創(chuàng)造地域特色的“聰明溫室”
國(guó)際上溫室業(yè)已有數(shù)百年歷史,我國(guó)溫室行業(yè)真正得以發(fā)展不到30年時(shí)間。要想贏得國(guó)際市場(chǎng)上同行的尊敬,創(chuàng)造更大利潤(rùn)空間,必須有自己民族符號(hào)的“聰明溫室”奉獻(xiàn)給世界。
國(guó)際溫室發(fā)展啟示
目前國(guó)際上溫室給大家的印象是:區(qū)域特征明顯,有典型的地域符號(hào);多年來(lái)傾注溫室人的智慧和創(chuàng)新成果,充分“揚(yáng)長(zhǎng)避短”,克服當(dāng)?shù)夭焕臍夂蛞蛩?,最大化地發(fā)揮了有利氣候資源,使溫室成為不可思議的高產(chǎn)“機(jī)器”。
從國(guó)際溫室發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,有幾點(diǎn)共識(shí)是一致的。一是溫室節(jié)能已提到一個(gè)新高度,節(jié)能溫室的結(jié)構(gòu)研究,以及如何利用自然能源調(diào)節(jié)環(huán)境等已成為溫室建設(shè)重點(diǎn);二是節(jié)能與新能源利用技術(shù)在溫室中的應(yīng)用已成為趨勢(shì),熱泵、太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源,以及溫室自身作為捕獲、收集、儲(chǔ)存、釋放熱源的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)得到利用;三是綜合配套裝備與技術(shù)廣泛應(yīng)用,人均管理面積日益擴(kuò)大,產(chǎn)量水平不斷提高。我國(guó)大型連棟溫室加溫所需的能源消耗大,運(yùn)行費(fèi)用高,配套技術(shù)與裝備缺乏。
國(guó)外溫室結(jié)構(gòu)有兩大特點(diǎn),一是骨架材料盡可能減少遮光,并研究了許多增加光照的途徑,如全面推廣應(yīng)用人工補(bǔ)光技術(shù)。二是覆蓋材料在具有一定的保溫性能基礎(chǔ)上,應(yīng)盡可能增加其透光性能,如冬季光照較弱的荷蘭,幾乎全部選用玻璃(保溫+透光)作為外覆蓋材料。我國(guó)建造自己的“聰明溫室”不妨朝這些方面進(jìn)行構(gòu)思設(shè)計(jì)。如減少結(jié)構(gòu)遮光、覆蓋材料遮光和灰塵遮光,讓光盡可能多進(jìn)入;提高保溫覆蓋性能,發(fā)展自身蓄能和清潔能源,盡可能少用化石能源;有效調(diào)控環(huán)境,減少因極端氣溫、光照不足、低二氧化碳等惡劣環(huán)境給植物帶來(lái)的“忍凍挨餓”;提高機(jī)械操作程度,降低農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度。
區(qū)域規(guī)劃溫室類(lèi)型
中國(guó)的連棟溫室主要借鑒于日本、荷蘭、美國(guó)、西班牙、以色列、法國(guó)等國(guó)家,具有“萬(wàn)國(guó)博覽園”的性質(zhì)。同時(shí)我國(guó)也有充滿智慧的特色溫室型式———日光溫室。日光溫室是“三北”地區(qū)的主要溫室型式,但目前存在的問(wèn)題還較多:土地利用率極低,僅為30%至40%;單體面積偏小,不利于規(guī)?;a(chǎn);消耗大量土壤,破壞環(huán)境嚴(yán)重;環(huán)境調(diào)控能力弱,基本靠天吃飯;機(jī)械化程度低,勞動(dòng)強(qiáng)度大;產(chǎn)量低,品質(zhì)不高,缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
一個(gè)地區(qū)的光照、溫度等氣候要素,決定該地區(qū)的設(shè)施類(lèi)型;風(fēng)、雪等氣候要素,決定該地區(qū)的溫室骨架、結(jié)構(gòu)等。因此,應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)的氣候特征來(lái)分析制定溫室類(lèi)型與建設(shè)規(guī)劃。比如我國(guó)“三北”地區(qū),東北、華北地區(qū)冬春季節(jié)光照較弱,溫室結(jié)構(gòu)對(duì)透光性能要求較高,補(bǔ)光需求較大;西北地區(qū)光照資源豐富,全年基本無(wú)需補(bǔ)光;東北、西北地區(qū)平均有5個(gè)月以上需要額外加溫,對(duì)溫室結(jié)構(gòu)保溫性能要求很高。這三個(gè)地區(qū)平均有5個(gè)月的時(shí)間需要采用通風(fēng)或降溫的措施調(diào)節(jié)環(huán)境,因此溫室結(jié)構(gòu)對(duì)降溫、通風(fēng)需求較高。該區(qū)域的創(chuàng)新型日光溫室將會(huì)是主流,連棟溫室則更多地考慮保溫與節(jié)能調(diào)控。我國(guó)南方地區(qū),冬春季節(jié)光照較弱,溫室結(jié)構(gòu)對(duì)透光性能要求很高,補(bǔ)光需求較大,全年平均氣溫較高、濕度較大,溫室結(jié)構(gòu)對(duì)降溫、通風(fēng)(自然通風(fēng))需求較高;中南部地區(qū)冬季溫度偏低,果菜類(lèi)作物有加溫需求。比較而言,該地區(qū)的光照比地中海地區(qū)弱,夏季溫度比荷蘭高,相對(duì)濕度較大,建議借鑒日本和荷蘭的溫室結(jié)構(gòu)模式,構(gòu)建中國(guó)特色的溫室結(jié)構(gòu)體系。
日光溫室革新戰(zhàn)略
日光溫室是中國(guó)特有的溫室結(jié)構(gòu)形式,是未來(lái)我國(guó)對(duì)世界溫室領(lǐng)域貢獻(xiàn)的重要方向。因此,應(yīng)針對(duì)我國(guó)日光溫室的結(jié)構(gòu)和使用現(xiàn)狀,分析探討創(chuàng)新發(fā)展模式,制定出切實(shí)可行的戰(zhàn)略規(guī)劃。戰(zhàn)略一,墻體材料應(yīng)進(jìn)一步革新。當(dāng)前我國(guó)日光溫室墻體由蓄熱層與隔熱層兩部分組成,蓄熱有效層僅為30厘米左右,其余為隔熱層;目前墻體釋放的熱量?jī)H為到達(dá)墻體熱輻射量的1/8至1/10;因此,今后的墻體應(yīng)由絕熱性能好的材料(輕便簡(jiǎn)化)與蓄熱量大的復(fù)合材料組成;戰(zhàn)略二,單體面積將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。日光溫室的兩個(gè)顯著特征是墻體保溫蓄熱與外覆蓋夜晚保溫,今后依然要利用這兩個(gè)特征,但利用形式上可能會(huì)有所不同。將來(lái)的日光溫室單棟面積應(yīng)該在1200平方米到1500平方米,這需要更多的智慧來(lái)解決大型化問(wèn)題;戰(zhàn)略三,環(huán)境調(diào)控與配套裝備的配置與應(yīng)用。溫度、光照、二氧化碳等環(huán)境調(diào)控措施應(yīng)在日光溫室得到廣泛應(yīng)用;耕作、植保、灌溉、施肥等機(jī)具將會(huì)得到普及與推廣。希望從業(yè)者通過(guò)日光溫室的革新,使溫室更加“聰明”,進(jìn)而為中國(guó)農(nóng)民和世界溫室技術(shù)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。
(作者系中國(guó)農(nóng)科院設(shè)施農(nóng)業(yè)研究中心主任)
編輯:wenweihua
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