河北省蔬菜設施結構現狀及優化建議

□ 張澤偉 狄政敏 郄東翔 韓 鵬 張建峰

為提升河北省蔬菜設施生產性能和抗災能力，對河北省蔬菜設施結構進行了摸底調研，并提出五種主要蔬菜設施類型的結構優化建議。

近年來，河北省設施蔬菜產業發展迅速，呈現布局區域化、發展規模化及地域特色化的特點，但蔬菜設施在結構設計、專業建造及后期維護上仍存在不合理現象。對此，筆者在調研分析的基礎上，提出了五種主要蔬菜設施類型的結構優化建議，為設計建造、升級改造蔬菜設施提供參考。

1 河北省蔬菜設施結構現狀及特點

1.1 蔬菜設施布局區域化

河北省氣候條件南北差別較大，地形多樣，形成了獨特的蔬菜生產設施區域布局。冀北張家口、承德地區氣候冷涼，蔬菜設施以大拱棚為主，主要進行春提前和秋延后生產，同時為增加冬季蔬菜供應，建造了一批節能日光溫室。冀東唐山、秦皇島地區冬季光照充足，蔬菜設施以日光溫室為主，以樂亭縣溫室結構類型為代表，高度較低、跨度較小，適宜沿海多風地區，主要生產果菜類蔬菜。冀中地區以日光溫室和大棚為主，棚室一般跨度、高度較大，新建溫室多為壽光式溫室。冀南地區以永年縣為代表，主要特色是中小棚葉菜生產，也發展了一些壽光式溫室。

1.2 蔬菜設施發展規模化

近年來，在河北省蔬菜示范縣建設和農業開發等項目的支持帶動下，大量社會資本投入蔬菜行業，各地涌現出一批大規模、高標準的蔬菜園區。新建園區一般由企業或合作社投資興建，園區面積多在13.3 hm2（200畝）以上，經過專業規劃，功能區布局較合理，水電路等基礎配套設施較完善，生產設施以日光溫室為主，多為鋼架結構的磚墻溫室或土墻溫室。

1.3 蔬菜設施體現地域特色化

青縣竹木結構超大拱棚，長100 m，跨度30～35 m, 脊高2.6～3.0 m，肩高2 m，多處設風口可及時通風排濕降溫；立柱多，間距1.3 m×2.0 m，兩層拉桿，可加多層保溫幕；種植茬口為早春茬和秋冬茬，能提早定植，比普通大棚提早一個月收獲上市；造價低廉，每667 m2建造成本8 000～10 000元，投入回報快，比較效益高。樂亭縣的雙向卷簾大棚，南北走向，竹木結構，長120 m，跨度13 m，脊高2.2 m，肩高1.2 m，每列5根立柱，間距2～3 m,使用卷簾機省時省工，草苫卷至大棚頂部，一般使用二道幕保溫，可實現提早定植和上市，當地菜農比較認可。廊坊地區的廊坊40型、武邑縣的武優Ⅱ型溫室，充分吸收了外地棚型結構的優點且適應當地氣候環境特點，性能表現良好。永年縣的中小棚成方連片、規模較大，竹木結構、投資少、回報快，中棚覆蓋草苫保溫，主要用于速生葉菜生產，經濟效益較高。

2 存在的問題

2.1 設施結構設計不科學

近幾年河北省新建日光溫室以壽光式溫室為主，通常為厚土墻（底座5～7 m）、大跨度（9.5～11.0 m）、大高度（4.5～5.5 m）、半地下（下挖1 m左右）結構。雖然蓄熱保溫性能突出，但也暴露出若干問題。一是取土筑墻致使下挖過深，不僅嚴重破壞土壤耕層結構，還造成棚室內南端產生1 m多的陰影，影響前排蔬菜生長；雨季時易發生雨水倒灌，如排澇設施不完善，可能會造成墻體垮塌。二是墻體過厚造成土地利用率在50%以下，土地浪費嚴重。三是高度大，增加了建造成本，而且升溫相對緩慢。

2.2 抗災能力差，遇災損毀嚴重

2009年河北省中南部地區的暴雪損毀了6 666.7 hm2（10萬畝）左右棚室；2012年夏季中東部地區洪澇災害導致溫室損毀嚴重，輕者墻體開裂、局部坍塌，重者墻體垮塌、骨架折斷。其主要原因是防災、抗災意識較差，設施結構設計不合理。

2.3 缺乏區域性的設施設計和建造標準

在設施發展中，由于沒有適合當地的設施標準，在設施結構設計、建造中隨意性強，造成結構設計不合理、施工工藝不規范、建造質量較差等現象普遍存在，有的已給農民造成嚴重的經濟損失。

2.4 設施裝備水平不高

除近年新建的高標準園區和已進行優化改造的設施外，河北省設施普遍結構老化、建造標準較低、材質和裝備較差。骨架多采用竹木結構，小部分采用鋼架竹木混合結構，夯土或機械壓實筑墻，少數配置卷簾機等設備。

2.5 缺乏具有專業資質的建造隊伍

河北省蔬菜生產設施規模發展較快，但是缺乏本土的優秀設施建造隊伍，設施建造方面很大程度上依賴壽光，這與河北設施蔬菜大省的地位極不協調。另外在管理制度方面，目前沒有權威部門對蔬菜設施建造隊伍進行專業資質水平認證，而且施工質量監管處于空白，后期配套服務跟不上，一旦出現問題難以追究責任。

3 設施結構優化建議

針對河北省蔬菜設施存在的問題，在充分調研的基礎上，總結出日光溫室和大棚的結構優化原則，并根據各地不同光溫資源，從效果好、性能優、深受認可的設施中提煉共同的結構特點及優化后，推薦五種適宜河北省的蔬菜設施類型。

3.1 結構優化原則

3.1.1 日光溫室結構優化原則 一是按照合理采光原理及地理位置和氣候差異，確定適宜的高度、跨度等主要結構參數；二是穩定、抗災、高效，采用優質骨架材料和施工工藝，確保溫室穩固性和抗災能力，節約成本，提高收益；三是選用防霧流滴塑料膜、保溫被等高性能保溫覆蓋物，并采用多層覆蓋，增強保溫效果；四是節省土地，在確保墻體蓄熱保溫性能最大化的基礎上，減少墻體厚度，提高土地利用率，并根據實際情況減少栽培面下挖或不下挖。

3.1.2 大棚結構優化原則 一是采用合理結構參數，規范施工建造；二是應用堅固耐用骨架材料，確保棚室穩定性，提高抗強風、暴雨、暴雪等災害性天氣能力；三是早春可采取多層覆蓋等措施，提高棚內溫度，實現提早定植和收獲上市；四是合理設置頂風、腰風等放風口，優化通風排濕性能；五是夏季可采用遮陽網覆蓋，實現棚內溫濕度可調控，最大限度降低病蟲害發生幾率。

3.2 適宜河北省發展的五種設施類型

3.2.1 越冬型高效節能日光溫室 墻體多為土墻，蓄熱保溫性能突出，可進行番茄、黃瓜、茄子、辣椒等喜溫蔬菜越冬生產；不同骨架材質的溫室結構參數不同（表1），建造成本較低，適于普通農戶建造使用。

① 走向及下挖深度。溫室建造坐北朝南，東西延長，長60～100 m；為利于防寒保溫，棚室栽培床可下挖0.5 m左右，但必須建有配套完善的防洪排澇系統，防止雨水倒灌損毀棚室。在地下水位高、鹽堿嚴重或無良好排水系統的園區，栽培床杜絕下挖。土墻應采用客土建造，注意施工中不要破壞熟土耕作層，可先把25～30 cm深的表土層放置旁邊，待墻體建成后再回填栽培床。

②跨度和脊高。冀北地區，溫室內跨度宜在7.5～8.0 m，脊高3～4 m；冀中南地區，溫室內跨度9～10 m，脊高3.6～5.0 m；冀東唐山秦皇島沿海地區，溫室內跨度8～9 m，脊高3.3～4.5 m。用于育苗的溫室一般設置加溫設備，并適當增大高度，以提高光照、溫度等環境條件和操作空間。栽培床下挖的溫室應選擇該跨度相應的脊高上限值。

③ 前后排溫室間距。前排溫室最高點的水平投影至后排溫室前緣的垂直距離，為最高點高度的2.2～2.5倍為宜，中南部取下限，北部取上限。

④ 墻體與厚度。使用具有一定粘性的土壤或草泥建造土墻，并保證碾壓質量。土墻厚度一般為當地凍土層厚度的3倍左右。冀北、冀東唐山秦皇島沿海地區，土墻上寬2.0～2.5 m，下寬4.5～5.0 m；冀中南地區，土墻上寬1.5～2.0 m，下寬3.5～4.5 m。在確保墻體蓄熱保溫性能和穩固性的基礎上，盡量減少墻體占地面積、增大種植面積，提高土地利用率。溫室土墻外部覆蓋毛氈、薄膜進行防雨保護，在有經濟實力的地區盡量建造磚土復合墻體。

⑤ 后坡。后坡有一定的蓄熱保溫作用，在冬季寒冷的冀北地區，后坡水平投影長0.8～1.2 m為宜。

⑥ 溫室骨架。采用全鋼骨架或鋼竹混合骨架，設鋼管或鋼筋拉桿橫向固定；還可選用優質鋼筋水泥預制骨架。后坡和脊高處需設1～2排立柱，還可增設可移動的立柱。

⑦ 排水系統。前后兩排溫室之間及園區道路兩側設置排水溝。按當地近十年來最大降雨量，科學設計排水溝的寬度和深度及各級排水溝的間距。

表1 越冬型高效節能日光溫室（不同骨架材質）主要結構參數

3.2.2 春秋型日光溫室 春秋型日光溫室在春季、秋季可生產番茄、黃瓜、辣椒等喜溫類蔬菜，冬季生產芹菜、韭菜以及甘藍、生菜、茼蒿等耐寒性和半耐寒性蔬菜。其土地利用率較高，但蓄熱保溫性欠佳。冀北寒冷地區不提倡建造春秋型日光溫室。

春秋型日光溫室墻體多為磚墻，也有一小部分為薄土墻。磚墻溫室在跨度、脊高等結構參數方面與越冬型高效節能日光溫室基本一致；墻體厚37～60 cm，可加保溫層和在墻外側培土，以提高保溫效果；一般選用全鋼架或水泥鋼筋預制骨架。磚墻溫室穩固性較好，抗災能力強，但造價偏高。薄土墻溫室墻體厚50～80 cm，跨度7 m左右，脊高約2.5 m，可采用無后坡設計。

3.2.3 單棟塑料大棚 單棟塑料大棚在冀北地區可種植一茬番茄、辣椒等喜溫蔬菜，其他地區可種植春秋兩茬。單棟塑料大棚宜南北延長，跨度一般8～12 m。長度根據地塊而定，一般60～100 m。脊高一般2.5～3.5 m，最高不超過3.9 m，肩高1.5 m左右。可選用鍍鋅鋼管骨架、鋼架竹木混合骨架或鋼筋水泥預制骨架，骨架間距1.2～3.0 m，用拉桿連接固定，跨度11 m以上需增加立柱支撐。

3.2.4 連棟塑料大棚 連棟塑料大棚（包括青縣的超大拱棚）棚體大，蓄熱保溫性能好，可有效節約建筑材料、降低建造成本，土地利用率高，早春季節采用多層幕覆蓋，可提早定植和提前上市。連棟大棚南北延長建造，長度一般60～100 m，單拱跨度6.5～7.0 m，脊高3.0～3.5 m，肩高2.0 m左右，拱間設天溝排水或收集雨水，頂部和四周設風口進行排濕降溫。青縣的超大拱棚總跨度一般在20～30 m，脊高2.6～3.0 m，肩高2 m左右，長度隨地塊而定；拱架可分為全鋼、全竹木或竹木鋼架混合材料，拱架間距3 m左右，配置兩層拉桿進行多層幕覆蓋，根據骨架材料設置不同材料和數量的立柱，鋼架連棟大棚立柱間距3～4 m，竹木連棟大棚立柱間距1.3～2.0 m。

3.2.5 改良塑料大棚 改良塑料大棚有雙向卷簾大棚和單向卷簾大棚兩種。雙向卷簾大棚是在大拱棚上覆蓋草苫或保溫被，并配置卷簾機將其從兩側卷至頂端；單向卷簾大棚是以保溫被或草苫等覆蓋材料臨時作為簡易墻體，并配置卷簾機。除冀北地區外，其他地區均可進行春提前、秋延后茄果類蔬菜和越冬根菜、葉菜類蔬菜生產。

雙向卷簾大棚一般南北延長，跨度13～15 m，脊高2.2～2.5 m，肩高1.2～1.5 m，骨架為全鋼架或鋼架竹木材料，骨架間距1 m左右，設有4～6排立柱。單向卷簾大棚東西延長，大棚北側弧度加大，形似溫室后墻，冬春季節以秸稈、草苫、保溫被等覆蓋物臨時作為簡易墻體，跨度一般8～10 m，脊高一般2～3 m，下挖0.3～0.5 m保溫效果更好。