福建設施農業溫室大棚適用棚型集成推廣

徐 磊

（福建省種植業技術推廣總站，福建福州 350003）

福建省針對設施農業發展需求，優化集成智能溫控大棚、立柱式大棚、避雨大棚、插地式拱棚、鋸齒型溫控大棚、雙層覆蓋立柱式大棚、多層覆蓋拱棚等7 種棚型，廣泛應用于蔬菜、果樹、花卉、中藥材等生產，推廣總面積約2 萬hm2。

為全面推進實施鄉村振興戰略，福建省圍繞“智慧農業、生態農業、品牌農業”，加快園藝產業轉型升級，充分利用蔬菜等設施園藝產業氣候好、區位佳、季節異、民資足、效益高等資源和生產優勢，將設施農業作為發展特色現代農業的重要抓手。但作為新興產業，福建設施農業在發展過程中不可避免存在一系列問題，如總體發展水平不高，配套設施裝備水平不高，適宜模式有待進一步研發等，影響其可持續發展，同時園藝產業發展不均衡和不充分現狀下的增效需求、擺脫災害性天氣限制的降損需求、提高綠色高質高效生產的優品需求、推動輕簡化智能化的節本需求等當下現代農業發展需求也亟待解決。為此，從2013 年以來，福建省種植業技術推廣總站組織相關單位實施“福建設施農業綠色高質高效生產模式研究與推廣”項目，應用管型、結構、組配件、棚型等研究成果，針對不同地區蔬菜、果樹、花卉等設施園藝作物種植需求，以抗臺風、防寒保溫、避雨、降濕、降溫等為目標，優化集成了適用于福建省的7 種棚型，包括智能溫控大棚、立柱式大棚、避雨大棚、插地式拱棚、鋸齒型溫控大棚、雙層覆蓋立柱式大棚、多層覆蓋拱棚，廣泛應用于蔬菜、果樹、花卉、中藥材等生產，推廣總面積約2 萬hm2，加快了設施大棚升級換代和園藝產業轉型升級，成效顯著，項目獲全國農牧漁業豐收獎農業技術推廣成果獎三等獎。現將7 種棚型的結構、主要建造技術參數、適用范圍以及推廣應用成效等介紹如下。

1 智能溫控大棚

1.1 結構及主要建造技術參數 主要針對福建省環境濕度大、春末夏初和夏秋季節氣溫高而冬春季節遇極端低溫農作物又易受凍害的氣候特點，以及人工成本日益高漲的現狀，優化集成智能溫控大棚（圖1）。建造用材和工藝參數：棚體高度不低于4.6 m，肩高不低于3 m。主立柱方管≥80 mm × 60 mm × 2 mm 或50 mm × 100 mm × 2 mm，柱距≤4 m，主立柱采用≥C20 砼50 cm × 50 cm × 60 cm 點式獨立基礎。拱管圓管≥32 mm × 1.5 mm，縱梁、橫梁方管≥50 mm × 50 mm × 2 mm 或60 mm × 40 mm × 2 mm。溫室外遮陽幕沿屋脊平行布置，距溫室垂直距離0.5 m，遮陽材料為透光率低的圓絲遮陽網，能阻止多余的太陽輻射進入溫室，遮光率達75%～85%。每排柱頂架設聯系梁32 mm × 1.5 mm。天溝采用壁厚≥1.5 mm 的熱浸鍍鋅水槽。主要管材均采用熱浸鍍鋅管，焊接構件先焊接后鍍鋅處理，現場組裝采用熱鍍鋅螺栓螺帽連接或M5 自攻螺栓緊固（以下其余棚型均為如此）。配備濕簾風機系統或頂部噴淋等降溫系統、電動內外遮陽系統、自動水肥一體化設施、電動開窗系統等。此外，部分示范基地還配建物聯網系統，實現了智能自動化操控。同時，針對沿海地區夏秋季臺風頻發的問題，大棚兩側每根立柱均要向外斜拉1 條抗風鋼絲繩或鋼絞線，若條件允許可采用抗風斜支撐鋼管，或在大棚四周增設副立柱、主立柱上加拉桿支撐、棚頭棚尾兩側增加八字撐。

智能溫控大棚的優點是智能化控溫控濕、便于機械化操作，可實現周年生產。部分地區冬春季節寒流侵襲時，夜間棚內溫度可提高3～5 ℃；降低病蟲害發生幾率；夏秋高溫季節降溫性能、抗臺風性能強，多地實踐證明，該棚型春季梅雨季節可有效控制濕度，通常可抵御12～14 級臺風，在配備外遮陽條件下棚內溫度可降低10 ℃左右。缺點是造價偏高，每667 m2造價通常在12 萬～20 萬元，推廣規模受限。

1.2 適用范圍及推廣應用成效 項目實施前智能溫控大棚在福建省推廣面積不足33.3 hm2，僅用于蔬菜育苗以及高價值花卉和中藥材生產，經過8 年多推廣，目前該棚型已建設逾1 333.3 hm2。主要推廣地區為閩江口以南沿海高優設施蔬菜優勢生產帶以及各主產縣的主要生產基地等，主要用于蔬菜、花卉、中藥材等設施生產，少量用于蔬菜、花卉、果樹、中藥材等集約化育苗。

2 立柱式大棚

2.1 結構及主要建造技術參數 針對福建省環境濕度大、用工成本高的現狀，優化集成立柱式大棚（圖2）。建造用材和工藝參數：棚體高度不低于3.5m，肩高不低于2 m。四周采用水泥柱或熱浸鍍鋅方管或圓管作為立柱支撐，立柱方管≥60 mm ×40 mm × 2 mm 或50 mm × 50 mm × 2 mm，圓管≥60 mm × 2 mm，水 泥 立 柱 外 徑≥110 mm × 110 mm，柱距≤3 m。肩管方管≥40 mm × 40 mm × 1.8 mm；圓管≥47 mm × 1.8 mm。鋼管立柱大棚拱管圓管≥32 mm × 1.5 mm，跨度6 m 的大棚拱管圓管≥25 mm × 1.5 mm；水泥立柱大棚拱管圓管≥32 mm × 1.2 mm 或≥25 mm × 1.4 mm。

臺風影響較小的山區可適當降低標準：立柱方管≥40 mm × 40 mm × 2 mm，圓管≥47 mm × 2 mm，其中跨度6 m 的大棚圓管≥42 mm × 2 mm；水泥立柱外徑≥100 mm × 100 mm。柱距≤3 m。肩管方管≥40 mm × 40 mm × 1.5 mm，圓管≥40 mm × 1.5 mm。拱管圓管≥25 mm × 1.2 mm，其中跨度6 m 的大棚拱管圓管≥22 mm × 1.2 mm。

主要材料均采用熱浸鍍鋅管。棚內配套水肥一體化設施，大棚四周或頂部開窗，棚兩側的每根立柱均要向外斜拉1 條抗風鋼絲繩或鋼絞線。通過改進棚型結構，寒流天氣棚內夜間溫度可提高3 ℃左右，可抵御12 級左右臺風，較好實現了基本控制溫濕度、便于微型機械作業、農藝操作空間大、水肥藥一體化等功能，達到農藝操作輕簡化、建設投入低、產出高等目的，每667 m2造價通常在2 萬～4萬元，易于大規模推廣；缺點是大棚內光照、溫度、濕度等主要環境因子不易智能化操控。

2.2 適用范圍及推廣應用成效 立柱式大棚性價比高，發展快，6 年多來福建省共建設或改造標準立柱式大棚超過5 333.3 hm2，主要用于蔬菜生產，少量用于水果、花卉和中藥材等生產。

3 避雨大棚

3.1 結構及主要建造技術參數 針對福建省雨水多的特點，優化集成避雨大棚（圖3）。建造用材和工藝參數：棚體高度不低于3 m，肩高不低于2 m，順夏季風向或坡向建棚。立柱圓管≥47 mm ×1.8 mm；水泥立柱外徑≥90 mm × 90 mm。立柱間距≤3 m。縱梁圓管≥40 mm × 1.8 mm。拱管圓管≥20 mm × 1.2 mm，至少拉1 根縱向拉桿。肩管、拱管、拉桿采用套管連接，肩管上的拱桿套樁用16 mm 螺紋鋼焊接，底部彎曲成87°的圓弧形。肩管用48 mm × 1.8 mm 套管連接，8 mm 螺栓固定。縱向拉桿用18 mm 螺紋鋼材連接，液壓器固定。

主體骨架與地面接觸材料采用熱浸鍍鋅管。棚內配套滴灌等節水灌溉系統。大棚四周不設棚膜圍擋或安裝手動卷膜器，晴天卷起棚兩側薄膜。為提高抗風、抗暴雨性能，棚兩側每根立柱均向外斜拉1 條抗風鋼絲繩或鋼絞線，棚內立柱之間用鋼絲繩橫向連接，并與地鉤拉緊。

避雨大棚每667 m2造價通常在1 萬～2 萬元，優點是建設成本低，可避雨從而減少農藥使用，提高產品品質，并有一定的保溫作用，但夏秋季節受臺風影響較大，嚴格設置抗風繩情況下可抵御10～12 級臺風。

3.2 適用范圍及推廣應用成效 截至目前，福建省建設或改造標準鋼架避雨大棚約666 6.7 hm2，主要在閩東地區、閩西北和閩西山區以及主要休閑采摘基地推廣，主要用于設施葡萄避雨栽培，少量用于葉菜類蔬菜避雨栽培。

4 插地式拱棚

4.1 結構及主要建造技術參數 主要針對福建省雨水多的特點，將普通單拱棚改進為插地式拱棚（圖4）。建造用材和工藝參數：棚體高度不低于2.5 m，棚寬6～9 m。棚寬7 m 以下時拱管≥25 mm ×1.2 mm，棚寬大于7 m 時拱管≥32 mm × 1.2 mm。頂部縱向拉桿≥20 mm × 1.2 mm，拱管間距≤1.2 m。棚頭棚尾兩側各增加1 根≥25 mm × 1.2 mm 的斜拉撐。肩部可采用弧形連接夾連接，以增加兩側空間。

插地式拱棚優點：配備滴灌等節水灌溉系統；具有一定保溫性能，在夜間棚外極端低溫0 ℃以上時嚴封拱棚，棚內溫度可提高2～3 ℃；可避雨降濕，減少病蟲害發生，從而減少農藥用量，提高產品品質；棚膜易拆卸且造價低，每667 m2造價通常在1 萬～2 萬元，易大規模推廣。缺點：抗災性能不高，遇10 級以上大風天氣宜拆除棚膜；通風效果一般，無法結合智能操控設備。

4.2 適用范圍及推廣應用成效 截至目前，福建省建設或改造插地式拱棚逾666 6.7 hm2，推廣地區為冬春溫光條件充足的閩南漳州一帶，多用于冬春越冬果菜生產及花卉種植；其他山區也有一定發展，主要用于葉菜類蔬菜及花卉栽培。

5 鋸齒型溫控大棚

5.1 結構及主要建造技術參數 鋸齒型溫控大棚是在智能溫控大棚基礎上改進的棚型。主要技術創新點：①在棚頂單側或者拱架上高低交錯設置垂直于水平面的鋸齒型開窗口，利用熱空氣上升原理，強化棚內空氣對流，可以起到排出棚內熱氣的作用。② 山墻側卷簾內可設置兩段或三段式防蟲網，根據防蟲規律，下部為60 目防蟲網，防底層薊馬等小型害蟲，中上部為32 目防蟲網，上部可采用16 目防蟲網。與智能溫控大棚相比，鋸齒型溫控大棚通風除濕效果更佳，但抗臺風性能相對較弱；造價略高，每667 m2造價10 萬～15 萬元，且密封性不夠。

鋸齒型溫控大棚（圖5）建造用材和工藝參數：頂高不低于5.2 m，肩高不低于3.7 m，棚寬7 m，鋸齒面務必避開種植季風向；立柱方管或矩形管100 mm × 50 mm × 2 mm，柱距4 m；縱梁、橫梁方管≥50 mm × 50 mm × 2 mm 或60 mm × 40 mm × 2 mm，或C 型鋼70 mm × 30 mm × 2 mm。棚頂拱管32 mm × 1.5 mm，拱間距1 m，天溝采用壁厚≥1.5 mm 的熱浸鍍鋅水槽。大棚基礎采用50 m × 50 m ×80 m 的鋼筋混凝土圈梁，頂部預埋螺栓，與上部鋼柱連接。棚內配備濕簾風機系統或頂部噴淋等調溫系統、電動內外遮陽系統、自動水肥一體化設施、自動或半自動開窗系統等，棚兩側每根立柱均要向外斜拉1 條抗風鋼絲繩或鋼絞線，條件允許的情況下可采用抗風斜支撐鋼管。

5.2 適用范圍及推廣應用成效 福建省共推廣建設鋸齒型溫控大棚約333.3 hm2，涵蓋山區和沿海地區，多用于需排熱除濕的蔬菜、花卉、中藥材等設施生產及育苗。

6 雙層覆蓋立柱式大棚

6.1 結構及主要建造技術參數 主要針對福建省山區氣溫低以及沿海喜溫園藝作物設施栽培不耐寒的問題，在智能溫控大棚及立柱式大棚基礎上進行研究改進，優化集成雙層覆蓋立柱式大棚（圖6），每667 m2造價通常較原棚型造價提高0.5萬元以上。

建造標準同智能溫控大棚及立柱式大棚，主要改進創新點：將立柱增高0.5 m 以上，外側立柱以內30 cm 處增設≥25 mm × 1.5 mm 的副立柱，內立柱在肩管下30 cm 左右的裝備套管均用≥25 mm × 1.5 mm 的副肩管連接，內層拱管≥20 mm ×1.2 mm，拱管間距≤1.2 m，高度在內遮陽以下或距離外層拱高≥1 m，在寒潮侵襲時或氣溫較低時覆蓋內層膜，條件允許的情況下可安裝手動內卷簾裝置。根據地區及作物，保溫需求不高時，外側立柱內可不設副立柱，也可以直接在肩管下30 cm 左右裝備套管并用副肩管連接，拉內層拱管或橫向拉桿，覆蓋內層膜。

根據觀測數據，雙層覆蓋立柱式大棚低溫季節通過覆蓋內層膜，棚內溫度可比智能溫控大棚及立柱式大棚提高3～5 ℃，在閩東、閩西北、閩西地區可實現喜溫作物越冬栽培，但會影響通風效果，增加棚內濕度。

6.2 適用范圍及推廣應用成效 經過6 年多推廣，福建省共建設改造雙層覆蓋立柱式大棚266.7 hm2，主要在閩東沿海、閩江流域、閩西地區等設施適宜區，以及沿海蝴蝶蘭等花卉設施栽培地區推廣，少量用于蔬菜、花卉等育苗。

7 多層覆蓋拱棚

7.1 結構及主要建造技術參數 針對閩西北山區冬季氣溫低、易發生霜凍等問題，在插地式拱棚基礎上增加1～2 層拱架多層覆蓋，優化集成多層覆蓋拱棚（圖7），可以提高冬季防寒防凍性能。建造用材和工藝參數：外層棚體高度3.2 m，肩部高1.8 m，棚寬8 m，拱管32 mm × 1.2 mm，縱向拉桿25 mm × 1.2 mm，拱管間距1.2 m；中層棚高2.6 m，肩部高1.6 m，棚寬7.6 m，拱管和縱向拉桿均為25 mm × 1.2 mm，拱管間距1.6 m；內層棚高2.4 m，肩部高1.4 m，棚寬7.2 m，拱管和縱向拉桿均為25 mm × 1.2 mm，拱管間距2.4 m。棚兩端均采用外徑25 mm 的圓管斜插固定作為抗風設施，棚內配備噴（滴）灌設備。每667 m2造價通常在3 萬～4萬元。

據實地觀測數據，在室外溫度低于0 ℃時，單層薄膜拱棚棚內溫度接近室外，雙層拱棚棚內溫度可提高4 ℃左右，3 層拱棚則可增溫7 ℃以上，有效防止凍害的發生。2017 年1 月延平百合花基地凌晨外界氣溫低至-8 ℃，3 層覆蓋拱棚棚內溫度可達2 ℃。晴天棚內外溫度相差10～20 ℃。但該棚型卷簾通風相對不便，棚內濕度偏大，主要用于葉片厚且具有蠟質層的百合等耐濕花卉栽培，個別地區用于葉菜類蔬菜越冬生產。

7.2 適用范圍及推廣應用成效 經過6 年多推廣，福建省建設或改造多層覆蓋拱棚533.3 hm2，主要在閩西北地區，特別是延平區及其周邊百合花種植區推廣。