□ 張澤偉 狄政敏 郄東翔 韓 鵬 張建峰

為提升河北省蔬菜設(shè)施生產(chǎn)性能和抗災(zāi)能力，對(duì)河北省蔬菜設(shè)施結(jié)構(gòu)進(jìn)行了摸底調(diào)研，并提出五種主要蔬菜設(shè)施類型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議。

近年來，河北省設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，呈現(xiàn)布局區(qū)域化、發(fā)展規(guī)?；暗赜蛱厣奶攸c(diǎn)，但蔬菜設(shè)施在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、專業(yè)建造及后期維護(hù)上仍存在不合理現(xiàn)象。對(duì)此，筆者在調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，提出了五種主要蔬菜設(shè)施類型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議，為設(shè)計(jì)建造、升級(jí)改造蔬菜設(shè)施提供參考。

1 河北省蔬菜設(shè)施結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及特點(diǎn)

1.1 蔬菜設(shè)施布局區(qū)域化

河北省氣候條件南北差別較大，地形多樣，形成了獨(dú)特的蔬菜生產(chǎn)設(shè)施區(qū)域布局。冀北張家口、承德地區(qū)氣候冷涼，蔬菜設(shè)施以大拱棚為主，主要進(jìn)行春提前和秋延后生產(chǎn)，同時(shí)為增加冬季蔬菜供應(yīng)，建造了一批節(jié)能日光溫室。冀東唐山、秦皇島地區(qū)冬季光照充足，蔬菜設(shè)施以日光溫室為主，以樂亭縣溫室結(jié)構(gòu)類型為代表，高度較低、跨度較小，適宜沿海多風(fēng)地區(qū)，主要生產(chǎn)果菜類蔬菜。冀中地區(qū)以日光溫室和大棚為主，棚室一般跨度、高度較大，新建溫室多為壽光式溫室。冀南地區(qū)以永年縣為代表，主要特色是中小棚葉菜生產(chǎn)，也發(fā)展了一些壽光式溫室。

1.2 蔬菜設(shè)施發(fā)展規(guī)?；?/h3>

近年來，在河北省蔬菜示范縣建設(shè)和農(nóng)業(yè)開發(fā)等項(xiàng)目的支持帶動(dòng)下，大量社會(huì)資本投入蔬菜行業(yè)，各地涌現(xiàn)出一批大規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)的蔬菜園區(qū)。新建園區(qū)一般由企業(yè)或合作社投資興建，園區(qū)面積多在13.3 hm2（200畝）以上，經(jīng)過專業(yè)規(guī)劃，功能區(qū)布局較合理，水電路等基礎(chǔ)配套設(shè)施較完善，生產(chǎn)設(shè)施以日光溫室為主，多為鋼架結(jié)構(gòu)的磚墻溫室或土墻溫室。

1.3 蔬菜設(shè)施體現(xiàn)地域特色化

青縣竹木結(jié)構(gòu)超大拱棚，長(zhǎng)100 m，跨度30～35 m, 脊高2.6～3.0 m，肩高2 m，多處設(shè)風(fēng)口可及時(shí)通風(fēng)排濕降溫；立柱多，間距1.3 m×2.0 m，兩層拉桿，可加多層保溫幕；種植茬口為早春茬和秋冬茬，能提早定植，比普通大棚提早一個(gè)月收獲上市；造價(jià)低廉，每667 m2建造成本8 000～10 000元，投入回報(bào)快，比較效益高。樂亭縣的雙向卷簾大棚，南北走向，竹木結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)120 m，跨度13 m，脊高2.2 m，肩高1.2 m，每列5根立柱，間距2～3 m,使用卷簾機(jī)省時(shí)省工，草苫卷至大棚頂部，一般使用二道幕保溫，可實(shí)現(xiàn)提早定植和上市，當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)比較認(rèn)可。廊坊地區(qū)的廊坊40型、武邑縣的武優(yōu)Ⅱ型溫室，充分吸收了外地棚型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)且適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境特點(diǎn)，性能表現(xiàn)良好。永年縣的中小棚成方連片、規(guī)模較大，竹木結(jié)構(gòu)、投資少、回報(bào)快，中棚覆蓋草苫保溫，主要用于速生葉菜生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益較高。

2 存在的問題

2.1 設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)

近幾年河北省新建日光溫室以壽光式溫室為主，通常為厚土墻（底座5～7 m）、大跨度（9.5～11.0 m）、大高度（4.5～5.5 m）、半地下（下挖1 m左右）結(jié)構(gòu)。雖然蓄熱保溫性能突出，但也暴露出若干問題。一是取土筑墻致使下挖過深，不僅嚴(yán)重破壞土壤耕層結(jié)構(gòu)，還造成棚室內(nèi)南端產(chǎn)生1 m多的陰影，影響前排蔬菜生長(zhǎng)；雨季時(shí)易發(fā)生雨水倒灌，如排澇設(shè)施不完善，可能會(huì)造成墻體垮塌。二是墻體過厚造成土地利用率在50%以下，土地浪費(fèi)嚴(yán)重。三是高度大，增加了建造成本，而且升溫相對(duì)緩慢。

2.2 抗災(zāi)能力差，遇災(zāi)損毀嚴(yán)重

2009年河北省中南部地區(qū)的暴雪損毀了6 666.7 hm2（10萬畝）左右棚室；2012年夏季中東部地區(qū)洪澇災(zāi)害導(dǎo)致溫室損毀嚴(yán)重，輕者墻體開裂、局部坍塌，重者墻體垮塌、骨架折斷。其主要原因是防災(zāi)、抗災(zāi)意識(shí)較差，設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。

2.3 缺乏區(qū)域性的設(shè)施設(shè)計(jì)和建造標(biāo)準(zhǔn)

在設(shè)施發(fā)展中，由于沒有適合當(dāng)?shù)氐脑O(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建造中隨意性強(qiáng)，造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、施工工藝不規(guī)范、建造質(zhì)量較差等現(xiàn)象普遍存在，有的已給農(nóng)民造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 設(shè)施裝備水平不高

除近年新建的高標(biāo)準(zhǔn)園區(qū)和已進(jìn)行優(yōu)化改造的設(shè)施外，河北省設(shè)施普遍結(jié)構(gòu)老化、建造標(biāo)準(zhǔn)較低、材質(zhì)和裝備較差。骨架多采用竹木結(jié)構(gòu)，小部分采用鋼架竹木混合結(jié)構(gòu)，夯土或機(jī)械壓實(shí)筑墻，少數(shù)配置卷簾機(jī)等設(shè)備。

2.5 缺乏具有專業(yè)資質(zhì)的建造隊(duì)伍

河北省蔬菜生產(chǎn)設(shè)施規(guī)模發(fā)展較快，但是缺乏本土的優(yōu)秀設(shè)施建造隊(duì)伍，設(shè)施建造方面很大程度上依賴壽光，這與河北設(shè)施蔬菜大省的地位極不協(xié)調(diào)。另外在管理制度方面，目前沒有權(quán)威部門對(duì)蔬菜設(shè)施建造隊(duì)伍進(jìn)行專業(yè)資質(zhì)水平認(rèn)證，而且施工質(zhì)量監(jiān)管處于空白，后期配套服務(wù)跟不上，一旦出現(xiàn)問題難以追究責(zé)任。

3 設(shè)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議

針對(duì)河北省蔬菜設(shè)施存在的問題，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，總結(jié)出日光溫室和大棚的結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則，并根據(jù)各地不同光溫資源，從效果好、性能優(yōu)、深受認(rèn)可的設(shè)施中提煉共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)化后，推薦五種適宜河北省的蔬菜設(shè)施類型。

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則

3.1.1 日光溫室結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則 一是按照合理采光原理及地理位置和氣候差異，確定適宜的高度、跨度等主要結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是穩(wěn)定、抗災(zāi)、高效，采用優(yōu)質(zhì)骨架材料和施工工藝，確保溫室穩(wěn)固性和抗災(zāi)能力，節(jié)約成本，提高收益；三是選用防霧流滴塑料膜、保溫被等高性能保溫覆蓋物，并采用多層覆蓋，增強(qiáng)保溫效果；四是節(jié)省土地，在確保墻體蓄熱保溫性能最大化的基礎(chǔ)上，減少墻體厚度，提高土地利用率，并根據(jù)實(shí)際情況減少栽培面下挖或不下挖。

3.1.2 大棚結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則 一是采用合理結(jié)構(gòu)參數(shù)，規(guī)范施工建造；二是應(yīng)用堅(jiān)固耐用骨架材料，確保棚室穩(wěn)定性，提高抗強(qiáng)風(fēng)、暴雨、暴雪等災(zāi)害性天氣能力；三是早春可采取多層覆蓋等措施，提高棚內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)提早定植和收獲上市；四是合理設(shè)置頂風(fēng)、腰風(fēng)等放風(fēng)口，優(yōu)化通風(fēng)排濕性能；五是夏季可采用遮陽網(wǎng)覆蓋，實(shí)現(xiàn)棚內(nèi)溫濕度可調(diào)控，最大限度降低病蟲害發(fā)生幾率。

3.2 適宜河北省發(fā)展的五種設(shè)施類型

3.2.1 越冬型高效節(jié)能日光溫室 墻體多為土墻，蓄熱保溫性能突出，可進(jìn)行番茄、黃瓜、茄子、辣椒等喜溫蔬菜越冬生產(chǎn)；不同骨架材質(zhì)的溫室結(jié)構(gòu)參數(shù)不同（表1），建造成本較低，適于普通農(nóng)戶建造使用。

① 走向及下挖深度。溫室建造坐北朝南，東西延長(zhǎng)，長(zhǎng)60～100 m；為利于防寒保溫，棚室栽培床可下挖0.5 m左右，但必須建有配套完善的防洪排澇系統(tǒng)，防止雨水倒灌損毀棚室。在地下水位高、鹽堿嚴(yán)重或無良好排水系統(tǒng)的園區(qū)，栽培床杜絕下挖。土墻應(yīng)采用客土建造，注意施工中不要破壞熟土耕作層，可先把25～30 cm深的表土層放置旁邊，待墻體建成后再回填栽培床。

②跨度和脊高。冀北地區(qū)，溫室內(nèi)跨度宜在7.5～8.0 m，脊高3～4 m；冀中南地區(qū)，溫室內(nèi)跨度9～10 m，脊高3.6～5.0 m；冀東唐山秦皇島沿海地區(qū)，溫室內(nèi)跨度8～9 m，脊高3.3～4.5 m。用于育苗的溫室一般設(shè)置加溫設(shè)備，并適當(dāng)增大高度，以提高光照、溫度等環(huán)境條件和操作空間。栽培床下挖的溫室應(yīng)選擇該跨度相應(yīng)的脊高上限值。

③ 前后排溫室間距。前排溫室最高點(diǎn)的水平投影至后排溫室前緣的垂直距離，為最高點(diǎn)高度的2.2～2.5倍為宜，中南部取下限，北部取上限。

④ 墻體與厚度。使用具有一定粘性的土壤或草泥建造土墻，并保證碾壓質(zhì)量。土墻厚度一般為當(dāng)?shù)貎鐾翆雍穸鹊?倍左右。冀北、冀東唐山秦皇島沿海地區(qū)，土墻上寬2.0～2.5 m，下寬4.5～5.0 m；冀中南地區(qū)，土墻上寬1.5～2.0 m，下寬3.5～4.5 m。在確保墻體蓄熱保溫性能和穩(wěn)固性的基礎(chǔ)上，盡量減少墻體占地面積、增大種植面積，提高土地利用率。溫室土墻外部覆蓋毛氈、薄膜進(jìn)行防雨保護(hù)，在有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的地區(qū)盡量建造磚土復(fù)合墻體。

⑤ 后坡。后坡有一定的蓄熱保溫作用，在冬季寒冷的冀北地區(qū)，后坡水平投影長(zhǎng)0.8～1.2 m為宜。

⑥ 溫室骨架。采用全鋼骨架或鋼竹混合骨架，設(shè)鋼管或鋼筋拉桿橫向固定；還可選用優(yōu)質(zhì)鋼筋水泥預(yù)制骨架。后坡和脊高處需設(shè)1～2排立柱，還可增設(shè)可移動(dòng)的立柱。

⑦ 排水系統(tǒng)。前后兩排溫室之間及園區(qū)道路兩側(cè)設(shè)置排水溝。按當(dāng)?shù)亟陙碜畲蠼涤炅?，科學(xué)設(shè)計(jì)排水溝的寬度和深度及各級(jí)排水溝的間距。

表1 越冬型高效節(jié)能日光溫室（不同骨架材質(zhì)）主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

3.2.2 春秋型日光溫室 春秋型日光溫室在春季、秋季可生產(chǎn)番茄、黃瓜、辣椒等喜溫類蔬菜，冬季生產(chǎn)芹菜、韭菜以及甘藍(lán)、生菜、茼蒿等耐寒性和半耐寒性蔬菜。其土地利用率較高，但蓄熱保溫性欠佳。冀北寒冷地區(qū)不提倡建造春秋型日光溫室。

春秋型日光溫室墻體多為磚墻，也有一小部分為薄土墻。磚墻溫室在跨度、脊高等結(jié)構(gòu)參數(shù)方面與越冬型高效節(jié)能日光溫室基本一致；墻體厚37～60 cm，可加保溫層和在墻外側(cè)培土，以提高保溫效果；一般選用全鋼架或水泥鋼筋預(yù)制骨架。磚墻溫室穩(wěn)固性較好，抗災(zāi)能力強(qiáng)，但造價(jià)偏高。薄土墻溫室墻體厚50～80 cm，跨度7 m左右，脊高約2.5 m，可采用無后坡設(shè)計(jì)。

3.2.3 單棟塑料大棚 單棟塑料大棚在冀北地區(qū)可種植一茬番茄、辣椒等喜溫蔬菜，其他地區(qū)可種植春秋兩茬。單棟塑料大棚宜南北延長(zhǎng)，跨度一般8～12 m。長(zhǎng)度根據(jù)地塊而定，一般60～100 m。脊高一般2.5～3.5 m，最高不超過3.9 m，肩高1.5 m左右。可選用鍍鋅鋼管骨架、鋼架竹木混合骨架或鋼筋水泥預(yù)制骨架，骨架間距1.2～3.0 m，用拉桿連接固定，跨度11 m以上需增加立柱支撐。

3.2.4 連棟塑料大棚 連棟塑料大棚（包括青縣的超大拱棚）棚體大，蓄熱保溫性能好，可有效節(jié)約建筑材料、降低建造成本，土地利用率高，早春季節(jié)采用多層幕覆蓋，可提早定植和提前上市。連棟大棚南北延長(zhǎng)建造，長(zhǎng)度一般60～100 m，單拱跨度6.5～7.0 m，脊高3.0～3.5 m，肩高2.0 m左右，拱間設(shè)天溝排水或收集雨水，頂部和四周設(shè)風(fēng)口進(jìn)行排濕降溫。青縣的超大拱棚總跨度一般在20～30 m，脊高2.6～3.0 m，肩高2 m左右，長(zhǎng)度隨地塊而定；拱架可分為全鋼、全竹木或竹木鋼架混合材料，拱架間距3 m左右，配置兩層拉桿進(jìn)行多層幕覆蓋，根據(jù)骨架材料設(shè)置不同材料和數(shù)量的立柱，鋼架連棟大棚立柱間距3～4 m，竹木連棟大棚立柱間距1.3～2.0 m。

3.2.5 改良塑料大棚 改良塑料大棚有雙向卷簾大棚和單向卷簾大棚兩種。雙向卷簾大棚是在大拱棚上覆蓋草苫或保溫被，并配置卷簾機(jī)將其從兩側(cè)卷至頂端；單向卷簾大棚是以保溫被或草苫等覆蓋材料臨時(shí)作為簡(jiǎn)易墻體，并配置卷簾機(jī)。除冀北地區(qū)外，其他地區(qū)均可進(jìn)行春提前、秋延后茄果類蔬菜和越冬根菜、葉菜類蔬菜生產(chǎn)。

雙向卷簾大棚一般南北延長(zhǎng)，跨度13～15 m，脊高2.2～2.5 m，肩高1.2～1.5 m，骨架為全鋼架或鋼架竹木材料，骨架間距1 m左右，設(shè)有4～6排立柱。單向卷簾大棚東西延長(zhǎng)，大棚北側(cè)弧度加大，形似溫室后墻，冬春季節(jié)以秸稈、草苫、保溫被等覆蓋物臨時(shí)作為簡(jiǎn)易墻體，跨度一般8～10 m，脊高一般2～3 m，下挖0.3～0.5 m保溫效果更好。