很多剛開(kāi)始栽培食用菌的朋友面臨的第一個(gè)問(wèn)題就是場(chǎng)地問(wèn)題,雖然舊廠房、地下室、冷棚等都可以栽培食用菌,但對(duì)于北方來(lái)說(shuō)最好的選擇是日光溫室,在北方冬季溫度0℃以下時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4-5個(gè)月,最低達(dá)到零下30℃,因此,種植蔬菜的日光溫室完全可以滿足栽培食用菌的需要,只要溫室設(shè)計(jì)建造合理,只需在夜間和溫度最低的一段時(shí)間少量加溫就能正常出菇,李崇鑫(菇行天下)整理以下日光溫室設(shè)計(jì)和建造技術(shù),準(zhǔn)備栽培食用菌和建設(shè)溫室的朋友可以參考以下。
日光溫室是一種我國(guó)自主研發(fā)的設(shè)施類型,由于能夠充分利用太陽(yáng)能,在我國(guó)北方大部分地區(qū)一般不需要額外輔助加溫即可實(shí)現(xiàn)喜溫果菜安全越冬生產(chǎn),具有較高的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生產(chǎn)效益,近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用。日光溫室已經(jīng)成為保障我國(guó)北方地區(qū)冬季鮮食蔬菜的穩(wěn)定供給、農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入持續(xù)提高的重要手段。合理的設(shè)計(jì)和建造技術(shù),是充分發(fā)日光溫室優(yōu)越光熱性能的前提。
一、日光溫室原理
北方冬季溫度特別低,莊家樹(shù)木都不能生長(zhǎng),為什么日光溫室在冬季還可以栽培食用菌,食用菌能夠正常生長(zhǎng)嗎?需不需要采取一些加溫措施呢?日光溫室的科學(xué)原理是什么?
日光溫室的能量來(lái)自于太陽(yáng)輻射,夜間也是靠白天室內(nèi)蓄積的太陽(yáng)輻射熱量來(lái)維持室內(nèi)的溫度。它之所以能夠不需要加溫實(shí)現(xiàn)冬季正常生產(chǎn),主要是和它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的日光溫室是由保溫蓄熱的后墻、頂部北側(cè)的保溫后屋面、南向采光屋畫、晝開(kāi)夜蓋的保溫被構(gòu)成。它的原理就是白天打開(kāi)保溫被,讓太陽(yáng)輻射盡可能多的透進(jìn)溫室內(nèi),使室內(nèi)氣溫迅速上升并將熱量蓄積在后墻和地面的土壤中,傍晚的時(shí)候,氣溫下降,關(guān)閉保溫被減少熱量的散失,并且靠墻體和地面土壤緩慢釋放的熱量,來(lái)維持室內(nèi)的溫度。一般情況下,規(guī)范的日光溫室能夠維持室內(nèi)外20-30℃的溫差,所以能夠保障在不額外加溫的情況下,實(shí)現(xiàn)果菜的正常生產(chǎn)。由于日光溫室克服了連棟玻璃溫室能耗大的問(wèn)題,目前像日本、加拿大等國(guó)家也在模仿、研究我們的日光溫室,這也是我國(guó)勞動(dòng)人民,對(duì)世界溫室產(chǎn)業(yè)做出的一個(gè)巨大貢獻(xiàn)。
二、日光溫室起源
我國(guó)是溫室應(yīng)用最早的國(guó)家,最早可以追溯到秦始皇時(shí)期,新型日光溫室最早出現(xiàn)在遼寧省的海城、瓦房店地區(qū)。
在上世紀(jì)30年代,海城地區(qū)出現(xiàn)了“一坡一立式”,即一面坡加立窗的日光溫室來(lái)生產(chǎn)新鮮蔬菜。自上世紀(jì)70年代起,隨著塑料薄膜在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用,直接推進(jìn)了日光溫室結(jié)構(gòu)的發(fā)展和升級(jí),將前屋面由折線形改為拱圓形,這個(gè)時(shí)期的典型結(jié)構(gòu)類型有“感王式”和“鞍山型”,這兩種溫室的保溫性能都很好,但是室內(nèi)柱子很多,不利于機(jī)械化作業(yè)。在上世紀(jì)90年代,在山東地區(qū)和遼寧地區(qū)分別出現(xiàn)了以大跨度、厚土墻、地面下沉為特征的“壽光型”日光溫室;和采用蓄熱磚墻外加保溫板的遼沈型日光溫室,目前各地推廣的日光溫室大部分都源于這兩種類型。
從上世紀(jì)80年代末期,我國(guó)北方以日光溫室為主體的保護(hù)地生產(chǎn)迅速發(fā)展起來(lái),極大地緩解了冬季蔬菜的供應(yīng),廣大農(nóng)民也因此取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,其中日光溫室功不可沒(méi)。日光溫室主要是寒季生產(chǎn)的保護(hù)地設(shè)施。建造的場(chǎng)地適宜、方位有利、構(gòu)型合理,溫光效果才能好,這是獲得良好的設(shè)施性能和高效益栽培的前提。
三、日光溫室的類型
日光溫室主要有壽光型、鞍山型、遼沈型,在這么多的日光溫室類型中,哪一種適合食用菌栽培呢?
什么型都是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)者自己起得名字,從專業(yè)角度上來(lái)說(shuō),我們基本按照日光溫室的受力骨架類型和墻體材料類型上來(lái)進(jìn)行區(qū)分。對(duì)于我們?cè)耘嗍秤镁挥每紤]采用哪種類型的日光溫室,只要根據(jù)自己方便施工的墻體和承重骨架就可以了。
從受力骨架類型上,可以分成竹木結(jié)構(gòu)的日光溫室,就是用竹竿作為溫室前屋面骨架;鋼結(jié)構(gòu)的日光溫室,就是用鋼筋、鋼管焊接成桁架結(jié)構(gòu)或者用幾字鋼等薄壁型鋼作為溫室前屋面骨架;鋼木混合結(jié)構(gòu)的日光溫室,就是用鋼結(jié)構(gòu)和竹木結(jié)構(gòu)混合使用作為溫室前屋面骨架。另外就是從墻體材料上,可以分為土墻結(jié)構(gòu)的日光溫室,就采用挖掘機(jī)或干打壘的方式,用土砌筑日光溫室的后墻;磚墻加外保溫結(jié)構(gòu)的日光溫室,就是采用復(fù)合砌筑的方式,砌筑磚墻外貼保溫板的形式作為溫室后墻;以及發(fā)泡混凝土、聚苯乙烯磚等新型保溫材料砌筑的日光溫室。從技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)看,采用裝配式熱鍍鋅鋼骨架作為受力結(jié)構(gòu),采用復(fù)合磚墻作為溫室墻體的日光溫室將是以后的發(fā)展方向。
四、日光溫室設(shè)計(jì),確定日光溫室5個(gè)重要參數(shù)
日光溫室設(shè)計(jì)之前,先要確定我們要建造溫室的5個(gè)重要參數(shù),跨度、高度、前后屋面角度、墻體的厚度、后屋面的水平投影長(zhǎng)度,這5個(gè)參數(shù)不是孤立的,其影響是相互的,幾個(gè)參數(shù)的共同作用決定了日光溫室的整體性能。
1、日光溫室的跨度
跨度是指日光溫室南側(cè)底腳至北墻之間的寬度。目前我國(guó)北方地區(qū),特別是北緯40°以北的寒冷地區(qū),日光溫室的跨度大多在8-9m之間,可以保證食用菌生長(zhǎng)有較為充裕的生長(zhǎng)空間和較為便利的作業(yè)條件。在北緯40°以南的冬季氣溫較高的地區(qū),為了增加溫室的有效食用菌栽培面積,可以將溫室的跨度適當(dāng)增加到10-12m。
李崇鑫(菇行天下)提醒東北的朋友,在設(shè)計(jì)日光溫室跨度的時(shí)候,一定不要為了追求栽培面積而采取較大的跨度,跨度大、高度小會(huì)導(dǎo)致采光升溫效果差,不利于冬季保溫。
2、日光溫室的高度
高度,是指日光溫室屋脊至地面的距離。一般情況下當(dāng)日光溫室的跨度、前屋面角度確定了,溫室的高度基本也就確定了。以8m跨的溫室為例,在北緯40°以南地區(qū),日光溫室高度取3.5-4m之間、北緯40°地區(qū),取4m;北緯40°以北地區(qū),取4.1-4.4m之間。
3、日光溫室的前后屋面角度
前后屋面角度,是包含前屋面角度和后屋面角度兩個(gè)參數(shù)。前屋面角是指從日光溫室南側(cè)底腳至屋脊最高點(diǎn)的連線與地平面的夾角。前屋面角是否合理,對(duì)于溫室的采光具有重要作用。前屋面角的確定方法是和建設(shè)地所在緯度是有緊密關(guān)系的,一般在北緯40°以南地區(qū),日光溫室前屋面角度取26-29°、北緯40°地區(qū),取30°;北緯40°以北地區(qū),取31-33°。
后屋面角指的是溫室后屋面與水平面的夾角,它決定了屋脊與后墻的高差。后屋面角最好要大于當(dāng)?shù)囟寥仗?yáng)高度角7-8°,后屋面角一般取40-40°。
4、日光溫室的墻體厚度
墻體厚度,墻體是日光溫室的重要組成部分,不僅起承重、隔熱的功能,也起著蓄放熱量的功能,即白天蓄積熱量,晚上釋放熱量。根據(jù)這個(gè)特性,最好采用復(fù)合模式來(lái)砌筑日光溫室,即內(nèi)側(cè)選用蓄熱系數(shù)大的建筑材料,外層選用導(dǎo)熱小的保溫材料。墻體的厚度是和冬季室外溫度有關(guān),室外溫度越低,相應(yīng)的墻體厚度就越大。目前通常采用37磚墻或50磚墻外貼250px厚、密度為20kg/m3的聚苯板的做法,這種墻體的優(yōu)勢(shì)是壽命長(zhǎng)、性能好,缺點(diǎn)是砌筑費(fèi)用稍微有點(diǎn)貴。所以有些地區(qū)的農(nóng)業(yè)種植者,選用土墻作為溫室的墻體,土墻的厚度也不是越厚越好,從蓄熱的角度來(lái)說(shuō)1m厚就足夠了,但從保溫的角度來(lái)說(shuō),還要在增加到2-3m左右。土墻的優(yōu)勢(shì)是造價(jià)低、性能也不錯(cuò),但缺點(diǎn)同樣很明顯,就是在降雨量比較大的、土質(zhì)黏結(jié)力不好的地區(qū),土墻容易坍塌。
5、日光溫室后屋面水平投影長(zhǎng)度
后屋面水平投影長(zhǎng)度主要是反映后屋面的長(zhǎng)短,在寒冷區(qū)域,后屋面水平投影長(zhǎng)度一般取溫室跨度的20%;在氣溫較高的地區(qū)后屋面水平投影就適當(dāng)短一些,控制在1米左右,有時(shí)甚至可以取消后屋面。
五、日光溫室的選址
選址要遵循5個(gè)原則,對(duì)于食用菌栽培的日光溫室選址就更為重要。
1、是地形開(kāi)闊,東、西、南三面無(wú)遮陽(yáng)。
2、是地下水位要低,土質(zhì)要疏松肥沃,沒(méi)有鹽漬化和其他污染。
3、是要避開(kāi)風(fēng)口、風(fēng)道。
4、是供電供水便利,道路暢通。
5、溫室周圍不能有養(yǎng)殖場(chǎng)、采石場(chǎng)等污染源或灰塵源。
場(chǎng)地選擇好后,要進(jìn)行合理的規(guī)劃布局,包括確定日光溫室的方位、間距。溫室的方位要求座北朝南,一般以正南比較多,在寒冷的地區(qū)可以適當(dāng)南偏西5-10°,這樣比較有利于下午溫室內(nèi)溫度的積累。溫室的前后排間距以冬至日上午10點(diǎn),前排溫室不對(duì)后排溫室構(gòu)成明顯遮光為準(zhǔn),通常我們按照脊高的1.5-2倍來(lái)設(shè)置,在北緯40°以北地區(qū),由于冬至日的太陽(yáng)高度角比較低,前后棟溫室的間隔要按照脊高的2.5倍來(lái)設(shè)置。
六、日光溫室的建造
1、日光溫室墻體建造
我們首先要定好一根正南方向的線,再在這根直線上拉一條東西向的垂線,這就是溫室的后墻線。然后根據(jù)設(shè)計(jì)溫室的大小定出溫室四角的角樁,并釘上木樁,作為標(biāo)記。拉線并用白灰撒出后墻、兩側(cè)山墻及整個(gè)溫室的線位。然后對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整,用水準(zhǔn)儀找平每棟溫室,確定正負(fù)零位。然后我們就可以砌墻了。
如果建設(shè)磚墻,就得做地基。墻體地基開(kāi)挖寬度要大于墻體寬度500px,深度達(dá)到當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵?,用素土夯?shí),然后以體積比為2∶8的灰土夯實(shí)墻基,夯實(shí)高度在375px以上,并在墻基上面鋪一層防水的塑料薄膜。溫室基礎(chǔ)用毛石或普通磚建造,用水泥砂漿砌成,然后再澆混凝土地圈梁,地圈梁配筋可直接在毛石或磚基礎(chǔ)上扎鋼筋骨架,在用混凝土澆灌地圈梁前,要對(duì)模板、鋼筋尺寸進(jìn)行檢查,清除雜物,將模板澆濕潤(rùn),分層澆灌,用人工搗實(shí),保證無(wú)蜂窩麻面,澆搗完畢后,應(yīng)將上部混凝土表面抹光,就可以砌磚了。砌磚前,要先將磚用水浸濕,在砌筑過(guò)程中每隔1m 砌一道橫向拉墻,使內(nèi)外兩層連成一個(gè)整體,在墻的頂部作一層圈梁,按照骨架安裝的位置,埋上預(yù)埋件。墻體砌筑時(shí)要砂漿飽滿,勾好磚縫,山墻按照溫室前屋面的形狀砌成半拱圓形。磚墻砌好后,在外側(cè)貼250px的聚苯板,密度要求在20kg/m3以上,最外面加一層鋼絲網(wǎng)砂漿面層作為保護(hù)。這樣一個(gè)磚加保溫材料的日光溫室墻體就砌筑完成了。
如果建設(shè)土墻,以前干打壘的施工工藝比較多,現(xiàn)在用的最多的是機(jī)打土墻的方式,就是用挖掘機(jī)、鏈軌式推土機(jī)進(jìn)行機(jī)械化建造。首先把溫室20-750px處耕作層的熟土取出來(lái),堆放到溫室南側(cè),待墻體建完后回填。然后用挖掘機(jī)取土筑墻,每增加750px用推土機(jī)反復(fù)碾壓幾遍,壓緊夯實(shí),一直建設(shè)到預(yù)定的高度,再用挖掘機(jī)切削成上窄下寬的形狀,傾斜度在15度左右,然后在墻頂作一層圈梁。山墻和后墻連接處采用山墻包后墻的方式。為了保護(hù)土墻不受雨水的侵蝕,通常會(huì)在土墻外側(cè)包裹一層舊棚膜或保溫被,有時(shí)也會(huì)外砌一層磚墻進(jìn)行保護(hù)。這種機(jī)打土墻的施工速度很快,1個(gè)作業(yè)機(jī)組一天可以完成1個(gè)100延米長(zhǎng)的日光溫室墻體。
2、安裝日光溫室受力骨架
骨架是日光溫室的受力構(gòu)件,骨架的選擇和安裝對(duì)溫室結(jié)構(gòu)的安全性非常重要,我們經(jīng)??梢月?tīng)到大雪把溫室壓塌的新聞,其中很大一部分就是骨架的承載力不夠或安裝不合適造成的。
如果采用鋼結(jié)構(gòu)骨架,除了部分薄壁型鋼骨架可以預(yù)制外,大部分還是需要自行焊接的。一般骨架的上弦選用φ32或φ35鍍鋅鋼管,下弦為φ12鋼筋,中間用φ8或10鋼筋作為腹桿拉花。骨架加工好后就可以安裝了,將骨架的前端和溫室前低腳位置上的預(yù)埋件相焊結(jié),后端和后墻圈梁上的預(yù)埋件焊結(jié),骨架間距可以設(shè)為1或1.2m一榀,骨架中間用3-4道鍍鋅鋼管縱向通長(zhǎng)連接,在屋脊處用50 mm×50 mm的角鐵焊接縱向相聯(lián),角鐵缺口朝向后屋面,在后屋面的東西方向上,也要焊2-3道角鐵作為支撐。這樣,整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)骨架就安裝完畢了,安裝時(shí)要保證所有骨架的高度、角度應(yīng)一致,焊接要牢固。
如果采用鋼木混合結(jié)構(gòu)的骨架,其中的鋼骨架一般用鋼管彎制而成,安裝間距通常為3-4m,中間每半米用竹竿作為骨架。東西方向上,從骨架前端一直到后屋面,每30-1000px拉一道鐵絲,這樣增加骨架的整體穩(wěn)定性,鐵絲在山墻上匯集,連上地錨埋到土里。同時(shí)為了加強(qiáng)骨架的承載力,會(huì)在鋼骨架下設(shè)2-3排柱子作為支撐。這種骨架的優(yōu)勢(shì)就是造價(jià)便宜,缺點(diǎn)就是竹竿每2-3年需要更換,須要經(jīng)常維修。
3、建造日光溫室的后屋面
后屋面主要是保溫作用,因此對(duì)保溫的要求比較高。后屋面的通常做法呢,是采用多層結(jié)構(gòu),從室內(nèi)向室外,應(yīng)該設(shè)有承重層、保溫層和防水層。首先用50px的厚木板或混凝土板搭放在后屋面骨架上作為承重層,然后鋪上30-1250px后的秸稈或爐渣作為保溫層,外面再用水泥抹面、鋪上防水卷材作為防水層。
現(xiàn)在新的做法呢是選用375px的輕質(zhì)復(fù)合保溫板直接鋪設(shè)在后屋面上,保溫板之間用建筑膠粘結(jié)。保溫板上用水泥砂漿抹面,水泥砂漿上用防水卷材處理。這種保溫性也比較好,而且施工簡(jiǎn)單。
后屋面施工的總體要求是,要保證整個(gè)后屋面頂部呈南高北低平緩的斜坡,坡面平整無(wú)縫,注意不能讓雨、雪滲入后屋面。
4、修建防寒溝
那是防寒溝,使阻隔溫室內(nèi)部的土壤向室外放熱的。一般的做法是在溫室前低腳外側(cè)250px處,順東西方向開(kāi)挖深一個(gè)0.8m,寬0.3-0.5m的溝,將干草、舊巖棉等保溫材料用舊棚膜包裹后埋入,有條件的,也可緊挨前腳內(nèi)側(cè)挖750px寬、深大于當(dāng)?shù)貎鐾翆拥臏希瑢⑺芰吓菽逵帽∧す〔⒆鞣浪幚砗舐袢霚蟽?nèi),這樣就可以起阻隔熱量散失的作用。
5、安裝溫室薄膜
我們要選用透光性好,抗老化的無(wú)滴膜作為溫室前屋面的棚膜。在安裝時(shí),采用3塊薄膜覆蓋的方式,在前屋面骨架的頂部和前底腳,覆蓋2塊小薄膜,中間覆蓋1塊大薄膜,兩塊膜的連接處可扒縫通風(fēng)。膜東西向長(zhǎng)度要比溫室長(zhǎng)2米,南北向?qū)挾纫凑涨拔菝婀羌艿幕¢L(zhǎng),多60-2000px,就是在兩塊膜的搭接處,留30-1000px的重疊。
安裝時(shí)應(yīng)該選擇無(wú)風(fēng)晴天的上午,從骨架前底角處,先覆蓋1.5m的薄膜,下部留750px寬,以備埋入土中固定,東、西方向拉緊膜后,用卡簧卡在山墻的卡槽內(nèi)固定,將下部埋在土中。然后用同樣的方法,將中間的那塊大膜東西向拉緊,下方壓在下面的薄膜上,重疊750px,將2塊薄膜的活動(dòng)側(cè)每隔3-4m用細(xì)鐵絲固定在骨架上。最后覆蓋最上面幅寬1.5 m 膜,使其下邊與中間薄膜重疊30 cm。鋪設(shè)薄膜后用專用壓膜線在各骨架間進(jìn)行壓膜、固定。這樣覆膜工作也就完成了。
6、安裝保溫被和卷簾機(jī)
保溫被起著阻止溫室夜間向外散熱的作用,因此,選擇好的保溫被對(duì)提高夜間溫室內(nèi)的溫度具有重要作用。在選擇保溫被上,應(yīng)該找保溫效果好、防水性能好、耐用、安裝方便的。保溫被一般是從溫室前底角處開(kāi)始安裝,重量在1kg/m2的保溫被,建議中間的卷軸用DN50的鋼管,重量在2 kg/m2以上的保溫被,卷軸的直徑也要相應(yīng)的增加。在卷簾機(jī)方面,現(xiàn)有后置上拉式、前置卷軸上推式、側(cè)置卷軸上推式和軌道式四種類型,他們的安裝方式各不相同,我們要根據(jù)溫室的長(zhǎng)、寬、高和保溫被的質(zhì)量,選擇適宜的卷簾機(jī)的類型和功率,我們建議選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的卷簾機(jī),一方面質(zhì)量有保障,另一方面有比較詳細(xì)的安裝、使用說(shuō)明,我們可以直接根據(jù)安裝說(shuō)明,一步一步的組裝卷簾機(jī)。
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