凉山州安宁河谷区域设施蔬菜大棚架式创新研究及在生产上应用初探

张 飒，杨 挻，何智华，田 丽， 马阿基莫

(1.四川省西昌市农牧局，四川 西昌 615000；2.四川省凉山州农牧局，四川 西昌 615000)

凉山州位于四川西南部，其安宁河谷光、热、水、土资源充足。年均气温14～18℃,年日照时数2000～2400h,年降雨量800～1100mm，无霜期230～306d，属亚热带季风气候区，是四川省早市错季蔬菜输出基地。凉山设施蔬菜起步较晚，2008年才开始在安宁河谷的西昌、德昌和冕宁等县市尝试发展，由于配套技术、模式缺乏，发展之初完全照搬相邻的攀枝花市米易县全钢架单膜大棚和水泥柱钢拱顶单膜大棚架式，忽略了两地年均温差高达3℃以上(西昌年均气温17℃,米易年均气温20℃)的实际，当冬季低温寒潮来袭时，米易大棚内蔬菜能安全渡过，但西昌大棚内极端低温时仅-2℃，冻害或冷害严重发生，要么全军覆没，颗粒无收，要么全成僵果，毫无商品价值；当春夏高温来临时，米易已换茬种植水稻，而西昌正值丰产期，正午棚内极端高温可达51℃,果实、植株严重灼伤，病害爆发，商品产量下降。低温冻(冷)害和高温伤害致设施生产效益低下，极大地挫伤群众发展生产的积极性。针对这一现实，近年来州县科技人员和部分种植户在总结发达产区经验的基础上，开展了增设内膜、遮阳网防霜、喷水增温防冻试验和增开天窗、增加连栋数量的排湿降温试验探索，摸索出适宜当地气候条件的双膜、开天窗、高排湿多连栋大棚建造技术，有效解决了设施蔬菜越冬和越夏生产中的低温冻(冷)害和高温热伤害等问题，增产增收效果突显。目前此项技术已在凉山州安宁河谷区域迅速推广，实现区域内设施蔬菜井喷式发展，年新增设施蔬菜大棚面积330hm2以上。

1 不同大棚架式保温性对比试验研究

1.1 试验目的

探索有效解决低温对设施蔬菜冻(冷)害发生的大棚架构。

1.2 试验地点

试验园设在德昌县蔬菜藏业公司C-2、C-3号冷库(规格：13m×10m×5m)。在两冻库内选用Φ15、1.5mm厚的热镀锌管搭建规格为6m×8m×3.5m两连栋大棚，两棚间用膜分隔成独立空间。

1.3 试验设计

每栋大棚作4处理：单膜微喷处理(棚内吊喷淋设施喷水增温)、内遮阳网(棚内横梁上覆遮阳网防霜)、双层膜(棚内上部四周再覆1层膜)、对照(单层棚膜)，受冻库空间限制，只作1次重复。棚内放置泡沫箱栽培辣椒、番茄、茄子、黄瓜等蔬菜植株，每棚共放置9盆。2014年3月29日利用加湿器加湿，冻库制冷,模拟霜冻环境，先将库温设定为-5℃，并保持24h，在库内温度持续下降过程中每2h记载1次各处理温度情况。然后再将库温设定为-10℃,保持16h，同样每2h记载1次各处理温度情况。根据观察记录供试棚内室温变化差异及各个蔬菜种类对低温环境的反应状况，作为判断各类型塑料大棚的保温防寒效果的依据。

1.4 试验结果及分析

表1数据分析，库温下降至设定的-5℃时，对照单膜棚处理最初6h平均下降1.5℃/h，此后降幅变慢，以1℃/h幅度下降，持续6h，再减少到每小时0.5℃幅度下降，持续6h，此后温度恒定在3℃；喷灌处理一直以每小时下降1℃，持续达14h，此后减少至每小时0.5℃幅度下降，持续6h，此后温度恒定在3℃；内遮阳网处理一直以每小时下降1℃，持续达16h，此后减少至每小时0.5℃幅度下降，持续4h，此后温度恒定在3℃；双层膜处理最初6h下降0.5℃/h，此后降幅变快，以1℃/h幅度下降，持续8h，再减少到每小时0.5℃幅度下降，持续6h，此后温度恒定在5℃。然后库温设定为-10℃后，各处理棚内温度也随之下降，12h后，单膜棚内、遮阳网棚均恒定在-2℃，喷灌棚恒定在-1℃，双膜棚恒定在0℃。本次试验无论库温如何变化，所有处理与棚外温差均在8～10℃左右，说明棚膜具有一定的保温作用；而双层膜处理与其它三处理相比降温幅度小、降温慢，且温差均在1～2℃，可见双膜的保温性优于其它处理。从棚内菜苗表现也证明这一点，单层膜、喷灌和内遮阳处理棚内的菜苗均不同程度出现冻害现象，唯双层膜处理菜苗未见受害。

表1 不同大棚架式棚内室温变化对比 (℃)

2 开天窗与未开天窗棚降温性对比试验研究

2.1 试验目的

探索增开天窗对降低大棚蔬菜高温伤害的效果。

2.2 试验地点

试验园设在西昌市西乡乡单层连栋大棚内，其中有两类型供试棚：开天窗棚为八连栋大棚,构建有四个天窗(从棚肩部向棚顶开60cm宽，棚长的窗孔)；未开天窗棚为十连栋大棚，无天窗构建。

2.3 试验设计

采用上海发泰精密仪器自动温湿度记录仪，型号L95-6，分别在两供试棚内设4个测定点位，即：植株上部、植株中部、植株下部和棚外，1次重复。从2015年5月17时至6月4日，每30min自动记录1次各处理温度情况。开天窗大棚在晴天上午9时打开天窗,下午5时关闭天窗。根据供试棚各点位记录的最高温度变化差异及作物对高温环境的反应，作为判断各类型大棚的通风降温效果的依据。

2.4 试验结果及分析

表2数据分析，开天窗棚连续19d上部、中部、下部3点位平均最高温度达38.78℃、36.07℃和28.22℃，比未开天窗棚低3.56℃、6.48℃和2.54℃。未开天窗棚上部、中部、下部3点位平均最高温度比对照高12.99℃、13.19℃和1.40℃；而开天窗棚上部、中部处理平均最高温度比对照高9.43℃、6.72℃,下部点位却低1.14℃。棚内最高温度在35℃以上时，两供试棚上、中部位点位的最高温度相差最大，可达11.6℃；而棚内最高温度在35℃以下时，两供试棚上、中部位处理的最高温度相差最小。未开天窗棚内植株的上、中部叶片发生严重日灼，出现萎蔫；而开天窗棚内植株上、中部叶片仅发生零星轻微日灼；两供试棚内植株下部叶片都生长正常。可见开天窗棚比未开天窗棚具有明显的降温效果。另由于本试验大棚设置的天窗位置在肩部向上60cm处，根据热空气向上流动原理，位置较低会影响热气外溢速度和效率，是否将天窗设置在棚顶降温效果更好，需进一步验证。

3 四连栋棚与多联栋棚控温、调湿效果对比试验研究

3.1 试验目的

区域内一直存在连栋数越多降温排湿效果越差的争议，但连栋数越多，土地利用率越高，更有利于机械化操作。通过试验，探索连栋数多少与棚内温度、湿度变化的相关性，为科学大面积生产提供依据。

表2 未开天窗棚与开天窗棚每天最高棚内温度对比 (℃)

3.2 试验地点

试验园设在位于西昌市佑君镇的西昌三才农业公司蔬菜基地，基地占地面积10.67hm2，大棚面积9.6hm2，根据地形分别搭建两类型大棚，即四连栋双膜大棚和十八连栋以上双膜大棚。本试验选取其中四连栋双膜大棚和二十连栋双膜大棚进行观测。

3.3 试验设计

采用上海发泰精密仪器自动温湿度记录仪，型号L95-8，分别在两供试棚中的西南部、中部布设2个温、湿度观测点位；棚外温、湿度测定值为对照。在最冷月1月和最热月5月，每天每隔30min自动记录1次各观测点位温、湿度情况。供试棚都在晴天上午9时打开天窗,下午5时关闭天窗。

3.4 试验结果及分析

选取最冷月每天最低温度时的各点位温、湿度值，记录限表3, 选取最热月每天最高温度时的各点位温、湿度值，记录限表。从表3看出，最冷月多连栋棚中部最低平均气温比四连栋棚高1.15℃，比棚外高2.97℃，西南部平均气温比四连栋高0.46℃，比棚外高2.64℃。两棚平均湿度相差较小，多边栋99.11%，四连栋100%，但都与棚外相差较大，相差10%左右。由于多连栋棚土地面积宽，土壤散发出的热量较四连栋多，而单位土地面积上与外界直接交换热量的棚膜面积，多连栋要比四连栋小，因此棚内热量散失要比四连栋高。可见最冷月多连栋棚比四连栋棚的保温性更好。

表4数据分析：最热月多连栋大棚中部最高平均气温比四连栋棚低0.96℃，比棚外仅高1.55℃，西南部比四连栋低2.87℃。多连栋棚中部平均湿度比四连栋棚低2.47%，比棚外对照高19.4%,多连栋西南部平均湿度比四连栋棚西南部低2.71%,比棚外对照高18.07%。同时,还可看出多连栋棚和四连栋棚西南部位的温度、湿度都比中部低。由于安宁河谷最热月空气湿度小，春夏季一般吹南风，在裙边和天窗都开启的情况下，大棚内温度、湿度与连栋数呈反相关，即连栋数越多，棚内空气越对流，温度、湿度反而越小。可见多连栋大棚的通风降温性比四连栋好。

表3 最冷月每天最低温时各点位温、湿度记录表 (℃)

4 结论

(1)单层大棚通过增设，内膜后形成双层保护，在大棚内、外膜间增加了一层热交换层，使棚内热量不是直接与外界交换，而是通过这个热交换层交换后，再与外界交换，从而减缓了棚内热量散失速度。试验证明：在外界温度大幅降低时，双膜棚内温度下降的速度明显小于其它棚，与棚外温差较大，热量较高，保证棚内作物正常生长。因而双膜大棚是四川安宁河谷有效解决冬春季极端寒潮对设施内蔬菜的冻(冷)害发生的关键措施。

表4 最热月每天最高温度时各点位温、湿度记录 (℃)

(2)在大棚上部增开天窗，能有效地将棚内高温气流散发出去，起到明显的排湿和降温效果，是解决春夏季高温气流从棚顶向下回流而对棚内蔬菜作物造成热伤害的简易方法。

(3)多连栋棚在秋冬季节的最冷月时保温性更好，是因为多连栋棚土地面积宽，土壤散发出的热量较四边栋多，同时单位土地面积上与外界直接交换热量的棚膜面积反而小所致。而在空气湿度小的区域，多连栋的通风排湿、降温性更好，即连栋数与温湿度变化呈反相关。因而在四川安宁河流域设施生产宜选用多连栋大棚构建基地，以提高土地利用率，但多连栋最适宜的连栋数量还需进一步验证。