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（一）保护地设施类型、结构及特点 由于环境条件、栽培目的、栽培层次的不同，保护地栽培类型有风障畦、阳畦（冷床）、温床、地面覆盖、塑料薄膜拱棚覆盖、温室、遮阳棚架等设施形式。下面介绍目前生产上应用的主要形式。 1．阳畦（冷床）的结构及特点阳畦（冷床），即东西延长、北高南低向阳畦子。它是一种利用太阳能作为光热源，保持畦内较高温度的一种简易保护地类型。结构简单，成本低廉。 （1）阳畦的结构阳畦由风障、畦框、透明覆盖物（玻璃、塑料薄膜）、保温覆盖物（草帘、蒲席）等组成，如图1-1所示。
①风障：风障是用芦苇、玉米秆编成东西延长的挡风墙，隔1米高横向绑竹竿，形成整体并向南倾斜30?。在阳畦的北边加一道风障，既挡北风，又可反射阳光，提高阳畦温度。有的地区利用北墙等建筑物作风障。在北风较少的大面积育苗时，为了操作方便，可以不加风障。 ②畦框：畦框分北框、南框和东西框，南低北高。南框地平下挖15～20厘米；北框地平下挖15～20厘米，地上加高30厘米，总高度45～50厘米。畦框下宽50厘米、上宽30厘米。东西框北高南低，形成斜坡。阳畦一般宽150厘米，长700厘米，东西延长。 ③透明覆盖物：为了畦面透光保温，常以玻璃或塑料薄膜作为透明覆盖材料。如用玻璃覆盖，可用松木做成宽100厘米、长200厘米的固定窗框。 如果透明覆盖材料采用塑料薄膜，则支架要求不严格，用直径2厘米粗的竹竿或木棍均可，长200厘米，棚在床面，上面覆盖塑料薄膜，四面用泥土压紧。塑料薄膜应选用厚0．07毫米、宽200厘米的聚乙烯薄膜。 ④保温覆盖材料：为了提高阳畦夜间保温效果，必须在透明覆盖材料上加益保温材料。各地可就地取材，用稻草、麦草、谷草等编制成宽约100厘米、长200厘米、厚3厘米的草帘。 （2）阳畦的特点阳畦白天靠太阳照射床面，透过透明覆盖材料，使阳光达到畦面而提高畦内温度；到了夜间，畦内土中白天贮藏的热量以长波形式慢慢向外释放。由于有透明覆盖材料和保温覆盖材料的覆盖，阻止了热量向外散失，使热量聚集在畦内，从而提高了畦内夜间温度。冬春季节，有阳光照射时增温效果明显，一般气温比露地提高13．5～15．5℃，地温比露地可提高20℃左右。畦内温度有明显的日变化；不同部位温度分布有不均匀性，靠南框处温度低，距北框约40厘米处温度最高。 阳畦在我国南北各地使用十分普遍，主要用于育苗。有些地区还用于早熟栽培中。 2．温床的类型、结构、性能及应用温床是具有补充加温设备的小型保护地设施。在外界气温较低和连续阴天的情况下，常采用补充加温的方法，提高床内温度。按补充加温方式可分为酿热温床、火炕温床、电热温床等。 （1）温床的类型及结构 ①酿热温床：酿热温床是以酿热材料为热源的温床。在床内填充酿热材料，并给酿热材料以适宜的环境条件，使微生物在分解酿热材料的过程中放出热量，从而提高床温。近年来，由于酿热材料短缺及筑建费工等原因，酿热温床已很少应用。 酿热温床的结构与阳畦基本相同，只是在床底挖有酿热物池。酿热物地底的形状依阳畦内温度分布特点而定，温度低处，池底较深，以多填酿热物，使发热后床内温度均匀。 ②火炕温床：火炕温床是将苗床做成火炕形式，下部以煤或麦草、秸秆等为燃料，加热提高苗床温度的一种苗床。 火炕温床基本结构也与阳畦相似，惟床面比阳畦深30厘米左右，用砖或土坯砌成三条直烟道或曲形回龙烟道。烟道深20厘米、宽20厘米，上面棚一层机瓦或土坯，再给上面铺一层厚5厘米的土，最上面铺一层厚10厘米培养土。床外一端砌炉灶，另一端砌烟囱，烟囱高200厘米。方位以当地季风上方设炉灶，下方设烟囱。 ③电热温床：电热温床是以电加温线通电加温的温床。设备简便，成本较低，安全方便。但在无电地区和停电较多地区仍不适用。 以电加温线铺在阳畦中构成的电热温床与阳畦结构基本相同，只是在填培养土以前整平床面，将电加温线铺在床面上。铺电加温线时应进行计算，靠北框线的间距放宽，靠南框线的间距加密，以保持床温均匀。电加温线也有铺设在拱棚内，构成拱棚温床。电加温线上铺培养土。 （2）温床的性能 ①酿热温床：填酿热物7天左右，酿热物温度可上升至70℃左右，10天后可降至40℃左右。并稳定下来。这时可填入培养土，灌水播种。播种以后5厘米培养上温度可维持在25～30℃，气温维持在15℃左右（恒温）。一般情况下，这种温度可维持40～50天。 ②火炕温床：一般情况下，苗床内土壤温度可维持在20℃左右，空气温度可维持在15℃左右。 ③电热温床：可根据作物需要设定加温功率。一般情况下，20～100瓦／米2即可满足果菜青苗的需要。 总之，温床的特点是温度有一定保证，且分布较均匀。 3．地膜覆盖的基本形式地膜覆盖的基本形式有高垄覆盖、高畦覆盖、改良地膜覆盖等，如图1-2所示。
（1）高畦覆盖在雨水较多、土壤保水力强、灌溉次数较少的地区宜采用高畦覆盖。高畦覆盖鞋面宽60～100厘米、畦高15～20厘米。沟宽40厘米。 （2）高垄覆盖在干旱多次灌溉地区或土壤渗透力差的土壤上采用。垄宽领厘米、垄为宽25厘米、垄高15厘米。 （3）改良地膜覆盖普通地膜覆盖在晚霜过后才能定植，改良地膜覆盖稍许提高高垄或高畦的高度，一般畦高30厘米，并在垄（畦）的中央挖沟，沟深15厘米，沟上口宽15厘米、下口宽10厘米，在沟内提前播种或定植，晚霜过后幼苗顶膜时，破开地膜掏出幼苗，取出封口。这样比普通地膜覆盖可以提早15天播种或定植，上市期比普通地膜覆盖提早15天左右，产值提高20％左右。 4．塑料小拱棚的结构及特点 （1）小拱棚的结构小拱棚是用细竹竿、竹片、荆条等能够弯成弓形的材料支成骨架，在骨架上覆盖薄膜而成，如图1-3所示。小拱棚高0．5～1米、宽1．5～2．5米、长7～10米，或依地块长度而定。小拱棚的结构简单，取材方便，容易建造，造价较低。
（2）小拱棚的特点小拱棚多用于春、秋生产的春季育苗。由于棚体矮小，便于加盖草帘，其防寒保温性能比大棚为好。一般来说，小棚加盖草苫后1月份至5月份的平均温度比露地高4．2～6．2℃。9月下旬至11月上旬比露地高0．2～1．4℃。秋季小棚内的旬平均气温在10℃以下，最低温度有时降至0℃以下。 由于薄膜不透气，土壤的蒸发和蔬菜植株的蒸腾使棚内空气相对湿度较高。白天通风时，棚内相对湿度为40％～60％；夜间密闭时可达90％以上。晴天低，阴天高。 5．塑料中拱棚的结构及特点中拱棚是小拱棚和大棚的中间类型，形状和结构与小拱棚相似，一般宽3～4米、中高1．5米左右、长10～20米，棚内有时设立柱。为了保温，中棚也可覆盖草帘。其性能优于小棚但次于大棚，主要用于早春定植果菜类蔬菜及韭菜、花椰菜。绿叶菜等的早熟栽培或春季育苗，果菜类秋延后栽培，花卉育苗及栽培等。 6．温室的类型、结构及特点 （1）节能日光的温室的类型及结构 ①一面坡日光温室：这是鞍山及京、津等地最早应用的充分采光、不进行人工加温的温室。如天津一面坡日光温室。 这种温室跨度5．0～5．5米，中柱高2米左右，后墙高1．6米左右，长度不等。前为一面坡的塑料屋面，长4米左右，角度为25?～30?；后被定2米左右，每间隔3．0～3．3米设一中往和柁，温室前后挖防寒为；后墙厚0．6米左右。骨架主要是竹木结构，详见图1-4。
②立窗式日光温室：如辽宁省瓦房店的琴弦式薄膜日光温室、山东寿光立窗式日光温室。 这种温室跨度为6．0～7．0米，中往高2．0～2．7米，前立窗高0．6～0．8米，后墙高1．5～1．8米，墙厚0．8～1．0米，前屋面角度20?～25?，每隔3米设一道7．62厘米钢管桁架，在桁架上按40厘米间距横拉8号铁丝固定于东西山墙，在铁丝上每隔60厘米设一道细竹竿作骨架上面盖薄膜。结构详见图1-5。
③拱圆形日光温室：将前屋面设为拱形，其骨架可用竹木。水泥钢筋和钠管架材料。其类型有长后坡矮后墙薄膜日光温室（辽宁海城Ⅱ式日光温室、河北永年2／3式日光温室）和短后坡高后墙薄膜日光温室（如陕西咸阳秦都3号日光温室）。这两类温室跨度为5．0～7．0米，脊高2．0～2．7米，后墙厚0．6～0．9米，前屋面为拱形，由拱杆、横梁、支柱构成。拱杆上要覆盖塑料薄膜。前屋面的角度一般底角为60?左右，中部为30?左右，上部为12?左右，后屋仰角为25．7?～30?。后屋坡用柁檩、玉米秸秆、麦草、草泥等构成，也有的盖水泥板，再加其他保温材料的，总厚度为50～60厘米。两类温室的差别在于后墙高度的后坡长度。长后坡矮后墙温室的后坡长2．5～3．0米，后墙高1．0米左右；短后坡高后墙温室的后波长1．0～1．5米，后墙高1．5～1．7米。以上温室前后都有防寒沟，以利防寒保温，结构详见图1-6
（2）玻璃温室这种温室由屋架、梁、柱子、基础等构件组成，覆盖材料为玻璃，按结构还可分为单屋面、双屋面和3／4式玻璃温室。 ①北京式改良温室：这种温室属于单屋面温室，每栋长48米，3米一间共16间，宽5～6米，高2米左右，玻璃屋面的天窗长2．2米、地窗1．6米（也与有天窗一样长的，各为2．2米）。天窗与水平线倾斜角为15?～22?，地窗角度为38．7?～53?。室内北墙处安有加温设备。该温室能够充分采光，补充加温，严密防寒保温，适合于冬春栽培两三茬喜温蔬菜及花卉，结构见图1-7。
②装置式玻璃温室：北墙用砖砌成保温墙，前坡的宽度占温室跨度的3／4。这种温室跨度7．5米左右，长度45米左右，高3．5米，后墙高2．5米，前立窗部高1．8米，立窗角600?，南北屋面角度23?，开间4．0米左右。 这种温室结构简单，透光率高，无立柱，高度高，天窗为电动启闭，地窗为手动启闭，配上水暖锅炉采温，管理方便，保温、采光性能好。具体结构见图1-8。 ③双屋面玻璃温室（1／2式）：当前国内外应用的双屋面单栋及连栋温室的形式大体为三种。即：国内自行设计制造的温室（如北京玉渊潭的普通钢材双屋面温室）、荷兰温室、日本温室。结构见图1-9。
我国设计的温室结构为：单间跨度4米，开间3米，脊高33米，柱高2．25米。天窗占玻璃屋面的25％～30％，侧窗占四周玻璃面的60％～70％。 荷兰温室单间跨度有2．3米、6．4米、9．6米、12．8米等多种，开间3～3．12米，柱高2．3～2．7米，脊高3．5～4．7米。玻璃屋面角度为25?。日本温室，单间跨度为5．4～18米，一般以9～11米较多，长度18米左右，脊高为3．5～4．5米，檐高2．0～2．3米，玻璃屋面角度为26?～30?。
①日光温室：在北纬40?左右地区使用，当外界最低气温达到-10℃以下时，室内白天温度可保持在20℃以上，夜间可保持5～10℃。据辽宁海城和河北永年测定，严冬季节室内外温差（正午前后）可达25～35℃。即便室外气温达到－19．6℃，室内仍能维持8．3℃。所以，这种温室在冬春季能生产黄瓜、韭菜等几十种蔬菜及花卉。 日光温室内空气的相对湿度白天一般在50％左右，夜间达到90％以上。室内湿度偏高，应注意通风。 ②加温温室：这种温室是白天靠日光、夜间靠加温，所以温度分布比较均匀，局部差异小。在冬季12月份，西安地区GJ－6型塑料温室最高温度可维持21．5℃、最低5．5℃，2月份室内最高温度可达到34．1℃，最低11．8℃，室内湿度白天为60％～80％、夜间90％～100％，湿度较大，易染病，要加强通风管理。 7．大棚的结构类型与性能 （1）大棚的结构类型大棚可依照栋数多少分为单栋和连栋；以大棚屋顶的形状，可分为拱圆、屋脊型、圆型；以建筑材料的种类不同，可分为竹木结构、钢筋水泥结构、全钢结构和装配式钢管结构等。 ①竹木结构大棚：骨架结构材料主要以竹木为主，一般棚宽6～12米，棚高2～2．2米，南北长40米左右。 竹木结构大棚的骨架是由"一柱三杆"组成，即立柱、纵向拉杆、拱杆及薄膜上的压杆。 以南北延长大棚为例，立柱用8厘米左右粗的木杆制成，承担棚架及薄膜重量和承受风雪荷载。每排立柱由4～6根组成，东西方向立柱距离为2米，南北方向立柱距离为2～3米。如果是6根立柱，立柱均埋入地下50厘米，蹲往基石。 拉杆是纵向连接立柱，承担拱杆、压杆的横梁。一般用6～8厘米粗的竹竿或木杆制成，拉杆可以直接固定在立柱顶端上，也可以固定在立柱顶端下方20厘米处形成悬梁吊柱式，这个吊柱又叫小支柱，用木棒锯成长约30厘米、顶端锯成凹形承放拱杆，下端钻孔固定在拉杆上。小支柱间距1～1．2米一根。 拱杆是支撑塑料薄膜的骨架，用4～5厘米粗的竹竿制成。拱杆横向固定在立柱上，呈现自然供形两端理入地下，深30～50厘米。 立柱、拉杆、拱杆装好后，扣上塑料棚膜，在每两道拱杆之间的薄膜上压一根长竹竿或压膜线也就是压杆，压杆压紧后，两端固定在大棚两侧，并预埋在土中的地铺上。竹木结构大棚结构如图1-10所示。
②水泥柱钢筋梁竹拱大棚：这种结构宽10～12米，棚高2．2米，长40米以上。立柱全部用含钢筋的水泥预制柱。柱体断面为10厘米?8厘米，顶端承担拱杆，每排横向立柱有4～6根，南北向每3米一排立柱。 拉杆为钢筋或钢管，纵向联接立柱、支撑拱杆。一般可制成单片花梁，上部用8毫米圆钢，中下部用6毫米圆钢焊成三角形三梁桁架。 拱杆用直径4～6厘米竹竿制成。其他同木竹结构大棚，其结构见图1-11。
③装配式管架大棚：装配式管架大棚又称装配式镀锌钢管大棚。这种形式大棚的全部骨架是由工厂按定型设计生产出标准配件，运至现场安装而成。目前国内主要生产跨度6米、8米、10米，长30～60米、高度2～3米等规格的拱圆形大棚。棚体南北延长，无立柱拱杆，由直径25～32毫米镀锌钢管在顶部用套管对接而成；立杆由直径25毫米镀锌管用拉杆插销连接，用十字管将拱杆固定其上；全棚用6条纵向拉杆连接成整体。大棚两端6根直径25毫米钢管立柱，并用横向拉杆构成棚头和门。薄膜覆盖棚上，用固膜槽固定。其结构如图1-12。 ④钢拱架大棚：大棚骨架由圆钢管制成多为无立柱大棚。宽度10～12米、顶高2．8～3．0米、长35米以上，两侧距棚边1米处的垂直高度约1．5米。骨架大多用直径14～16毫米的圆钢弯成，具有上下弦的拱形精架。两弦间的腹杆用直径6毫米的圆钢制成，构架间距为1.2～1.4米，各个桁架用纵向拉梁连接为一整体。都是大约2米一道连接在拱架的下弦，并在拉梁上以斜交撑的方式固定相邻拱架的上弦。其结构如图1-13所示。
（2）塑料大棚的特点 ①温度：外界气温越高，增温越大，外界气温越低，棚内增温越少。早春棚温通常只比露地高3～6℃，阴天增温仅高2℃左右。一般增温值为8～20℃，同时大棚内昼夜温差大。大棚地温的增温效果晴天增温5～8℃，阴天增温3～5℃。 ②空气相对湿度：大棚内白天相对湿度为60％～70％，夜间90％～100％。
（二）保护地环境及其水分调控 1．保护地空气水分环境及其调控温室与露地湿度差别较大，其原因主要是空气交换受到抑制。研究表明，土壤中的水分，经植物蒸腾以及蒸发后，增加了空气湿度。这些潮湿的空气大部分被覆盖物阻碍停留在室内，使早晚温室内相对湿度已达到90％～100％，处于饱和状态。这种高湿状态，影响蒸散与光合速度，还会导致病害的发生与发展。 （1）温室高湿环境形成的原因温室内高湿环境，不仅相对湿度高，而且"作物沾湿"。其形成的原因主要有两大方面：在冬春季节人们对温室的管理着眼点在温度，尤其在夜晚，加强多层覆盖，不通风，势必增加空气相对湿度。特别是连续阻雪天，光照弱，通风少，空气相对湿度一直处于90％以上，是一个十分危险的环境条件。同时，温室的水分供应主要靠灌溉，传统的地面灌水方法造成土壤湿度大，蒸散量增加，形成空气与土壤双方面高湿环境，一旦遇到低温条件，水汽又变成水滴沾在作物和屋面上，这为病菌孢子发芽创造了条件，使温室里霜霉病、灰霉病、晚疫病、黑星病、叶枯病等病害发生，往往会造成毁灭性灾害。 （2）空气湿度环境的调节技术针对温室高湿环境，应采用相应的措施进行调节。根据我国各地的实际情况，调节湿度的实用技术可归结为以下几种： ①通风换气：温室内造成高湿原因是密闭所致。为了防止室温过高或湿度过大，应采用通风换气方法。一般采用自然通风，从调节通风口大小、时间和位置，达到降低室内湿度的目的。有条件的保护地可采用机械强制通风，效果较佳。 ②覆盖地膜：温室内覆盖地膜，可使土壤水分蒸发量大大减少，有效地降低了空气湿度。一般通过覆盖地膜，空气湿度降低20％左右，是一项方便、有效的防湿方法。另外，还可以覆盖稻草、秸秆，也可以达到同样效果。 ③采用无滴膜覆盖：无滴膜是在薄膜制作过程中加入表面活性剂（流滴剂），使棚膜不易结露珠，而形成一层透明的水膜并顺膜流入土壤，减少空气相对湿度。 ④采用塑料管微灌技术，控制灌水量：微灌具有灌水量小、节水省力、降低湿度、防止病害、增产增效益的特点，所以它是当保护地生产中配套的实用技术之一。 ⑤采用科学节水灌溉制度，减少灌溉量，降低无效蒸腾。 2．保护地土壤环境湿度条件及其调控 （1）土壤湿度条件 ①土壤湿度：因为保护地的空间或地面有比较严密的覆盖材料。土壤耕作层不能依靠降雨来补充水分。因此，保护地的土壤湿度环境只能由灌水量、土壤毛细管上升水量、土壤蒸发量以及作物蒸腾量的大小来决定。 地面覆盖是最简单的保护地，地面覆盖上透水透气性较差的覆盖材料之后，直接落到作物根际的降雨量以及土壤蒸发量都较小，所以土壤耕作层的含水量是由土壤毛细管上升水和由覆盖物边缘（或定植穴）流入的水量与向边缘（或底止）流失的水量之差而定。一般情况下，由覆盖边缘流入和流失的水量变化不大，所以地面覆盖下的土壤耕作层湿度比较稳定。在降雨多的地面覆盖下偏湿，干燥区偏干。 中小棚覆盖下的水量变化与地面覆盖的不同之处在于：前者内部增加了土壤蒸发和作物蒸腾的水分。这些蒸发蒸腾的水分在塑料薄膜里面上结露，不断地顺着薄膜流向棚的两侧，逐渐使棚内中部的土壤干燥而两侧的土壤湿润，引起土壤局部湿差和温差，所以在中部一带需多灌水。 温室大棚的宽度较大，所以干燥部分更大一些。温室大棚与露地相比，由于前者的蒸发和蒸腾量小、灌水多，其土壤湿度比露地大。另外，施肥量多、没有大量的雨水冲刷，土壤中盐类容易随着毛细管水向上移动而在地表集积，使土壤溶液浓度提高了，对作物吸水有不良的影响。 ②土壤湿度的调控：在保护地环境调控中，土壤湿度的调控是最重要、最严格的环节之一。土壤湿度的调控应当依据作物各生育期需水量、体内水分状况以及土壤湿度状况而定。目前，我国保护地栽培的土壤湿度调控仍然依靠传统经验，主要凭人的观察感觉，调控技术的差异很大。随着保护地现代化工厂化生产发展，要求采用机械化自动化灌溉设施，根据作物各生育期需水量和土壤水分张力进行土壤湿度调控。 灌水期依蔬菜种类、品种，栽培季节，生育阶段，土壤状况，根系范围，地下水位，栽植密度，以及施肥方法等而异。所以应当在试验研究后决定灌水期。 灌水量应当根据保护地内栽培作物生理需要和土壤湿度而定。可以采用"蒸发蒸腾比率"来确定一次灌水量。蒸发蒸腾比率是蒸发蒸腾总量与蒸发计蒸发量的比值，两者之间有密切的相关关系，可以通过试验测出某种作物在某季节的蒸发蒸腾比率曲线，再由蒸发器测出蒸发量，从曲线查得相应的蒸发蒸腾比率。具体方法是在保护地内作物的上位中附近架设直径20厘米的圆筒型蒸发器，由相邻的两次灌水期之间的水面蒸发量，再查得蒸发蒸腾比率，则一次灌水量（毫米）为： 一次灌水量h=蒸发计蒸发量E?蒸发蒸腾比率K。 用此法测定灌水量时应注意：在地下水位较高时要减去由地下水上升的水量，同时要考虑各种灌水方法向栽培床以下流失的水量，对计算值进行调整。部分作物不同生育期蒸发蒸腾比率见表1-1。 为调控保护地水分，保护地灌水常用的方法有畦灌、沟灌、薄膜灌溉等地面灌溉技术，微喷灌、雾灌、滴灌、喷灌等现代灌溉技术。另外，在花卉栽培中还采用水壶喷洒的灌水方法。 （2）保护地灌水施肥在保护地灌溉中，还经常结合灌水施肥，其施肥方法有： ①先撤施肥料，然后灌水：主要应用在畦灌或沟灌中。在灌水前，灌水畦或沟撒上肥料然后再灌水。这种方式施肥后应注意通风，以防氨气等有害气体对作物造成气害。 ②随水追肥：在水流进入保护地的支水沟外，随着水流的流动，不断向其中撒肥料，或是将化肥装在透水的袋子中，不断地将袋子浸入水中，使化肥溶解在水流中，随着灌水将肥料施到地中。在滴灌、渗灌、喷灌等灌水技术中也经常采用各种施肥装置。 |
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（3）温室的性能
