現代設施農業(yè)保溫栽培技術及其應用

賀益敏

現代設施農業(yè)保溫栽培技術及其應用

賀益敏

（湖南省雙峰縣花門鎮(zhèn)農業(yè)綜合服務中心湖南婁底417700）

文章介紹了現代設施農業(yè)領域的保溫栽培技術，同時從農業(yè)生產實踐出發(fā)，對保溫栽培技術的應用要點展開相關探討。

現代設施農業(yè)；保溫栽培技術；大棚；應用

環(huán)境氣象因素對農作物生長影響較大，傳統(tǒng)農業(yè)生產往往會受到季節(jié)變化的限制，一旦錯過了適合農作物生長的季節(jié)，相關農業(yè)生產活動就很難再有效展開。但從目前看，隨著現代設施農業(yè)的發(fā)展，季節(jié)變化與環(huán)境氣象因素對農作物生長的影響開始逐漸減弱，農民完全可以利用各種先進設備設施及有關農業(yè)生產技術，創(chuàng)造出適宜農作物生長的良好環(huán)境條件，為突破季節(jié)限制的農業(yè)生產活動提供重要支持，其中保溫栽培技術的應用，對于促進農作物生長方面發(fā)揮著重要作用，而圍繞現代設施農業(yè)保溫栽培技術的實踐應用展開研究，自然也是十分必要。

1 現代設施農業(yè)保溫栽培技術概述

1.1 現代設施農業(yè)的概念與特征

現代設施農業(yè)在廣義上通常是指利用現代農業(yè)工程技術對自然環(huán)境進行人工調控、改造，構建出符合各種農作物或微生物、禽畜、水產生物生長需求的適宜環(huán)境，確保溫度、濕度、光照、水肥等各方面環(huán)境條件均能夠達到最合適的狀態(tài)，從而實現擺脫農業(yè)生產對自然環(huán)境依賴的目的，屬于現代科技支持下的一種農產品速生、高產、優(yōu)質、高效生產技術與農作方式。而從狹義上來看，則可以將現代設施農業(yè)理解為僅面向種植業(yè)的設施栽培農作方式，文中所指現代設施農業(yè)同樣是僅面向種植業(yè)[1]。

另外，與傳統(tǒng)農作方式相比，現代設施農業(yè)作為農業(yè)技術與工程技術集成的體現，通常具有綜合性、可持續(xù)、高效益等特點。其中綜合性是指現代設施農業(yè)在利用先進農業(yè)技術的同時，還將機械、建筑、材料、電氣自動化、環(huán)境等各學科領域的知識與技術全面整合起來，能夠通過對多領域理論、技術的綜合應用，為農業(yè)現代化發(fā)展提供重要支持?？沙掷m(xù)是指現代設施農業(yè)能夠在節(jié)能環(huán)保方面發(fā)揮出重要作用，為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的實現創(chuàng)造良好基礎條件。例如在保溫、供暖、設備供電等方面，可利用太陽光熱資源作為能源，降低燃煤等供能方式對周邊生態(tài)環(huán)境所造成的污染；而依托大棚來進行更加精細化的農作物種植、栽培，則能夠有效提高土地利用率，達到節(jié)約土地資源的目的。高效益是指在現代設施農業(yè)的支持下，有關農業(yè)生產活動雖然需要較高的前期資金投入，用于大棚等基礎設施的建設及各類設備購置，但同樣也能夠使農業(yè)生產的經濟效益得到顯著提升。例如在環(huán)境適宜農作物生長的情況下，農作物單位面積產量會得到顯著提升，而精細化的農作物種植、栽培，則可以使農作物的品質及商品價值大大提高。

1.2 保溫栽培技術的發(fā)展現狀

在現代設施農業(yè)領域，保溫栽培技術簡單來說就是通過對溫度及其有關環(huán)境條件的靈活調節(jié)與科學控制來為農作物栽培提供支持，屬于設施農業(yè)中應用較為廣泛的一類技術手段，主要是通過建設、改造溫室大棚的方式來實現[2]。20世紀80年代至今，在短短四十余年的發(fā)展時間內，我國的現代設施農業(yè)保溫栽培技術已經經歷了四個發(fā)展階段，從最初的簡易塑料大棚、竹木結構大棚、鋼結構大棚，逐漸轉變?yōu)楫斍白钚碌闹悄苄痛笈?，現在農戶完全可以根據農業(yè)生產的實際需要來對大棚內的溫度進行調控，與溫度條件緊密相關的空氣濕度、水分等其他環(huán)境，同樣也被納入到了保溫栽培技術的調控范圍中。

2 現代設施農業(yè)保溫栽培技術的實踐應用要點

2.1 架設大棚

現代設施農業(yè)保溫栽培技術主要是借助溫室大棚來實現溫度控制與農作物有效栽培，而有關農業(yè)生產實踐中，對于保溫栽培技術的應用，自然也需要先從溫室大棚的架設入手。目前，由于溫室大棚的類型較為多樣，不同類型大棚在結構、建設成本、保溫效果、穩(wěn)定性等方面都存在著明顯差異，因此農戶還需根據自身實際情況來合理選擇溫室大棚的建設類型。例如在資金較為緊張的情況下，可選擇建設竹木結構的簡易大棚，于后續(xù)再對大棚進行改造優(yōu)化；而在資金充裕的情況下，為實現保溫效果、農作物栽培效果以及經濟效益的最大化，則可以選擇建設鋼結構大棚，并安裝各種傳感器及水簾、風機、遮陽板等設備設施，將功能齊全的智能型大棚建立起來。另外，大棚建設階段應保證建設流程與具體操作的規(guī)范性，根據各類溫室大棚的特點來合理制定建設方案[3]。以當前最為常見的鋼構式日光溫室大棚為例，大棚建設時需要先確定好建設位置與規(guī)模（通常應將大棚長度、寬度與高度分別控制在8 m～12 m、60 m～100 m、3 m～4 m），并按照東西走向構筑主要墻體，待墻體建設完畢后，再按照設計圖紙規(guī)范安裝鋼架結構，將水泥板或其他材料制作的板材放置在大棚后坡上，完成大棚膜覆蓋、壓膜線固定、保溫被覆蓋、卷簾機安裝等工作。

2.2 挖設防寒溝

為保證保溫栽培技術的實際應用效果，種植戶應在每年冬季到來前在大棚四周挖設防寒溝，將大棚溫室與周邊的冷空氣環(huán)境有效隔離開，達到維持大棚室內溫度穩(wěn)定、降低大棚保溫能源消耗等目的。一般來說，防寒溝應在大棚四周挖設，將整個棚室環(huán)繞起來，挖設規(guī)格即寬、深應根據大棚規(guī)模等實際情況而定，保證防寒溝能夠設置在大棚內部。挖設防寒溝需要先根據大棚覆蓋范圍來確定具體位置，之后再于指定位置開始挖設，并注意控制好防寒溝的深度與寬度，待防寒溝挖設完畢后，則要將桶形塑料薄膜管鋪設在防寒溝底部，按照從東到西的順序依次完成薄膜管鋪設之后，再將薄膜管內部灌滿水，以達到阻隔外部冷空氣、保存棚室內部熱量的目的，避免因棚室溫度過低而使農作物出現凍害[4]。另外，待薄膜桶內灌滿水后，還可以將麥糠、秸稈、雜草等填放在防寒溝內，并反復壓實，最后將土覆蓋在雜草上，這樣不僅可以起到良好的保溫效果，避免薄膜桶在直接與外界接觸的情況下出現凍壞等問題，同時也能夠起到吸潮、降低棚室內空氣濕度的作用，有效降低病蟲害發(fā)生概率。而放在薄膜桶上方的雜草、麥糠等吸潮后，則會逐漸發(fā)酵并釋放二氧化碳，有效解決棚室內二氧化碳不足的問題，支持農作物更好地進行光合作用。

2.3 溫度管理

在保溫栽培技術的實際應用中，棚室溫度管理通常需要根據農作物種類及其生長階段來確定溫度控制標準，并按照這一溫控標準來對有關保溫裝置進行調控，確保棚室內溫度能夠始終保持在適宜農作物當前生長環(huán)境要求的水平，在有條件的情況下也可以借助溫度傳感器及智能控溫裝置，對棚室溫度進行智能化調控。例如在草莓溫室種植過程中，應按照日間25 ℃～28 ℃、夜間6 ℃～8 ℃的標準控制棚室內溫度（草莓現蕾后），待草莓進入開花期、果實膨大期后，再將溫度控制標準分別調整為日間23 ℃～ 25℃、夜間6 ℃～8 ℃以及日間23 ℃左右、夜間5 ℃左右；而在番茄溫室種植過程中，則需要采取四段式的管理策略，按照前半天23 ℃～27 ℃、后半天18 ℃～23 ℃、前半夜20 ℃～26 ℃、后半夜10 ℃～16 ℃的標準，每天對棚室內溫度進行動態(tài)化調節(jié)[5]。另外，由于冬季風雪天氣較多，且會對棚室內溫度產生較大影響，因此在出現大風、大雪天氣后，農戶不僅需要做好塑料固定、壓膜線穩(wěn)固、棚頂清雪等工作，同時還需要在大棚上方及四周加蓋多層薄膜、草氈等覆蓋物，并在棚室內設置增溫補光燈、空氣加熱線、電暖器等加溫裝置，以免出現棚室內溫度驟降的情況，使農作物遭受凍害。

2.4 濕度管理

在農作物的溫室栽培中，由于濕度條件對農作物生長同樣有著較大影響，因此要想實現對保溫栽培技術的有效應用，農戶同樣還需做好對棚室的濕度管理工作。需要根據農作物種類及生長階段來確定其對空氣濕度條件的要求，展開針對性、動態(tài)化的空氣濕度調控。一般來說，對于空氣濕度的調控通常需要借助噴霧裝置及專門的空氣濕度檢測儀器（或傳感器）來進行，當發(fā)生棚室內空氣濕度低于現階段濕度要求后，立即控制噴霧裝置進行適量噴霧，使棚室內空氣濕度能夠達到適宜農作物生長的水平。如棚室內空氣濕度高于現階段的濕度要求，則可以選擇在每天的中午進行短時間的小通風，在不影響室內溫度條件的情況下降低空氣濕度。另外，為避免棚室內出現空氣濕度過高的情況，農戶還可以采取設置擋濕膜、調節(jié)棚膜位置、使用膜下節(jié)水裝置、地面鋪設秸稈等預防措施[6]。例如對棚膜結露后露水容易滴落至植株表面與地膜上方的情況，就可以安裝膜下節(jié)水設備來持續(xù)收集棚膜結露后形成的水滴，并將其用于土壤灌溉，這樣既可以有效降低棚內濕度，避免因水滴滴落而使棚內濕度持續(xù)增加，同時還能夠達到節(jié)水灌溉的目的，有效節(jié)約水資源。

2.5 光照管理

從促進農作物生長的角度來看，在對保溫栽培技術的應用中，農戶還需注意做好棚室光照管理工作，保證棚室內各區(qū)域的農作物均能夠擁有良好光照條件，并使其生長期間的光照需求得到滿足。在具體措施上，大棚光照管理主要可分為前期光照條件改善、光照條件動態(tài)調節(jié)以及人工補光三部分。其中前期光照條件改善是指在大棚墻體、鋼架、棚面等構件會遮擋陽光的情況下，應盡可能采取鍍鋅鐵絲、聚乙烯膜等建材來進行大棚建設，并對建材與大棚墻面進行涂白處理，通過縮小建材體積、增加建材發(fā)射光、提升棚膜透光性、提升大棚高度等方式來改善棚內光照條件，有效降低大棚對自然光照的影響。此外，根據大棚所在地區(qū)、使用時間、生產目的等情況的不同，還需要在設計階段對棚面角度、大棚后坡寬度等進行適當調節(jié)，根據太陽光照射角度的變化來創(chuàng)造良好的棚室采光條件。光照條件的動態(tài)調節(jié)是指在農作物生長期間，根據其不同生長階段的光照條件需求，對棚室光照條件進行動態(tài)化的調節(jié)，使農作物光照時間能夠保持在最適宜的水平，具體的光照調節(jié)方式通常包括調整農作物種植位置、調節(jié)遮陽板遮擋幅度與角度等。而人工補光則通常用于陰天較多、日常光照不足以滿足農作物生長需求的情況，此時農戶可選擇在不影響棚室內溫度、濕度條件的情況下，定期將棚膜上方的水滴、灰塵清除，日間揭開棚面上的保溫遮蓋材料，同時在棚室內設置補光燈等裝置，以達到增加農作物受光照時間的目的。

2.6 水分管理

在棚室內溫、濕度變化緩慢的情況下，對于保溫栽培技術的實踐應用，同樣還需全面考慮到澆水灌溉對棚室內環(huán)境條件的復雜影響，并采取更加精細化的水分管理策略。一般來說，棚室內農作物的澆水灌溉應遵循少量多次的基本原則，盡可能降低對棚室內溫、濕度條件的影響，具體灌溉方法通常包括小型灌溉、膜下滴灌等，農戶可根據實際情況來合理選擇[7]。例如在進行番茄基質化栽培時，就可以采取根部直接灌溉的方法，將細小的輸水管直接鋪設在番茄根部，為番茄持續(xù)提供水分，有條件的情況下還可以在種植基質內安裝傳感器，準確檢測、記錄土壤濕度、pH值等數據，為調整灌溉策略提供重要依據。

2.7 施肥管理

在保溫栽培技術支持下的農業(yè)生產活動中，農作物施肥管理與常規(guī)種植模式并無太大差異，通常只需以高產、優(yōu)質為目標，向農作物適時、適量噴施各種微量元素肥（如磷酸二氫鉀、硼砂等）即可。但從農作物光合作用的角度來看，由于棚室屬于相對封閉的環(huán)境，空氣流通相對緩慢，在農作物持續(xù)進行光合作用的情況下，很容易出現二氧化碳不足的問題，使農作物生長受到直接影響，因此農戶還需利用專門儀器來準確檢測棚室內空氣的二氧化碳含量，并在發(fā)現空氣內二氧化碳含量較低后，通過懸掛二氧化碳增長劑等方式對空氣中的二氧化碳含量進行調節(jié)，以達到滿足農作物光合作用需要的目的。

2.8 水幕保溫

農戶在對保溫栽培技術的實踐應用中，不僅可以通過構建大棚、挖設防寒溝等常規(guī)方式，為農作物創(chuàng)造溫度適宜的生長環(huán)境，同時也可以采用水幕保溫的方式來進行棚室溫度控制，以有效提升大棚溫室的保溫效果，同時降低棚室保溫的能耗。從具體措施來看，棚室的水幕保溫通常需要在大棚周圍挖設深井來抽取水溫較高的地下水（地下水水溫通常保持在13 ℃～16 ℃之間），之后利用水泵將抽取的地下水噴灑在特制的中空棚面內，形成一層流動的水膜，并對水流量進行準確控制[8]。這樣一來，由于水膜內地下水的溫度本身就比較高，同時還能夠在流動過程中不斷吸收太陽光照射所產生的熱量，因此其溫度會一直處于較高水平，水膜將外部環(huán)境與棚室內部環(huán)境隔離開來，棚室內熱量的流失速度則會隨之大大降低，這對于保溫、節(jié)能目標的實現都有很大幫助。

2.9 病蟲害防治

大棚溫室環(huán)境與外界環(huán)境相比存在較大差異，對農作物病蟲害的發(fā)生往往會產生很多特殊影響，農戶在應用保溫栽培技術的過程中，還需注意對病蟲害防治策略進行合理調整。一般來說，由于棚室空間相對較小，病蟲害的傳播速度非常之快，一旦棚室內出現病蟲害，農戶的損失都會比較嚴重，因此農戶必須要遵循以預防為主、綜合防治的基本原則，密切監(jiān)控棚室環(huán)境及農作物生長狀態(tài)，以便在第一時間及時發(fā)現病蟲害。同時，在大棚溫室環(huán)境具有空氣濕度較高特點的情況下，如霜霉病、灰霉病、菌核病等病蟲害的發(fā)生概率會比較高，農戶還需要將高濕環(huán)境下容易發(fā)生的農作物常見病蟲害列為病蟲害防控重點。在發(fā)現病蟲害之后，則需要盡量采取使用生物農藥或懸掛藍板等方式來進行防治，盡可能減少對化學藥劑的使用，以免影響農產品的品質。

3 結語

隨著現代設施農業(yè)的持續(xù)發(fā)展，當前保溫栽培技術在國內雖然得到了非常廣泛的應用，但對于廣大農戶來說，要想保證保溫栽培技術應用的有效性，仍然需要熟悉了解保溫栽培技術的發(fā)展現狀，同時把握好大棚架設、防寒溝挖設、溫度管理、濕度管理、水分管理、施肥管理、病蟲害防治等方面的技術應用要點。

[1]張迎華,劉姍姍.現代設施農業(yè)保溫栽培技術研究[J].種子科技,2020,38(20):36-37.

[2]桑晟赟,雷有海.農業(yè)設施的保溫技術及運用效果論述[J].農家參謀,2020(24):40,192.

[3]馮雪.對大力發(fā)展現代設施農業(yè)助力鄉(xiāng)村振興的思考——以咸陽市為例[J].西部學刊,2020(3):80-83.

[4]粟鐘作.現代設施農業(yè)發(fā)展趨勢及關鍵技術[J].農家參謀,2019(9):29,43.

[5]郭文靜.基于薄膜技術的農業(yè)栽培保溫技術研究[J].中國食品,2018(19):114.

[6]張燁,韓春永.蔬菜設施栽培綜合增溫技術分析[J].農業(yè)與技術,2018,38(10):50.

[7]張洋軍,古再麗努爾·吐遜,木合塔爾·買合木提.淺議現代設施農業(yè)保溫栽培技術的應用及發(fā)展意義[J].種子科技,2018,36(4):37.

[8]王芳栩,余文光.農機技術裝備在現代設施農業(yè)中的現狀及發(fā)展策略[J].南方農機,2014(5):10-11.

10.3969/j.issn.2095-1205.2022.02.27

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2095-1205(2022)02-85-03