李光聚 劉天英 李秀欣 劉春香 付 彬 丁加剛 李玉堂王成增*

（1壽光市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東壽光 262700；2壽光市潤宏農(nóng)業(yè)科技有限公司，山東壽光 262700）

壽光日光溫室從1989年建造的第一代日光溫室，至今已更新?lián)Q代到第七代，每一代的改進(jìn)使日光溫室的保溫性、操作性、生產(chǎn)能力逐步提高，主要表現(xiàn)在溫室的長度、跨度、溫室內(nèi)高度，墻體厚度，覆蓋材料，機(jī)械化設(shè)備的應(yīng)用等方面。隨著建設(shè)新材料的不斷涌現(xiàn)、智能化設(shè)備的普遍應(yīng)用，將會帶動(dòng)日光溫室在提高土地利用率、溫室內(nèi)環(huán)境控制性、溫室整體操作性、提高勞動(dòng)效率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面做出更大的改進(jìn)。

壽光日光溫室蔬菜的發(fā)展為解決我國北方地區(qū)冬季蔬菜生產(chǎn)的難題開辟了一種新的生產(chǎn)方式，帶動(dòng)了我國蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，壽光日光溫室蔬菜栽培技術(shù)也傳到了全國各地。自改革開放初期經(jīng)過30多年的發(fā)展，到2018年底壽光設(shè)施蔬菜栽培面積達(dá)到4萬hm2（60萬畝），其中日光溫室蔬菜栽培面積達(dá)2.67萬hm2（40萬畝），蔬菜產(chǎn)業(yè)全國聞名。

目前，用于蔬菜生產(chǎn)的日光溫室不論是在長度、寬度、高度方面，還是在配備的智能設(shè)備方面都是之前所不可比擬的，日光溫室的性能也有了很大的提高，在墻體厚度、保溫材料、大空間、改變光線入射角度等方面都做了很大改進(jìn)。為方便操作機(jī)械等，進(jìn)出門洞加大，溫室內(nèi)走道加寬，無立柱或立柱數(shù)量變少，南北跨度變大，東西長度變長；為提高勞動(dòng)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，自動(dòng)卷簾機(jī)、自動(dòng)放風(fēng)機(jī)、水肥一體機(jī)等智能化設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，并成為現(xiàn)在壽光日光溫室的標(biāo)配；為提高日光溫室的防洪抗?jié)衬芰Γ龍@區(qū)建設(shè)了排水管網(wǎng)外，還在日光溫室的前后都建設(shè)有排（滲）水溝。

壽光日光溫室的發(fā)展，主要考慮因素是保溫性、空間大小、操作性、透光性。隨著在日光溫室建設(shè)方面投入的增加，日光溫室的保溫性能逐漸提高，空間越來越大，機(jī)械使用越來越方便，蔬菜產(chǎn)量越來越高；同時(shí)，溫室內(nèi)溫度、濕度、光照等生物學(xué)因子的可控能力大大提高，病蟲害的發(fā)生明顯減輕并可控，使高品質(zhì)蔬菜的生產(chǎn)變成了現(xiàn)實(shí)。

壽光日光溫室可以實(shí)現(xiàn)在壽光市深冬時(shí)節(jié)不進(jìn)行人工加溫的情況下生產(chǎn)多種喜溫性蔬菜，具有光能利用率高、升溫快、保溫能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

壽光日光溫室從1989年建造的第一代日光溫室，至今已更新?lián)Q代到第七代，現(xiàn)將其發(fā)展歷程介紹如下。

1 壽光第一代日光溫室

1.1 背景

為了能在冬季進(jìn)行蔬菜生產(chǎn)，1989年壽光市孫集街道三元朱村，結(jié)合本地春暖棚并借鑒外地溫室改造建成壽光第一代日光溫室，改變了冬季不能生產(chǎn)喜溫性蔬菜的歷史。

1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

建造材料主要是水泥立柱、大竹竿、8號鐵絲、聚氯乙烯無滴膜、稻草簾，墻體用泥土麥穰泥坨而成。溫室內(nèi)最高點(diǎn)高3 m，跨度7.2 m，長40～60 m；后墻底寬1 m、頂寬0.9 m，高1.8 m，泥坨而成；共4排立柱，頂后坡立柱在走道前邊（圖1）。

圖1 壽光第一代日光溫室結(jié)構(gòu)

1.3 創(chuàng)新點(diǎn)

①增加了墻體厚度，由過去春暖棚的0.4 m增加到1 m。②首次應(yīng)用聚氯乙烯無滴高溫膜進(jìn)行日光溫室蔬菜生產(chǎn)。③保溫材料由蒲草簾換成了更保溫的稻草簾。④日光溫室朝向由向陽改為向陰（偏西5°），同時(shí)加大了光照入射角。

1.4 使用效果

墻體用泥坨，厚度達(dá)到1 m，保溫性能好；采用高溫薄膜、更保溫的稻草簾作為保溫材料。這些改變使日光溫室實(shí)現(xiàn)了在壽光深冬季節(jié)不用加溫就能生產(chǎn)喜溫性蔬菜，創(chuàng)造了壽光冬天不加溫就能生產(chǎn)蔬菜的歷史。

2 壽光第二代日光溫室

2.1 背景

第一代溫室在建造中用鐵絲和竹竿來固定塑料薄膜，造成大量的孔洞。1990年，第二代日光溫室主要解決了溫室密封問題，提高了冬季日光溫室的保溫性能。

2.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

建造材料主要是大竹竿、水泥立柱、聚氯乙烯無滴膜、稻草簾、泥土麥穰混合泥坨或泥土夯實(shí)。溫室內(nèi)最高點(diǎn)高3 m，跨度8.4 m（原先為7.2 m），長40～60 m；后墻底寬1 m、頂寬0.9 m，高1.6 m；4排立柱，頂后坡立柱在走道前邊（圖2）。

2.3 創(chuàng)新點(diǎn)

針對第一代日光溫室用小竹竿固定塑料薄膜時(shí)產(chǎn)生孔洞、保溫效果差的問題，首次使用壓膜繩壓膜，使整個(gè)日光溫室呈全封閉狀態(tài)，造價(jià)低，升溫快，保溫能力強(qiáng)；首次用滑輪控制放風(fēng)口；溫室內(nèi)南北跨度增加1.2 m。

2.4 使用效果

用壓膜繩固定塑料薄膜，日光溫室密封性能提高，不再因?yàn)槭褂眯≈窀秃丸F絲固定塑料薄膜產(chǎn)生許多孔洞，這些孔洞會造成溫室內(nèi)熱量的損失，下雨時(shí)還會從孔洞向溫室內(nèi)進(jìn)水，亦會因?yàn)樾≈窀驼趽豕饩€，影響透光。開始使用滑輪控制放風(fēng)口，操作方便、密閉性好。溫室跨度在當(dāng)時(shí)利用竹竿做主體材料的情況下增加1.2 m、空間變大。這些改變讓第二代日光溫室在深冬季節(jié)的保溫性比之前提高1～2 ℃，達(dá)到6 ℃左右。

圖2 壽光第二代日光溫室結(jié)構(gòu)

3 壽光第三代日光溫室

3.1 背景

第二代日光溫室盡管空間比之前大了，但還是存在空間小、保溫性能差的問題。1994年壽光市蔬菜局的技術(shù)人員和部分菜農(nóng)一起在五臺鄉(xiāng)商討日光溫室改進(jìn)事宜，形成了壽光第三代日光溫室，創(chuàng)造性的在第一代日光溫室的基礎(chǔ)上將后墻加厚，溫室跨度增加到10.8 m，曾在壽光市五臺、孫集、豐城等地推廣面積較大。

3.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

建造材料主要是水泥立柱、大竹竿、鋼絲、聚氯乙烯無滴膜、稻草簾、泥土麥穰混合泥坨或泥土夯實(shí)。溫室內(nèi)最高點(diǎn)高3.3 m，跨度10.8 m，長40～60 m；后墻底寬1.2 m，高2.5 m；共5排立柱，頂后坡立柱在走道前邊（圖3）。

3.3 創(chuàng)新點(diǎn)

圖3 壽光第三代日光溫室結(jié)構(gòu)

針對溫室內(nèi)空間小、南北跨度小、蓄熱能力相對較差、室內(nèi)二氧化碳不足的問題，采取后墻加厚、溫室脊加高的模式；南北跨度增加幅度大；棚面鐵絲改用鋼絲，克服生銹拉斷問題，解決了安全隱患。

3.4 使用效果

通過溫室后墻加厚、后墻高度增加，南北跨度大幅度增大，溫室內(nèi)空間更大，室內(nèi)二氧化碳儲量多。這些改進(jìn)讓壽光第三代溫室保溫性能更好，空間大操作更方便，因二氧化碳相對增加使得蔬菜產(chǎn)量有較大幅度提高，特別是黃瓜，當(dāng)時(shí)每茬每667 m2產(chǎn)量可以達(dá)到0.9萬kg。解決了當(dāng)時(shí)因日光溫室保溫性能不好，如果放風(fēng)不及時(shí)，空氣循環(huán)不夠，二氧化碳明顯不足，限制產(chǎn)量增加的問題。改進(jìn)后的日光溫室深冬季節(jié)可以保證溫室內(nèi)最低溫在7～8℃。同時(shí)，棚面鐵絲換成鋼絲，溫室更牢固耐用，更安全。

4 壽光第四代日光溫室

4.1 背景

1995年在壽光市釣魚臺村首先建成壽光第四代日光溫室，首次應(yīng)用電動(dòng)卷簾機(jī)代替人工拉草簾，極大地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了勞動(dòng)效率。

4.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

建造材料主要是鋼架、卷簾機(jī)、鋼絲、聚氯乙烯無滴膜、稻草簾。溫室內(nèi)最高點(diǎn)高3.3 m，跨度7.8～10 m，長60～80 m；后墻寬1.2 m，高2.46 m；1排立柱，頂后坡立柱在走道前邊（圖4）。

圖4 壽光第四代日光溫室結(jié)構(gòu)

4.3 創(chuàng)新點(diǎn)

首次成功應(yīng)用卷簾機(jī)；種植區(qū)內(nèi)無立柱；采用鋼骨架結(jié)構(gòu)；為了增加墻體的支撐能力和堅(jiān)固性，少部分溫室采取泥坨墻體兩側(cè)用磚砌墻加水泥抹面。

4.4 使用效果

首次成功應(yīng)用卷簾機(jī)，60 m長的日光溫室拉簾和放簾的時(shí)間由原先的1.5小時(shí)縮短為0.5小時(shí)，同時(shí)大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。為了提高溫室的支撐強(qiáng)度，首次采用溫室鋼骨架結(jié)構(gòu)，棚架質(zhì)量增加需要增加墻體的支撐能力和堅(jiān)固性，少部分溫室采取泥坨墻體兩側(cè)用磚砌墻加水泥抹面，保障卷簾機(jī)安全。首次實(shí)現(xiàn)了操作區(qū)無立柱，操作的方便性大大提高。多種改變讓第四代日光溫室更加堅(jiān)固美觀，空間大、保溫效果好。

5 壽光第五代日光溫室

5.1 背景

為進(jìn)一步提高溫室的保溫性能，提高冬季日光溫室蔬菜的生產(chǎn)能力，1999年在壽光市蔬菜高科技示范園建成第五代日光溫室。

5.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

建造材料主要是鋼架或水泥立柱、大厚土墻（泥土分層壓實(shí)）、卷簾機(jī)、鋼絲、聚氯乙烯無滴膜或EVA或PO膜、稻草簾。溫室內(nèi)最高點(diǎn)高4.0～5.5 m，跨度10～12.5 m，長80～120 m；土墻底寬4～10 m、頂寬1.5～2.5 m，高3～5.5 m；分為水泥立柱和鋼架無立柱兩種類型（圖5）。

圖5 壽光第五代日光溫室結(jié)構(gòu)

5.3 創(chuàng)新點(diǎn)

①大厚墻用土壓成，取代了較薄的泥坨墻，保溫性能更好。②采用下挖模式，溫室內(nèi)栽培面低于溫室前地平面0.4～1.2 m，增強(qiáng)了保溫蓄熱能力。③溫室跨度10～12.5 m，首次溫室跨度達(dá)到12.5 m，長度超過100 m。

5.4 使用效果

采用下挖模式、墻體厚、跨度大，溫室內(nèi)空間明顯增大，更容易調(diào)控溫室內(nèi)溫濕度，特別是保溫性能大大提高，首次保證在深冬季節(jié)最低溫達(dá)到10 ℃。此時(shí)，采用無立柱和有立柱兩種模式，無立柱方便機(jī)械化操作，但是由于日光溫室建造成本高和溫室內(nèi)的吊掛系統(tǒng)不便安裝，有的需要增加立柱，特別是番茄掛果量大，植株和果實(shí)的總質(zhì)量大，吊掛系統(tǒng)負(fù)荷大，無立柱的日光溫室吊掛系統(tǒng)不好固定；有立柱，不但建造成本低而且方便吊掛系統(tǒng)的安裝，但是機(jī)械化操作受到限制，特別是旋耕機(jī)操作時(shí)要特別小心。農(nóng)業(yè)園區(qū)建造日光溫室時(shí)多采用無立柱模式，菜農(nóng)自己建造的日光溫室多采用有立柱模式。第五代日光溫室采用下挖式、厚土墻也存在不足：一是因?yàn)橄峦谑?，雨季存在排水不暢的問題；二是厚土墻，存在占用土地多、土地利用率偏低的問題。

6 壽光第六代日光溫室

6.1 背景

溫室建造新材料的廣泛應(yīng)用為溫室的加高、加寬提供了有利條件，2010年壽光開始規(guī)劃農(nóng)業(yè)園區(qū)，推行集約化生產(chǎn)，開始推廣第六代日光溫室，主要解決了過去溫室鋼骨架銹蝕、機(jī)械化操作不方便、跨度小、不牢固等問題。在當(dāng)時(shí)無立柱日光溫室的跨度達(dá)到了15 m，有立柱的跨度達(dá)到了18 m，比之前的日光溫室大幅度提高了跨度和長度，溫室內(nèi)空間大大提高。

6.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

建造材料主要是鍍鋅鋼架或水泥立柱、土墻、卷簾機(jī)、鋼絲、聚氯乙烯無滴膜或EVA或PO膜、保溫被。溫室內(nèi)最高點(diǎn)高5.5～8 m，溫室跨度13～18 m，長100 m以上，有的長達(dá)180 m；后墻用土分層壓成，底寬8～12 m、頂寬2～2.5 m，高4.5～5.5 m；分為有水泥立柱和鋼架無立柱兩種類型（圖6）。

圖6 壽光第六代日光溫室結(jié)構(gòu)

6.3 創(chuàng)新點(diǎn)

①鍍鋅鋼管代替大竹竿，保溫被代替草簾，水泥方柱代替扁柱，骨架強(qiáng)度增加促進(jìn)了溫室跨度和高度的增加。同時(shí)，材料的改進(jìn)使整個(gè)溫室使用年限延長。②溫室前臉設(shè)有機(jī)械進(jìn)出口，平時(shí)固定，用時(shí)打開，便于機(jī)械化耕作；自動(dòng)放風(fēng)機(jī)、電動(dòng)運(yùn)輸車等開始應(yīng)用。

6.4 使用效果

首次采用保溫被代替了草簾，減輕了對棚體的壓力；首次采用熱鍍鋅鋼管，解決了以前鋼骨架的銹蝕問題，同時(shí)支撐能力更強(qiáng)，為大跨度溫室的建造提供了可能，壽光第六代日光溫室比第五代跨度增加50%左右。首次嘗試使用電動(dòng)放風(fēng)代替人工放風(fēng)，提高了工作效率和放風(fēng)質(zhì)量。首次開始使用溫室運(yùn)輸車代替人工搬運(yùn)。

這幾項(xiàng)改進(jìn)讓中型機(jī)械進(jìn)入溫室操作成為可能，溫室內(nèi)空間大、二氧化碳儲存量大、病蟲害得到有效控制，蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)得到有效提高。保溫性能大幅度提高，非常適合深冬蔬菜生產(chǎn)。

7 壽光第七代日光溫室

7.1 背景

為促進(jìn)壽光蔬菜生產(chǎn)由數(shù)量型向品質(zhì)型的轉(zhuǎn)變，2015年壽光市出臺相關(guān)政策鼓勵(lì)開展“大棚兩改”，從園區(qū)規(guī)劃、溫室標(biāo)準(zhǔn)化入手，推動(dòng)了日光溫室的改進(jìn)，主要是自動(dòng)化程度更高、日光溫室內(nèi)空間更大、操作更方便。在這之前，無立柱日光溫室的跨度沒有突破15 m，有立柱的跨度沒有突破18 m，主要是為了防止下雪天氣支撐力不夠造成日光溫室坍塌。

7.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

建造材料主要是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、卷簾機(jī)、自動(dòng)放風(fēng)機(jī)、水肥一體機(jī)等，鍍鋅鋼架或水泥立柱、土墻、鋼絲、聚氯乙烯無滴膜或EVA或PO膜、保溫被。溫室內(nèi)最高點(diǎn)高8～9 m，跨度18～25 m，長150 m以上，有的長300 m以上；后墻底寬12～13 m、上寬2～2.5 m，高7～8 m；溫室下挖深度減小，比溫室前地面低0.4～0.7 m；溫室內(nèi)走道1.5 m，進(jìn)出門洞寬1.7 m、高1.8～2.2 m（圖7）。

7.3 創(chuàng)新點(diǎn)

圖7 壽光第七代日光溫室（有立柱）結(jié)構(gòu)

①日光溫室整體長度大大增加，有的達(dá)到了300 m以上；跨度比第六代日光溫室增加4 m左右，2015年最大跨度首次達(dá)到23 m；溫室高度明顯增加，進(jìn)出門洞加大，溫室內(nèi)走道加寬。②通過物聯(lián)網(wǎng)控制水肥一體化機(jī)、放風(fēng)機(jī)、補(bǔ)光燈、噴淋系統(tǒng)等溫室附屬設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了蔬菜的工廠化生產(chǎn)，使溫室成為蔬菜的生產(chǎn)車間。

7.4 使用效果

日光溫室的進(jìn)出門洞變大、走道變寬、無立柱或是立柱變稀，都有利于機(jī)械操作，2018年后注重溫室前溝、園區(qū)排水溝（渠）建設(shè)，實(shí)現(xiàn)相連相通，提高溫室及整個(gè)園區(qū)的排水能力。通過物聯(lián)網(wǎng)對溫室附屬設(shè)備進(jìn)行智能化控制，對卷簾機(jī)、放風(fēng)機(jī)、水肥一體機(jī)、噴霧設(shè)備、補(bǔ)光燈、二氧化碳施肥器等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制可通過電腦終端實(shí)現(xiàn)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。機(jī)械化程度高，溫室內(nèi)溫度、濕度得到有效控制，病蟲害危害程度減輕，使一個(gè)日光溫室成為一個(gè)“蔬菜生產(chǎn)工廠”，便于蔬菜的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有利于蔬菜質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

8 未來展望

從壽光七代日光溫室的發(fā)展來看，每一代的改進(jìn)使日光溫室的保溫性、操作性、生產(chǎn)能力逐步提高，主要表現(xiàn)在溫室的長度、跨度、溫室內(nèi)高度，墻體厚度，覆蓋材料，機(jī)械化設(shè)備的應(yīng)用等方面。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更多的社會化資金投入到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，會帶動(dòng)日光溫室更新?lián)Q代加快，也會推動(dòng)日光溫室蔬菜的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和蔬菜品質(zhì)提高。建設(shè)新材料的不斷涌現(xiàn)、智能化設(shè)備的普遍應(yīng)用會帶動(dòng)日光溫室在提高土地利用率、溫室內(nèi)環(huán)境控制性、溫室整體操作性、提高勞動(dòng)效率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面做出更大的改進(jìn)。一是密封性能會進(jìn)一步改進(jìn)，改善溫室環(huán)境，病蟲害發(fā)生得到控制；二是向無立柱或是立柱更少的方向發(fā)展（圖8），從投資、安全性、操作性綜合因素看無立柱日光溫室的跨度在15 m左右，跨度在18～25 m的日光溫室，南北增加一排立柱，也不影響機(jī)械的操作，但從長遠(yuǎn)看，還是傾向于無立柱；三是隨著新型保溫材料的不斷出現(xiàn)，墻體因應(yīng)用的新材料強(qiáng)度高、支撐能力強(qiáng)而變薄，從而日光溫室的土地利用率會大幅度提高；四是日光溫室向智能化控制方向發(fā)展，溫室能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫、自動(dòng)控濕、自動(dòng)肥水管理，溫室內(nèi)機(jī)械化設(shè)備盡可能替代人工。

圖8 壽光日光溫室結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢