持续降雨对下沉式日光温室的危害及对策建议

2017年9月下旬以来，河南省大部分地区持续阴雨天气，很多地区降水达 30 d（天）以上。持续降雨对多地日光温室蔬菜生产造成了很大危害，特别是下沉式土墙日光温室受损更为严重，导致不同程度的墙体坍塌、棚面损坏、作物受淹等。受灾温室当茬作物每667 m2直接损失大多在2万元以上，再加上棚体结构被破坏，损失更大。为详细了解灾情，以便采取科学的防治对策，笔者赴受灾最严重的驻马店上蔡县黄埠镇南王楼村进行了详细调研，通过对下沉式日光温室整体使用情况的分析，提出几点对策建议。1 持续降雨对下沉式日光温室造成的危害调研的下沉式日光温室位于驻马店市上蔡县黄埠镇南王楼村。温室东西向长 103m、跨度 13.8m、脊高 5.6 m、下沉 0.9 m，后墙为机打厚土墙，温室外墙高 3.6 m，顶宽 3 m、底宽 5 m。日光温室内设4 排钢管立柱，用于支撑前屋面骨架的主拱杆，立柱下方设有混凝土基础。前屋面骨架为琴弦式结构，其主、副拱杆均为钢管，沿屋面东西方向设有多道铁丝。主拱杆间距 3 m，副拱杆位于两榀主拱杆之间，间距 0.5m。室内种植作物为番茄。1.1 调研日光温室受损情况 调研的日光温室内有大量积水，番茄秧苗萎蔫，温室土墙、立柱和前屋面骨架出现不同程度的损坏。虽然温室业主已在室内挖了数道沟槽，并安装了水泵向室外排水，但排水效果并不理想（图1-a）。温室土墙被破坏的部位主要发生在靠近温室内侧的土墙底部，土墙底部出现明显的吸水坍塌现象，墙面出现严重裂缝（图1-b）。局部浸泡严重的部位，土墙甚至发生整体坍塌，塌落的夯土块将附近的部分立柱砸弯（图 1-c、d），并间接导致温室内部分立柱出现倾斜，骨架拱杆与立柱连接脱落（图 1-e），屋面骨架向南发生偏移（图 1-f）。1.2 日光温室受损原因分析 长时间的降雨导致土壤整体地下水位升高，由于温室地面下沉太深，水直接从地下渗了出来；另一方面，温室间距太小，且四周缺乏有效的排水沟，屋面流下的水大量倒灌进入温室内。农户没有及时采取抽水和外排措施，温室内长时间大量积水，导致土壤粘结力下降，墙根处夯土强度减小，造成温室内侧的土墙底部出现坍塌，并引发日光温室受损。农户在建造温室时，为了节约成本，后墙基本上没有做牢固的基础，大量积水使后墙基部松软，逐渐塌陷，后坡失去支撑而变形；另一方面，温室中部和前面的立柱地基有的松软，有的下陷，造成温室前屋面变形，使雨水在棚面形成水兜，长时间李胜利，教授，主要从事设施蔬菜教学与研究工作，电话0371-63579623，E-收稿日期2017-10-30；接受日期2017-12-20基金项目河南省现代蔬菜产业技术体系专项（S2010-03-G03）持续降雨对下沉式日光温室的危害及对策建议李胜利1李 明2张 涛1〔1河南农业大学园艺学院，河南郑州 450002；2中国农业大学水利与土木工程学院，农业部设施农业工程重点（综合）实验室，北京100083〕下沉式土墙日光温室存在土地利用率低、耕层土壤破坏严重、结构安全性能较差以及机械化作业适应性较低等弊端，生产上不应盲目发展。采用新型日光温室，可提高农业设施抗御自然灾害的能力，降低生产风险。83新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控 栽培管理中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES2018（3）83-85的压力导致温室骨架弯曲，这是温室受损的主要原因。根据温室业主描述，调研的日光温室在2016年施工时就出现了大量的渗水现象，导致施工停滞，2017年4月才重新开始建造。该描述也佐证了调研温室出现大量积水的原因。此外，温室业主表示调研温室耕作土壤下方为流沙土，土壤承载力较差，这也解释了为何温室下方设有混凝土独立基础的立柱会出现不同程度的倾斜。2 对当地日光温室发展的建议2.1 下沉式土墙日光温室不应盲目发展 下沉式土墙日光温室虽然具有保温蓄热性能好、成本低廉等优点，但从目前使用情况来看仍然存在许多弊端。就建造而言，首先，下沉式土墙日光温室占地面积大，土地利用率极低，仅在40左右（韩太利和魏家鹏，2010）；其次，下沉式土墙日光温室墙体用土量过大，耕层土壤破坏严重，土壤利用不科学，如果今后不再使用该类型日光温室，恢复土地原貌和地力所需的成本较大；第三，土墙日光温室室内下挖后，地势较周边降低，尤其在出现连续雨雪天气后，温室屋面集水和园区汇水全部汇集在温室前屋面处排不出去，则会出现温室倒灌现象，严重时发生墙体坍塌。就种植户使用情况而言，一方面，下沉式土墙日光温室多采用立柱来提高温室的承载能力，不利于机械化作业，增加了农事操作难度；另一方面，下沉式土墙日光温室墙体外表面长期暴露在自然环境中，受风吹、日晒、雨淋以及冻胀等作用，表面土层很容易风化、流失，直接影响墙体结构的强度和耐久性，种植户需要经常修复和保护墙体，势必会增加用工量。由于下沉式厚土墙日光温室土地利用率低、对耕地层破坏严重、结构安全性能较差和机械化作业适应性较低等问题日益凸显，因此生产上不应盲目发展。根据上述分析，调研日光温室主体结构已经发生较大损坏，存在多处安全隐患，建议废弃，重新择址并设计建造适于驻马店地区的新型日光温室。2.2 发展适宜当地的新型日光温室 近年来随着科技的发展，日光温室已逐渐向着大型化、结构轻简化、蓄放热主动化方向发展（高文波 等，2015），新型温室更适宜大规模的标准化建造和机械化作业，更能满足我国现代农业的发展需求。① 大跨度外覆盖式塑料大棚。大跨度外覆盖式塑料大棚由隔热基础、骨架、立柱、通风口和保温被等构成（图2），具备一定的结构稳定性、保温性能和通风降温性能。该类型大棚跨度 20m，长100m，单栋占地面积 2 000m2，每平方米造价 100图 1 日光温室受损情况a 日光温室内积水情况d 日光温室局部坍塌的土墙及被砸弯的立柱b 日光温室土墙裂缝e 拱杆与立柱连接处受损c 日光温室局部坍塌的土墙f 前屋面骨架向南侧位移84新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控 栽培管理中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES元左右。冬春季节生产棚内设 2 层简易保温覆盖，棚外覆盖保温被。在河南省豫北地区，采用该类型大棚生产果菜类蔬菜 1 月下旬即可定植，3 月下旬产品上市。与日光温室相比，土地利用率提高了30 以上，光照性能大幅度提高，极大改善了早春后设施内通风和降温性能；与塑料大棚相比，显著提高了保温性能，产品可提早上市 50 d（天）左右（李胜利，2017）。图 2 大跨度外覆盖式塑料大棚剖面示意图② 装配式双屋面日光温室。装配式双屋面日光温室是由陕西省神木县园艺站设计的一种无后墙的双屋面日光温室（图 3）。温室跨度为 12～14m，高 3.7～4.7m，采光角度大于 33。通过扩大室内地面蓄热提高温室保温性能，配套地下防寒隔热、多层保温和水热交换技术增强保温性。该温室建造成本比当地推广的砖墙温室降低 39.6，比寿光式土墙温室降低 9.2，土地利用率提高 30 以上（苏雄和李建明，2015）。2.3 完善农业保险，降低日光温室运行风险 与民用建筑相比，日光温室建造的标准水平和施工质量较低，抗御自然灾害的能力较弱。尤其是近年来雾霾天气频发，即使对日光温室进行了较好的保温蓄热改造，但在遭遇连续雾霾天气的情况下，也会因为温室日间蓄热不足而导致室内温度不高，光照较弱，蔬菜生长受抑制，严重时还会造成温室内蔬菜绝收。再加上鲜嫩蔬菜保存时间有限、贮藏运输较困难、市场价格浮动大、供求矛盾转化快等问题，当自然灾害发生时，保险企业或投保人都无法单独承受巨大的风险。因此，有关部门要探索有效的防范措施，加大日光温室风险补偿力度，建立市场风险补偿机制，完善灾后风险转移分摊机制，降低设施农业的生产风险和市场风险，支持保险企业开展设施蔬菜的保险服务，帮助生产者参加各种保险，对参保农户给予适当的补贴，保护农户的生产积极性（李树新， 2013）。2.4 加强温室社会化服务，重视日光温室管理维护 长期以来我国日光温室存在着“重建设、轻维护”的现象，日光温室建设者不承担日光温室的日常维护管理工作，而实际使用者往往又缺乏相关维护知识，且缺少相关专业设备，导致日常的日光温室维护管理工作缺失，日光温室使用寿命较短，光热效果较差，很难发挥预期效果。针对上述问题，应加强日光温室改造的宣传工作，普及有关日光温室改造的相关知识，调动农民积极性；扶持有资质的日光温室建造企业开展相关改造工程，构建日光温室社会化服务产业体系，由专业人员根据日光温室实际情况提出改造方案，并开展改造作业；同时还应严格管理改造日光温室的材料和施工质量（郭玉珍 等，2010），确保改造质量能有效延长日光温室的使用寿命。参考文献高文波，张勇，邹志荣，孙亚琛．2015．主动采光蓄热型日光温室性能初探．农机化研究，（7）181-186．郭玉珍，赵亮，丁明元，谢国栋．2010．非耕地半地下式日光温室的建造与应用．中国蔬菜，（11）52-53．韩太利，魏家鹏．2010．寿光新型日光温室的结构特点与推广应 用．中国蔬菜，（13）7-9．李胜利．2017．新形势下蔬菜产业种植环节发展探讨．中国瓜菜，30（11）40-44．李树新．2013．设施大棚保险现状及发展对策．现代农业科技， （5）349-351．苏雄，李建明．2015．装配式双屋面日光温室芝麻蜜甜瓜早春促成栽培技术．中国蔬菜，（1）73-75．图 3 装配式双屋面日光温室截面图大于立春太阳高度角前屋面后屋面后室前室走道水池85新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控 栽培管理中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES