园艺设施设计与建造

单元一 园艺设施基本知识认知 【教学要求】了解园艺设施的基本类型；了解不同园艺设施生产的历史与现状；掌握我国园艺设施的研究状况和发展趋势。 【重点难点】我国园艺设施的发展趋势。 任务一园艺设施基本概念和类型认知 【知识目标】了解园艺设施的概念；了解主要园艺设施的类型。 【技能目标】能根据栽培作物特点和地区选择正确的设施结构。 我国的园艺设施发展历史悠久，在不断的发展过程中，已经形成了类型多样化、结构科学化、功能齐全化、应用广泛化的态势。 一、园艺设施的概念 园艺设施是一种特殊的农业生产性建筑，是指利用专门的保温防寒或降温防热材料、设备，创造具备适合作物生长发育的小气候条件，性能比较稳定，可以进行园艺作物生产的结构或建筑。 二、园艺设施的类型 随着社会的发展、科技的进步，园艺设施经历了由简单到复杂、由低级到高级的发展阶段，形成了今日的多种结构类型，满足不同园艺作物不同季节的生产需要。 （一）简易保护设施 简易保护设施主要包括各种风障、风障畦、阳畦、温床、小拱棚、防雨棚等。这些园艺设施结构简单，建造方便，造价低廉，多为临时性设施，主要用于园艺作物的育苗。 图1-1 风障畦结构示意图 图1-2风障畦 1．风障和风障畦 冬春季节，在栽培畦北侧设立的挡风屏障称为风障，设立风障的栽培畦称为风障畦（图1-1，图1-2）。风障可以分为大风障和小风障两种。大风障由篱笆、披风及土背组成，篱笆中芦苇、高梁秆、竹子、玉米秸秆等夹制而成，高2～2.5m；披风由稻草、谷草、塑料薄膜围于篱笆的中下部构成；基部用土培成30cm高的土背。一般冬季大风障的防风范围在lOm左右。小风障高1m左右，一般只用谷草和玉米秸秆做成，防风效果在1m左右。 风障依靠其挡风作用来减弱风速，使风障前气流稳定，充分利用太阳热能，提高气温和地温，降低蒸发量和相对湿度，造成适宜的小气候条件。在风障前面畦内覆盖地膜、麦糠、稻壳、棉籽壳、草席等，可有效地提高地温。风障畦主要应用于北方地区的幼苗越冬和春菜的提前播种与育苗。 2．阳畦 阳畦又称冷床，是由风障畦发展而来的，由风障、畦框及覆盖物组成。冈各地外界气候和应用时间不同，阳畦也有多种形式，风障有直立的和倾斜的，畦框有四周等高的和南框低、北框高的；透明的覆盖物以前多用玻璃，现在一般由塑料薄膜覆盖，不透明的覆盖物有草席、草苫、苇毛苫和纸被等。根据畦框的不同可分为抢阳畦和槽子畦两大类型。槽子畦的南框较高，基本与北框相平，似槽形。由于槽子畦没有坡度，故其对光能利用率较低。槽子畦南部空间较大，可栽植植株较高的蔬菜或进行假植贮藏。 阳畦除具有风障的效应外，由于增加了畦框和覆盖物，白天可以大量吸收太阳光热量，夜间可以降低辐射强度。阳畦内温度受季节、天气的影响很大，天气晴阴雨雪的变化直接影响阳畦内温度的高低。阳畦的结构、畦框的厚度与覆盖物的种类对其性能都有很大的影响。此外，在同一阳畦内不同的部位接受阳光热量不同，致使局部存在着很大的温差，一般北框附近和中部的温度较高，南框附近和西部的温度较低。 阳畦在北方地区主要用于耐寒蔬菜越冬栽培，喜温果菜春提前、秋延后栽培，以及蔬菜和花木的育苗。 3．温床 温床是指在冷床的基础上，增加了加温设施，通常用砖、土或木头等制成床框，坐北向南，南框高15～30cm，北框高25～50cm，用薄膜、玻璃、草帘等覆盖保温的小型保护设施。 根据加温设施的不同，可分为酿热温床、电热温床、火炕温床和太阳能温床；根据床框的位置可分为地下式温床（南框全在地表以下）、地上式温床（南框全在地表以上）和半地下式温床（南框内酿热物和床土部分在地表以下，其余部分在地表以上）。 (1)酿热温床 酿热温床是在床下铺设酿热物来提高床内的温度，温床的大小和深度要根据其用途而定，一般长10～15m、宽1.5～2m，在床底部呈鱼脊形，以求温度均匀。 根据酿热物分解发热情况的不同，可分为高热酿热物和低热酿热物。高热酿热物有新鲜的马粪、新鲜厩肥、各种饼肥等；低热酿热物有牛粪、猪粪及秸秆等。各种酿热物的配合比例、数量及厚度．应根据天气寒冷程度、应用时间的长短及蔬菜的种类而定。播种床的酿热物厚度要大于30cm，移植床一般可为15～20cm。 (2)电热温床 电热温床是指利用电热线把电能转变为热能进行土壤加温的设施，可自动调节温度，可进行空气加温和土壤加温，且能保持温度均匀。 电热温床一般宽1.3～1.5m，长度依需而定，床底深15～20cm。电热线铺设时，先在栽培畦或育苗床表土下15cm深处，铺设两层隔热层，如麦糠、碎稻草等，厚5～lOcm，以阻止热量向下传导。在隔热层上撒一些沙子或床土，经踏实平整后，再铺上电热线。铺线前准备长20～25cm的小木棍，按设计的线距，把小木棍插到苗床两头，地上露出6～7cm，然后从温床的一边开始，来同往返把线挂在小木棍上。线要拉紧、平直，线的两头留在苗床的同一端，作为接头，接上电源和控温仪。*后在电热线上面铺上床土，床土厚5～15cm，撒播育苗时床土厚5cm，分苗床培育成苗时床土厚lOcm左右，栽培时厚l0，-15cm。 4．防雨棚 防雨棚是在多雨的夏、秋季，利用塑料薄膜等覆盖材料，覆盖在大棚或小棚的顶部，四周通风不覆盖膜或覆盖防虫网，使作物免受雨水直接淋袭。利用防雨棚可进行夏季蔬菜和果品的避雨栽培或育苗。 (1)小拱棚型防雨棚 小拱棚型防雨棚是小拱棚顶部覆盖膜，两侧通风的一种防雨设施（图1-3）。其主要用作露地两瓜、甜瓜早熟栽培，使两瓜、甜瓜开雌花部位不受雨淋，以利于授粉、受精；也可用来育苗。前期两侧膜封闭，实行促成早熟栽培，是一种常见的先促成早熟后避雨的栽培方式。 (2)大棚型防雨棚 大棚型防雨棚是大棚顶部天幕不揭除，四周围裙幕揭除的一种设施类型（图1-4），可用于各种蔬菜的夏季栽培。 图1-3小拱棚型防雨棚 图1-4大棚型防雨棚 (3)温室型防雨棚 广州等南方地区多台风、暴雨，可建立玻璃温室状的防雨棚，顶部设太子窗通风，四周玻璃可开启，顶部为玻璃屋面，用作夏菜育苗（图1-5）。 （二）塑料拱棚 1．塑料中、小拱棚 塑料小拱棚一般高度为1～1.5m，跨度为1.5～3m，长度为10～30m（图1-6），单棚面积为l5～45m2，一般多用细竹竿、毛竹片、荆条、直径6～8mm的钢筋等能弯成弓形的轻型材料作骨架建成。塑料中拱棚的跨度一般为4～6m，棚高1.5～1.8m，可在棚内作业，并可覆盖草苫（图1-7）。塑料中拱棚有竹木结构、钢管或钢筋结构、钢竹混合结构，有设1～2排支柱的，也有无支柱的，面积多为66.7～133m2。 塑料中、小拱棚主要用于蔬菜花卉的春季早熟栽培，早春园艺作物的育苗，秋季蔬菜、化卉的延后栽培和蔬菜育苗。 图1-5温室型防雨棚 2．塑料大棚 通常把不用砖石结构围护，只以竹、木、水泥或钢材等杆材作骨架，在表面覆盖塑料薄膜的大型保护栽培设施称为塑料薄膜大棚（简称塑料大棚）。塑料大棚可由立柱、拱架、拉杆、压杆（或压膜线）、木（竹）吊柱、棚膜构成。塑料大棚跨度一般为6.0～12m，脊高2.2～3.5m。塑料大棚建造方便、造价低廉；卷膜开窗，自然通风效果好。但存在空问小、保温差等不足，因此在北方不能进行越冬蔬菜生产。 图1-6塑料小拱棚 图1-7塑料巾拱棚 塑料大棚包括竹木结构大棚（图1-8）、悬梁吊柱竹木拱架大棚（图1-9）、拉筋吊柱大棚、镀锌薄壁钢管大棚（图1-10）、大跨度非对称水控酿热保温大棚（图1-11）等类型。 图1-8 竹木结构大棚 图1-9悬梁吊柱竹木结构大棚 图1-10镀锌薄壁钢管大棚 图1-11大跨度非对称水控酿热保温大棚 塑料大棚主要用于园艺作物的冬春季和夏季育苗，蔬菜花木的春提早、秋延后栽培或从春到秋的长季节栽培（南方地区夏季去掉裙膜，换上防虫网，再覆盖遮阳网），也可用于果树促成、避雨栽培。 （三）日光温室 日光温室是节能日光温室的简称，是我国特有的一种以日光为主要能源（即使在*寒冷的季节也不加温），只依靠太阳光来维持室内温度，以满足作物生长需要的一种园艺设施（图1-12）。日光温室主要用于蔬菜、花卉和果树等作物的早春、深秋、冬季生产和幼苗培育。 图1-12日光温室 （四）现代化温室 现代化温室主要是指大型的、环境基本不受自然气候的影响、可自动化调控、能全天候进行同艺作物生产的连接屋面温室。现代化温室内部配有自然通风系统、加热系统、幕帘系统、降温系统、补光系统、补气系统、计算机自动控制系统、灌溉和施肥系统，可以实现环境的自动调控。主要包括文洛型温室、里歇尔温室、卷膜式全开放型塑料温室和屋顶全开启型温室等类型。 1．文洛型温室 文洛型(Venlo)温室（图1-13）是我国引进的玻璃温室的主要形式，为荷兰研究开发而后流行于全世界的一种多屋脊连栋小屋面玻璃温室，温室单间跨度为6，4m、8.Om、9.6m或12.8m，开问距3.Om、4.Om或4.5m，檐高3.5～5.Om，每跨由2个或3个（双屋面的）小屋面直接支撑在桁架上，小屋面跨度3.3m，矢高0.8m。近年有改良为4.Om跨度的，根据桁架的支撑能力，还可将两个以上的3.2m的小屋面组合成6.4m、9.6m、12.8m的多脊连栋型大跨度温室。可大量免去早期小跨度排水槽下的立柱，减少构件遮光，并使温室用钢量从普通温室的l2～l5kg/m2减少到Skg/m2。其覆盖材料采用4mm厚的园艺专用玻璃，透光率大于92%，由于屋面玻璃安装从排水沟直通屋脊，中间不加檩条，减少了屋面承重构件的遮光，且排水沟在满足排水和结构承重条件下，*大限度地减少了排水沟的截面（沟宽从0.22m缩小到0.17m），提高了透光性。开窗设置以屋脊为分界线，左右交错开窗，每窗长度1.5m，1个开问(4m)设两扇窗，rf1问Im不设窗，屋面开窗面积与地面积比率（通风窗比）为19.0%，若窗宽从传统的0.8m加大到l.Om，可使通风窗比增加到23.4%，但由于窗的开启度仅有0.34～0.45m，实际通风面积与地面积之比（通风比）仅为8.5%～10.5%，在我国南方地区往往通风量不足，夏季热蓄积严重，降温困难，这是由于该型温室原来的设计只适于荷兰那种地理纬度虽高，但冬季温度并不低的气候条件。近年，各地正针对亚热带地区气候特点加大温室高度，檐高从传统的2.5m增高到3.3m，直至4.5m、5.Om，小屋面跨度从3.2m增加到4.Om，间柱的距离从4.Om增加到4.5m、5.Om，并在顶部通风、外遮阳，湿帘一风机降温，加强抗台风能力，加固基础强度，加大排水沟，增加夏季通风降温的效果。 图1-13文洛型温室 图1-14里歇尔温室 2．里歇尔温室 里歇尔( Richel)湿室是法国瑞奇温室公司研究开发的一种流行的塑料薄膜温室，在我国引进温室中所占比例*大（图1-14）。一般单栋跨度为6.4～8.Om，檐高3.0～4.Om，开间距3.0～4.Om，其特点是同定于屋脊部的天窗能实现半边屋面（50%屋面）开启通风换气，也可以设侧窗、屋脊窗通风，通风面为20%和35%，但由于半屋面开窗的开启度只有30%，实际通风比为20%（跨度为6.4m）和16%（跨度为8.Om），而侧窗和屋脊窗开启度可达45。，屋脊窗的通风比在同跨度下反而高于半屋面窗。总体而言，该温室的自然通风效果均较好。且采用双层充气膜覆盖，可节能30%～40%，构件比玻璃温室少，空间大，遮阳面少，根据不同地区风力强度大小和积雪厚度，可选择相应的结构类型，但双层充气膜在南方冬季阴雨雪情况下，影响透光性。 3．卷膜式