泉市地处甘肃省河西走廊中西端,属半沙漠干旱性气候,四季分明、光照充足、降雨少、昼夜温差大,发展设施种植具有得天独厚的优势。近年来,酒泉市日光温室发展迅速,为加快农村经济发展、丰富城乡“菜篮子”、增加菜农收入发挥了重要作用。在日光温室多年的发展过程中,充分体现因地制宜、发挥优势的原则,进行了积极探索和大胆创新,取得了一定的成效。经过深入调查,认真分析论证,现将当地发展日光温室的经验和做法予以总结,以期对日光温室产业的发展提供借鉴和参考。
酒泉市日光温室的发展历史
酒泉市日光温室的发展,经历了一代日光温室、二代日光温室、提高型节能日光温室发展的过程。而随着戈壁、荒漠等非耕地的开发利用,非耕地日光温室日益兴起,成为今后发展的一个主要方向。
20世纪80年代末~90年代初,酒泉市引进东北型坡式三排立柱塑料薄膜一代日光温室,在肃州区泉湖、铧尖等乡镇建立示范棚,进行设施韭菜反季节小规模试验示范,通过冬季夜间燃煤增温蓄热,获得了成功。由于该类温室棚面低、跨度小,冬季保温性能差,给蔬菜栽培带来了很大的局限性,只能从事叶菜生产。从1995年开始,酒泉市充分发挥当地光热资源优势,加大日光温室设计建造技术研究,突破了一个个技术瓶颈,设计建造和示范推广了单排立柱和无立柱琴弦式二代结构日光温室和全钢屋架提高型结构日光温室,取得了茄果类、瓜类等多个蔬菜反季节栽培的成功经验,逐步开辟了当地日光温室创新发展之路。自2000年以来,日光温室设计建造从墙体高度、厚度、跨度、脊高、屋架材料等方面进一步优化提升,形成了多种结构类型,功用也从单纯的蔬菜栽培向特种蔬菜、育苗、果树、食用菌等多个方向发展,更加突出规模化发展和集约化生产。
为了从根本上解决日光温室产业发展缓慢、新建日光温室占用耕地等问题,从2007年开始,酒泉市肃州区依托中国农业科学院蔬菜花卉研究所的科技力量和开发形成的日光温室有机生态无土栽培技术,加大戈壁、石滩、荒漠等非耕地开发利用,积极发展日光温室蔬菜生产,经过多年的试验研究,成功开发出适合本地气候、地势特点的非耕地日光温室新结构和新的种植技术,并建成多个示范基地。截至2017年,累计示范推广面积达到12000亩(800 hm2),种植品种涉及茄果类、瓜类蔬菜、食用菌、果树等多个领域,取得了显著的经济和社会效益,并向周边县市及外省市延伸发展,面积已超过15000亩(1000 hm2),辐射带动作用突出。
酒泉市日光温室的主要类型与结构
一代日光温室
20世纪90年代初期,由东北引进的日光温室主要结构为墙体高度1.5~1.8 m,脊高2.6 m左右,前屋面由竹木结构组成,温室内设三排立柱。由于后屋面较短,前采光屋面呈斜坡式,且温室内空间較小,冬季夜间保温能力较弱,寒冷季节只能种植韭菜、油菜等叶菜类蔬菜,且在夜间需人工燃煤加温,具有较大的局限性。这类温室被称为“一代日光温室”。
二代日光温室
1995~1998年,酒泉市日光温室结构有了较大的改进,墙体提高到2.2 m,并有1.2 m的女儿墙,脊高达到3.1 m,后屋面保温层厚度达到0.9 m,前屋面呈拱圆形、琴弦式钢架竹木结构,温室内只有1排立柱,称为“二代日光温室”。由于空间增大,采光性能增强,温室内遮挡物少,冬季不需人工增温,且可进行小型机械化作业,可满足叶菜、果菜、瓜类等不同蔬菜周年生产的需求,因此面积得到了迅猛发展。
提高型节能日光温室
进入2000年以来,随着规模的不断发展壮大,酒泉市日光温室结构性能也有了进一步改进,温室墙体高度达到2.3~2.5 m,脊高达到3.8~4.0 m,前后屋面由一体化钢屋架构成,温室内没有立柱,空间更大,操作更方便,可满足各种蔬菜、果树、花卉及食用菌等的栽培种植需求,被称为“提高型节能日光温室”,成为取代二代日光温室的理想结构类型,广泛应用于设施生产,至今仍是主推温室结构之一。
非耕地日光温室
2008年以来,随着非耕地资源的开发利用,酒泉市日光温室产业得到了新的提升和发展,一些新结构日光温室不断出现,在保持提高型节能日光温室优点的基础上,为了进一步降低成本,提高生产效益,温室结构得到了优化改良,石砌墙体、空心砖墙体、砖混结构墙体、法兰墙体等不同墙体及不同屋架材料温室应运而生,脊高达到4.5 m,跨度达到8~10 m。非耕地日光温室的发展,不仅有效节约了耕地资源,而且为蔬菜产业的发展开辟了一条新的途径。
智能化日光温室
2010年至今,酒泉市旅游观光农业的发展异军突起,智能化连栋日光温室得到了一定程度的应用。现代农业智能温室墙体为异质复合墙体,骨架材料选用镀锌轻型钢屋桁架结构,主要配置中心控制系统、配电系统、降温系统、通风系统、微灌系统、遮阳系统、加热系统、补光系统、自动卷铺系统等,通过科技组装配套,实现了自动控制和高科技管理,提升了科研与园艺作物生产、新品种及新技术展示、休闲观光采摘等领域的融合发展,浓缩了现代农业发展的先进科技成果和精华。
酒泉市日光温室发展中存在的问题
在酒泉市日光温室的创新发展和不断提升完善的过程中,也暴露出了一些问题,主要体现在以下几个方面。
行业标准方面的问题
一是国内标准和行业标准与当地实际不相适应。在多年的发展过程中,由于地域和气候的差异,形成了各种结构温室并存的局面,难以用统一的标准去衡量和规范,尤其是现行的国内标准和行业标准难以实现,许多方面的标准和规范不符合本地日光温室发展的实际。二是地方标准的制定跟不上日光温室发展的新形势和新需求。虽然结合国家标准和行业标准,并根据本地不同区域、不同结构类型的日光温室,从建造材料、性能指标等各个方面提出和制定了各自的规范性的地方标准,但还没有获得有关机构的认定,不具有约束和监督效力,难以取得有效的执行力。三是行业标准规范的监管和规范化管理。设计者、规划者缺乏安全意识,标准制定者对生产估计不足,各个生产区域温室设计建造因区域差异执行各自的标准,缺乏对所制定标准适应性和有效性的监管和严格执行,往往以追求温室建造数量及节约成本为前提,只求数量不重质量,造成了不必要的安全隐患,也影响了温室的安全生产。
日光温室的建造标准方面
由于不同规划区域的差异,形成了不同的建造形式和标准:一是日光温室墙体建造规范及基本参数不统一。耕地区域现行建造的日光温室墙体采取原土夯建形式,不同生产区温室结构略有不同,以高度2.5 m、跨度10 m、脊高4.3 m、长度70 m标准为主。而非耕地区域综合考虑安全实用、降低建造成本等因素,墻体建造选材广泛,有以就地挖出的块石砌建、砖混结构、混凝土浇筑、空心砖砌建、法兰框架砂石填充等多种结构类型。墙体高度与不同跨度及不同脊高相适应,
有2.2、2.6、2.8、3.2 m等不同高度,有8、9、10、12 m等不同跨度,形成了3.8、4.3、4.5、4.8 m等不同脊高;在温室长度方面,有50、60、100 m等类型。二是后屋面建造标准不统一。主要有土木结构及苯板彩钢后屋面结构类型,后屋面角度、长度、厚度等方面存在较大差异。三是前屋面结构标准不统一。前屋面建造材料多以钢管焊接屋架及装配式热镀锌钢架为主,考虑成本因素,除装配式钢屋架外,各个生产区焊接钢屋架所选择的管材存在很大差异。此外由于跨度和高度的不同,前屋面弧度、角度也存在一定的差异。四是保温材料应用存在较大差异。使用的保温覆盖棚膜种类繁多,常用棚膜包括聚氯乙烯(PVC)膜、聚乙烯(PE)膜及乙烯-醋酸乙烯(EVA)膜三大类型,其中以EVA膜保温性较好,但农户在选择过程中,PVC膜与PE膜也有普遍使用。此外,保温被的选择使用也呈多样化,材料不一、薄厚不一,这些都影响了日光温室的保温蓄热能力。同时,多种形式的温室结构和屋面结构材料选择的多样化,对增强抗风抗压和承重能力带来了考验。
日光温室的生产使用方面
除近年规划的日光温室小区和非耕地日光温室园区外,一些耕地片区的日光温室建造使用时间过长,已达到或超过使用年限,普遍存在设施陈旧老化、保温蓄热性能下降、生产水平不高、墙体塌陷脱落、安全隐患突出的问题,亟待维护改造或重建,以提高设施安全性能和恢复正常生产。
围绕温室行业标准亟待解决的问题
为了促进酒泉市日光温室特别是非耕地日光温室的快速发展,必须从以下方面着手。
长远规划,合理发展 分阶段、分区域制定发展规划,提出实施方案,设计绘制详细的规划图,根据实施方案要求,着眼长远、分步实施,既要考虑远景整体规划,又要考虑即将要实施的区域规划和个体规划。具体来讲,日光温室的规划布局要遵循就近市场、适度规模、交通方便、水电便利的原则。首先,以科技示范园区为重点,逐步扩大规模,延伸发展;其次,在离市场较近,且水、电、路三通的区域进行布局;第三,在蔬菜面积已有一定规模、农户有一定种植经验的区域适度扩大规模,对远离市场的区域可适当安排一些示范温室,逐步带动发展;第四,非耕地区域可超前规划,多点发展,发挥聚集优势,形成基地化、产业化新格局。
统一标准、优化设计方案 对耕地和不同非耕地区域分别制定各自统一的日光温室设计和建造标准,根据实际科学设计,绘制设计图纸,并进行实地复核和校正,进一步优化设计方案,做到图纸与实际相符、温室结构、建造材料、配套设施及建造施工高度统一。为了达到统一规范的效果,在耕地区域建造日光温室可只制定一项地方标准。在非耕地区域可制定2~3项地方标准,不可贪多求新。
制定严格的行业标准和地方标准 以国家标准和行业规范为主导,制定严格的地方标准和规范,本着安全实用,统一高效的原则,对相似的地方标准予以合并和精简,尽快形成具有约束力、监管力和执行力的管理机制。
建立严格的责任追究机制 按照分工负责,各司其职的原则,由技术部门参与制定地方标准,行政主管部门审核及申报认定,尽快形成行业规范并付诸实施。技术人员参与温室的设计规划,绘制统一标准的图纸。规划建设的各个日光温室生产区,确定专人负责,严把结构、选材和施工建造质量关。建立严格的责任追究机制,对日光温室设计建造中不能坚持标准、私自更改设计图纸、改变温室结构、选材标准不严、执行行业规范不力、建造施工监管不到位、偷工减料,造成安全隐患,影响生产使用的行为和个人,严格追究责任。通过对温室建造中墙体、钢屋架、后屋面、保温覆盖等材料的选择和建造施工进行严格要求和监管,使日光温室的发展步入规范化、科技化、现代化的轨道。
通信作者:张国森(1966-),推广研究员,研究方向:温室蔬菜生产技术。
[引用信息]崔海成,张国森,柴再生.酒泉市日光温室的发展现状及问题分析[J].农业工程技术,2017,37(34):38-40.