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近年来,以山东寿光五代温室为代表的下挖式机打土墙结构日光温室,由于建造成本低、建设周期短、保温性能好等优点,在北方地区广大农村,甚至一些科技示范园大面积推广,受到农民和生产企业的欢迎。
但这种形式温室由于土地利用率低、墙体建造对土壤耕作层的破坏大,给未来土壤的恢复和改良带来很大的困难。因此,不论在生产实践中,还是在学术研究领域,反对和批评这种温室形式的声音伴随其建设在一直延续不断。
笔者在山东济南平阴县考察,发现了一种开发利用寿光五代温室后墙的新方法,即在后墙内开洞种植食用菌。这种方法虽然从根本上没有解决寿光五代温室存在的弊端,但有效地提高了建设用地的土地利用率和种植的生产效益,且基本不影响温室的保温和蓄热,仍不失为一种有效的温室结构改良方法。介绍给大家,以供参考。
基本原理
典型的寿光五代日光温室,由于后墙采用机打土墙结构,为保证机械操作的安全性,墙体厚度一般基部在6.0~7.0 m(不小于4.0 m),顶部在3.0~4.0 m(不小于1.5 m),高度在3.0 m以上(不低于2.8 m)。
另一方面,从温室保温蓄热的角度讲,墙体厚度只要超过“当地冻土层厚度 1.0 m”1,再增加墙体厚度对温室保温蓄热基本没有影响,相反却增加了很多土方量,造成建设成本的增加和对建设用地的破坏。
统筹考虑以上两个方面的因素,将日光温室的后墙做成空心墙,直观地讲,只要保证空心层两侧的土层厚度总和达到或超过“当地冻土层厚度 1.0 m”的要求,对温室的保温蓄热性能就不会造成影响。而空心墙的内部空间由于不采光,且得到两侧土壤的保温,正好能够形成一种恒温、高湿的黑暗环境,是食用菌生产的理想场所,如图1、图2。
生产实践中,根据日光温室后墙的具体厚度,只要保证空心夹层的宽度在2.0 m以上,高度在1.8 m以上,即能满足生产食用菌的基本空间要求。
建造方法
由于要在后墙内建造空心层,形成食用菌生产空间(一般要求食用菌生产空间的跨度在2.2~2.5 m之间,脊高1.8 m),所以,如果用传统的土墙机打建造方法,需要在墙体打造完成后再用挖窑洞的方法在后墙内打洞形成食用菌栽培室。但具体实践中由于土壤团粒的组分和结构不同,很多机打土墙的强度不一定能满足挖窑洞的安全生产要求,所以这种施工方法在生产中基本不可行。
一般的建造方法是按照传统的机打土墙的方法,先将日光温室的后墙和两堵山墙打造完成后,再裁切后墙,保持后墙的厚度在1.0~1.2 m。后墙在日光温室内侧按照传统的日光温室建造要求墙体裁切成80°左右的坡度;后墙的外侧,尽量裁切为直立墙壁。在离开后墙30~50 cm的位置(施工空间)用砖砌筑食用菌栽培室,如图3。需要特别强调的是,为了保证食用菌栽培室的屋顶在砌筑过程中的安全,一般需要自制一个模具,按照合理拱轴线的要求,使栽培室屋顶成为一个受压曲面。当然,食用菌栽培室的屋面也可以做成平顶结构,但需要对支撑平顶屋面的梁板进行强度验算,以保证结构的安全性。
食用菌栽培室建造完成后,再在栽培室的两侧和屋顶填土,压实。一般,要求栽培室屋面的土层厚度最小应保持1 m,外侧墙的培土厚度达到当地冻土层厚度。
食用菌种植的效益分析
在上述建造的食用菌栽培室中,可种植的食用菌品种有平菇、双孢菇、杏鲍菇、金针菇、鸡腿菇等多种。种植基质也根据各地的资源条件选择玉米芯、棉籽皮等添加发酵的有机肥等配置而成。这里介绍一种鸡腿菇的基质配料,即用酒糟 生石灰。这种基质在鸡腿菇种植完毕后还可以用作畜牧养殖的饲料、农业生产的肥料、家庭或工业用燃料、沼气发酵的原料,也可以用作盆栽花卉的基质、工厂化蔬菜或花卉育苗的基质等,实现农业资源的循环利用,具有良好的生态效益。
鸡腿菇种植采用直径 30 cm塑料钵盛装基质,一般每钵盛装基质7.5 kg(基质中加15%~20%的菌种培养基。一般,鸡腿菇的菌种培养基可用金针菇的基质废料),每平方米摆放9 个栽培钵,一年生产3 茬,每茬产量可达20 kg/m2,1 栋100 m长的温室,食用菌种植面积按200 m2计算,全年食用菌产量可达10 吨,其食用菌生产效益甚至还要高出温室生产蔬菜的效益,经济效益十分可观。
结论与建议
将机打土墙结构日光温室的后墙改造为空心墙体,进行食用菌生产,具有较好的经济、社会和生态效益,在条件允许的地方具有较好的推广价值,但相比传统的机打墙体,后墙建造时间相对延长,建造成本也相对提高,其建造墙体的核心竞争优势几乎消失。
此外,由于这种建造方式仅是一种探讨性的实践,目前对空心墙结构对日光温室内环境的影响尚没有系统的研究;空心墙两侧培土厚度对空心夹层中的食用菌生产环境的影响更是知之甚少;在室外环境条件下,这种结构的热质传递机理会发生怎样的变化,诸如此类的问题尚需要进行系统的理论研究和实践验证,以便提出规范化的建设理论体系和建设标准,为生产建设提供可靠的技术保障。
*公益性行业(农业)科研专项:现代农业产业工程集成技术与模式研究(200903009);
公益性行业(农业)科研专项:适合西北非耕地园艺作物栽培的温室结构与建造技术研究与产业化示范(201203002)。
但这种形式温室由于土地利用率低、墙体建造对土壤耕作层的破坏大,给未来土壤的恢复和改良带来很大的困难。因此,不论在生产实践中,还是在学术研究领域,反对和批评这种温室形式的声音伴随其建设在一直延续不断。
笔者在山东济南平阴县考察,发现了一种开发利用寿光五代温室后墙的新方法,即在后墙内开洞种植食用菌。这种方法虽然从根本上没有解决寿光五代温室存在的弊端,但有效地提高了建设用地的土地利用率和种植的生产效益,且基本不影响温室的保温和蓄热,仍不失为一种有效的温室结构改良方法。介绍给大家,以供参考。
基本原理
典型的寿光五代日光温室,由于后墙采用机打土墙结构,为保证机械操作的安全性,墙体厚度一般基部在6.0~7.0 m(不小于4.0 m),顶部在3.0~4.0 m(不小于1.5 m),高度在3.0 m以上(不低于2.8 m)。
另一方面,从温室保温蓄热的角度讲,墙体厚度只要超过“当地冻土层厚度 1.0 m”1,再增加墙体厚度对温室保温蓄热基本没有影响,相反却增加了很多土方量,造成建设成本的增加和对建设用地的破坏。
统筹考虑以上两个方面的因素,将日光温室的后墙做成空心墙,直观地讲,只要保证空心层两侧的土层厚度总和达到或超过“当地冻土层厚度 1.0 m”的要求,对温室的保温蓄热性能就不会造成影响。而空心墙的内部空间由于不采光,且得到两侧土壤的保温,正好能够形成一种恒温、高湿的黑暗环境,是食用菌生产的理想场所,如图1、图2。
生产实践中,根据日光温室后墙的具体厚度,只要保证空心夹层的宽度在2.0 m以上,高度在1.8 m以上,即能满足生产食用菌的基本空间要求。
建造方法
由于要在后墙内建造空心层,形成食用菌生产空间(一般要求食用菌生产空间的跨度在2.2~2.5 m之间,脊高1.8 m),所以,如果用传统的土墙机打建造方法,需要在墙体打造完成后再用挖窑洞的方法在后墙内打洞形成食用菌栽培室。但具体实践中由于土壤团粒的组分和结构不同,很多机打土墙的强度不一定能满足挖窑洞的安全生产要求,所以这种施工方法在生产中基本不可行。
一般的建造方法是按照传统的机打土墙的方法,先将日光温室的后墙和两堵山墙打造完成后,再裁切后墙,保持后墙的厚度在1.0~1.2 m。后墙在日光温室内侧按照传统的日光温室建造要求墙体裁切成80°左右的坡度;后墙的外侧,尽量裁切为直立墙壁。在离开后墙30~50 cm的位置(施工空间)用砖砌筑食用菌栽培室,如图3。需要特别强调的是,为了保证食用菌栽培室的屋顶在砌筑过程中的安全,一般需要自制一个模具,按照合理拱轴线的要求,使栽培室屋顶成为一个受压曲面。当然,食用菌栽培室的屋面也可以做成平顶结构,但需要对支撑平顶屋面的梁板进行强度验算,以保证结构的安全性。
食用菌栽培室建造完成后,再在栽培室的两侧和屋顶填土,压实。一般,要求栽培室屋面的土层厚度最小应保持1 m,外侧墙的培土厚度达到当地冻土层厚度。
食用菌种植的效益分析
在上述建造的食用菌栽培室中,可种植的食用菌品种有平菇、双孢菇、杏鲍菇、金针菇、鸡腿菇等多种。种植基质也根据各地的资源条件选择玉米芯、棉籽皮等添加发酵的有机肥等配置而成。这里介绍一种鸡腿菇的基质配料,即用酒糟 生石灰。这种基质在鸡腿菇种植完毕后还可以用作畜牧养殖的饲料、农业生产的肥料、家庭或工业用燃料、沼气发酵的原料,也可以用作盆栽花卉的基质、工厂化蔬菜或花卉育苗的基质等,实现农业资源的循环利用,具有良好的生态效益。
鸡腿菇种植采用直径 30 cm塑料钵盛装基质,一般每钵盛装基质7.5 kg(基质中加15%~20%的菌种培养基。一般,鸡腿菇的菌种培养基可用金针菇的基质废料),每平方米摆放9 个栽培钵,一年生产3 茬,每茬产量可达20 kg/m2,1 栋100 m长的温室,食用菌种植面积按200 m2计算,全年食用菌产量可达10 吨,其食用菌生产效益甚至还要高出温室生产蔬菜的效益,经济效益十分可观。
结论与建议
将机打土墙结构日光温室的后墙改造为空心墙体,进行食用菌生产,具有较好的经济、社会和生态效益,在条件允许的地方具有较好的推广价值,但相比传统的机打墙体,后墙建造时间相对延长,建造成本也相对提高,其建造墙体的核心竞争优势几乎消失。
此外,由于这种建造方式仅是一种探讨性的实践,目前对空心墙结构对日光温室内环境的影响尚没有系统的研究;空心墙两侧培土厚度对空心夹层中的食用菌生产环境的影响更是知之甚少;在室外环境条件下,这种结构的热质传递机理会发生怎样的变化,诸如此类的问题尚需要进行系统的理论研究和实践验证,以便提出规范化的建设理论体系和建设标准,为生产建设提供可靠的技术保障。
*公益性行业(农业)科研专项:现代农业产业工程集成技术与模式研究(200903009);
公益性行业(农业)科研专项:适合西北非耕地园艺作物栽培的温室结构与建造技术研究与产业化示范(201203002)。