夏秋季節(jié)氣溫高而冬春季節(jié)遇極端低溫農(nóng)作物又易受凍害的氣候特點(diǎn)，以及人工成本日益高漲的現(xiàn)狀，優(yōu)化集成智能溫控大棚（圖1）。建造用材和工藝參數(shù)：棚體高度不低于4.6 m，肩高不低于3 m。主立柱方管≥80 mm × 60 mm × 2 mm 或50 mm × 100 mm × 2 mm，柱距≤4 m，主立柱采用≥C20 砼50 cm × 50 cm × 60 cm 點(diǎn)式獨(dú)立基礎(chǔ)。拱管圓管≥32 mm × 1.5 mm，縱梁、橫梁方管≥50 mm × 50 mm × 2 mm 或60 mm × 40 mm × 2 mm。溫室外遮陽幕沿屋脊平行布置，距溫室垂直距離0.5 m，遮陽材料為透光率低的圓絲遮陽網(wǎng)，能阻止多余的太陽輻射進(jìn)入溫室，遮光率達(dá)75%～85%。每排柱頂架設(shè)聯(lián)系梁32 mm × 1.5 mm。天溝采用壁厚≥1.5 mm 的熱浸鍍鋅水槽。主要管材均采用熱浸鍍鋅管，焊接構(gòu)件先焊接后鍍鋅處理，現(xiàn)場(chǎng)組裝采用熱鍍鋅螺栓螺帽連接或M5 自攻螺栓緊固（以下其余棚型均為如此）。配備濕簾風(fēng)機(jī)系統(tǒng)或頂部噴淋等降溫系統(tǒng)、電動(dòng)內(nèi)外遮陽系統(tǒng)、自動(dòng)水肥一體化設(shè)施、電動(dòng)開窗系統(tǒng)等。此外，部分示范基地還配建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能自動(dòng)化操控。同時(shí)，針對(duì)沿海地區(qū)夏秋季臺(tái)風(fēng)頻發(fā)的問題，大棚兩側(cè)每根立柱均要向外斜拉1 條抗風(fēng)鋼絲繩或鋼絞線，若條件允許可采用抗風(fēng)斜支撐鋼管，或在大棚四周增設(shè)副立柱、主立柱上加拉桿支撐、棚頭棚尾兩側(cè)增加八字撐。

智能溫控大棚的優(yōu)點(diǎn)是智能化控溫控濕、便于機(jī)械化操作，可實(shí)現(xiàn)周年生產(chǎn)。部分地區(qū)冬春季節(jié)寒流侵襲時(shí)，夜間棚內(nèi)溫度可提高3～5 ℃；降低病蟲害發(fā)生幾率；夏秋高溫季節(jié)降溫性能、抗臺(tái)風(fēng)性能強(qiáng)，多地實(shí)踐證明，該棚型春季梅雨季節(jié)可有效控制濕度，通?？傻钟?2～14 級(jí)臺(tái)風(fēng)，在配備外遮陽條件下棚內(nèi)溫度可降低10 ℃左右。缺點(diǎn)是造價(jià)偏高，每667 m2造價(jià)通常在12 萬～20 萬元，推廣規(guī)模受限。

1.2 適用范圍及推廣應(yīng)用成效 項(xiàng)目實(shí)施前智能溫控大棚在福建省推廣面積不足33.3 hm2，僅用于蔬菜育苗以及高價(jià)值花卉和中藥材生產(chǎn)，經(jīng)過8 年多推廣，目前該棚型已建設(shè)逾1 333.3 hm2。主要推廣地區(qū)為閩江口以南沿海高優(yōu)設(shè)施蔬菜優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)帶以及各主產(chǎn)縣的主要生產(chǎn)基地等，主要用于蔬菜、花卉、中藥材等設(shè)施生產(chǎn)，少量用于蔬菜、花卉、果樹、中藥材等集約化育苗。

2 立柱式大棚

2.1 結(jié)構(gòu)及主要建造技術(shù)參數(shù) 針對(duì)福建省環(huán)境濕度大、用工成本高的現(xiàn)狀，優(yōu)化集成立柱式大棚（圖2）。建造用材和工藝參數(shù)：棚體高度不低于3.5m，肩高不低于2 m。四周采用水泥柱或熱浸鍍鋅方管或圓管作為立柱支撐，立柱方管≥60 mm ×40 mm × 2 mm 或50 mm × 50 mm × 2 mm，圓管≥60 mm × 2 mm，水 泥 立 柱 外 徑≥110 mm × 110 mm，柱距≤3 m。肩管方管≥40 mm × 40 mm × 1.8 mm；圓管≥47 mm × 1.8 mm。鋼管立柱大棚拱管圓管≥32 mm × 1.5 mm，跨度6 m 的大棚拱管圓管≥25 mm × 1.5 mm；水泥立柱大棚拱管圓管≥32 mm × 1.2 mm 或≥25 mm × 1.4 mm。

臺(tái)風(fēng)影響較小的山區(qū)可適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)：立柱方管≥40 mm × 40 mm × 2 mm，圓管≥47 mm × 2 mm，其中跨度6 m 的大棚圓管≥42 mm × 2 mm；水泥立柱外徑≥100 mm × 100 mm。柱距≤3 m。肩管方管≥40 mm × 40 mm × 1.5 mm，圓管≥40 mm × 1.5 mm。拱管圓管≥25 mm × 1.2 mm，其中跨度6 m 的大棚拱管圓管≥22 mm × 1.2 mm。

主要材料均采用熱浸鍍鋅管。棚內(nèi)配套水肥一體化設(shè)施，大棚四周或頂部開窗，棚兩側(cè)的每根立柱均要向外斜拉1 條抗風(fēng)鋼絲繩或鋼絞線。通過改進(jìn)棚型結(jié)構(gòu)，寒流天氣棚內(nèi)夜間溫度可提高3 ℃左右，可抵御12 級(jí)左右臺(tái)風(fēng)，較好實(shí)現(xiàn)了基本控制溫濕度、便于微型機(jī)械作業(yè)、農(nóng)藝操作空間大、水肥藥一體化等功能，達(dá)到農(nóng)藝操作輕簡(jiǎn)化、建設(shè)投入低、產(chǎn)出高等目的，每667 m2造價(jià)通常在2 萬～4萬元，易于大規(guī)模推廣；缺點(diǎn)是大棚內(nèi)光照、溫度、濕度等主要環(huán)境因子不易智能化操控。

2.2 適用范圍及推廣應(yīng)用成效 立柱式大棚性價(jià)比高，發(fā)展快，6 年多來福建省共建設(shè)或改造標(biāo)準(zhǔn)立柱式大棚超過5 333.3 hm2，主要用于蔬菜生產(chǎn)，少量用于水果、花卉和中藥材等生產(chǎn)。

3 避雨大棚

3.1 結(jié)構(gòu)及主要建造技術(shù)參數(shù) 針對(duì)福建省雨水多的特點(diǎn)，優(yōu)化集成避雨大棚（圖3）。建造用材和工藝參數(shù)：棚體高度不低于3 m，肩高不低于2 m，順夏季風(fēng)向或坡向建棚。立柱圓管≥47 mm ×1.8 mm；水泥立柱外徑≥90 mm × 90 mm。立柱間距≤3 m。縱梁圓管≥40 mm × 1.8 mm。拱管圓管≥20 mm × 1.2 mm，至少拉1 根縱向拉桿。肩管、拱管、拉桿采用套管連接，肩管上的拱桿套樁用16 mm 螺紋鋼焊接，底部彎曲成87°的圓弧形。肩管用48 mm × 1.8 mm 套管連接，8 mm 螺栓固定?？v向拉桿用18 mm 螺紋鋼材連接，液壓器固定。

主體骨架與地面接觸材料采用熱浸鍍鋅管。棚內(nèi)配套滴灌等節(jié)水灌溉系統(tǒng)。大棚四周不設(shè)棚膜圍擋或安裝手動(dòng)卷膜器，晴天卷起棚兩側(cè)薄膜。為提高抗風(fēng)、抗暴雨性能，棚兩側(cè)每根立柱均向外斜拉1 條抗風(fēng)鋼絲繩或鋼絞線，棚內(nèi)立柱之間用鋼絲繩橫向連接，并與地鉤拉緊。

避雨大棚每667 m2造價(jià)通常在1 萬～2 萬元，優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)成本低，可避雨從而減少農(nóng)藥使用，提高產(chǎn)品品質(zhì)，并有一定的保溫作用，但夏秋季節(jié)受臺(tái)風(fēng)影響較大，嚴(yán)格設(shè)置抗風(fēng)繩情況下可抵御10～12 級(jí)臺(tái)風(fēng)。

3.2 適用范圍及推廣應(yīng)用成效 截至目前，福建省建設(shè)或改造標(biāo)準(zhǔn)鋼架避雨大棚約666 6.7 hm2，主要在閩東地區(qū)、閩西北和閩西山區(qū)以及主要休閑采摘基地推廣，主要用于設(shè)施葡萄避雨栽培，少量用于葉菜類蔬菜避雨栽培。

4 插地式拱棚

4.1 結(jié)構(gòu)及主要建造技術(shù)參數(shù) 主要針對(duì)福建省雨水多的特點(diǎn)，將普通單拱棚改進(jìn)為插地式拱棚（圖4）。建造用材和工藝參數(shù)：棚體高度不低于2.5 m，棚寬6～9 m。棚寬7 m 以下時(shí)拱管≥25 mm ×1.2 mm，棚寬大于7 m 時(shí)拱管≥32 mm × 1.2 mm。頂部縱向拉桿≥20 mm × 1.2 mm，拱管間距≤1.2 m。棚頭棚尾兩側(cè)各增加1 根≥25 mm × 1.2 mm 的斜拉撐。肩部可采用弧形連接夾連接，以增加兩側(cè)空間。

插地式拱棚優(yōu)點(diǎn)：配備滴灌等節(jié)水灌溉系統(tǒng)；具有一定保溫性能，在夜間棚外極端低溫0 ℃以上時(shí)嚴(yán)封拱棚，棚內(nèi)溫度可提高2～3 ℃；可避雨降濕，減少病蟲害發(fā)生，從而減少農(nóng)藥用量，提高產(chǎn)品品質(zhì)；棚膜易拆卸且造價(jià)低，每667 m2造價(jià)通常在1 萬～2 萬元，易大規(guī)模推廣。缺點(diǎn)：抗災(zāi)性能不高，遇10 級(jí)以上大風(fēng)天氣宜拆除棚膜；通風(fēng)效果一般，無法結(jié)合智能操控設(shè)備。

4.2 適用范圍及推廣應(yīng)用成效 截至目前，福建省建設(shè)或改造插地式拱棚逾666 6.7 hm2，推廣地區(qū)為冬春溫光條件充足的閩南漳州一帶，多用于冬春越冬果菜生產(chǎn)及花卉種植；其他山區(qū)也有一定發(fā)展，主要用于葉菜類蔬菜及花卉栽培。

5 鋸齒型溫控大棚

5.1 結(jié)構(gòu)及主要建造技術(shù)參數(shù) 鋸齒型溫控大棚是在智能溫控大棚基礎(chǔ)上改進(jìn)的棚型。主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：①在棚頂單側(cè)或者拱架上高低交錯(cuò)設(shè)置垂直于水平面的鋸齒型開窗口，利用熱空氣上升原理，強(qiáng)化棚內(nèi)空氣對(duì)流，可以起到排出棚內(nèi)熱氣的作用。② 山墻側(cè)卷簾內(nèi)可設(shè)置兩段或三段式防蟲網(wǎng)，根據(jù)防蟲規(guī)律，下部為60 目防蟲網(wǎng)，防底層薊馬等小型害蟲，中上部為32 目防蟲網(wǎng)，上部可采用16 目防蟲網(wǎng)。與智能溫控大棚相比，鋸齒型溫控大棚通風(fēng)除濕效果更佳，但抗臺(tái)風(fēng)性能相對(duì)較弱；造價(jià)略高，每667 m2造價(jià)10 萬～15 萬元，且密封性不夠。

鋸齒型溫控大棚（圖5）建造用材和工藝參數(shù)：頂高不低于5.2 m，肩高不低于3.7 m，棚寬7 m，鋸齒面務(wù)必避開種植季風(fēng)向；立柱方管或矩形管100 mm × 50 mm × 2 mm，柱距4 m；縱梁、橫梁方管≥50 mm × 50 mm × 2 mm 或60 mm × 40 mm × 2 mm，或C 型鋼70 mm × 30 mm × 2 mm。棚頂拱管32 mm × 1.5 mm，拱間距1 m，天溝采用壁厚≥1.5 mm 的熱浸鍍鋅水槽。大棚基礎(chǔ)采用50 m × 50 m ×80 m 的鋼筋混凝土圈梁，頂部預(yù)埋螺栓，與上部鋼柱連接。棚內(nèi)配備濕簾風(fēng)機(jī)系統(tǒng)或頂部噴淋等調(diào)溫系統(tǒng)、電動(dòng)內(nèi)外遮陽系統(tǒng)、自動(dòng)水肥一體化設(shè)施、自動(dòng)或半自動(dòng)開窗系統(tǒng)等，棚兩側(cè)每根立柱均要向外斜拉1 條抗風(fēng)鋼絲繩或鋼絞線，條件允許的情況下可采用抗風(fēng)斜支撐鋼管。

5.2 適用范圍及推廣應(yīng)用成效 福建省共推廣建設(shè)鋸齒型溫控大棚約333.3 hm2，涵蓋山區(qū)和沿海地區(qū)，多用于需排熱除濕的蔬菜、花卉、中藥材等設(shè)施生產(chǎn)及育苗。

6 雙層覆蓋立柱式大棚

6.1 結(jié)構(gòu)及主要建造技術(shù)參數(shù) 主要針對(duì)福建省山區(qū)氣溫低以及沿海喜溫園藝作物設(shè)施栽培不耐寒的問題，在智能溫控大棚及立柱式大棚基礎(chǔ)上進(jìn)行研究改進(jìn)，優(yōu)化集成雙層覆蓋立柱式大棚（圖6），每667 m2造價(jià)通常較原棚型造價(jià)提高0.5萬元以上。

建造標(biāo)準(zhǔn)同智能溫控大棚及立柱式大棚，主要改進(jìn)創(chuàng)新點(diǎn)：將立柱增高0.5 m 以上，外側(cè)立柱以內(nèi)30 cm 處增設(shè)≥25 mm × 1.5 mm 的副立柱，內(nèi)立柱在肩管下30 cm 左右的裝備套管均用≥25 mm × 1.5 mm 的副肩管連接，內(nèi)層拱管≥20 mm ×1.2 mm，拱管間距≤1.2 m，高度在內(nèi)遮陽以下或距離外層拱高≥1 m，在寒潮侵襲時(shí)或氣溫較低時(shí)覆蓋內(nèi)層膜，條件允許的情況下可安裝手動(dòng)內(nèi)卷簾裝置。根據(jù)地區(qū)及作物，保溫需求不高時(shí)，外側(cè)立柱內(nèi)可不設(shè)副立柱，也可以直接在肩管下30 cm 左右裝備套管并用副肩管連接，拉內(nèi)層拱管或橫向拉桿，覆蓋內(nèi)層膜。

根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，雙層覆蓋立柱式大棚低溫季節(jié)通過覆蓋內(nèi)層膜，棚內(nèi)溫度可比智能溫控大棚及立柱式大棚提高3～5 ℃，在閩東、閩西北、閩西地區(qū)可實(shí)現(xiàn)喜溫作物越冬栽培，但會(huì)影響通風(fēng)效果，增加棚內(nèi)濕度。

6.2 適用范圍及推廣應(yīng)用成效 經(jīng)過6 年多推廣，福建省共建設(shè)改造雙層覆蓋立柱式大棚266.7 hm2，主要在閩東沿海、閩江流域、閩西地區(qū)等設(shè)施適宜區(qū)，以及沿海蝴蝶蘭等花卉設(shè)施栽培地區(qū)推廣，少量用于蔬菜、花卉等育苗。

7 多層覆蓋拱棚

7.1 結(jié)構(gòu)及主要建造技術(shù)參數(shù) 針對(duì)閩西北山區(qū)冬季氣溫低、易發(fā)生霜凍等問題，在插地式拱棚基礎(chǔ)上增加1～2 層拱架多層覆蓋，優(yōu)化集成多層覆蓋拱棚（圖7），可以提高冬季防寒防凍性能。建造用材和工藝參數(shù)：外層棚體高度3.2 m，肩部高1.8 m，棚寬8 m，拱管32 mm × 1.2 mm，縱向拉桿25 mm × 1.2 mm，拱管間距1.2 m；中層棚高2.6 m，肩部高1.6 m，棚寬7.6 m，拱管和縱向拉桿均為25 mm × 1.2 mm，拱管間距1.6 m；內(nèi)層棚高2.4 m，肩部高1.4 m，棚寬7.2 m，拱管和縱向拉桿均為25 mm × 1.2 mm，拱管間距2.4 m。棚兩端均采用外徑25 mm 的圓管斜插固定作為抗風(fēng)設(shè)施，棚內(nèi)配備噴（滴）灌設(shè)備。每667 m2造價(jià)通常在3 萬～4萬元。

據(jù)實(shí)地觀測(cè)數(shù)據(jù)，在室外溫度低于0 ℃時(shí)，單層薄膜拱棚棚內(nèi)溫度接近室外，雙層拱棚棚內(nèi)溫度可提高4 ℃左右，3 層拱棚則可增溫7 ℃以上，有效防止凍害的發(fā)生。2017 年1 月延平百合花基地凌晨外界氣溫低至-8 ℃，3 層覆蓋拱棚棚內(nèi)溫度可達(dá)2 ℃。晴天棚內(nèi)外溫度相差10～20 ℃。但該棚型卷簾通風(fēng)相對(duì)不便，棚內(nèi)濕度偏大，主要用于葉片厚且具有蠟質(zhì)層的百合等耐濕花卉栽培，個(gè)別地區(qū)用于葉菜類蔬菜越冬生產(chǎn)。

7.2 適用范圍及推廣應(yīng)用成效 經(jīng)過6 年多推廣，福建省建設(shè)或改造多層覆蓋拱棚533.3 hm2，主要在閩西北地區(qū)，特別是延平區(qū)及其周邊百合花種植區(qū)推廣。