設施農業栽培中的保溫增溫技術分析

柴貴賢

（武威職業學院，甘肅 武威 733000）

隨著我國市場經濟的蓬勃發展，以高效、高產、優質為目的設施農業栽培技術已廣泛地應用于我國農業生產。近年來隨著設施農業的不斷發展，我國設施栽培面積已躍居世界首位。與傳統的農業相比較，設施農業栽培是人為創造適合于作物生長發育的環境條件并進行調控的一種栽培方式，具有一定的外圍結構，能在不利的自然條件或反季節條件下進行作物栽培。目前，設施農業栽培已經成為農民增收創收的重要手段。但是，由于設施農業栽培的外圍結構一般采用塑料棚膜、玻璃、PVC 板等覆蓋材料，嚴重影響了設施的透光性能，當設施內的光照降低時，設施內溫度隨之降低，特別是在寒冷的冬季，使作物無法進行正常生長發育。因此，設施內的溫度條件是作物生長發育獲得高產的關鍵，也是設施農業栽培中環境調控的首要對象，由此可見，要促使設施農業栽培進一步發展，必須根據當地氣候條件，對栽培設施的保溫性能進行分析研究，并采取相對應的改進措施。

1 溫度調控對設施農業栽培的影響

任何作物的生長發育都需要一定的溫度范圍，即生長最高溫度和生長最低溫度，當設施內的溫度高于生長最高溫度或低于生長最低溫度時，作物的生長發育就會停止，在作物生長的最高溫度和最低溫度范圍內，隨著溫度的升高作物的生長發育加快。在生產上，要把作物產品器官形成期安排在溫度條件最適宜的季節，才能促使其產品器官的形成，提高產量和品質。不同種類、品種的作物對溫度的要求不一樣，即使同一作物不同生育期對溫度的要求也不同。例如番茄種子發芽的適宜溫度25℃～30℃，出苗后溫度為白天22℃～25℃，夜間13℃～17℃，定植后緩苗期白天溫度25℃～30℃，夜間15℃～17℃，開花結果期變天溫度25℃～28℃，夜間15℃～19℃。因此，在設施農業栽培種要根據不同的作物，以及同種作物不同生育期對溫度條件的要求，調節設施內的溫度，滿足作物對環境條件的需求，才能達到高效、高產和優質。

2 保溫技術的運用環境

在廣大農戶進行設施蔬菜種植時，對于大棚內的溫度掌握需要特別注重，應該時刻加強對設施內的溫度的監測，因為溫度會直接影響到設施內的農作物的正常生長狀況，而溫度在理論上也是影響設施植物健康正常生長的關鍵因素，綜合大量的設施種植實踐分析可以看出，我國在推動設施建設上，始終突出了溫度這一重要的衡量標準，對于深化現代農業生產發揮著重要影響。對設施內溫度進行調控的過程中，要特別注意到不同地區的晝夜溫差的情況都是不一樣的，而這種溫差的變化發生得特別快，所以說種植戶想要及時地避免這種溫差對農作物帶來的直接影響，就需要及時根據氣象部門當天提供的氣溫數據信息對設施的溫度進行調整，這也決定了設施種植戶需要強化信息獲取意識，主動了解與溫度密切相關的天氣預報等情況，從而更加積極主動地做好相關應對防范工作。例如，如果白天的溫度過高時，就要將設施的隔熱膜打開，進行適當降溫，或者采用內遮陽或外遮陽，減少陽光直接照射在大棚內，但是如果在夜間溫度過低時，就需要加厚隔熱膜，防止溫度流失，或者通過暖光燈進行照射，提高溫度，可以減輕溫度對作物的直接影響。所以，農戶如果要取得非常不錯的經濟效益就需要時刻關注氣象部門發布的氣溫，及時地了解數據，并通過這些數據為設施作物栽培創造溫和適宜的生活環境。因此，對溫度的把控是非常重要的。

3 設施農業栽培保溫技術應用

3.1 墻體填充保溫法

我國設施栽培類型因地而異，但在設計時最基本的要求是在低溫季節能最大限度地利用光能，增加設施內的溫度，并減少熱量的散失。在設施農業栽培中，墻體具有隔熱、蓄熱以及放熱的功能。相關數據報告顯示，墻體厚度約65 cm，白天和夜間均可作為吸熱源，無法很好地控制室內環境溫度。有時，當夜間設施外溫度很低時，這種厚度的墻體也能吸收設施內溫度，不利于保溫栽培技術的應用，反而會影響設施整體的保溫效果；墻壁厚度在50～120 cm，天亮時能吸收熱量，黑夜時能釋放熱量，達到平衡的效果。另一種用珍珠巖塊填充的空心夾層，受力厚度為50 cm，具有占用空間小的特點。同時，整面墻可以吸收白天的外部溫度，釋放白天吸收的熱量，當夜晚來臨時，這種方式可以確保整個室內空間在溫度水平上將晝夜溫差降至最低，使室內溫度在24 h 內不會波動過大，保持溫度恒定，保證了室內作物的溫度需求，對保證溫室作物的正常生長起到了很好的作用，降低了溫度變化過大而導致作物死亡的概率。

3.2 選擇透光性、無滴棚膜

棚膜是設施栽培的主要覆蓋材料,其性能直接影響設施內的溫度、濕度和光照等小氣候環境，從而影響設施內作物的生長發育。設施覆蓋棚膜可以加快設施內作物的生長發育、防止低溫冷害、延長作物生育期等。李松等研究了6種棚膜，發現棚膜覆蓋后能使棚內溫度平均提高8℃～10℃。棚膜覆蓋后設施內的熱量主要來自于太陽輻射，而棚膜的透光率決定了設施內的光照強度。在一定范圍內，設施內光照越強，設施內溫度越高。設施內溫度的增加會使作物和土壤內水分大量蒸發，使設施內空氣濕度增加，設施內水蒸氣在棚膜內表面結露成水滴后吸附在內表面上，進而阻礙了光線的射入，因此降低了棚膜透光性能，同時較高的設施內空氣濕度會形成霧以及棚膜上附著的灰塵也會阻礙光線的射入。因此，選用透光性能好、無滴的棚膜可提高設施內的溫度。

3.3 保溫材料覆蓋保溫法

材料覆蓋保溫的方法主要是在設施頂部覆蓋透明材料，白天撤去覆蓋材料，陽光透過塑料薄膜照射到作物上。夜間覆蓋材料可以增加透光面，阻礙發生熱傳遞和熱量散失，確保設施內溫度恒定。設施農業栽培中，保溫覆蓋材料根據其應用范圍，可分為外層保溫被、內層隔熱材料和相變保溫材料三種類型[1]。外層保溫被具有外防水的表面層和保溫隔熱的芯層。內層隔熱材料是運用于設施內保溫的一類保溫隔熱材料，可以解決設施內低溫季節保溫性差、熱量損失大的難題，也可以防御極端低溫氣候對作物的損傷。相變保溫材料是根據物相在變化過程中會釋放或者吸收一定的熱量，而自身的溫度變化卻很小的特性，能進行熱量的儲存或者釋放，為設施農業栽培有效地為儲存熱量開辟了新途徑。孫信成選用了17 種保溫材料組合成的41 種保溫被，測試其傳熱系數和熱節省率，研究發現，涂銀迷彩布、鍍鋁編織布和黑色凝膜氈的保溫性和隔熱性最好，而且外界溫度越低，覆蓋保溫被的效果越好，增溫效果也越好[2]。王宏麗等研究發現，硬脂酸正丁酯熱穩定性好、相變溫度適合、具有較好的相變潛熱性，適合在設施農業栽培上做低溫相變儲熱材料，而且保溫效果較好[3]。當前，生產上普遍使用的內層隔熱材料主要以聚丙烯塑料為主，尤其用蜂窩狀泡沫塑料薄膜效果明顯，這種材料在日常使用過程中相對輕巧簡潔。白天，陽光透過塑料薄膜照射室內作物，增強了光合作用，也提升了設施的保溫性能。

4 設施農業栽培保溫技術應用

4.1 地膜覆蓋法

薄膜保溫技術廣泛應用于我國的農業栽培技術中，它具有絕緣性、保溫性、加熱性。目前，薄膜保溫技術已經成為我國設施農業發展中不可或缺的技術之一。薄膜技術為農作物提供了良好的生存環境，同時也為推動中國農業發展奠定了基礎。在露天環境下，土壤表面溫度略高于空氣溫度。然而，在設施內，土壤表面溫度經常會低于氣溫，會導致作物根系生長受到抑制?；谶@種情況，在設施作物栽培中，通常運用地膜覆蓋技術，可以使土壤溫度提高，這是因為覆蓋地膜后，阻礙了土壤中的水汽蒸發，而帶走土壤熱量，使土溫在覆蓋地膜后土壤溫度增加2℃～3℃，但是，覆蓋普通地膜后使土壤水蒸汽在地膜下凝結，使地膜對太陽的反射率增加，從而降低了太陽能的透射率，使增溫效果受到抑制，影響增溫效果，如果能采用無滴地膜，可抑制水蒸氣在地膜下的凝結，提高地膜的透光率，對提高設施內土壤溫度有重要意義。

4.2 增施有機肥

有機肥在農業生產上被稱為“萬金油”，其不僅可以改善土壤理化性質，從而提高作物產量，還可以增加土壤中微生物的數量和提高微生物的活性，使土壤呼吸速率增加，提高土壤溫度。同時施用有機肥，可以加深土壤顏色，增加土壤對太陽輻射能的吸收，從而提高設施內土壤溫度，在設施作物栽培中，通常施用腐熟的羊糞、牛糞、雞糞等。王孝娣等研究發現，施用有機肥后可使設施桃樹栽培中前期土壤溫度提高2℃～3℃，使氣溫與地溫相協調，能夠避免桃樹“先芽后花”的現象，提高座果率，增加產量[4]。

4.3 合理灌溉

農業的生產與發展離不開灌溉，而作物栽培更是離不開水分，在設施農業栽培中灌溉和保溫是相矛盾的，尤其是低溫季節，澆水后由于水溫低，必然會引起設施內土壤溫度的下降，因此，設施低溫季節澆水要選擇合適的灌溉時間、方式和澆水量。為了使澆水后土溫下降不明顯，一般選擇在冷尾暖頭的晴天澆水，保證澆水后有2～5個晴天，并于晴天上午澆水，澆水后由于太陽光的照射會使設施內氣溫上升，從而使氣溫帶動低溫回復。傳統的大水漫灌不僅使地溫下降劇烈，而且還會造成水資源浪費，因此，要選擇合適的灌溉方式和灌溉量。隨著節水灌溉技術的發展，微灌技術已經廣泛應用于設施農業灌溉。微灌技術，是加壓后的水分通過輸水管道運輸到根際周圍的一種技術，其具有用水量少的特點，因此，不僅節約用水，而且由于灌水量少，使地溫下降不明顯，能夠促進根系健康生長，提高作物產量。

5 結語

設施農業是我國農業發展的趨勢，也是我國實施鄉村振興的重要路徑。需要從我國設施農業發展的實際情況出發，根據傳統農業發展的研究，揚長避短。提高設施農作物的產量和品質，就要加強現代社會農業發展的水平和質量，提高設施農業保溫技術在農業中的應用水平，積極探索設施農業栽培中的增溫保溫技術，促進設施農業高質量發展。