国内外设施研究现状-孙鑫.docx

国内外设施研究现状 孙鑫 1 绪论 塑料大棚是一种简易的保护地栽培设施，由于其结构简单，耗材较少，使用方便等优势在我国设施农业领域中占有很大比重，尤其在我国北方地区，能够在早春和晚秋淡季生产鲜嫩蔬菜，它能够缓解蔬菜淡季的供求矛盾，具有显著、巨大的社会效益和现实的经济效益。而大跨度塑料大棚在此基础上增加了设施的高跨比，切实提高了土地利用率和作物产量，具有良好的推广价值。由于塑料大棚本身具有早春和晚秋的生产能力，所以本研究对塑料大棚的夏季耐高温能力、冬季抗低温能力、结构稳定性以及作物产量进行了相关分析，并建立了塑料大棚的温度数值模型，为塑料大棚的发展提供理论基础和技术参考。 1.1 国内外研究现状 1.1.1 国内外设施研究现状 国外温室的起源可以追溯到古罗马时期，据罗马哲学家塞内卡记载，利用透明的云母片覆盖黄瓜可以使之提早成熟。在 19 世纪初，欧洲各国纷纷建立简易温室用于生产水果和蔬菜， 英国首先致力于温室加热设备的研究以及通过改变温室坡度改变温室采光量的研究。随着设施园艺的发展，在 20 世纪 60 年代以后在世界得到了大面积推广（Yo ram A.，1992；Leonardi C at el.，2010）。目前国外的设施产业以现代化、大型化玻璃连栋温室以及塑料拱棚为主，较为发的国家有荷兰、以色列、日本、美国等。欧洲的设施园艺行业以荷兰为首，大型化提高了土地利用率，自动化程度和生产效率高，据统计荷兰目前的现代化玻璃温室有 1.6hm2，是世界玻璃温室面积的 1/4，而其温室蔬菜总产值也占到了全国蔬菜产值的 3/4（吴坚，2006；Montero J I，2009）。以美国为首的美洲地区国家大多以塑料薄膜温室为主，据不完全统计，美国的设施园艺面积达到了 2.2 万 hm2，以设施花卉为主（丁小明等，2016），由于在美国投资设施栽培的企业实力均比较强，所以美国农场的面积多在 30hm2 以上，生产呈规模化，从种质资源的选育、定值，到生产过程中的环境调控、病虫害防控，最后商品化处理普遍实现自动化控制，提高了园艺产物的生产效率（Davis P A，2016；Janke R R，et al.，2017）。在亚洲地区，日本设施园艺的发展要领先于其他国家，截至目前，日本的设施园艺面积达到了 6.27 万 hm2，主要以塑料拱棚为主，用于蔬菜、果树和花卉生产，占比分别为 69.1、15.7和 15.2（農林水產省，2011）。日本的无土栽培技术世界领先，广泛使用岩棉、椰糠等固体基质和深液流、营养液膜等水培方式进行栽培，通过对光、温、水、气、肥的控制实现了园艺作物高效生产。随着对温室结构的深入研究，逐步淘汰中小型拱棚，推广大型双屋面温室以及连栋塑料大棚（Nukaya A，2010），极大的提高了土地利用率和作物产量。 塑料大棚占我国温室面积的 66.7，由于其成本较低、建造简单等优点在我国得到了广泛推广，国内学者为探究塑料大棚的环境性能和结构稳定性做了大量试验，鲍恩财（2015）研究了双层拱架塑料大棚的冬季保温效果，结果表明双层拱架塑料大棚的保温效果与采光能力较常规棚更优越；陈斌（2016）对桁架拱塑料大棚的受力以及灌浆加固进行了相关研究；魏鑫（2016）对宁夏 8-20m 跨度塑料大棚进行了环境测试与分析，结果表明 20m 跨度塑料大棚在冬春季节具有明显环境优势。随着对塑料大棚的深入研究，大型化的优势逐渐体现出来，李胜利（2008）研究了跨度 20m、长度 100m的巨型塑料大棚内部环境因子的变化规律，指出巨型塑料大棚较常规塑料大棚的保温性能、采光能力强，土地利用效率高；武莹等（2019）对不同跨度的非对称塑料大棚进行环境因子变化规律的研究，结果表明 18m 跨度双层塑料大棚能够显著提高气温和土壤温度，采光性能较好且大大提高了土地利用效率；董晓星等（2018）阐述了河南地区大跨度塑料大棚设计原理，大棚为全透光，通风口设置为顶部通风和侧面通风并施加外覆盖，结果表明夏季通风效果良好可应用于生产。 国外的设施水平要领先于国内，由于气候、政策的不同，目前国外学者的研究对象大多以大型连栋智能型温室为主，而国内则是以智能水平较低的日光温室、塑料大棚为主，我们要学习吸取国外学者的研究经验与方法，而不是一律的照搬。设施大型化是当代设施行业的发展趋势，近年来国内出现许多大型化塑料大棚和日光温室，但对其内部环境因子的调控、栽培技术的智能化以及结构的优化等方面研究还较少，我们应该积极学习、引进国外的先进技术设备和试验方法，因地制宜，合理的进行我国设施园艺的科学研究。