持續降雨對下沉式日光溫室的危害及對策建議

李勝利 李 明 張 濤

〔1河南農業大學園藝學院，河南鄭州 450002；2中國農業大學水利與土木工程學院，農業部設施農業工程重點（綜合）實驗室，北京 100083〕

下沉式土墻日光溫室存在土地利用率低、耕層土壤破壞嚴重、結構安全性能較差以及機械化作業適應性較低等弊端，生產上不應盲目發展。采用新型日光溫室，可提高農業設施抗御自然災害的能力，降低生產風險。

2017年9月下旬以來，河南省大部分地區持續陰雨天氣，很多地區降水達30 d（天）以上。持續降雨對多地日光溫室蔬菜生產造成了很大危害，特別是下沉式土墻日光溫室受損更為嚴重，導致不同程度的墻體坍塌、棚面損壞、作物受淹等。受災溫室當茬作物每667 m2直接損失大多在2萬元以上，再加上棚體結構被破壞，損失更大。為詳細了解災情，以便采取科學的防治對策，筆者赴受災最嚴重的駐馬店上蔡縣黃埠鎮南王樓村進行了詳細調研，通過對下沉式日光溫室整體使用情況的分析，提出幾點對策建議。

1 持續降雨對下沉式日光溫室造成的危害

調研的下沉式日光溫室位于駐馬店市上蔡縣黃埠鎮南王樓村。溫室東西向長103 m、跨度13.8 m、脊高5.6 m、下沉0.9 m，后墻為機打厚土墻，溫室外墻高3.6 m，頂寬3 m、底寬5 m。日光溫室內設4排鋼管立柱，用于支撐前屋面骨架的主拱桿，立柱下方設有混凝土基礎。前屋面骨架為琴弦式結構，其主、副拱桿均為鋼管，沿屋面東西方向設有多道鐵絲。主拱桿間距3 m，副拱桿位于兩榀主拱桿之間，間距0.5 m。室內種植作物為番茄。

1.1 調研日光溫室受損情況

調研的日光溫室內有大量積水，番茄秧苗萎蔫，溫室土墻、立柱和前屋面骨架出現不同程度的損壞。雖然溫室業主已在室內挖了數道溝槽，并安裝了水泵向室外排水，但排水效果并不理想（圖1-a）。

溫室土墻被破壞的部位主要發生在靠近溫室內側的土墻底部，土墻底部出現明顯的吸水坍塌現象，墻面出現嚴重裂縫（圖1-b）。局部浸泡嚴重的部位，土墻甚至發生整體坍塌，塌落的夯土塊將附近的部分立柱砸彎（圖1-c、d），并間接導致溫室內部分立柱出現傾斜，骨架拱桿與立柱連接脫落（圖1-e），屋面骨架向南發生偏移（圖1-f）。

1.2 日光溫室受損原因分析 長時間的降雨導致土壤整體地下水位升高，由于溫室地面下沉太深，水直接從地下滲了出來；另一方面，溫室間距太小，且四周缺乏有效的排水溝，屋面流下的水大量倒灌進入溫室內。農戶沒有及時采取抽水和外排措施，溫室內長時間大量積水，導致土壤粘結力下降，墻根處夯土強度減小，造成溫室內側的土墻底部出現坍塌，并引發日光溫室受損。

農戶在建造溫室時，為了節約成本，后墻基本上沒有做牢固的基礎，大量積水使后墻基部松軟，逐漸塌陷，后坡失去支撐而變形；另一方面，溫室中部和前面的立柱地基有的松軟，有的下陷，造成溫室前屋面變形，使雨水在棚面形成水兜，長時間的壓力導致溫室骨架彎曲，這是溫室受損的主要原因。根據溫室業主描述，調研的日光溫室在2016年施工時就出現了大量的滲水現象，導致施工停滯，2017年4月才重新開始建造。該描述也佐證了調研溫室出現大量積水的原因。此外，溫室業主表示調研溫室耕作土壤下方為流沙土，土壤承載力較差，這也解釋了為何溫室下方設有混凝土獨立基礎的立柱會出現不同程度的傾斜。

2 對當地日光溫室發展的建議

2.1 下沉式土墻日光溫室不應盲目發展 下沉式土墻日光溫室雖然具有保溫蓄熱性能好、成本低廉等優點，但從目前使用情況來看仍然存在許多弊端。就建造而言，首先，下沉式土墻日光溫室占地面積大，土地利用率極低，僅在40%左右（韓太利和魏家鵬，2010）；其次，下沉式土墻日光溫室墻體用土量過大，耕層土壤破壞嚴重，土壤利用不科學，如果今后不再使用該類型日光溫室，恢復土地原貌和地力所需的成本較大；第三，土墻日光溫室室內下挖后，地勢較周邊降低，尤其在出現連續雨雪天氣后，溫室屋面集水和園區匯水全部匯集在溫室前屋面處排不出去，則會出現溫室倒灌現象，嚴重時發生墻體坍塌。就種植戶使用情況而言，一方面，下沉式土墻日光溫室多采用立柱來提高溫室的承載能力，不利于機械化作業，增加了農事操作難度；另一方面，下沉式土墻日光溫室墻體外表面長期暴露在自然環境中，受風吹、日曬、雨淋以及凍脹等作用，表面土層很容易風化、流失，直接影響墻體結構的強度和耐久性，種植戶需要經常修復和保護墻體，勢必會增加用工量。

由于下沉式厚土墻日光溫室土地利用率低、對耕地層破壞嚴重、結構安全性能較差和機械化作業適應性較低等問題日益凸顯，因此生產上不應盲目發展。

根據上述分析，調研日光溫室主體結構已經發生較大損壞，存在多處安全隱患，建議廢棄，重新擇址并設計建造適于駐馬店地區的新型日光溫室。2.2 發展適宜當地的新型日光溫室 近年來隨著科技的發展，日光溫室已逐漸向著大型化、結構輕簡化、蓄放熱主動化方向發展（高文波 等，2015），新型溫室更適宜大規模的標準化建造和機械化作業，更能滿足我國現代農業的發展需求。

① 大跨度外覆蓋式塑料大棚。大跨度外覆蓋式塑料大棚由隔熱基礎、骨架、立柱、通風口和保溫被等構成（圖2），具備一定的結構穩定性、保溫性能和通風降溫性能。該類型大棚跨度20 m，長100 m，單棟占地面積2 000 m2，每平方米造價100元左右。冬春季節生產棚內設2層簡易保溫覆蓋，棚外覆蓋保溫被。在河南省豫北地區，采用該類型大棚生產果菜類蔬菜1月下旬即可定植，3月下旬產品上市。與日光溫室相比，土地利用率提高了30%以上，光照性能大幅度提高，極大改善了早春后設施內通風和降溫性能；與塑料大棚相比，顯著提高了保溫性能，產品可提早上市50 d（天）左右（李勝利，2017）。

圖2 大跨度外覆蓋式塑料大棚剖面示意圖

② 裝配式雙屋面日光溫室。裝配式雙屋面日光溫室是由陜西省神木縣園藝站設計的一種無后墻的雙屋面日光溫室（圖3）。溫室跨度為12～14 m，高3.7～4.7 m，采光角度大于33°。通過擴大室內地面蓄熱提高溫室保溫性能，配套地下防寒隔熱、多層保溫和水熱交換技術增強保溫性。該溫室建造成本比當地推廣的磚墻溫室降低39.6%，比壽光式土墻溫室降低9.2%，土地利用率提高30%以上（蘇雄和李建明，2015）。

圖3 裝配式雙屋面日光溫室截面圖

2.3 完善農業保險，降低日光溫室運行風險 與民用建筑相比，日光溫室建造的標準水平和施工質量較低，抗御自然災害的能力較弱。尤其是近年來霧霾天氣頻發，即使對日光溫室進行了較好的保溫蓄熱改造，但在遭遇連續霧霾天氣的情況下，也會因為溫室日間蓄熱不足而導致室內溫度不高，光照較弱，蔬菜生長受抑制，嚴重時還會造成溫室內蔬菜絕收。再加上鮮嫩蔬菜保存時間有限、貯藏運輸較困難、市場價格浮動大、供求矛盾轉化快等問題，當自然災害發生時，保險企業或投保人都無法單獨承受巨大的風險。因此，有關部門要探索有效的防范措施，加大日光溫室風險補償力度，建立市場風險補償機制，完善災后風險轉移分攤機制，降低設施農業的生產風險和市場風險，支持保險企業開展設施蔬菜的保險服務，幫助生產者參加各種保險，對參保農戶給予適當的補貼，保護農戶的生產積極性（李樹新，2013）。

2.4 加強溫室社會化服務，重視日光溫室管理維護 長期以來我國日光溫室存在著“重建設、輕維護”的現象，日光溫室建設者不承擔日光溫室的日常維護管理工作，而實際使用者往往又缺乏相關維護知識，且缺少相關專業設備，導致日常的日光溫室維護管理工作缺失，日光溫室使用壽命較短，光熱效果較差，很難發揮預期效果。

針對上述問題，應加強日光溫室改造的宣傳工作，普及有關日光溫室改造的相關知識，調動農民積極性；扶持有資質的日光溫室建造企業開展相關改造工程，構建日光溫室社會化服務產業體系，由專業人員根據日光溫室實際情況提出改造方案，并開展改造作業；同時還應嚴格管理改造日光溫室的材料和施工質量（郭玉珍 等，2010），確保改造質量能有效延長日光溫室的使用壽命。

高文波，張勇，鄒志榮，孫亞琛．2015．主動采光蓄熱型日光溫室性能初探．農機化研究，（7）：181-186．

郭玉珍，趙亮，丁明元，謝國棟．2010．非耕地半地下式日光溫室的建造與應用．中國蔬菜，（11）：52-53．

韓太利，魏家鵬．2010．壽光新型日光溫室的結構特點與推廣應用．中國蔬菜，（13）：7-9．

李勝利．2017．新形勢下蔬菜產業種植環節發展探討．中國瓜菜，30（11）：40-44．

李樹新．2013．設施大棚保險現狀及發展對策．現代農業科技，（5）：349-351．

蘇雄，李建明．2015．裝配式雙屋面日光溫室芝麻蜜甜瓜早春促成栽培技術．中國蔬菜，（1）：73-75．