半地下式日光溫室的土地利用率分析

陳來生 韓睿 李志成

摘要 [目的]研究半地下式日光溫室的土地利用率，解析該類型日光溫室土地利用效率的途徑。[方法]計算10 m跨度半地下式日光溫室，隨長度變化，該日光溫室的土地利用率的變化，并進一步分析增加跨度對土地利用率的影響。[結(jié)果]10 m跨度的半地下日光節(jié)能溫室最佳室內(nèi)長度范圍80 m以上，其室內(nèi)生產(chǎn)面積土地利用率的極限在0.50以內(nèi)，全部生產(chǎn)面積土地利用率的極限在0.62以內(nèi)。對80～90 m長度的溫室其跨度從10 m增加到13 m，土地利用率可以提高2%。[結(jié)論]半地下式日光溫室的土地利用率較低，增加長度和跨度對提高土地利用率效果有限，應(yīng)注重采取多種防止熱量散失的措施，增加溫室的保溫性能，同時注重耐低溫寡照品種的引用，提高日光溫室的種植技術(shù)，增加半地下式日光溫室的土地生產(chǎn)率。

關(guān)鍵詞 半地下式；日光溫室；土地利用率

中圖分類號 S214 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）23-0181-03

Abstract [Objective]The land use efficiency of semi underground solar greenhouse was studied， and the way of land use efficiency in this type of solar greenhouse was analyzed.[Method]The change of the land use rate of the solar greenhouse was calculated with the change of the length of the 10 meter span semi underground solar greenhouse， and the effect of increasing the span on the land use rate was further analyzed. [Result]The best chamber length of the semi underground energysaving solar greenhouse with 10 meters span is more than 80 meters， its net production area of land utilization rate limit within 0.50， the total production area of land utilization rate limit within 0.62. For the greenhouse with 80-90 m length， its span increased from 10 m to 13 m， and the land utilization rate can be increased by 2%.[Conclusion]The land utilization rate of the semi underground solar greenhouse is low.The effect of increasing the length and span on the land utilization is limited.Many measures should be taken to prevent the heat loss to increase the thermal insulation performance of the greenhouse.At the same time，attention should be paid to the introduction of low temperature tolerant varieties，improve the cultivation technology of solar greenhouse， thereby increasing the land productivity of semiunderground solar greenhouse.

Key words Semi underground；Sunshine greenhouse；Land utilization rate

半地下式日光溫室是青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)目前推廣的日光溫室，也是北方地區(qū)主要的日光溫室類型之一。該日光溫室墻體厚實、結(jié)構(gòu)簡單、建造容易，溫室具有良好的保溫性能，具有投入產(chǎn)出高、造價低、經(jīng)濟實惠、回收期短的優(yōu)勢，有效提高了農(nóng)民收入，增加了冬季鮮菜供給，豐富了城鎮(zhèn)人民的菜籃子。但是該日光溫室墻體厚，占地面積大，廣大群眾和各級管理部門經(jīng)常對其土地利用率提出質(zhì)疑，大量研究和實踐中，沒有對該類型日光溫室的土地利用率進行翔實計算分析[1-2]。筆者以青海省半地下式日光溫室進行定量計算，并分析溫室長度、占地面積、凈面積、生產(chǎn)面積以及它們之間關(guān)系，以期厘清半地下式日光溫室土地利用率的影響因子，為該溫室進行優(yōu)化設(shè)計建設(shè)和提高生產(chǎn)效率提供理論依據(jù)。

1 半地下式日光溫室結(jié)構(gòu)特點

青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)推廣的半地下式碾壓土墻鋼竹混合骨架日光溫室是在引進同類型溫室的結(jié)構(gòu)上，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H進行優(yōu)化設(shè)計的[3-6]。溫室外長60～90 m，內(nèi)寬10 m。墻體為機械碾壓土墻（也可夯打），墻基底厚3.6 m，頂寬2.2～2.4 m，±0.000 m（水平面）以上高2.73～3.00 m，墻體厚實，具有保溫、蓄熱、支撐后屋面和前屋面的功能。骨架為鍍鋅鋼管或普通鋼管焊接成為絎架骨架，以及由鋼管+竹木骨架混合搭建，并與冷拔絲橫拉，形成鋼管竹木骨架體。后屋面仰角40°～43°，覆蓋薄膜裹草、草泥，或苯板等輕型隔熱材料形成復(fù)合屋面。脊高4.1 m，其中畦面在±0.000 m下切1.3～1.5 m，規(guī)避凍土層。前坎采用圈梁或站墩墊角與骨架整體澆筑，或用預(yù)埋件與骨架焊接，前坎外沿設(shè)砼面水槽。棚膜采用無滴膜，厚0.12 mm。看護房穿墻后接溫室墻體。溫室墻體土方就地挖取，機械碾壓后，進行修整，然后修建前坎、上骨架、建后坡面和看護房，上棚膜，安裝保溫層。該溫室具有結(jié)構(gòu)簡易、棚內(nèi)空間大、棚高、升溫快、保溫性能好、防風(fēng)能力強等特點[7-8]。2008年以來，在青海高原東部農(nóng)業(yè)地區(qū)冬季最冷月，室內(nèi)溫度大于5 ℃，室內(nèi)溫度高于磚墻通溫室和加氣砼磚墻溫室，具有較好的蓄熱保溫能力，果樹蔬菜越冬生產(chǎn)性能良好，在冰雪災(zāi)害中顯示了較強的抗災(zāi)能力，成為青海高原主要日光溫室類型（圖1）。

2 半地下式日光溫室土地利用率分析計算

2.1 日光溫室各種土地利用計算口徑

日光溫室占地面積指日光溫室面積、前后溫室之間的占地面積（棚間地）和看護房占地面積之和，溫室面積包括溫室后墻、山墻、前坎等占地面積，其中，前坎包括置于前坎處的水槽和砼澆筑體，該研究設(shè)定為寬0.5 m，山墻面積固定后，溫室占地面積隨溫室的長度延長而變化。日光溫室棚間地面積中，前后溫室的間距確定，應(yīng)以前棟溫室不影響后棟溫室的采光為原則，保證冬至日早晚每棟溫室都能正常采光。青海東部地區(qū)溫室間隔距離計算公式簡化為（2n-1）m，n代表溫室后墻高度（±0.000 m計），半地下式溫室一般為2.7 m，由于后墻較厚，放置保溫草苫或保溫被后，放置位置靠前，其投影不影響后排溫室。因此，間距按照該溫室最高處高度計算。半地下式日光溫室看護房一般布置后墻后，與溫室穿墻通道相連，但也有相當(dāng)數(shù)量的溫室，為了節(jié)省投資或生產(chǎn)人員距離溫室近等原因，不設(shè)置看護房，因此，該研究不計算看護房的占地面積。

溫室凈面積指溫室內(nèi)面積，溫室內(nèi)生產(chǎn)面積指溫室內(nèi)除過道、蓄水池等非生產(chǎn)耕地面積后，用于生產(chǎn)蔬菜果品的耕地面積，在實際建造的溫室中，有相當(dāng)數(shù)量的日光溫室采用管網(wǎng)灌溉，一般不設(shè)置蓄水池。因此，該研究計算中，不考慮蓄水池占地面積，生產(chǎn)面積為扣除過道后的面積。

溫室全部生產(chǎn)面積指溫室內(nèi)生產(chǎn)面積與棚間地生產(chǎn)面積的和。棚間地生產(chǎn)面積在北方地區(qū)主要在春秋之際生產(chǎn)，受前后排溫室影響，一般在溫室前后各1 m之內(nèi)不能利用，因此，棚間地需要扣除2 m以上寬度，其余用于生產(chǎn)。

2.2 日光溫室土地利用率計算

以青海東部農(nóng)業(yè)區(qū)的半地下式土墻日光溫室為例，取溫室內(nèi)跨度10 m，墻基底厚3.6 m，后墻高2.70 m（±0.000 m水平面），隨著溫室長度從47.2 m增加到127.2 m半地下式日光溫室的棚內(nèi)生產(chǎn)面積土地利用率從0.421到0.469，雖然有所提高，但在0.47以內(nèi)，全部生產(chǎn)面積土地利用率在0.60之內(nèi)（表1）。

半地下式溫室的室內(nèi)跨度從10 m增加到13 m，日光溫室圍護結(jié)構(gòu)同時增加，墻基底厚從3.6 m增加到4.2 m（±0.000 m水平面），后墻高從2.70 m增加到3.48 m（按頂部坡度15°計算），棚間距離從4.40 m增加到5.96 m。經(jīng)過計算分析，半地下式日光溫室的土地利用率參數(shù)變化幅度較小，其中，溫室凈面積土地利用率從0.496增加到0.505，溫室內(nèi)生產(chǎn)面積土地利用率從0.456增加到0.474，全部生產(chǎn)面積土地利用率從0.586增加到0.641，3項利用率指標(biāo)增長幅度在5.5%之內(nèi)（表2）。

3 討論與建議

（1）通過對半地下式日光溫室的各種土地利用指標(biāo)分析，跨度10 m溫室，室內(nèi)長度從40 m（對應(yīng)的室外長度從77.2 m）到120 m（室外長度127.2 m），室內(nèi)生產(chǎn)面積土地利用率從0.421增加到0.469，極限在0.50以內(nèi)。全部生產(chǎn)面積土地利用率從0.551增加到0.599，但難以突破0.62，在長度達到70 m以上后，遞減幅度也是小于0.01。因此得出，半地下式日光溫室的生產(chǎn)面積土地利用率的極限在0.50以內(nèi)，全部生產(chǎn)面積土地利用率的極限在0.62以內(nèi)。也就是對單棟溫室而言，增加溫室長度在80 m以上未必能有效增加土地利用率。

（2）增加溫室跨度是否增加土地利用率，從目前的10 m增加到13 m時，隨著跨度增加，需要相應(yīng)增加脊高、棚間地面積、加厚墻體。以溫室室內(nèi)長度80、90 m的溫室計算分析，室內(nèi)生產(chǎn)面積土地利用率從0.456增加到0.469。全部生產(chǎn)面積土地利用率從0.586增加到0.641，但難以突破0.69。因此，半地下式日光溫室增加跨度可以增加溫室內(nèi)生產(chǎn)面積土地利用率和全部土地利用率，增長幅度5.5%以內(nèi)。

（3）其他增加土地利用率方式，一是增加溫室跨度，但是不增加脊高的情況下，棚面角度低，采光效率降低，不一定有效增加溫室采光蓄熱增溫效率，且造成棚面頂部較平易“掉包”，進而提高溫室維護費用，效果可能適得其反。二是進行墻體減薄處理，土地利用率將有所增加，但從實際看，減薄后保溫性能和耐用性能下降，得不償失，即便土地利用率有所增加，但增加的面積實際很小。

（4）提高土地利用率的途徑分析。通過上述計算分析和討論看，在半地下式日光溫室很難通過增加長度和跨度來增加生產(chǎn)面積和提高土地利用率的情況下，應(yīng)該突出土地產(chǎn)出效率，即提高土地生產(chǎn)率，而不是土地利用率。一是將通道設(shè)置在前部，將光熱等條件最好的溫室區(qū)域用于生產(chǎn)。二是提高溫室裝備標(biāo)準(zhǔn)，半地下式溫室墻體厚，很少存在散熱問題，應(yīng)注重選用質(zhì)量好的保溫被，以增加溫室保溫效果，同時，采用透光率好的聚烯烴（PO）膜等以提高生產(chǎn)能力。三是注重耐低溫寡照品種的引用，提高設(shè)施蔬菜果樹栽培技術(shù)水平，增加產(chǎn)量，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，增加收入和提高土地產(chǎn)出率。四是積極利用非耕地建造溫室，包括荒山、荒坡、戈壁、沙漠等，也可利用陽坡地、梯田等修建日光溫室，有效減少優(yōu)質(zhì)耕地資源使用。

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