河北省蔬菜设施结构现状及优化建议

□ 张泽伟 狄政敏 郄东翔 韩 鹏 张建峰

为提升河北省蔬菜设施生产性能和抗灾能力，对河北省蔬菜设施结构进行了摸底调研，并提出五种主要蔬菜设施类型的结构优化建议。

近年来，河北省设施蔬菜产业发展迅速，呈现布局区域化、发展规模化及地域特色化的特点，但蔬菜设施在结构设计、专业建造及后期维护上仍存在不合理现象。对此，笔者在调研分析的基础上，提出了五种主要蔬菜设施类型的结构优化建议，为设计建造、升级改造蔬菜设施提供参考。

1 河北省蔬菜设施结构现状及特点

1.1 蔬菜设施布局区域化

河北省气候条件南北差别较大，地形多样，形成了独特的蔬菜生产设施区域布局。冀北张家口、承德地区气候冷凉，蔬菜设施以大拱棚为主，主要进行春提前和秋延后生产，同时为增加冬季蔬菜供应，建造了一批节能日光温室。冀东唐山、秦皇岛地区冬季光照充足，蔬菜设施以日光温室为主，以乐亭县温室结构类型为代表，高度较低、跨度较小，适宜沿海多风地区，主要生产果菜类蔬菜。冀中地区以日光温室和大棚为主，棚室一般跨度、高度较大，新建温室多为寿光式温室。冀南地区以永年县为代表，主要特色是中小棚叶菜生产，也发展了一些寿光式温室。

1.2 蔬菜设施发展规模化

近年来，在河北省蔬菜示范县建设和农业开发等项目的支持带动下，大量社会资本投入蔬菜行业，各地涌现出一批大规模、高标准的蔬菜园区。新建园区一般由企业或合作社投资兴建，园区面积多在13.3 hm2（200亩）以上，经过专业规划，功能区布局较合理，水电路等基础配套设施较完善，生产设施以日光温室为主，多为钢架结构的砖墙温室或土墙温室。

1.3 蔬菜设施体现地域特色化

青县竹木结构超大拱棚，长100 m，跨度30～35 m, 脊高2.6～3.0 m，肩高2 m，多处设风口可及时通风排湿降温；立柱多，间距1.3 m×2.0 m，两层拉杆，可加多层保温幕；种植茬口为早春茬和秋冬茬，能提早定植，比普通大棚提早一个月收获上市；造价低廉，每667 m2建造成本8 000～10 000元，投入回报快，比较效益高。乐亭县的双向卷帘大棚，南北走向，竹木结构，长120 m，跨度13 m，脊高2.2 m，肩高1.2 m，每列5根立柱，间距2～3 m,使用卷帘机省时省工，草苫卷至大棚顶部，一般使用二道幕保温，可实现提早定植和上市，当地菜农比较认可。廊坊地区的廊坊40型、武邑县的武优Ⅱ型温室，充分吸收了外地棚型结构的优点且适应当地气候环境特点，性能表现良好。永年县的中小棚成方连片、规模较大，竹木结构、投资少、回报快，中棚覆盖草苫保温，主要用于速生叶菜生产，经济效益较高。

2 存在的问题

2.1 设施结构设计不科学

近几年河北省新建日光温室以寿光式温室为主，通常为厚土墙（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）结构。虽然蓄热保温性能突出，但也暴露出若干问题。一是取土筑墙致使下挖过深，不仅严重破坏土壤耕层结构，还造成棚室内南端产生1 m多的阴影，影响前排蔬菜生长；雨季时易发生雨水倒灌，如排涝设施不完善，可能会造成墙体垮塌。二是墙体过厚造成土地利用率在50%以下，土地浪费严重。三是高度大，增加了建造成本，而且升温相对缓慢。

2.2 抗灾能力差，遇灾损毁严重

2009年河北省中南部地区的暴雪损毁了6 666.7 hm2（10万亩）左右棚室；2012年夏季中东部地区洪涝灾害导致温室损毁严重，轻者墙体开裂、局部坍塌，重者墙体垮塌、骨架折断。其主要原因是防灾、抗灾意识较差，设施结构设计不合理。

2.3 缺乏区域性的设施设计和建造标准

在设施发展中，由于没有适合当地的设施标准，在设施结构设计、建造中随意性强，造成结构设计不合理、施工工艺不规范、建造质量较差等现象普遍存在，有的已给农民造成严重的经济损失。

2.4 设施装备水平不高

除近年新建的高标准园区和已进行优化改造的设施外，河北省设施普遍结构老化、建造标准较低、材质和装备较差。骨架多采用竹木结构，小部分采用钢架竹木混合结构，夯土或机械压实筑墙，少数配置卷帘机等设备。

2.5 缺乏具有专业资质的建造队伍

河北省蔬菜生产设施规模发展较快，但是缺乏本土的优秀设施建造队伍，设施建造方面很大程度上依赖寿光，这与河北设施蔬菜大省的地位极不协调。另外在管理制度方面，目前没有权威部门对蔬菜设施建造队伍进行专业资质水平认证，而且施工质量监管处于空白，后期配套服务跟不上，一旦出现问题难以追究责任。

3 设施结构优化建议

针对河北省蔬菜设施存在的问题，在充分调研的基础上，总结出日光温室和大棚的结构优化原则，并根据各地不同光温资源，从效果好、性能优、深受认可的设施中提炼共同的结构特点及优化后，推荐五种适宜河北省的蔬菜设施类型。

3.1 结构优化原则

3.1.1 日光温室结构优化原则 一是按照合理采光原理及地理位置和气候差异，确定适宜的高度、跨度等主要结构参数；二是稳定、抗灾、高效，采用优质骨架材料和施工工艺，确保温室稳固性和抗灾能力，节约成本，提高收益；三是选用防雾流滴塑料膜、保温被等高性能保温覆盖物，并采用多层覆盖，增强保温效果；四是节省土地，在确保墙体蓄热保温性能最大化的基础上，减少墙体厚度，提高土地利用率，并根据实际情况减少栽培面下挖或不下挖。

3.1.2 大棚结构优化原则 一是采用合理结构参数，规范施工建造；二是应用坚固耐用骨架材料，确保棚室稳定性，提高抗强风、暴雨、暴雪等灾害性天气能力；三是早春可采取多层覆盖等措施，提高棚内温度，实现提早定植和收获上市；四是合理设置顶风、腰风等放风口，优化通风排湿性能；五是夏季可采用遮阳网覆盖，实现棚内温湿度可调控，最大限度降低病虫害发生几率。

3.2 适宜河北省发展的五种设施类型

3.2.1 越冬型高效节能日光温室 墙体多为土墙，蓄热保温性能突出，可进行番茄、黄瓜、茄子、辣椒等喜温蔬菜越冬生产；不同骨架材质的温室结构参数不同（表1），建造成本较低，适于普通农户建造使用。

① 走向及下挖深度。温室建造坐北朝南，东西延长，长60～100 m；为利于防寒保温，棚室栽培床可下挖0.5 m左右，但必须建有配套完善的防洪排涝系统，防止雨水倒灌损毁棚室。在地下水位高、盐碱严重或无良好排水系统的园区，栽培床杜绝下挖。土墙应采用客土建造，注意施工中不要破坏熟土耕作层，可先把25～30 cm深的表土层放置旁边，待墙体建成后再回填栽培床。

②跨度和脊高。冀北地区，温室内跨度宜在7.5～8.0 m，脊高3～4 m；冀中南地区，温室内跨度9～10 m，脊高3.6～5.0 m；冀东唐山秦皇岛沿海地区，温室内跨度8～9 m，脊高3.3～4.5 m。用于育苗的温室一般设置加温设备，并适当增大高度，以提高光照、温度等环境条件和操作空间。栽培床下挖的温室应选择该跨度相应的脊高上限值。

③ 前后排温室间距。前排温室最高点的水平投影至后排温室前缘的垂直距离，为最高点高度的2.2～2.5倍为宜，中南部取下限，北部取上限。

④ 墙体与厚度。使用具有一定粘性的土壤或草泥建造土墙，并保证碾压质量。土墙厚度一般为当地冻土层厚度的3倍左右。冀北、冀东唐山秦皇岛沿海地区，土墙上宽2.0～2.5 m，下宽4.5～5.0 m；冀中南地区，土墙上宽1.5～2.0 m，下宽3.5～4.5 m。在确保墙体蓄热保温性能和稳固性的基础上，尽量减少墙体占地面积、增大种植面积，提高土地利用率。温室土墙外部覆盖毛毡、薄膜进行防雨保护，在有经济实力的地区尽量建造砖土复合墙体。

⑤ 后坡。后坡有一定的蓄热保温作用，在冬季寒冷的冀北地区，后坡水平投影长0.8～1.2 m为宜。

⑥ 温室骨架。采用全钢骨架或钢竹混合骨架，设钢管或钢筋拉杆横向固定；还可选用优质钢筋水泥预制骨架。后坡和脊高处需设1～2排立柱，还可增设可移动的立柱。

⑦ 排水系统。前后两排温室之间及园区道路两侧设置排水沟。按当地近十年来最大降雨量，科学设计排水沟的宽度和深度及各级排水沟的间距。

表1 越冬型高效节能日光温室（不同骨架材质）主要结构参数

3.2.2 春秋型日光温室 春秋型日光温室在春季、秋季可生产番茄、黄瓜、辣椒等喜温类蔬菜，冬季生产芹菜、韭菜以及甘蓝、生菜、茼蒿等耐寒性和半耐寒性蔬菜。其土地利用率较高，但蓄热保温性欠佳。冀北寒冷地区不提倡建造春秋型日光温室。

春秋型日光温室墙体多为砖墙，也有一小部分为薄土墙。砖墙温室在跨度、脊高等结构参数方面与越冬型高效节能日光温室基本一致；墙体厚37～60 cm，可加保温层和在墙外侧培土，以提高保温效果；一般选用全钢架或水泥钢筋预制骨架。砖墙温室稳固性较好，抗灾能力强，但造价偏高。薄土墙温室墙体厚50～80 cm，跨度7 m左右，脊高约2.5 m，可采用无后坡设计。

3.2.3 单栋塑料大棚 单栋塑料大棚在冀北地区可种植一茬番茄、辣椒等喜温蔬菜，其他地区可种植春秋两茬。单栋塑料大棚宜南北延长，跨度一般8～12 m。长度根据地块而定，一般60～100 m。脊高一般2.5～3.5 m，最高不超过3.9 m，肩高1.5 m左右。可选用镀锌钢管骨架、钢架竹木混合骨架或钢筋水泥预制骨架，骨架间距1.2～3.0 m，用拉杆连接固定，跨度11 m以上需增加立柱支撑。

3.2.4 连栋塑料大棚 连栋塑料大棚（包括青县的超大拱棚）棚体大，蓄热保温性能好，可有效节约建筑材料、降低建造成本，土地利用率高，早春季节采用多层幕覆盖，可提早定植和提前上市。连栋大棚南北延长建造，长度一般60～100 m，单拱跨度6.5～7.0 m，脊高3.0～3.5 m，肩高2.0 m左右，拱间设天沟排水或收集雨水，顶部和四周设风口进行排湿降温。青县的超大拱棚总跨度一般在20～30 m，脊高2.6～3.0 m，肩高2 m左右，长度随地块而定；拱架可分为全钢、全竹木或竹木钢架混合材料，拱架间距3 m左右，配置两层拉杆进行多层幕覆盖，根据骨架材料设置不同材料和数量的立柱，钢架连栋大棚立柱间距3～4 m，竹木连栋大棚立柱间距1.3～2.0 m。

3.2.5 改良塑料大棚 改良塑料大棚有双向卷帘大棚和单向卷帘大棚两种。双向卷帘大棚是在大拱棚上覆盖草苫或保温被，并配置卷帘机将其从两侧卷至顶端；单向卷帘大棚是以保温被或草苫等覆盖材料临时作为简易墙体，并配置卷帘机。除冀北地区外，其他地区均可进行春提前、秋延后茄果类蔬菜和越冬根菜、叶菜类蔬菜生产。

双向卷帘大棚一般南北延长，跨度13～15 m，脊高2.2～2.5 m，肩高1.2～1.5 m，骨架为全钢架或钢架竹木材料，骨架间距1 m左右，设有4～6排立柱。单向卷帘大棚东西延长，大棚北侧弧度加大，形似温室后墙，冬春季节以秸秆、草苫、保温被等覆盖物临时作为简易墙体，跨度一般8～10 m，脊高一般2～3 m，下挖0.3～0.5 m保温效果更好。