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棚室蔬菜栽培是指通过采用现代农业工程技术，改变自然环境，为蔬菜生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件，而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产的农业生产，常见的棚室设施栽培类型有日光温室、塑料冷棚（塑料小棚、塑料中棚、塑料大棚）等，棚室蔬菜抑制了害虫、病害发生，农药用量大大减少，有效地保障了蔬菜质量安全。本书主要对日光温室和塑料大、中棚常见蔬菜栽培技术进行介绍。
日光温室是节能日光温室的简称，又称暖棚，是我国北方地区独有的一种温室类型，是一种在室内不加热的温室，即使在最寒冷的季节，也只依靠太阳光来维持室内一定温度水平，以满足蔬菜作物生长的需要。前坡面夜间用保温被覆盖，东、西、北三面为围护墙体的单坡面塑料温室，统称为日光温室。其雏形是单坡面玻璃温室，前坡面透光覆盖材料用塑料膜代替玻璃即演化为早期的日光温室。日光温室的特点是保温好、投资低、节约能源，非常适合我国经济欠发达农村使用。
（一）日光温室的类型、结构
日光温室是采用较简易的设施，充分利用太阳能，在寒冷地区一般不加温进行蔬菜越冬栽培，而生产新鲜蔬菜的栽培设施。日光温室具有鲜明的中国特色，是我国独有的设施。日光温室的结构各地不尽相同，分类方法也比较多。按墙体材料分，主要有干打垒土温室、砖石结构温室、复合结构温室等。按后屋面长度分，有长后坡温室和短后坡温室；按前屋面形式分，有二折式、三折式、拱圆式、微拱式等。按结构分，有竹木结构、钢木结构、钢筋混凝土结构、全钢结构、全钢筋混凝土结构、悬索结构、热镀锌钢管装配结构。综合面积、投资、高度、自动化程度等，通常分为智能温室、钢骨架节能日光温室、竹木结构温室。
1.智能温室
占地面积在1亩（1亩=667米 2 ）以上，亩投资在5万元以上，温室高度在4米以上，方位根据地形条件而定，温室内部的温度、光照、气体条件等环境因子达到自动控制。智能温室投资较高，相对农民来说不太实用（见彩图1-1、彩图1-2）。
2.钢骨架节能日光温室
占地面积0.7～1.3亩，温室结构为砖墙钢骨架结构，亩投资3万元以上，温室长度50～100米，东西延长，方位为正南或南偏西5°～10°，跨度7～8米（作物畦长6～7米，工作路1米）。脊高3.5～3.6米，后墙高度1.8～2.0米（见彩图1-3～彩图1-5）。
3.竹木结构温室
占地面积0.7～1亩，温室结构为土墙竹木结构，亩投资2万元以上，温室长度50～100米，东西延长，方位为正南或南偏西5°～10°，跨度5～8米（作物畦长4～7米，工作路1米）。脊高2.5～3.6米，后墙高度1.5～2.0米（见彩图1-6～彩图1-8）。
（二）日光温室的性能
日光温室的性能主要通过光照、温度、湿度、气体等几个参数来体现。
1.光照
温室内的光照条件决定于室外自然光强和温室的透光能力。由于拱架的遮阴、薄膜的吸收和反射作用，以及薄膜凝结水滴或尘埃污染等，温室内光照强度明显低于室外。以中柱为界，可把温室分为前部强光区和后部弱光区。山墙遮阴作用，午前和午后分别在东西两端形成两个三角形弱光区，它们随太阳位置变化而扩大和缩小，正午消失。温室中部是全天光照强度最好的区域。在垂直方向上，光照强度从上往下逐减，在顶部靠近薄膜处相对光强为80％；距地面0.5～1米处相对光强为60％；距地面20厘米处为55％。
2.温度
日光温室内的热量来源于太阳辐射，受外界气候条件影响较大。一般晴天室内温度高，夜间和阴天温度低，在正常情况下，冬季、早春室内外温差多在15℃以上，有时甚至达到30℃，地温可保持在12℃以上。冬季晴天室内气温日变化显著。12月和1月，最低气温一般出现在刚揭草苫之时，而后室内气温上升，9～11时上升速度最快。不通风时，平均1小时升高6～10℃。12时以后，上升速度变慢，13时达到最高值。13时后气温缓慢下降，15时后下降速度加快。盖草帘和纸被后，室内短时间内气温回升1～2℃，而后就缓慢下降。夜间气温下降的数值不仅取决于天气条件，还取决于管理措施和地温状况。用草帘和纸被覆盖时，一夜间气温下降4～7℃。多云、阴天时下降2～3℃。日光温室内各个部位温度也不相同。从水平分布看，白天南高北低，夜间北高南低。东西方向，上午靠近东山墙部位低，下午靠近西北墙部位低，特别是靠近门的一侧温度低。日光温室内气温垂直分布，在密闭不通风的情况下，在一定的高度范围内，通常上部温度较高。
（三）湿度
日光温室内空气的绝对湿度和相对湿度一般均大于露地。在冬季很少通风的情况下，即使晴天也经常出现90％左右的相对湿度，夜间、阴天，特别是在温度低的时候，空气的相对湿度经常处于饱和或近饱和状态。温室空气湿度的变化，往往是低温季节大于高温季节，夜间大于白天。中午前后，温室气温高，空气相对湿度小，夜间湿度增大。阴天空气湿度大于晴天，浇水之后湿度最大，放风后湿度下降。在春季，白天相对湿度一般在60％～80％，夜间在90％以上。其变化规律是：揭苫时最大，以后随温度升高而下降，盖苫后相对湿度很快上升，直到次日揭苫。另外，温室空间大，空气相对湿度较小且变化较小；反之，空气湿度大且日变化剧烈。温室内的土壤湿度较稳定，主要靠人工来调控。
（四）气体
由于温室处于半封闭状态，导致室内空气与室外有很大差别。温室中气体主要有二氧化碳、氨、二氧化氮。温室中的二氧化碳主要来源于土壤中有机物的分解和作物的有氧呼吸。在一定范围内，二氧化碳浓度增加，作物光合作用的强度增加，产量增加。氨气是由施入土壤中的肥料或有机物分解过程中产生的。当室内空气中氨气浓度达到5毫克/升时，可使植株不同程度受害。土壤中施入氮肥太多、连作土壤中存在大量反硝化细菌都是容易产生二氧化氮气体的原因。二氧化氮浓度达到2毫克/升时，可使叶片受害。
塑料棚是以塑料薄膜为覆盖材料，能部分控制动、植物生长环境条件的简易建筑物。
（一）棚型分类
按构成拱架的材料不同，塑料棚可分为以下几种。
1.竹木结构塑料棚
一类是拱架和立柱全是木制的；另一类是拱架为竹子，立柱用木材，以铁丝扎紧。一般拱跨12～15米，棚高1.8～2.2米。通风时，前期可开启两端的大门，掀起两侧的薄膜；后期还可将棚顶中部的薄膜扒开，便于上下部空气对流。结构简单，建造容易，造价低；但立柱多，遮光面积大，栽培作业不方便，且薄膜易损坏，抗风雪的能力差，使用寿命较短，维修工作量大（见彩图1-9）。
2.钢架结构塑料棚
拱架和纵梁由钢筋或钢管焊接成平面或三角形断面的桁架结构。拱架间距为3～6米，其间配制2～4根用钢筋或竹竿制成的拱杆，纵梁分别与拱架和拱杆牢固联结。拱形采用圆弧形或双圆弧形。拱跨超过12米时，应增设立柱。立柱可用钢管、型钢或钢筋混凝土制成。棚高为2.5～3.3米，薄膜的固定与竹木结构塑料棚相同，常用铅丝或竹竿压紧。通风换气可借助简易天窗，或扒缝换气。其采光良好，栽培作业方便，抗风雪能力优于竹木棚，每亩用钢量为3.3～3.8吨（见彩图1-10）。
3.镀锌钢管装配式塑料棚
用镀锌薄壁钢管作拱架和纵梁，有圆弧形和抛物线形两类，拱跨为4～10米。薄膜由燕尾形卡槽或Ω形塑料夹固定。通风换气可通过专用的卷膜器卷起棚两侧薄膜，也可开设简易天窗。结构合理，重量轻，采光好，栽培作业方便，固膜可靠，便于拆装，并有利于专业化生产。每亩用钢量为2.6吨左右（见彩图1-11、彩图1-12）。
4.小拱棚
一般高1米左右、宽1.5～3米，长度不限。骨架多用毛竹片、荆条、硬质塑圆棍，或者直径6～8毫米的钢筋等材料弯成拱圆形，上面覆盖塑料薄膜。夜间可在棚面上加盖草苫，北侧可设风障。目前广泛应用的塑料小拱棚根据结构的不同分为拱圆形棚和半拱圆形棚。半拱圆形棚是在拱圆形棚的基础上发展改进而成的形式。在覆盖畦的北侧加筑一道1米左右高的土墙，墙上宽30厘米，下宽45～50厘米。拱形架杆的一端固定在土墙上部，另一头插入覆盖畦南侧畦梗外的土中，上面覆盖塑料薄膜。半拱圆形棚的覆盖面积和保温效果优于小拱圆形棚（见彩图1-13）。
（二）工程设计
拱棚结构和材料的选择可因地制宜，以保证有一定的抗风雪荷载能力，良好的采光、通风、保温条件，固膜可靠、栽培作业方便为原则。一般无供暖设施，少数用于育苗或栽培早熟作物的塑料棚，可用简易热风炉或在土壤中埋设热水管道或电热线加热。保温则采用多层覆盖、大棚内套小棚、小棚上盖草帘、再加盖地膜等方法。在中国北方地区宜采用跨度较大的棚形，也可在塑料棚四周加围草帘，夜间棚上加盖草帘，以提高保温效果。一般借自然通风调节温度、湿度；在中国南方宜采用跨度较小的棚形，以利通风降温。早春季节棚内湿度高，而通风量过大，又会降低棚内温度，影响作物生长；可在棚内设置无纺布幕帘，以改善棚内温度、湿度状况。塑料棚的覆盖材料有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物、树脂等制作的普通薄膜，以及农用薄膜等。
聚氯乙烯薄膜的保温性能较好，易粘接，但易黏附尘土和结雾而影响透光，所以耐低温性较差。聚乙烯薄膜不易黏附尘土，透光性和耐低温性能好，但保温性差，且易破损。乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜的柔韧性、保温性和耐低温性能均好，且不易污染，透光率高，但成本较高。现已研制成的聚乙烯耐老化薄膜，其抗拉强度大，透光性能也好。为延长塑料薄膜的使用寿命，可在薄膜外表面涂上白色防老化涂料，用于反射阳光中的短波红外线。
（三）塑料大中型冷棚的性能
塑料大中型冷棚与温室在性能方面有一定的差异。
1.光照
塑料大中棚上不盖草帘，棚内光照时间和外界一样长。光照强度取决于棚外的光照强度、棚型及棚膜的性质和质量。晴天棚内的光照强度明显高于阴天和多云天；钢骨架塑料大棚的光照强度大于竹木结构支架类型的；聚氯乙烯膜透光性优于聚乙烯膜，新膜优于旧膜，无滴膜优于普通膜，厚薄均匀一致的膜优于厚度不均的膜。棚内的自然光照强度始终低于棚外，一般棚内1米高处光照强度为棚外自然光照强度的60％。
2.温度
冷棚的主要热源是太阳的辐射热，棚外无覆盖物，因此棚内温度随外界昼夜交替天气的阴、晴、雨、雪，以及季节变化而变化。在一天之内，清晨后棚温逐渐升高，下午逐渐下降，傍晚棚温下降最快，夜间23点后温度下降减缓，揭苫前棚温下降到最低点。在晴天时昼夜温差可达30℃左右，棚温过高容易灼伤植株，凌晨温度过低又易发生冷害。棚内不同部位的温度状况有差异，每天上午日出后，大棚东侧首先接收太阳光的辐射，棚东侧的温度较西侧高。中午太阳由棚顶部入射，高温区在棚的上部和南端，下午主要是棚的西部受光，高温区出现在棚的西部。大棚内垂直方向上的温度分布也不相同，白天棚顶部的温度高于底部3～4℃，夜间棚下部的温度高于上部1～2℃。大棚四周接近棚边缘位置的温度，在一天之内均比中央部分要低。
3.湿度
塑料大中棚的气密性强，所以棚内空气湿度和土壤湿度都比较高，空气相对湿度经常可达80％以上，密闭时为100％。棚内薄膜上经常凝结大量水珠，集聚一定大小时水滴下落。棚内空气湿度变化规律是随棚温升高，相对湿度降低；随着棚温降低，相对湿度升高。晴天、刮风天相对湿度低，阴雨天相对湿度显著上升。春季，每天日出后棚温逐渐升高，土壤水分蒸发和作物蒸腾加剧，棚内水汽大量增加。随着通风，棚内相对湿度则会下降，到下午关闭门窗前，相对湿度最低。关闭门窗后，随着温度的下降，棚面凝结大量水珠，相对湿度往往达饱和状态。
4.气体条件
棚内大量施用有机肥，在分解时会放出大量的二氧化碳气体，蔬菜自身也放出二氧化碳。一天之中，大棚中清晨放风前的二氧化碳浓度最高，日出后随着光合作用的加强，棚内二氧化碳含量迅速下降，若不进行通风换气，比露地的含量还低。
（四）小拱棚的性能
小拱棚空间小，棚内气温受外界气温的影响较大。一般昼夜温差可达20℃以上。晴天增温效果显著，阴、雪天效果差。在一天内，早上日出后棚内开始升温，10点后棚温急剧上升，13时前后达到最高值，以后随太阳西斜、日落，棚温迅速下降，夜间降温比露地缓慢，凌晨时棚温最低。春季小拱棚内的土壤温度可比露地高5～6℃，秋季比露地高1～3℃。小拱棚的空气相对湿度变化较为剧烈，密闭时可达饱和状态，通风后迅速下降。