育苗温室环境调控设施设备介绍及使用

杨兴彬，张 兴，陈燕红，傅常智

（北京中农富通园艺有限公司，北京海淀 100083）

“苗壮半收成”，优质种苗是获得高产高质农产品的保障，而育苗环境优劣直接影响种苗质量高低。众所周知，影响苗木生长的环境因子主要有光照、温度、水分、CO2浓度和养分。只有科学、合理地提供种苗生长适宜环境条件，才能培育出优质种苗。我国设施农业现代化飞速发展，近年来，开展农业领域的国内外合作与交流，使得设施设备在我国现代育苗温室环境调控得到广泛应用，并取得良好育苗效果。

1 现代育苗温室发展历史

20 世纪30 年代，我国北方冬季不加温的日光温室出现。之后，引进国外温室、技术，不断增加我国农业科技投入，温室设施得以迅猛发展，功能逐渐细化。育苗温室逐渐从栽培温室中分离出来，育苗形式也从传统的土壤育苗到无土育苗，温室结构从传统的砖墙到现在以玻璃为基础、钢为骨架并配备多种环境调控设备设施的现代育苗温室。

2 环境调控设施设备介绍及使用

温室环境因子直接影响着育苗质量。实际生产中要求种苗质量不断提高，现代育苗温室环境调控设施设备也在不断更新、进步。但由于我国农业人员专业素质差异大，对新鲜事物认知也不一，致使现代育苗温室诸多环境调控设施设备在认识上不充分、使用时不合理。为避免事件发生，更高效培育出优质种苗，现根据各种设施设备所调控的环境因子进行分类介绍，概要其使用方法，并提出注意事项。

2.1 光照调控设施设备

光照是种苗光合作用的重要条件之一。光照强度与时长直接影响种苗生长发育。不同品种种苗、生长阶段所需光照条件不同，不同季节、时间、天气条件下育苗温室内的种苗接受的光照也不相同，为营造适宜种苗生长的光照环境，需合理调控、使用光照相关设备设施。

2.1.1 植物补光灯。塑料、玻璃等育苗温室覆盖材料透光率达不到100%，加上阴雨、雪雾、霾等因子遮挡了阳光，温室光照不足导致了种苗黄化、生长缓慢等情况。为此，现代农业育苗温室普遍采用安装植物补光灯，以达到增强光照强度和延长光照时间的目的。植物补光灯通常有卤钨灯、荧光灯、高压水银灯、金卤灯、高压钠灯和LED 灯等，现代育苗温室一般采用高压钠灯或金卤灯进行植物补光。高压钠灯通过电弧管两端电极形成电弧并放出大量热量，产生高温；灯管内钠汞受热分别形成钠汞蒸汽，阴极发射的电子向阳极运动过程中释放出能量，产生了光；高压钠灯以黄绿光、红橙光和蓝紫光为主，分别占输出光源的50%、40%和10%，发光效率较高。金卤灯以高压水银灯为基础，在发光管中封入卤化金属化合物作为发光物质，受激便发放光；金属卤灯光谱中，黄绿光、红橙光和蓝紫光分别占比38%、23%和39%。植物光合作用是叶绿体在相关酶作用下捕捉环境中的CO2，吸收太阳光中大部分红橙光和蓝紫光来合成有机物并释放氧气的过程。

植物补光灯通常安装在现代育苗温室顶部，分布间距4m×3m。有的补光灯安装采用手动升降调节其距离植物的高度，大大提高了补光效率。

育苗温室内平均每天光照量＜100W/m2或日照时长小于4.5h/d 时，即可开启植物补光灯[1]。补光灯应逐行开启，待电流稳定时再开启下一行，否则易导致瞬间电流过大影响补光灯使用寿命。补光灯开启时长应根据当地天气实际状况、植物种类与生长阶段等因素综合确定。

2.1.2 遮阳网。夏季晴天日晒强烈，光照强度常常达到100000Lx[2]，远远超过一般蔬菜幼苗所能承受的光照强度，极易导致种苗受到光抑制，降低CO2固定速率，影响正常生长。为此，现代育苗温室通常采用遮阳网进行遮阳。该设备包括遮阳网构架、控制箱及电机、齿条、传动部分、幕线与幕布等[3]。有的则根据光照和温度传感器，现已达到了自动控制。遮阳网有2 种，育苗温室顶层外为外遮阳，一般为黑色；顶层内为内遮阳，一般为白色。一般为聚乙烯扁丝或圆丝编织而成，遮光率40%～90%[4]。利用其反光面或不透光性，使得一定时段内进入育苗温室内光照强度以一定比例降低，同时起到降温、保湿作用。

遮阳网使用操作简单，当太阳光照强度过高时，即可通过操作控制箱内按钮实现遮阳。夏季晴朗天气每日10：00 以后即可覆盖遮阳网，内、外遮阳应配合使用，光照强度超过种苗承受最大光照强度，但没有远远超出时，只打开内遮阳；外界光照强度远远超过种苗承受最大光照强度时，则需开启外遮阳；但同时打开内、外遮阳网情况不多见。也有试验表明，冬春季节寒冷无风夜晚，可同时打开内、外遮阳用以保温。忌全天覆盖遮阳网，避免影响种苗正常光合作用。遮阳网操作基本原则：晴天遮，阴雨天不遮；中午遮，早晚不遮。

注意事项：遇室外大风、大雨等极端恶劣天气，需及时收起育苗温室外遮阳网，以免损坏。每月及时检修内、外遮阳，包括幕线折断、遮阳网破损、遮阳网挂扯等情况，发现问题及时修理，以免影响正常使用。冬春季节，外遮阳长时间不使用时应收拢好。

2.2 温度调控设施设备

温度是保证种苗正常生长的重要环境因子，过高或过低都会威胁种苗正常生长。现代育苗温室环境调控设备设施可较好实现温度调控，提供种苗生长适宜的温度环境。

2.2.1 风机-湿帘。一般用于现代育苗温室降温，由轴流风机、湿帘、水泵、蓄水池、管道、过滤器等构成。湿帘是一种经特殊处理的波纹状纤维纸黏结而成，分别将轴流风机与湿帘安装在温室南北两侧；当轴流风机与水泵开启时，湿帘充满水分；轴流风机作用育苗温室外空气被负压吸入育苗温室内，室外空气经湿帘缝隙时，水分吸收外界空气热量而蒸发，室外空气降温并流经育苗温室，带走室内热量并随轴流风机排出，从而达到降温目的[5]。

育苗温室气温达28～30℃或30℃以上，如使用天窗与内、外遮阳仍无法达到有效降温时，可启用风机-湿帘对育苗温室进行降温。

使用前，应先检查连接湿帘的管道阀门是否已打开，蓄水池内水量是否充足，不足的应蓄水，有的湿帘水池内装有浮球阀，可自动蓄水。然后，打开湿帘水泵，待湿帘幕墙水浸湿部分达整体75%以上时，打开侧翻窗,关闭天窗，逐组启动轴流风机，每组轴流风机启动间歇5～8s，防止全部风机同时启动时导致线路瞬间电流过大烧毁风机。使用完毕，先关闭轴流风机，再关闭湿帘水泵。

经常检查、清洗管道过滤器，防止水中泥沙等杂质堵塞管道。应保持充足蓄水池内水量，防止水量不足烧毁水泵。长时间不使用时，应排出蓄水池内的水并将其清洗干净，再次使用前应对蓄水池清扫、消毒。

2.2.2 顶开窗、侧翻窗。一般用于室内降温，同时也可达到换气与排湿作用；由电机、控制箱、传动主轴、弧状齿条、防虫网、玻璃窗等部件构成。通过电机带动传动主轴及弧状齿条，逐渐打开或关闭顶开窗、侧翻窗。主要依靠室内外气压差而形成气体交换，进而将室内热量排出，同时起到排湿作用。

室外无雨且无大风天气，室内气温超过种苗适宜生长温度时，一般果菜类28℃、叶菜类25℃，即可开窗降温。开窗时，应先启动控制箱顶开窗打开按钮降温，如果打开顶开窗后未达到降温效果，则再需打开侧翻窗。开闭角度一般为0°～30°，当达到最大张开角度或完全合拢时，即自动停止。

注意事项：与日光温室操作基本相同。当室内气温达到30℃或以上时，不可同时将顶开窗、侧翻窗迅速、全部打开，以免种苗水分随室内外气体猛烈交换被迅速抽干，出现烧苗现象。随时检查主传动轴是否出现变形，电机是否缺少润滑油和各顶开窗、侧翻窗打开角度是否一致等情况，一旦发现，应及时调整与维修。

2.2.3 高压雾化器。它是现代育苗温室一种比较先进的降温设备，由增压设备（如旋涡泵）、水箱、过滤器、控制器、高压输送铜管、喷嘴等原件构成，其工作原理是水经过自身配备的过滤器过滤后，通过增压泵增压，再通过高压输送管道，流过孔径15um 喷嘴，形成极细的雾滴并悬浮在空气中，迅速蒸发而带走热量。

该设备一般置于育苗温室内较高位置，距离苗床垂直距离约4m。夏季白天高温期间，通过事先设定的高、低温度值，自动控制器开关机。高压雾化器对水质要求较严，应保持十分纯净，防止喷头堵塞[6]。

2.2.4 内保温被。用于冬春寒冷季节育苗温室保温，包括控制箱、电机、传动轴、齿条副、幕布、幕线等，重量轻、保温效果好。寒冷夜间展开内保温被，可有效阻止育苗温室内红外线外逸，减少育苗温室内热量损失，达到保温效果。除收放时间不同外，其他使用方式与内遮阳相似。冬春季节下午室内气温降到15℃以下，即展开内保温被，翌日上午太阳升起后外界气温开始升高时，即收拢内保温被。每月不定期检查内保温被及其配套设备，发现幕线断折、棉被破损等现象，及时修复。

2.2.5 暖气。为保障种苗正常生长，冬春季节天气寒冷时，种苗生产栽培过程中关键时期，在育苗温室四周及育苗床下安装暖气供暖设备。通过一定温度的水在暖气管道流动，将热量散发，实现育苗温室加温作用。目前，现代育苗温室供暖的热力来源主要是环保的天然气。因天然气价格较高，为平衡成本与增温效果，现代育苗温室通常在冬季午夜后实行间歇式加温，室内温度保持15～18℃，待降至15℃后继续加温，直至翌日上午太阳升起时。白天室内温度低于13℃，则同样需对育苗温室加温。

2.3 水肥调控设施设备

对育苗温室内空气、基质湿度以及基质养分进行水肥调控。水是生命之源，是维持种苗生命力最重要的因素，而肥则是维持种苗不断生长的重要养分来源。

2.3.1 潮汐式苗床。因其灌溉类似于涨潮、落潮，故名潮汐式灌溉，是一项比较先进的灌溉技术。美国于20世纪80 年代首次将潮汐式灌溉技术应用到现代育苗系统，我国云南于21 世纪初首次从荷兰引进该系统。潮汐式苗床是一种底部灌溉育苗设备，包括植床部分（苗床）、循环管路部分（储水池、施肥机、肥料灌、回液池、水泵、消毒装置、输水管路等）、控制部分（灌溉时间控制与肥料浓度控制）。它依靠育苗穴盘底部的排水孔和基质毛细管作用，使泵入床箱内的水（或水溶肥）进入穴盘苗的整个基质或根际空间，以满足种苗对水分（或养分）需求，不仅节水、节肥，而且减少种苗病虫害发生。

针对不同种苗种类，选择合适的灌溉频度、灌溉时长、灌溉量与肥料浓度。例如，黄瓜穴盘苗灌溉高度1.5cm，浸泡时间约30min，2d 1 次的灌溉频率效果较好。结球甘蓝的穴盘苗灌溉高度3cm，浸泡时间约15min，2d 1 次的灌溉频率效果较理想[7]。床体承重为50kg/m2，仅用于苗床育苗，不得放置其它重物。若长时间不使用，用地布或遮阳网覆盖苗床，以免长期曝露在阳光下。苗床溢出基质和过滤装置，做到经常清理，以免管道堵塞。

2.3.2 全自动无极调速喷灌机。目前，现代育苗温室已广泛配置了全自动无极调速喷灌机，用以调控温室内种苗的水肥管理，具有节水、节肥、节省劳工、喷淋均匀等优点，由主机、轨道、供水与控制部分组成[8]。通过在苗床上方一定高度搭建行走轨道，设置主机运行时间与速度，利用水泵加压喷嘴喷射细小、均匀的水雾，实行种苗的水肥管理。

使用前，根据室内种苗种类及生长状况，合理设置其行进速度及时间。现代育苗温室设置的运行速度一般偏快，实行往返浇灌；为防止设备喷灌时，因种苗和基质单位时间吸水量小于喷淋机喷水量，导致水资源浪费。种苗土壤和叶片残余过多水分，直接导致环境湿度增加，容易引发病害。

使用前，应检查喷杆是否与苗床床面平行，如有歪斜，应矫正；检查喷头及过滤装置是否堵塞，防止个别喷头不出水或出水不均匀；及时清除温床上过高苗木或物品以及在苗床周边的作业人员，防止人员受伤、喷杆损坏。关注喷灌机轨道运行是否顺畅、线路及水管是否有缠绕打结，及时检修。

2.4 CO2 调控设施设备

CO2是植物光合作用主要原料，也是种苗生长必须的非常重要的气体环境因子。冬春季节，温室密闭情况下室内CO2最低浓度仅100mg/L，而种苗正常生长要求500～800mg/L，远远达不到种苗适宜生长需求。因此，现代育苗温室施用CO2对培育优质种苗意义重大。

目前，CO2发生装置有4 种，即通过硫酸与碳酸盐或碳酸氢盐反应，燃烧煤或其他碳氢化合物等燃料，电加热碳酸氢铵和碳酸氢钙，将气态CO2压缩至钢瓶内储存释放。前3 种发生装置产生的CO2在排入育苗温室前，需过滤除去其中的H2S 或CO 等有毒气体，防止伤害种苗。

CO2施放时期应在种苗5 片真叶时开始，每天上午日出1.5h 后开始，温室通风前1h 停止。早期施放浓度宜0.5ml/L 左右，种苗逐渐长大可加大至0.8ml/L 左右。注意事项：保持育苗温室密闭性，防止CO2逸散至室外[9]。晴天应正常施放，多云天气宜降低20%～30%施放量，阴天或雾霾施放量应减少至50%，除雨雪天或室温较低时不施放外，CO2应做到连续施放。CO2较空气重，施放CO2应多点施放，并施放在种苗功能叶周围。CO2施放期间，注意控制种苗氮肥量，合理增施磷钾肥，防止种苗徒长。

2.5 其它设施设备

现代育苗温室环境调控设备种类多，有的设备较专一调控某个环境因子，有的设备则起到整体调节和监测作用。

2.5.1 环流风机。对现代育苗温室环境具有整体调控作用。通过启动环流风机，采用相互对吹方式扰动室内空气，达到内循环效果。空气循环可使室内空气湿度、温度及CO2浓度达到均衡，有利于种苗长势齐整；还可通过对空气的干扰，有效降低育苗温室局部病菌密度，影响病菌生长环境达到病害防治作用。

因室外雨雪天气长期未通风，或刚执行过水肥喷灌、CO2施肥等情况，导致室内环境不均衡时，可使用环流风机。宜在密闭环境内使用，应先关闭顶开窗、侧翻窗以及其他门窗，再通过控制柜按钮打开环流风机。因作用原理不同，环流风机与轴流风机不宜同时使用。

2.5.2 环境监控设备。主要应用物联网技术，通过传感器与显示屏将场馆内空气和土壤温湿度、光照强度、CO2含量等环境数据实时显示，以方便达到通过操作其它环境调控设备改变育苗温室内环境作用。该设备包括显示屏、传感器、光照测量仪、CO2浓度测量仪、空气和土壤温湿度测量仪等。

3 各环境调控设备关系

现代育苗温室培育优质种苗，需水、肥、光、气、热等环境因子达到种苗适宜生长条件才可实现。各环境因子并非孤立发挥作用，而是围绕种苗生理特性进行科学、规范调整。因此，现代育苗温室环境调控设备并非只有单独使用才能发挥其环境调控作用，不同环境调控设备共同使用与配合才能更好地创造出适宜种苗生长的最佳环境。

4 未来发展与应用展望

科学技术不断进步，我国农业现代化水平不断提高，现代育苗温室环境调控设施设备必将更自动化、更智能化。在积极发展与推广现代育苗技术同时，现代育苗温室环境调控设施设备也在迅猛发展与进步。展望未来，在积极引进国外先进技术与设施设备同时，现代育苗温室环境调控设施设备发展将更加完善，对现代育苗温室光、水、肥、气、热等环境因子调控更上一个台阶，使用更简单、更高效，并培育出更优质的种苗。