棚室冬季提高棚内温度的重点措施

发布时间:2026-01-09 06:56  浏览量:10

在设施农业生产体系中,棚室栽培是突破季节限制、实现果蔬反季节供应的核心模式。冬季低温寡照的气候特征,易导致棚室环境热量收支失衡,不仅会抑制作物根系吸收与光合作用效率,还会诱发冻害、弱苗等生理性病害,严重影响产量与品质。因此,采取科学高效的增温保温措施,构建稳定适宜的棚内微气候,是冬季棚室生产管理的重中之重。本文从棚体结构优化、覆盖保温强化、主动增温调控、栽培管理协同四个维度,系统阐述棚室冬季提高棚内温度的关键技术措施,为设施农业冬季稳产提质提供技术支撑。

一、 优化棚体结构,筑牢热量留存基础

棚室的结构设计直接决定其采光蓄热与保温性能,冬季增温需从棚体建设与改造入手,减少热量散失通道,提升自然蓄热能力。

(一) 合理规划棚体参数

1. 棚型选择与尺寸设计:北方寒冷地区优先选用日光温室,其单坡面结构可最大化利用冬季太阳辐射能;棚室跨度以8~10m为宜,脊高控制在3.5~4.5m,过低会导致棚内空间狭小、热量易积聚于顶部,过高则增加散热面积与建造难度。墙体厚度需达到1.5~2m,采用黏土、砖石或聚苯乙烯泡沫板等保温性能优异的材料砌筑,实现“厚墙蓄热”效果。南方地区冬季气温相对较高,可选用钢架大棚,但需增加保温层设计。

2. 采光角度优化:日光温室的前屋面角是影响采光效率的核心参数,需根据当地纬度计算最佳倾角,一般纬度每增加1°,前屋面角相应增加0.8°~1°,确保冬至日正午太阳光线与棚面垂直,最大化吸收太阳辐射热量。同时,前屋面采用弧形设计,减少积雪堆积,避免棚体承压损坏,同时提升光线反射均匀度。

(二) 强化棚体密封性能

1. 缝隙封堵处理:棚膜破损、门帘缝隙、通风口密封不严是冬季热量散失的主要途径。需定期检查棚膜,对破损处用专用胶带修补或更换;棚室门口设置双层缓冲门帘,内侧加装保温被,外侧悬挂防风帘,形成“双门保温”屏障;通风口安装卡槽式密封胶条,关闭后压紧压实,防止冷空气渗入。

2. 土壤侧壁保温:棚室前沿土壤易受外界低温侵袭,导致棚内近地面温度降低。可在棚室外前沿开挖宽30cm、深50cm的防寒沟,填充秸秆、锯末、珍珠岩等疏松保温材料,压实后覆土封严,阻断土壤横向散热,提升棚内底层温度。

二、 强化覆盖保温措施,减少棚内热量散失

覆盖保温是冬季棚室被动增温的核心手段,通过多层覆盖形成空气隔热层,降低棚内外热量交换速率,实现夜间保温蓄热。

(一) 棚膜选择与覆膜技术

1. 选用高透光保温棚膜:冬季棚膜需兼顾透光性与保温性,优先选择PO膜或EVA多功能复合膜,此类棚膜具有透光率高(≥90%)、雾度低、耐老化的特点,且添加了红外线阻隔剂,可减少棚内热量以红外线形式向外辐射散失。避免使用普通PVC膜,其透光率衰减快,保温性能差。

2. 双膜覆盖技术:在棚室主棚膜下方加装一层内膜,内膜选用厚度0.06~0.08mm的聚乙烯薄膜,与主棚膜间距保持20~30cm,形成空气隔热层,可使棚内夜间温度提升2~3℃。内膜通过卡槽或绳索固定,便于白天卷起通风透光,夜间展开保温。

(二) 多层覆盖保温体系构建

1. 棚外覆盖保温:夜间在棚室前屋面覆盖保温被或草苫,是减少棚内热量散失的关键措施。保温被选用针刺毡、岩棉等保温材料制成的复合型产品,厚度不低于5cm,重量适中,便于机械化卷放;草苫需选用厚实、干燥的稻草或麦秸编织,覆盖后再加盖一层防雨膜,防止雨雪浸湿降低保温效果。覆盖时间以日落前1小时为宜,揭盖时间以日出后棚内温度回升至10℃以上时为准,兼顾保温与采光。

2. 棚内多层小拱棚覆盖:对于耐寒性较弱的作物(如番茄、黄瓜、辣椒等),可在棚内搭建小拱棚,覆盖薄膜或无纺布,形成“棚中棚”的多层覆盖结构。小拱棚高度以50~80cm为宜,避免过高影响作物生长,夜间覆盖后可使作物冠层温度提升3~5℃,有效预防幼苗冻害。此外,还可在作物行间铺设稻草、麦糠等覆盖物,减少土壤表面蒸发散热,提升地温。

(三) 地膜覆盖提温保墒

地膜覆盖是提升棚内地温的有效措施,可减少土壤热量散失,同时抑制土壤水分蒸发,降低棚内空气湿度。冬季栽培优先选用黑色地膜,其吸热能力强,可使表层土壤温度提升2~4℃;若需兼顾除草与透光,可选用黑白双色地膜,白色面朝上反射阳光,黑色面朝下抑制杂草生长。覆膜时需紧贴地面,四周用土压实,避免地膜破损导致冷空气进入土壤缝隙。对于育苗棚,可采用地热线+地膜的双层增温模式,地热线铺设于苗床底部,通过温控仪调节温度,确保幼苗根系环境温度稳定在15~20℃。

三、 实施主动增温调控,弥补自然热量不足

当外界气温持续低于-10℃,或遭遇极端寒潮天气时,仅依靠被动保温难以满足作物生长需求,需启动主动增温措施,人为补充棚内热量,维持适宜的生长温度。

(一) 热风炉增温技术

热风炉是棚室冬季主动增温的常用设备,分为燃煤热风炉、燃气热风炉、生物质热风炉等类型。燃煤热风炉成本较低,但需注意通风换气,避免一氧化碳中毒;燃气热风炉清洁环保,温度调控精准,适合规模化棚室基地;生物质热风炉以秸秆、木屑等为燃料,符合生态农业发展要求。使用热风炉时,需将出风口均匀布置于棚室两侧,避免热风直吹作物导致叶片失水;通过温控仪设定棚内目标温度,一般白天保持20~25℃,夜间12~15℃,实现自动化控温。

(二) 水暖增温系统应用

水暖增温系统具有升温均匀、保温时间长的优势,适合大面积连片棚室使用。该系统由锅炉、散热管道、循环水泵组成,锅炉加热后的热水通过管道输送至棚内,管道铺设于作物行间或苗床底部,通过热水循环释放热量提升棚内温度。散热管道可选用PE管或镀锌钢管,铺设时保持一定坡度,便于热水循环;系统运行时,棚内温度梯度小,不会出现局部高温或低温区域,且能提升地温,促进作物根系发育。

(三) 应急临时增温措施

遭遇突发强降温天气时,可采用临时增温措施弥补热量不足。一是明火增温,在棚内放置若干个铁桶,装入锯末、秸秆等可燃物,点燃后闷烧释放热量,注意控制火势,避免明火引燃棚膜,同时及时通风排出有害气体;二是电暖器增温,选用防水防爆型电暖器,放置于棚内四角,避免靠近作物,防止烫伤植株;三是红外线灯增温,红外线灯可直接辐射热量,提升作物冠层温度,适合育苗棚或小型棚室使用,使用时需控制照射距离,避免叶片灼伤。

四、 协同栽培管理措施,提升植株抗寒与棚室蓄热能力

冬季棚室增温并非单一技术手段,需与栽培管理措施相结合,通过优化作物生长状态、改善棚内环境,实现“增温+保苗”的双重效果。

(一) 科学水肥管理,增强作物抗寒能力

1. 增施热性肥料:冬季施肥以腐熟的有机肥为主,如羊粪、牛粪、鸡粪等,此类肥料在分解过程中会释放热量,可使地温提升1~2℃,同时改善土壤结构,提升土壤保肥保水能力。基肥施用时,每亩施用量不低于5000kg,深翻入土;追肥减少氮肥用量,增施磷钾肥,如每亩追施磷酸二氢钾10~15kg,促进作物根系发育,增强植株抗寒抗逆性。

2. 合理灌溉方式:冬季棚室灌溉需遵循“少灌、勤灌、滴灌”的原则,避免大水漫灌导致地温骤降。优先采用滴灌或微喷灌技术,减少土壤水分蒸发,保持地温稳定;灌溉时间选择在晴天中午,此时棚内温度较高,灌溉后地温恢复快;灌溉水源可采用预热处理,如在棚内修建蓄水池,利用太阳能预热,避免冷水直接灌溉刺激根系。

(二) 优化植株调整,提高棚内通风透光性

合理的植株调整可改善棚内群体光照条件,提升作物光合作用效率,间接增加棚内热量积累。及时摘除作物下部老叶、黄叶、病叶,减少养分消耗与遮光面积;对于番茄、黄瓜等蔓生作物,采用吊蔓栽培,控制植株高度,避免植株徒长导致棚内通风不畅;合理密植,根据作物品种与生长特性确定种植密度,一般每亩定植2000~3000株,防止密度过大导致田间郁闭,影响热量扩散。

(三) 利用生物与物理措施,辅助提升棚内温度

1. 生物反应堆技术:在作物行间或定植沟内铺设秸秆,接种微生物菌剂,构建秸秆生物反应堆。微生物分解秸秆时会释放大量热量,可使地温提升2~3℃,同时产生二氧化碳,提升作物光合作用效率。秸秆选用玉米秸秆、小麦秸秆等,每亩用量2000~3000kg,菌剂用量按产品说明施用,铺设后覆土10~15cm,定期浇水保持湿润,促进微生物活动。

2. 棚内反光增温:在棚室后墙悬挂反光幕,选用聚酯镀铝膜材质,可将照射到后墙的阳光反射到作物冠层,提升棚内光照强度,同时增加棚内热量积累。反光幕悬挂高度与作物生长点平齐,避免过高或过低影响反光效果;定期清洁反光幕表面灰尘,保持高反光率。

五、 棚室冬季增温保温的注意事项

1. 温度与通风协调:冬季棚室增温的同时需注意通风换气,避免棚内空气湿度过高引发病害,同时排出氨气、二氧化碳等有害气体。通风时间选择在晴天中午,通风口大小根据棚内温度调整,一般通风1~2小时,使棚内相对湿度降至60%~70%为宜。

2. 设备安全管理:使用燃煤、燃气热风炉时,需安装一氧化碳报警器,定期检查烟道是否通畅,防止有害气体泄漏;电气设备需做好防水处理,避免漏电短路;临时明火增温时,需安排专人值守,防止火灾事故发生。

3. 因地制宜选择措施:不同地区气候条件、棚室类型、作物品种存在差异,增温措施需因地制宜。北方寒冷地区需以日光温室厚墙保温+热风炉增温为主,南方地区则以多层覆盖+临时增温为辅;耐寒作物(如菠菜、芹菜)可适当降低保温标准,喜温作物(如西瓜、甜瓜)需强化增温措施。