中國食品安全網(wǎng)訊(牛曼麗 雷喜紅)截止到2022年,北京市有日光溫室9.7萬棟,占設(shè)施總量的54.0%,是京郊數(shù)量最多,面積最大的農(nóng)業(yè)設(shè)施類型。其中土墻溫室和磚墻溫室應(yīng)用范圍廣泛,但是存在破壞耕作層、建設(shè)成本高等問題。柔性保溫墻溫室由于具有無磚混基礎(chǔ)、不破壞原有耕作層土壤、裝配式骨架、快速安裝、建設(shè)周期短等特點,成為近年來在北京地區(qū)發(fā)展起來的一類新型溫室。
主要結(jié)構(gòu)特點
柔性保溫墻日光溫室結(jié)構(gòu)示意圖 圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
柔性保溫墻日光溫室其結(jié)構(gòu)與普通磚墻溫室基本相同,跨度9~12米,脊高5~6米,一般朝向為正南或南偏東5~8°(圖1-3)。區(qū)別是以鍍鋅鋼架+保溫棉替代磚墻或土墻,屬于輕型墻體,厚度0.2~0.3米,骨架一般為桁架或橢圓管骨架,配備棉被、棚膜及卷放設(shè)備、主動儲放熱系統(tǒng),與磚墻或土墻溫室相比,優(yōu)點為施工簡單、造價低,升溫快,土地利用率較高(50%~65%),便于機械化操作;缺點是相對保溫性弱,降溫快,使用壽命10年以上,平均造價在220-360元/米2,適宜于春秋茬果菜、越冬茬葉菜、草莓生產(chǎn)或者季節(jié)性育苗。
柔性保溫墻日光溫室內(nèi)部圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
柔性保溫墻日光溫室外部圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
配套材料和裝備
保溫材料
保溫被的保溫主芯材主要有針刺氈、無紡布、聚乙烯微孔泡沫塑料、橡塑保溫材料、聚乙烯發(fā)泡棉(又稱珍珠棉)、噴膠棉等幾類。面層材料主要有無紡布、針刺氈、牛津布、聚乙烯或聚丙烯材質(zhì)的編織簾、聚乙烯薄膜以及淋膜面層等。保溫被采用多層復合材料,一般有3-7層,厚度最大達到4 厘米以上,重量一般在2~4 千克/米2。
覆蓋材料
溫室配備透光棚膜,主要有聚氯乙烯(PVC)無滴膜、醋酸乙烯(EVA)膜、聚烯烴(PO)膜或聚乙烯(PE)膜等類型。近幾年轉(zhuǎn)光膜、散光膜等功能性棚膜開始在北京應(yīng)用。轉(zhuǎn)光膜是在棚膜中添加轉(zhuǎn)光劑后,將太陽輻射中的紫光和綠光轉(zhuǎn)換為作物需要的藍光和紅光,從而提高作物光合效率和產(chǎn)量。散色光棚膜將直射光轉(zhuǎn)變?yōu)樯⑸?,可以讓溫室光照更加均勻,改善溫室南北方向光分布的均勻性,提升冠層中下部的光量?/p>
主動儲放熱系統(tǒng)
傳統(tǒng)日光溫室儲放熱系統(tǒng)主要依靠墻體和地面白天蓄積太陽輻射的熱量,夜晚向溫室內(nèi)釋放存儲在墻體內(nèi)的熱量。由于柔性溫室后墻采用裝配式骨架+柔性保溫材料替代磚墻或土墻,無法實現(xiàn)墻體的被動儲熱,因此需要配備一定主動儲放熱系統(tǒng),來提升溫室內(nèi)的溫度。
壁掛水循環(huán)儲放熱系統(tǒng)
壁掛水循環(huán)儲放熱系統(tǒng)圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
壁掛水循環(huán)儲放熱系統(tǒng)主要由給水管、水袋、回水管、集水槽、水泵及控制系統(tǒng)組成。后墻上的水袋白天吸收太陽輻射能量進行儲熱,升溫后的水流入封閉的保溫水池,當夜間室內(nèi)空氣溫度低于設(shè)置的警戒值時,系統(tǒng)自動啟動水泵,通過水袋進行放熱,提高溫室溫度。儲水總?cè)莘e根據(jù)溫室長度不同,可達到10~25米3,約為同樣長度溫室后墻儲熱體積的10倍。
土壤升溫儲放熱系統(tǒng)
土壤升溫儲熱系統(tǒng) 圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
土壤升溫儲熱系統(tǒng)圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
土壤升溫儲放熱系統(tǒng)由循環(huán)風機、送風管、地埋換熱管和出風管及控制系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)利用通風系統(tǒng)將溫室內(nèi)熱空氣導入種植區(qū)土壤下方,通過地埋換熱管與土壤進行熱交換,再將空氣從出風管排出,完成空氣的降溫、土壤的儲熱。單臺風機通風量為1200米3/小時,進風口溫度約35℃,出風口溫度約17~22℃;整個種植區(qū)深度超過0.45米厚的土壤成為儲熱體,約為同樣長度溫室后墻儲熱體積的10倍。通過溫度傳感器+控制器實現(xiàn)風機自動啟停,能夠提高作物根系溫度和作物產(chǎn)量。
水肥及環(huán)控設(shè)備
溫室配備的水肥一體化設(shè)備,包括文丘里、比例施肥泵、施肥機等,可根據(jù)控制范圍及成本進行選擇。環(huán)境調(diào)控設(shè)備可配置自動卷簾機、濕簾風機、環(huán)流風機、二氧化碳發(fā)生器、補光燈以及智能管控系統(tǒng),實現(xiàn)水肥、棉被、風口、補光燈等設(shè)備的遠程自動控制。
典型案例
密云區(qū)保合綠耕園區(qū)
園區(qū)在2021年建成2棟柔性溫室,溫室跨度12米,脊高5.8米,長度70米,后屋面水平投影2米,前屋面角30.11°;骨架為桁架,上弦、下弦為熱鍍鋅鋼管,壁厚2.75毫米,腹桿為φ10鋼筋,桁架間距1米,11道縱向系桿;5道屋脊腹桿,1道屋脊橫桿。后墻和山墻覆蓋的柔性保溫被從外至內(nèi)依次為黑氈、棚膜、棉被、棚膜、黑氈。棚內(nèi)無立柱,便于機械化耕作,溫室造價為225元/米2。2021年越冬茬生產(chǎn)了番茄和黃瓜,畝效益達到2萬元。
蝸牛小鎮(zhèn)園區(qū)柔性保溫墻溫室圖5 土壤升溫儲熱系統(tǒng) 圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
蝸牛小鎮(zhèn)園區(qū)柔性保溫墻溫室圖5 土壤升溫儲熱系統(tǒng) 圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
海淀上莊蔬藝園
主要結(jié)構(gòu)為跨度12米,脊高5.5米,長度47米,后墻高4米,前屋面角29.72°,前骨架為橢圓管,骨架間距1米;縱向系桿10道,配置了壁掛水循環(huán)保溫儲熱系統(tǒng)和土壤升溫儲熱系統(tǒng)。后墻和山墻覆蓋橡塑覆抗老化膜全防水保溫材料,保溫主芯材為高分子微閉孔發(fā)泡橡塑海綿,面層為抗老化紅外線反射膜,厚度60毫米,在局部損壞下可通過熱熔或?qū)S媚z帶進行修復,使用壽命12年以上。溫室平均建設(shè)成本為360元/米2,2022年越冬茬進行了番茄、黃瓜的果菜的生產(chǎn)。
上莊蔬藝園柔性保溫墻溫室 圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
上莊蔬藝園柔性保溫墻溫室 圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站
順義區(qū)北莊鎮(zhèn)三分地有機農(nóng)場
園區(qū)自2016年開始建設(shè)柔性溫室,到2022年共建有39棟柔性溫室,面積160畝。溫室有多種結(jié)構(gòu),其中主要結(jié)構(gòu)為跨度12米,長度120米,脊高3.5或5米,骨架為橢圓管,一排立柱,建設(shè)成本206元/米2。主要進行番茄越冬+葉菜越夏生產(chǎn),畝效益達到2.16萬元。
三分地有機農(nóng)場柔性保溫墻溫室上莊蔬藝園柔性保溫墻溫室 圖片來源:北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站