长江流域设施蔬菜主要棚型结构与春季设施多层覆盖技术

郑秀 黄远 程菲 别之龙

长江流域是全国设施蔬菜重点区域规划的重点区域，光资源较为丰富，但分布不均匀，日照时数差异较大，大部分地区冬季寡照，年日照时数1000~2300h，年日照百分率30%~65%；属亚热带季风气候区，大部分地区地处0℃等温线以南，5℃等温线以北；冬季低温寡照、夏季高温高湿是本区域的典型气候特征[1]，同时该区域也是全国重要的西瓜甜瓜优势产区[2]，西瓜和甜瓜的设施栽培比例很大。

长江流域的设施蔬菜主要采用春季提早和秋季延后2种栽培模式[3]，其中春季提早栽培的效益更好，该区域的设施西瓜和甜瓜栽培也主要集中在春季，因此春季设施栽培是很多新型经营主体主抓的重点，但在早春又面临低温寡照的问题，如何合理用好设施蔬菜多层覆盖技术，实现春季设施蔬菜提早上市就成为设施蔬菜栽培管理的重点。本文主要对长江流域设施蔬菜栽培的棚型结构进行分析，以及设施蔬菜多层覆盖的效果和有关要点进行介绍，以期能为设施蔬菜生产提供参考。

1 长江流域设施蔬菜棚型结构

长江流域设施蔬菜生产过程中的园艺设施类型包括塑料大棚、塑料中棚、小拱棚、连栋大棚和日光温室等，其中塑料大棚和塑料中棚是长江流域设施蔬菜发展的重点棚型[1]，连栋大棚近年来在部分地区的设施蔬菜新型经营主体中发展迅速。

1.1 塑料大棚

塑料大棚按照其设施骨架材料结构分为钢架结构、水泥骨架结构、竹木结构等，其中热浸镀锌钢架结构塑料大棚是近年来设施蔬菜基地主要采取的棚型结构，如武汉市2013年建设的7万亩（0.47万hm2）设施蔬菜基地全部采用热浸镀锌钢架大棚，单栋塑料大棚管材主要采用碳素结构钢Q235的直缝电焊钢管，热浸镀锌防腐，耐腐蚀时间不少于15a[4]。目前长江流域的单栋钢架大棚棚型结构主要采用 GP-C625、GP-C825、GP-C832几种，其中GP-C625大棚跨度为6m，棚体长度为30m左右，顶高为2.7~2.8m，肩高为1.5m，适合速生叶菜类蔬菜的生产，也适合瓜类的爬地式栽培，这种棚型结构的优点是抗风雪能力较强，缺点是大棚的肩高比较低，不适合机械化作业；GP-C825和GP-C832的大棚跨度均为8m，棚体长度为40~50m，顶高为3.1~3.2m，肩高为 1.6~1.7m，适合瓜类、茄果类、豆类等果菜类蔬菜的生产，这种棚型结构的优点是空间比较大，适合大棚王等耕作机械的作业，也适合果菜类的吊蔓栽培，其中GP-C832棚型的抗风雪性能更好，结构更为坚固。水泥骨架结构和竹木结构的大棚在部分设施蔬菜老产区仍在使用[3，5]。

1.2 塑料中棚

塑料中棚大多以竹木结构和水泥骨架结构为主，但竹木结构较常见。如浙江温岭长季节西瓜栽培农户搭建的毛竹中棚棚高 1.8～2.0m，跨度 5.5～6.5m， 覆盖0.05～0.06mm 厚的无滴膜[6]。塑料中棚的优点是建造容易、取材方便、造价低，缺点是棚内骨架遮光比较多，使用寿命短，抗风雪性能差，棚内空间比较低矮，不适合机械化作业。塑料中棚在早春的设施蔬菜和西瓜甜瓜生产中应用比较多，为了更好发挥设施的保温作用，近年来将其作为连栋大棚或单栋钢架大棚中的一种多膜覆盖形式应用且逐渐增加。

1.3 连栋大棚

连栋大棚主要是指两跨及两跨以上，通过天沟连接起来的塑料大棚，自然通风型的连栋大棚长度一般为40m左右，单拱跨度 6～8m，肩高 2.5～3.0m，跨度则根据地势而定。连栋大棚的连接处设天沟排水，顶部和四周设风口进行排湿降温，自然通风型的连栋大棚一般不配备湿帘风机。不同地区采用的连栋塑料大棚的棚型结构有差异，如上海所用的8430型连栋大棚顶高为4.5m，肩高为3m，江苏阜宁尖顶型连栋大棚的肩高为3m[7]。采用连栋大棚用于设施栽培可以节约土地空间，由于内部空间比单栋钢架大棚更为高大，更加有利于机械化操作，通风排湿的效果也比较好。

2 塑料大棚内早春采用多层覆盖后的效果分析

北方地区寒冷季节，日光温室主要通过外覆盖材料如保温被、草帘等材料的应用来保温，近年来随着卷帘机的普及，保温被已成为日光温室外覆盖保温材料的主体，而南方地区主要的棚型结构为塑料大棚、塑料中棚和连栋大棚。为了避免早春季节低温对设施蔬菜栽培的不利影响，南方地区主要采用多层覆盖的方式来进行保温，常见的多层覆盖方式主要有2层覆盖、3层覆盖、4层覆盖、5层覆盖。

2.1 2层覆盖

2层覆盖是指 “单层大棚+地膜”的覆盖形式。江苏东台的试验表明，和外界露地相比，“单层大棚+地膜”覆盖形式平均增加气温 5℃左右，最低气温增加2℃左右，平均增加地温 7℃[8]；湖北荆门的观察也表明，采用2层覆盖的棚体（大棚+地膜），棚温可以增加4℃左右，当外界温度到达-2℃时，棚内温度仍能达到2℃[9]。2层覆盖栽培常用于茄果类、瓜类、豆类等作物小拱棚大春播早中熟栽培，在设施蔬菜的实际生产中，除了“单层大棚+地膜”的覆盖形式外，“小拱棚+地膜”2层覆盖的形式更为多见，如果要发挥塑料大棚提早上市的优势，则要选择其他的多层覆盖方式。

2.2 3层覆盖

3层覆盖是指 “单层大棚+小拱棚+地膜”的覆盖形式，在连栋大棚中也有“连栋大棚+中棚+地膜”的形式。在湖北荆门的应用表明，采用 “单层大棚+小拱棚+地膜”覆盖形式，棚温可以增加8℃左右，当外界温度-3℃时，棚内温度仍可达到 5℃[9]。3层覆盖的外层大棚为钢管大棚，也可是水泥骨架或竹木结构大棚，三层覆盖的方式在长江流域设施蔬菜栽培中比较多见，栽培作物常为番茄、黄瓜、西葫芦、蕹菜、西瓜、苋菜、菜豆、莴笋、芹菜等。春提早一般于1月下旬至2月上中旬定植或播种，4月底始收。

2.3 4层覆盖

4层覆盖是指 “单层大棚+中棚+小拱棚+地膜”的覆盖形式。在湖北荆门的观察表明，采用4层覆盖，棚温可以增加13℃左右，当外界温度在-5℃时，小拱棚的温度仍可以保持8℃[9]。这种覆盖方式适用于瓜类、茄果类、豆类等蔬菜春季极早熟栽培，一般于12月下旬至翌年1月上中旬定植，部分地区在3月中旬就可开始收获。江苏东台采用双大棚（最外层大棚的棚顶下方20~30cm处再建一层内大棚）方式的4层覆盖模式，即“双层大棚+小拱棚+地膜”的四膜覆盖形式，实际测定结果表明，采用这种覆盖方式平均增加气温12℃左右，最低气温增加8℃左右，平均增加地温14℃；而“双层大棚+地膜”的3膜覆盖方式平均增加气温 7℃左右，最低气温增加4℃左右，平均增加地温10℃，因此“双层大棚+小棚+地膜”增加地温的效果突出，江苏东台广泛采用这种4层覆盖技术用于早熟西瓜的栽培[8]。

在生产实际中，4层覆盖还有 “单层大棚+草帘+小拱棚+地膜”的形式，即在塑料大棚内不架设中棚，而在小拱棚外面覆盖一层草帘保温，这种保温效果也很好。而且连栋大棚中，4层覆盖就变为“连栋大棚+中棚+小拱棚+地膜”或者“连栋大棚+双大棚+地膜”的形式。

2.4 5层覆盖

5层覆盖是指“单层大棚+中棚+草帘+小拱棚+地膜”的覆盖形式，或者是“双层大棚+中棚+小拱棚+地膜”，或者“连栋大棚+双大棚+小拱棚+地膜”的形式。采用“四棚五膜”方式能显著提高大棚的保温性能，淮北地区采用1层地膜+3层棚膜（小拱棚、中棚、大棚）+1层草帘或1层地膜+2层棚膜+1层草帘+1层毡毯外膜的5膜覆盖栽培方式，用于西瓜的极早熟栽培[10]。浙江采用“三棚五膜一布”多层覆盖方式用于甜瓜栽培，即在大棚内搭内大棚与拱棚，覆盖大棚农膜与内大棚农膜各一层，在拱棚上覆2层农膜，2层农膜间覆无纺布，地上覆地膜，甜瓜可以在4月底上市[11]。采用5层覆盖方式可以将设施蔬菜采收上市的时间较早熟栽培再提前，实现设施蔬菜的极早熟栽培；这种方式也可用于临时应对低温灾害措施，在遇到临时降温时，农户在4膜覆盖的基础上增加1层覆盖物用于保温，可有效避免低温冻害的发生。

3 多层覆盖保温技术要点

3.1 根据栽培目的和产品上市时间选择合适的多层覆盖方式

从以上不同多层覆盖对气温和地温的影响来看，多层覆盖的层数越多，提高设施内气温和地温的效果越好。应根据设施蔬菜栽培的目的和产品预计上市时间来选择适宜的多层覆盖方式。极早熟栽培应选择5层或4层覆盖栽培，早熟栽培应选择3层覆盖栽培，2层覆盖栽培尽管提高地温效果比露地栽培的好，但蔬菜成熟和采收时间比3层和4层覆盖栽培要晚很多。以江苏东台为例，在2月下旬 3月上旬移栽西瓜适宜用 “双层大棚+小棚+地膜”方式；3月中下旬移栽适宜用“双层大棚+小棚”方式；“单层大棚+小棚+地膜”方式 3月下旬可以移栽；“单层大棚+地膜”方式必须在4月5日后，无倒春寒和早春霜冻方可移栽，不同多层覆盖下的西瓜上市时间和栽培效益也有很大差异，“双层大棚+小棚+地膜”方式栽培的，5月上中旬就可收获，每667m2纯收益较“单棚+地膜”方式增收2221元[8]。

3.2 根据选定的多层覆盖方式选择适宜的播种育苗时间

四棚五膜覆盖前

四棚五膜覆盖后

由于不同多层覆盖方式对提高气温和地温的效果不同，在选定好多层覆盖方式后，应对播种育苗时间和定植时间进行相应调整，极早熟栽培由于采用5层或4层覆盖栽培，提高地温的效果显著，其定植时间要比一般的3层覆盖提早7~10d，因此播种育苗时间要相应提前；同时为了达到早熟栽培的目的，应在定植前15d做好整地施肥工作，并在大棚中搭建塑料中棚或塑料小棚，之后将棚密封用于提高地温。果菜类蔬菜一般要求土壤10cm处土温 10℃以上、最内层的棚温20℃以上时选择晴天定植，定植后应迅速将设施内的多层覆盖完成并将棚密封，待幼苗缓苗后再进行管理。

3.3 选择适宜的多层覆盖材料

按照从设施最外层覆盖到最内层覆盖薄膜的厚度依次递减原则，选择适宜的多层覆盖材料。目前应用最多的是塑料薄膜，最外层的塑料大棚可以选择厚度为0.08~0.10mm的薄膜，里面的塑料中棚应选择厚度为0.04~0.06mm的薄膜，塑料小棚应选择厚度为0.02~0.03mm的薄膜，且薄膜都应选择无滴膜。在采用4层或5层覆盖时，小拱棚外的覆盖材料可选用草帘、无纺布等保温材料。

3.4 掌握合理的多层覆盖时间

设施蔬菜春季栽培采用多层覆盖的目的是保温，特别是夜间保温，为了达到理想的效果，傍晚应将每一层的覆盖盖严封实；而在白天，如果是晴天，则应在8：00左右将设施内中棚和小棚上的塑料薄膜和上面的覆盖物揭开，使阳光能充分投射到棚内蔬菜上，一方面让蔬菜作物能进行充分的光合作用；另一方面将多层覆盖揭开后，阳光能透射到棚内，使棚内气温和地温升高；中午前后还应将塑料大棚的门窗打开，适当通风换气，以降低棚内相对湿度。而到了16：00~17：00，则应根据天气情况先盖上小拱棚薄膜，之后再盖上中棚薄膜，最后再密闭外层大棚。

多层覆盖应根据蔬菜幼苗和作物的长势灵活调整，所谓3层覆盖、4层覆盖和5层覆盖在整个栽培期间并非固定不变的，春季随着外界气温的逐渐升高，以及蔬菜作物的生长，所用的多层覆盖层数逐渐减少，由最早的5层覆盖，减少到4层覆盖，再到3层覆盖，最后到2层覆盖。一般冬季定植缓苗期，大、中、小棚的薄膜都要覆盖，以提高土壤温度和棚内气温；缓苗后白天保持25℃，并揭去小拱棚膜，增加光照；超过25℃，揭去中棚膜，适当通风降温。而对于需要吊蔓或搭架的果菜类蔬菜，则要在撤除小拱棚后方可操作。

3.5 采用辅助措施做好设施环境调控

设施内采用塑料薄膜等覆盖材料进行多层覆盖的目的是为了保持设施内的温度，这种保温的效果受外界天气影响较大，晴天光照充足，多层覆盖保温的效果好；而在阴雨天光照不足时，多层覆盖保温的效果就较差；同时由于多层覆盖后会降低棚内的光照强度，多层覆盖的层数越多，降低光照的效果越明显，因此在保温的同时，需要监测棚内的光照情况，如果持续阴雨天，光照强度低于光补偿点，要采用LED补光设备来增加棚内的光照，如果长期阴雨天多层覆盖的保温效果不足以抵抗外界低温，就要在棚内采用临时加温设施以提高棚内温度，同时还要注意棚内的通风换气，及时降低棚内的空气相对湿度，避免灰霉病等低温高湿病害的发生。