设施覆盆子 |专用大跨度温室,土地利用率可提高40%!

原文 张卓艳 温室园艺农业工程技术 2022-09-09 17:20 发表于 北京

浆果栽培常见温室类型及特点

这些浆果在中国北方全年收获,需要温室栽培。但日光温室、连栋温室、薄膜温室等各类设施在实际种植过程中发现了各种问题。

01 薄膜温室

薄膜温室种植浆果的优点是温室两侧和顶部有四个通风口,每个宽度为50-80厘米,通风效果好。但由于不方便添加被子等保温材料,导致保温效果较差。北方冬季夜间最低平均气温为-9℃,薄膜温室内平均气温为-8℃。浆果不能在冬天种植。

02 太阳能温室

在日光温室种植浆果的优点是,当北方冬季夜间最低平均气温为-9℃时,日光温室内平均温度可达8℃。但日光温室的土墙导致其土地利用率较低。同时,日光温室南侧和顶部有两个通风口,每个通风口宽度为50-80cm,通风效果不佳。

03 连栋温室

连栋薄膜温室种植浆果的优点是连栋温室结构不占用额外的耕地,土地利用率高。连栋温室的四个侧面和顶部共有8个通风口(以30m×30m连栋温室为例)。通风效果有保证。而北方冬季夜间最低平均气温为-9℃时,连栋薄膜温室内平均气温为-7℃。冬季,维持浆果正常生长的室内最低温度15℃每日能耗可达340 kW•h/667m2.

2018年至2022年,作者团队对薄膜温室、日光温室和连栋温室的应用效果进行了测试和比较。同时,有针对性地设计建造了适合浆果种植的智能温室。

不同温室主要特点比较

13 14

薄膜温室、日光温室、连栋温室

双跨浆果温室

笔者团队在普通温室的基础上,设计建造了用于浆果种植的双跨温室,并以覆盆子为例进行了试种植。结果表明,新温室创造了更适合浆果种植的生长环境,优化了覆盆子的口感和营养成分。

水果营养成分比较

15 16

双跨温室

双跨温室是一种新型温室,其通风效果、采光效果和土地利用率更适合浆果种植。结构参数如下表所示。

17 号

双跨温室剖面/mm

双跨温室结构参数

18

浆果的种植高度与传统蔬菜的种植高度不同。栽培的树莓品种可达2m以上。在温室的下侧,浆果植物会太高并突破薄膜。浆果的生长需要强光(太阳总辐射400~800辐射单位(104瓦/米2)。从下表可以看出,夏季长光照、高光照对浆果影响不大,冬季低光照、短光照导致浆果产量明显下降。还有日光温室南北两侧光照强度的差异,导致南北两侧植物生长的差异。日光温室土墙建设的土层破坏较大,土地利用率只有一半,而且防雨措施随着使用寿命的增加而遭到破坏。

冬、夏季光照强度和光照时间对覆盆子产量的影响

19

土地利用

20

01 温室通风

新型双跨温室在最低位置增加了顺风通风口的高度,确保种植区没有薄膜阻挡植物生长。与普通日光温室宽度为0.4-0.6m的下通风口相比,双跨温室宽度为1.2-1.5m的通风口使通风面积增加了一倍。

02 温室土地利用率及保温隔热

双跨温室跨度为16m,高度为5.5m。与普通日光温室相比,内部空间增大1.5倍,无需修建土墙即可获得95%的实际种植面积,提高土地利用率40%以上。与日光温室为保温蓄热而修建的土墙不同,双跨温室采用内部保温系统和地暖管道供暖系统,不占用种植面积。大跨度带来面积和透光量成倍增加,土壤蓄热量同比增加0~5℃。同时,温室内增设了内部保温被和一套地暖管道供暖系统,在北方冬季-20℃的寒潮下,保持温室内部温度在15℃以上,从而保证冬季浆果的正常产出。

03 温室照明

浆果的生长对光照要求较高,需要太阳总辐照度为400-800辐射单位(104瓦/米2)的光强度。影响温室光照的因素包括天气条件、季节、纬度和建筑结构等。前三种是自然现象,不受人类控制,而后者则受人类控制。温室照度主要与温室朝向(南或北10°以内)、屋顶角度(20~40°)、建筑材料的遮阳面积、塑料薄膜的透光率及污染、水滴、老化程度等有关。这些是影响温室照明的主要因素。取消外保温,采用内保温结构,可减少遮阳面积20%。为了保证薄膜的透光性能和有效使用寿命,需要及时清除薄膜表面的雨水和积雪。经过实验发现,25~27°的屋顶角度更有利于雨雪的落下。温室跨度大,南北排列,可以使光照均匀,解决同一温室内植物生长不一致的问题。

浆果专用大跨度保温塑料温室

作者团队研究并建造了一个大跨度温室。该温室在建设成本效益、浆果产量、保温性能等方面都具有很大的优势。

大跨度温室结构参数

21

22

大跨度温室结构

01 温度优势

大跨度温室无需土墙,比普通日光温室土地利用率提高30%以上。经测定,大跨度外保温塑料温室在室外温度-15℃、室内外温差21℃时可达6℃。在保温方面,与日光温室性能相似。

大跨度温室与日光温室冬季保温、散热性能比较

23

02 结构优势

设施结构合理,基础坚实,抗风能力10级,雪荷载0.43kN/m2、抗暴雨、积雪等自然灾害能力强,使用寿命15年以上。与普通温室相比,相同面积的内部空间增大2~3倍,便于机械化作业,适合种植植株较高(2m±1m)的作物。

03 光与空间环境优势

大跨度温室大棚非常有利于大面积种植中的人员管理和调度,可以有效避免劳动力浪费。大跨度温室的屋顶设计充分考虑了不同纬度条件下的太阳高度角和太阳光在膜面上的入射角,使其在不同季节、不同太阳光入射时段(结合膜面与地面的夹角为27°,以便雨雪全面滑落),从而尽可能减少光的散射和折射,最大限度地利用太阳能。大跨度温室空间增加2倍以上,CO2排放2 相对空气增加2倍以上,有利于农作物生长,达到增产的目的。

不同浆果种植设施的比较

建造更适合浆果种植的温室的目的是为了获得浆果种植中重要的生长环境和环境控制,而植物的生长直观地反映了其生长环境的优劣。

不同温室树莓生长情况比较

24 25

不同温室树莓生长情况比较

覆盆子果实产量的数量和质量还取决于生长环境和环境控制。一级果达标率70%以上,产量4t/667m2 意味着更高的利润。

不同温室产量及一级果品达标率比较

1 2

覆盆子产品 

引文信息

张卓艳.一种适合树莓栽培的特殊设施结构[J].农业工程技术,2022,42(22):12-15。


发布时间:2022年9月30日