2-园艺设施的类型

第二章、园艺设施的类型、结构、性能及应用第一单元：总论---设施园艺的基本理论与技术本章主要内容2.1简易保护设施2.2塑料中小棚2.3塑料大棚2.4荫棚2.5温室2.6植物工厂2.1.1简易保护设施简易保护设施分为地面简易覆盖和近地面覆盖两类。地面简易覆盖又包括秸杆覆盖、草/粪覆盖、瓦盆覆盖、浮动覆盖等传统类型和地膜覆盖和无纺布浮面覆盖等现代类型。近地面覆盖又包括风障畦、阳畦（冷床）、酿热温床、电热温床等形式。2.1.1.1地面简易覆盖类型秸秆覆盖:在畦面上或垄沟上铺一层农作物秸秆的覆盖方式，铺设的厚度因栽培目的不同而异，一般为4～5cm。草粪覆盖:在冬季土壤封冻前，在土壤表面覆盖一层4～5cm厚的碎草或土粪的覆盖方式，这种覆盖方式可以减轻在低温下土壤表层的冻结程度。2.1.1.1.1传统简易覆盖类型瓦盆覆盖：覆盖方式有两种，一种是傍晚将瓦盆扣在植株上，早晨揭开的覆盖方式，以防风、防霜冻、提高温度为栽培目的，适用于早春果菜类蔬菜的定植；另一种方式是白天覆盖，晚上揭开，适用于某些蔬菜的特殊目的栽培，如韭黄的栽培。浮动覆盖：这种覆盖方式是将透明覆盖材料（无纺布、遮阳网）直接覆盖在作物表面上。包括地膜覆盖和无纺布覆盖两种。地膜覆盖有：平畦覆盖高垄覆盖高畦覆盖2.1.1.1.2现代简易覆盖类型平畦覆盖:在栽培畦的表面覆盖一层地膜的覆盖方式。高畦覆盖:高畦覆盖是在菜田整地施肥后，将其做成底宽1.0～1.1m、高10～12cm、畦面宽65～70cm、灌水沟宽30cm以上的高畦，在每个畦面上覆盖地膜。沟畦覆盖:沟畦覆盖又称改良式高畦地膜覆盖。将栽培畦做成沟，在沟内栽苗，然后覆盖地膜，当幼苗长至接触地膜时，将地膜割成十字孔将苗引出。地膜覆盖方式示意图A.平畦覆盖B.高垄覆盖C.高畦覆盖D.沟畦覆盖D(a)窄沟畦D(b)宽沟畦地膜覆盖的优点提高地温提高土壤保水能力和肥力改变土壤理化性状减少地表盐分蓄积增加光照、降低空气相对湿度防除杂草节省劳力节水抗旱地膜覆盖的应用露地栽培主要用春早熟栽培设施栽培秋、冬、春栽培中应用播种育苗无纺布覆盖防寒、防冻、防风、防虫、防鸟、防旱、保温和保熵等作用；直接覆盖畦面上或覆盖于小拱棚上，促进种子发芽与生长。2.1.1.2近地面覆盖的类型风障畦：风障是设置在菜田的防风屏障物；我国的风障由篱笆、披风和土背三部分组成；欧洲所采用的风障采用不同宽度的黑色塑料薄膜条、木桩和铁丝网制成；日本的风障采用遮阳网、木桩或铁架制成。大风障畦1.普通风障2.完全风障披风篱笆土背阳畦阳畦又称冷床，风障畦的发展型，是利用太阳能来保持畦温的栽培方式。普通阳畦一般由畦框、风障、薄膜（或玻璃）窗、保温覆盖物（稻草、蒲草）等组成。根据各地的气候条件、栽培方式的不同，形成了畦框成斜面的抢阳畦和畦框等高的槽子畦等类型。阳畦的各种类型（a)槽子畦（b）抢阳畦（c）玻璃改良阳畦（d）薄膜改良阳畦1.风障；2.床框；3.透明覆盖物性能：吸收光热强，辐射少，受季节和天气影响大酿热温床酿热温床是在阳畦的基础上改进的保护地设施，除具备阳畦的防寒保温的功能外，还通过酿热物提高地温，可以弥补日光升温的不足。酿热温床主要由床框、床坑、酿热物、塑料薄膜或玻璃窗、保温覆盖物等5部分组成。根据温床在地平面上的位置，可以分为地上式、地下式和半地下式温床，目前应用的最多的是半地下室酿热温床。酿热物根据其分解发热特性不同，可以分为高热酿热物和低热酿热物。高热酿热物包括：新鲜马粪、厩肥、各种饼肥等；低热酿热物包括：猪、牛粪及作物秸秆等；性能：较阳畦更能平衡地温，导热性与酿热物种类、土层厚度、土壤质地和水分有关；半地下式酿热温床示意图电热温床为了克服酿热温床中温度分布不均匀、升温缓慢的缺点，在电热温床中采用电热线作为加温设备，其加温原理是将电能转变为热能，从而使床土升温，电热线埋入土层深度一般为10cm左右。电热加温的设备主要有电热加温线、控温仪、继电器、配电盘组成。电热温床主要用于冬春季园艺作物的育苗。电热温床结构电热温床工作原理示意图1.温度调节器2.接电源柱3.电源指示灯4.继电器开关5.温床指示灯6.磁力线圈7.电加温线2.1.2夏季保护设施遮阳网防雨棚防虫网遮阳网又称遮阴网，凉爽纱，具有遮光、防暑、降温、防台风暴雨、防旱保熵等功能；种类依颜色分黑色、银灰色等；按遮光率分35-50%、50-65%、65-80%和大于80%四种；按宽度分90、150、160、200和220cm不等；性能遮光率与投射光照度地面降温效应减少蒸散量减轻暴雨冲击减轻台风袭击避虫防病夏季覆盖栽培：防止高温、暴雨等灾害天气；伏菜覆盖栽培；春夏菜延后覆盖栽培：防止辣椒、茄子早衰；秋季覆盖保苗：秋播蔬菜如白菜、秋黄瓜等；利用方式防雨棚夏季蔬菜和果品避雨栽培或育苗的方式；夏季大棚型防雨棚；小拱棚型防雨棚；温室型防雨棚；防虫网规格：按照目数分20、24、30、40目；按宽度分100、120、150cm；覆盖方式：大棚和立柱式隔离网状覆盖；覆盖性能：防暴雨冲刷、降温等2.2塑料薄膜中小拱棚塑料薄膜中小拱棚是指以塑料薄膜作为透明覆盖材料的拱型或其他形式的棚。小棚的高大多在1-1.5m之间，内部难于行走，中棚的高度则在2.5m以下。此类设施易建造，投资少。2.2.1小拱棚的类型和特点小拱棚可分为拱圆棚、半拱圆棚和双斜面棚；拱圆棚：棚型呈半圆形，为塑料小棚的原始棚型。为了提高保温防风效果，可在北侧夹设风障，成为风障小拱棚，除了设置风障外，夜间还可在薄膜外加盖草苫。拱圆棚适用于多风、少雨、有积雪的北方地区。半拱圆棚：在拱圆棚的基础上加以改进而成。半拱圆棚多为无柱棚，其结构北面为高土墙，南面为半拱圆棚面；或北面为半拱圆棚面，南面为一面坡的棚面。双斜面棚：棚面为三角形或屋脊型，适用于风少、多雨的南方地区。小棚的形式1.拱园棚2.半拱园棚3.双斜面棚小拱棚在光照充足时升温迅速，但晚上降温亦快，生产上要注意管理，寒冷地区夜晚需要外加一些保温材料覆盖。温度分布很不均匀，水平温差可达7-8度。相对湿度比较大，较难控制。生产上要选取多功能薄膜（主要是透光性和无滴性好的薄膜）。小拱棚的应用春季提早栽培秋季延后栽培早春育苗2.2.2塑料中棚的结构和应用拱圆形结构，一般跨度为3-6m，跨度为6m时，高度为2-2.3m，跨度为4.5m时，高度为1.7-1.8m，跨度为3米时，高度为1.5m。有竹木结构和钢架结构两种类型。性能介于小拱棚和塑料大棚之间，主要用于春季提早栽培和秋季延后栽培。2.3塑料大棚的特点和分类塑料大棚是用塑料薄膜覆盖的一种大型拱棚。和温室相比，具有结构简单、建造和拆装方便的特点；和中小棚相比，具有坚固耐用、作业方便的优点。有拱圆形和屋脊型两种类型，我国多为拱圆形。按骨架结构分为竹木结构、钢架结构、钢架混凝土结构、钢竹混合结构等。按连接方式分为单栋大棚、双连栋大棚和多连栋大棚。塑料大棚的类型A.单栋大棚B.连栋大棚竹木结构大棚为大棚的原始类型，至今仍被广泛使用，这种大棚的跨度为8-12m，高2.4-2.6m，长40-60m。骨架为竹竿、杨柳木、硬杂木等材料制成。大棚由立柱、拱杆、拉杆、棚膜、压杆（压膜线）和地锚组成。竹木结构大棚示意图1.门2.立柱3.拉杆4.吊柱5.棚膜6.拱杆7.压杆8.地锚立柱：起支撑拱杆和棚面的作用。拱杆：拱杆是支撑棚膜的骨架，决定大棚的形状和空间构成。拱杆两端插入地中，其余部分横向固定在立柱顶端，成为拱形，通常每隔0.8-1.0m设一道拱杆。拉杆：拉杆纵向连接拱杆和立柱。压杆：压杆位于棚膜之上两根拱架之间中间，将薄膜压平、压实，以利抗风和排水。门、窗：门设在大棚的两端，作为出入口及通风口。竹木大棚的特点优点：取材方便，造价较低，建造容易；缺点：棚内柱子多，遮光率高、作业不方便，寿命短，抗风雪荷载性能差。钢架结构大棚大棚骨架采用圆钢、小号扁钢、角钢、槽钢等轻型钢材经焊接而成，具有坚固耐用的特点。钢竹结构大棚：棚型结构与竹木结构相同，用钢材做成平面或三角形拱架，两拱架之间用竹竿做拱杆，具有节约钢材，降低造价，操作便利的特点，是一种较为实用的结构。镀锌钢管装配式大棚及连接件示意图普通钢架大棚的特点骨架坚固，无中柱，棚内空间大，透光性好，作业方便，是比较好的设施。但这种骨架是涂刷油漆防锈，1-2年需涂刷一次，比较麻烦，如果维护得好，使用寿命可达6-7年。造价较竹木结构大棚高。装配式镀锌钢管大棚装配式镀锌钢管大棚：采用热浸镀锌的薄壁钢管组装而成，具有重量轻、强度好，耐锈蚀、易于安装拆卸、坚固耐用的特点。大棚内温度的性能大棚内的温度变化：棚内气温的日变化较外界环境剧烈，光照充足时升温幅度达到20℃以上，晚上只比外界高4-5℃，存在低温霜冻和高温危害的特点。地温的变化滞后于气温（一般滞后2h)，波动幅度较小，相对稳定。大棚内的光照季节的影响：从冬季到春季和夏季，光照逐渐增强，从夏季到秋季和冬季，光照逐渐减弱。大棚方位：东西延长的大棚比南北延长的大棚透光率高，但南北延长的大棚光照分布比较均匀。覆盖材料：不同材料透光率不同，因薄膜老化可使透光率降低20-40%，因薄膜污染可使透光率降低15-20%。大棚内的光照分布：存在垂直变化和水平变化。大棚内的湿度与气体大棚内的相对湿度随棚内温度的升高而降低，通风后相对湿度降低，相对于露地而言，大棚内属高湿环境。大棚内的气体变化：CO2浓度日变化趋势明显，日出前浓度最高，日出后1小时内在密闭条件下浓度降至外界正常浓度以下，通风后浓度增加。大棚内的CO2浓度分布不均匀。大棚内有害气体比较多，如NH3，NO2以及C2H2和Cl2等，浓度高时对作物生长有害。塑料薄膜大棚的应用育苗早春蔬菜类的育苗花卉和果树的育苗蔬菜栽培春季早熟栽培秋季延后栽培从春季到秋季长季节栽培花卉和果树的栽培2.4荫棚分为临时性和永久性的荫棚两种类型。用于花卉和蔬菜的遮荫栽培。遮荫的目的主要是为了降低光照强度和温度，还有遮雨的功效。定型材料遮阳网和防虫网已广泛应用于生产实践。荫棚2.5温室温室(greenhouse)是可以人工调控环境中温、光、水、气等因子，其栽培空间覆以透明覆盖材料，人在其内可以站立操作的一种性能较完善的环境保护设施。3.5.1温室类型的划分按照覆盖材料划分：玻璃温室、塑料薄膜温室和硬质塑料板温室。按照温室透明屋面的形式分为：单屋面温室，双屋面温室，拱园屋面温室，连接屋面温室，多屋面温室等。2.5.1温室类型的划分按照骨架的建筑材料划分：竹木结构温室，钢筋混凝土结构温室，钢架结构温室。按照温室能源划分：加温温室和日光温室。加温温室又分为地热能源温室，工厂余热温室和人工能源加温温室。按照温室的用途又可分为科研型温室、生产型温室和观赏型温室等类型。温室的外形1.单屋面温室2.双屋面温室3.三折式温室4.拱圆式温室5.屋脊型温室6.连栋式温室单屋面温室单屋面温室是我国设施园艺生产的重要类型之一，具有结构简单，施工便利，成本低和耗能少的特点。单坡面温室主要由墙体、后屋面、前屋面、床架、保温覆盖物和加温设施构成。传统的单屋面温室多用玻璃作为保温覆盖材料，近年来已逐渐被塑料薄膜日光温室所代替。单屋面温室中以二折式、三折式的温室应用较多。单屋面温室--二折式温室以北京改良式温室为代表，由原始温室改良而来，是一种土木结构的小型温室。这种温室的后屋面为倾斜的不透明保温屋顶，前屋面上部为天窗、下部为地窗，形成两种不同倾斜角度的玻璃透明屋面，因其具有两个折面式屋面，又称为二折式温室。二折式加温温室结构示意图单屋面温室---三折式温室以北京无柱式温室为代表，该温室是根据二折式温室的结构特点改良而来。温室内部无立柱，骨架结构采用丁字钢或角铁及圆钢焊接而成，采光屋面分为顶窗、腰窗、地窗3个不同采光角度的玻璃窗，称为三折式温室。这种温室与二折式温室相比，具有空间高