酒泉熱帶果樹高效栽培的日光溫室優化改造技術研究

摘" "要" "為提升日光溫室的土地利用效率，實現熱帶果樹在北方干旱區的高效栽培目標，結合熱帶果樹種植環境特點，在西北節能型二代日光溫室基礎上，采用降低室內地面、加高后墻、提升脊高、增加跨度、延伸側墻、提升仰角、增加后墻和側墻厚度等改造技術，結果表明：改造后的日光溫室在可利用面積、保溫性能、減少棚膜滴水等方面均有明顯提升。此項日光溫室優化改造技術能提高熱帶果樹在我國北方干旱區的綜合栽培效益，值得推廣應用。

關鍵詞" "酒泉;熱帶果樹;溫室;改造

溫室是保護地栽培的主要設施，能較好地體現設施農業發展水平。國內針對溫室框架結構、控溫控濕設施、自動化設施、覆蓋材料等方面的研究取得了諸多成果[1-2]。

甘肅酒泉設施果樹從2015年前的零星試種迅速發展到目前的70余hm2，形成了以金塔縣、玉門市、肅州區為主的設施葡萄栽培區，以瓜州縣、敦煌市、玉門市為主的設施桃栽培區，以肅州區、玉門市為主的櫻桃和熱帶果樹試驗栽培區。近年來，木瓜、檸檬、百香果等熱帶果樹在酒泉地區試栽成功，帶動了鄉村旅游、休閑農業發展，催生了“設施林果+休閑采摘”“設施林果+鄉村旅游”“設施林果+科普宣傳”等新業態新模式，激發了群眾南果北栽的熱情。但酒泉目前的溫室、大棚等設施多是以種植蔬菜為目的建造的，高度、跨度、溫濕度等指標不能滿足熱帶果樹生長對環境的要求，亟待改造提升。鑒于此，我們開展了熱帶果樹專用溫室改造，并針對改造后的日光溫室與普通日光溫室進行了對比試驗。

1" "材料與方法

1.1" "試驗地概況" "試驗地選擇在甘肅省酒泉市玉門市玉門鎮東渠村玉門循環農業示范園區，屬典型的干旱半干旱荒漠氣候，光熱資源豐富，適宜多種農作物生長。夏季高溫少雨，冬季嚴寒少雪，春季風多且大，嚴寒、大風是影響該地設施栽培的主要氣候因素。試驗地平均海拔1 520 m，常年降水量61.8 mm，年均溫6.9 ℃，無霜期約129 d。最冷期12月中下旬至次年1月，平均氣溫-19 ℃，極端最低氣溫-39.9 ℃。

1.2" "改造思路與方法

1.2.1" "改造思路" "原設施為磚混結構的西北節能型二代日光溫室（表1），試驗地栽培作物為木瓜，于2015年定植，2017年掛果。因木瓜生長速度較快，當年生長即達棚頂，梢部在棚頂彎曲生長甚至破棚而出，棚膜凝結水滴下落在果實上造成果實霉爛;當地冬季氣溫較低，溫室內加溫投入成本較大，棚體跨度較小，限制了栽植密度，而且容易誘發病蟲害。因此，在原設施基礎上，采取如下改造措施：降低室內地面、加高后墻、提升脊高，增加室內高度;增加跨度、延伸側墻，增加室內可利用面積;提升仰角，增加室內入射光，降低棚膜水滴凝落量;增加后墻和側墻厚度，提高室內溫度。溫室改造于2018年11月完成，次年4月重新栽植木瓜。

1.2.2" "改造方法

1）設置對照溫室。將擬改造溫室相鄰南側溫室設置為對照溫室，對照溫室與改造前溫室為同批建造，建造規格、室體結構、應用材料和技術指標均相同。對照溫室與改造溫室均采用單層保溫簾、自動卷簾機進行收放簾操作，溫室日常管理措施均保持一致。

2）提升高度。將室內地面整體下挖1 m，回填土壤及有機質至0.4 m后灌水夯實，室內外地面高差0.6 m;將后墻在原有后墻頂面打圈梁，并在圈梁上每隔1 m伸出鋼筋，采用加砌塊在原有2.8 m基礎上加高至3.6 m，后坡面由原有1.6 m加長至2 m，脊高由原有4.2 m提高至6 m。

3）增加跨度。將跨度由10 m增加到12 m，按照跨度，同比例加高、加長側墻。

4）提升仰角。通過增加后墻高度、后坡長度和脊高，將仰角提升到65°。

5）加厚墻體。現地取料，將溫室周邊沙石堆砌至后墻，下底寬2.5 m，頂寬1 m;在現側墻基礎上采用磚混結構加厚至1 m，后墻面使用雙層棉簾覆蓋。

1.3" "調查與統計

1）溫濕度調查。在對照溫室和改造溫室內分別安裝“小喇叭”溫濕度自動測定儀，全天候測定室內溫濕度，并做數據統計。

2）有效積溫調查。統計對照溫室和改造溫室的有效積溫。

3）蓄熱保溫性能調查。于12月1日至次年1月30日（當地氣溫最低時段），利用“小喇叭”溫濕度自動測定儀，全天候測定室內溫度，對比溫室蓄熱、保溫效果。

4）棚膜凝落水滴量調查。7—8月（當地氣溫最高時段），分3次于同一時間、同一位置（溫室中央）調查對照溫室和改造溫室30 min內1 m3地面棚膜凝結水滴落量，采用加權平均法計算滴落時間。

5）栽植密度調查。調查溫室改造前后的栽植密度，進行數據統計與分析。

6）氣象數據采集。采用2019年1月至2020年11月氣象數據，由海芯華夏科技股份有限公司生產的“小喇叭”溫濕度測定儀測得，數據采用Microsoft Excel 2019進行統計分析，采用Origin 2021繪圖。

2" "結果與分析

2.1" "溫室改造對溫濕度變化的影響

2.1.1" "溫室改造前后溫度變化" "溫濕度是衡量北方地區溫室性能最重要的指標，提高低溫時期溫室溫度、增加空氣濕度是保證北方干旱半干旱區作物周年生產、提高產量和品質的重要前提[3-4]。應用溫室改造技術深刻影響了室內溫度（圖1、圖2）。改造后的溫室各月平均氣溫均高于對照溫室，且高于區間平均氣溫，較對照溫室高出3.3 ℃。從3月初至8月中下旬，隨太陽高度角逐步增大及氣溫逐步升高，改造溫室較對照溫室的溫差逐步增大，這與改造溫室仰角較大，入射陽光較多，有效增加了室內溫度有關。日溫度變化顯示（圖2），改造后的溫室因墻體加厚，室溫降低速度明顯減緩，從溫室棚體和跨度角度分析溫度變化，應用升高棚體、增加跨度的方法對于溫室散熱和升溫的影響不明顯，增幅為0.6～3.8 ℃。綜合試驗表明，降低室內地面、增加后墻和側墻厚度對于提升室內溫度具有明顯效果。

2.1.2" "溫室改造對濕度變化的影響" "隨著溫度的升高，室內相對濕度降低，二者呈負相關關系（圖3、圖4）。改造溫室的相對濕度隨溫度升高而有所降低，生產中應采用室內加濕的方法提高空氣濕度。

2.2" "溫室改造對有效積溫的影響" "有效積溫是衡量溫室保溫性能的重要指標，能體現作物對熱量的需求，為促進作物完成周期發育、增產增效提供有力保障[5]。因熱帶水果栽培所需熱量大、有效積溫高，結合玉門氣候環境，改造溫室年有效積溫明顯提升（圖5），改造溫室各月有效積溫均高于對照，加快了木瓜萌芽、開花、結果、成熟，提早了上市時間，且在櫻桃、葡萄等果樹設施栽培中也得到了很好的應用。整體而言，改造溫室較對照年有效積溫高553 ℃，增幅17.5%。

2.3" "溫室改造對蓄熱保溫性能的影響" "從圖6可以看出，改造后的溫室12月中下旬至次年1月底（當地氣溫最低時段）各時段中，8：00達到最低平均氣溫8.3 ℃，14：00達到最高平均氣溫27.5 ℃，溫差19.2 ℃，最高至最低平均氣溫降幅69.8%，平均每小時降低1.6 ℃。對照溫室8：00達到最低平均氣溫4.8 ℃，14：00達到最高平均氣溫25.8 ℃，溫差21 ℃，最高至最低平均氣溫降幅81.4%，平均每小時降低1.75 ℃。這與改造溫室加厚了墻體、降低了地面，熱量損失較慢有關，應用此項溫室改造技術，很大程度上提升了溫室的蓄熱保溫性能。

2.4" "溫室改造對棚膜凝落水滴數量的影響" "溫室內溫濕度較高，尤其在高溫時節，棚膜凝聚的水會滴落在木瓜等果實上，因滴落點位置基本不變，會損傷果皮或造成果實霉爛，誘發病蟲害，嚴重影響果實品質和經濟效益。從圖7可以看出，對照溫室30 min內1 m3范圍內水滴數平均為9.7，約每9.6 min滴落1滴;而改造溫室30 min內平均滴落1.3滴，約25 min滴落1滴，滴水數量明顯減少。分析其主要原因是改造溫室仰角增大、棚脊升高，棚面坡度增大，水滴更容易順棚膜流下，不易凝聚。

2.5" "溫室改造對栽植密度的影響" "溫室改造前，長64 m，跨度8 m，除去工作道可利用凈面積約576 m2。改造后，長70 m，跨度12 m，可利用凈面積增加到704 m2，增幅22%。木瓜栽植株行距為2 m×4 m，576 m2可栽植約72株。改造后，704 m2可栽植木瓜約88株，增加了16株。不考慮改造前后產量增加因素，僅可利用面積和栽植株數增加，即可提升36%的經濟效益。

3" "小結與討論

1）酒泉溫室、大棚設施主要為種植蔬菜建造，不適宜高大林果栽培，設計或改造林果栽培專用大棚是解決制約設施林果發展的重要措施之一。

2）通過加高溫室墻體、棚脊，增大跨度、仰角，降低地面、加厚墻體等系統措施，在解決了高大林木栽培問題的同時，提高了設施的保溫性能，增加了可利用面積，改造較為成功，可以為同類地區提供有益借鑒。

3）隨著建造技術的提高、材料科學和保溫技術的發展，建造大空間、大跨度溫室技術已經成熟。通過近2年的使用觀察，在玉門市風力較大、降雨降雪條件下，改造溫室未出現破損，說明溫室結構改造是合理的。

4）因木瓜于2019年溫室改造后種植，尚未結果，改造后溫室對作物產量的影響未及驗證，需要進一步開展相關試驗。

參考文獻

[1] 張傳坤，馬迎春，楊寧，等.坡地面栽培對日光溫室土壤溫度環境的影響[J].中國蔬菜，2024 （7）：56-62.

[2] 王子鳴.關中地區日光溫室結構失效機制分析與升級改造[D].楊凌：西北農林科技大學，2024.

[3] 劉長梅，趙欣茹，汪曉宇，等.不同類型日光溫室環境性能及越冬茬黃瓜栽培效果比較研究[J].江蘇農業科學，2023 ，51 （3） ：147-155.

[4] 劉翰林.基于熱平衡的現代化節能日光溫室保溫結構優化[D].沈陽：沈陽農業大學，2023.

[5] 林必忠.福建省傳統溫室大棚技術改造升級的思考[J].福建農機，2022 （3） ：35-37+46.