食用菌栽培日光溫室設計與建造技術

2015年5月31日11:29:47
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液體菌種

很多剛開始栽培食用菌的朋友面臨的第一個問題就是場地問題,雖然舊廠房、地下室、冷棚等都可以栽培食用菌,但對于北方來說最好的選擇是日光溫室,在北方冬季溫度0℃以下時間長達4-5個月,最低達到零下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,只要溫室設計建造合理,只需在夜間和溫度最低的一段時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計和建造技術,準備栽培食用菌和建設溫室的朋友可以參考以下。

日光溫室是一種我國自主研發的設施類型,由于能夠充分利用太陽能,在我國北方大部分地區一般不需要額外輔助加溫即可實現喜溫果菜安全越冬生產,具有較高的經濟、社會和生產效益,近年來得到了廣泛的應用。日光溫室已經成為保障我國北方地區冬季鮮食蔬菜的穩定供給、農民經濟收入持續提高的重要手段。合理的設計和建造技術,是充分發日光溫室優越光熱性能的前提。

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一、日光溫室原理

北方冬季溫度特別低,莊家樹木都不能生長,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嗎?需不需要采取一些加溫措施呢?日光溫室的科學原理是什么?

日光溫室的能量來自于太陽輻射,夜間也是靠白天室內蓄積的太陽輻射熱量來維持室內的溫度。它之所以能夠不需要加溫實現冬季正常生產,主要是和它的結構有關。一個標準的日光溫室是由保溫蓄熱的后墻、頂部北側的保溫后屋面、南向采光屋畫、晝開夜蓋的保溫被構成。它的原理就是白天打開保溫被,讓太陽輻射盡可能多的透進溫室內,使室內氣溫迅速上升并將熱量蓄積在后墻和地面的土壤中,傍晚的時候,氣溫下降,關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,來維持室內的溫度。一般情況下,規范的日光溫室能夠維持室內外20-30℃的溫差,所以能夠保障在不額外加溫的情況下,實現果菜的正常生產。由于日光溫室克服了連棟玻璃溫室能耗大的問題,目前像日本、加拿大等國家也在模仿、研究我們的日光溫室,這也是我國勞動人民,對世界溫室產業做出的一個巨大貢獻。

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二、日光溫室起源

我國是溫室應用最早的國家,最早可以追溯到秦始皇時期,新型日光溫室最早出現在遼寧省的海城、瓦房店地區。

在上世紀30年代,海城地區出現了“一坡一立式”,即一面坡加立窗的日光溫室來生產新鮮蔬菜。自上世紀70年代起,隨著塑料薄膜在農業上的廣泛應用,直接推進了日光溫室結構的發展和升級,將前屋面由折線形改為拱圓形,這個時期的典型結構類型有“感王式”和“鞍山型”,這兩種溫室的保溫性能都很好,但是室內柱子很多,不利于機械化作業。在上世紀90年代,在山東地區和遼寧地區分別出現了以大跨度、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80年代末期,我國北方以日光溫室為主體的保護地生產迅速發展起來,極大地緩解了冬季蔬菜的供應,廣大農民也因此取得了巨大的經濟效益,其中日光溫室功不可沒。日光溫室主要是寒季生產的保護地設施。建造的場地適宜、方位有利、構型合理,溫光效果才能好,這是獲得良好的設施性能和高效益栽培的前提。

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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?

什么型都是當地農業生產者自己起得名字,從專業角度上來說,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進行區分。對于我們栽培食用菌不用考慮采用哪種類型的日光溫室,只要根據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,可以分成竹木結構的日光溫室,就是用竹竿作為溫室前屋面骨架;鋼結構的日光溫室,就是用鋼筋、鋼管焊接成桁架結構或者用幾字鋼等薄壁型鋼作為溫室前屋面骨架;鋼木混合結構的日光溫室,就是用鋼結構和竹木結構混合使用作為溫室前屋面骨架。另外就是從墻體材料上,可以分為土墻結構的日光溫室,就采用挖掘機或干打壘的方式,用土砌筑日光溫室的后墻;磚墻加外保溫結構的日光溫室,就是采用復合砌筑的方式,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。從技術發展的大趨勢看,采用裝配式熱鍍鋅鋼骨架作為受力結構,采用復合磚墻作為溫室墻體的日光溫室將是以后的發展方向。

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四、日光溫室設計,確定日光溫室5個重要參數

日光溫室設計之前,先要確定我們要建造溫室的5個重要參數,跨度、高度、前后屋面角度、墻體的厚度、后屋面的水平投影長度,這5個參數不是孤立的,其影響是相互的,幾個參數的共同作用決定了日光溫室的整體性能。

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1、日光溫室的跨度

跨度是指日光溫室南側底腳至北墻之間的寬度。目前我國北方地區,特別是北緯40°以北的寒冷地區,日光溫室的跨度大多在8-9m之間,可以保證食用菌生長有較為充裕的生長空間和較為便利的作業條件。在北緯40°以南的冬季氣溫較高的地區,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增加到10-12m。

李崇鑫(菇行天下)提醒東北的朋友,在設計日光溫室跨度的時候,一定不要為了追求栽培面積而采取較大的跨度,跨度大、高度小會導致采光升溫效果差,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,日光溫室高度取3.5-4m之間、北緯40°地區,取4m;北緯40°以北地區,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參數。前屋面角是指從日光溫室南側底腳至屋脊最高點的連線與地平面的夾角。前屋面角是否合理,對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地所在緯度是有緊密關系的,一般在北緯40°以南地區,日光溫室前屋面角度取26-29°、北緯40°地區,取30°;北緯40°以北地區,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地冬至日太陽高度角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。根據這個特性,最好采用復合模式來砌筑日光溫室,即內側選用蓄熱系數大的建筑材料,外層選用導熱小的保溫材料。墻體的厚度是和冬季室外溫度有關,室外溫度越低,相應的墻體厚度就越大。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,這種墻體的優勢是壽命長、性能好,缺點是砌筑費用稍微有點貴。所以有些地區的農業種植者,選用土墻作為溫室的墻體,土墻的厚度也不是越厚越好,從蓄熱的角度來說1m厚就足夠了,但從保溫的角度來說,還要在增加到2-3m左右。土墻的優勢是造價低、性能也不錯,但缺點同樣很明顯,就是在降雨量比較大的、土質黏結力不好的地區,土墻容易坍塌。

5、日光溫室后屋面水平投影長度

后屋面水平投影長度主要是反映后屋面的長短,在寒冷區域,后屋面水平投影長度一般取溫室跨度的20%;在氣溫較高的地區后屋面水平投影就適當短一些,控制在1米左右,有時甚至可以取消后屋面。

五、日光溫室的選址

選址要遵循5個原則,對于食用菌栽培的日光溫室選址就更為重要。

1、是地形開闊,東、西、南三面無遮陽。

2、是地下水位要低,土質要疏松肥沃,沒有鹽漬化和其他污染。

3、是要避開風口、風道。

4、是供電供水便利,道路暢通。

5、溫室周圍不能有養殖場、采石場等污染源或灰塵源。

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場地選擇好后,要進行合理的規劃布局,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,在寒冷的地區可以適當南偏西5-10°,這樣比較有利于下午溫室內溫度的積累。溫室的前后排間距以冬至日上午10點,前排溫室不對后排溫室構成明顯遮光為準,通常我們按照脊高的1.5-2倍來設置,在北緯40°以北地區,由于冬至日的太陽高度角比較低,前后棟溫室的間隔要按照脊高的2.5倍來設置。

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。然后根據設計溫室的大小定出溫室四角的角樁,并釘上木樁,作為標記。拉線并用白灰撒出后墻、兩側山墻及整個溫室的線位。然后對場地進行平整,用水準儀找平每棟溫室,確定正負零位。然后我們就可以砌墻了。

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如果建設磚墻,就得做地基。墻體地基開挖寬度要大于墻體寬度500px,深度達到當地凍土層以下,用素土夯實,然后以體積比為2∶8的灰土夯實墻基,夯實高度在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上扎鋼筋骨架,在用混凝土澆灌地圈梁前,要對模板、鋼筋尺寸進行檢查,清除雜物,將模板澆濕潤,分層澆灌,用人工搗實,保證無蜂窩麻面,澆搗完畢后,應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,在砌筑過程中每隔1m 砌一道橫向拉墻,使內外兩層連成一個整體,在墻的頂部作一層圈梁,按照骨架安裝的位置,埋上預埋件。墻體砌筑時要砂漿飽滿,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,在外側貼250px的聚苯板,密度要求在20kg/m3以上,最外面加一層鋼絲網砂漿面層作為保護。這樣一個磚加保溫材料的日光溫室墻體就砌筑完成了。

如果建設土墻,以前干打壘的施工工藝比較多,現在用的最多的是機打土墻的方式,就是用挖掘機、鏈軌式推土機進行機械化建造。首先把溫室20-750px處耕作層的熟土取出來,堆放到溫室南側,待墻體建完后回填。然后用挖掘機取土筑墻,每增加750px用推土機反復碾壓幾遍,壓緊夯實,一直建設到預定的高度,再用挖掘機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。為了保護土墻不受雨水的侵蝕,通常會在土墻外側包裹一層舊棚膜或保溫被,有時也會外砌一層磚墻進行保護。這種機打土墻的施工速度很快,1個作業機組一天可以完成1個100延米長的日光溫室墻體。

2、安裝日光溫室受力骨架

骨架是日光溫室的受力構件,骨架的選擇和安裝對溫室結構的安全性非常重要,我們經常可以聽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。

如果采用鋼結構骨架,除了部分薄壁型鋼骨架可以預制外,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埋件相焊結,后端和后墻圈梁上的預埋件焊結,骨架間距可以設為1或1.2m一榀,骨架中間用3-4道鍍鋅鋼管縱向通長連接,在屋脊處用50 mm×50 mm的角鐵焊接縱向相聯,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,整個鋼結構骨架就安裝完畢了,安裝時要保證所有骨架的高度、角度應一致,焊接要牢固。

如果采用鋼木混合結構的骨架,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定性,鐵絲在山墻上匯集,連上地錨埋到土里。同時為了加強骨架的承載力,會在鋼骨架下設2-3排柱子作為支撐。這種骨架的優勢就是造價便宜,缺點就是竹竿每2-3年需要更換,須要經常維修。

3、建造日光溫室的后屋面

后屋面主要是保溫作用,因此對保溫的要求比較高。后屋面的通常做法呢,是采用多層結構,從室內向室外,應該設有承重層、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。

現在新的做法呢是選用375px的輕質復合保溫板直接鋪設在后屋面上,保溫板之間用建筑膠粘結。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,而且施工簡單。
后屋面施工的總體要求是,要保證整個后屋面頂部呈南高北低平緩的斜坡,坡面平整無縫,注意不能讓雨、雪滲入后屋面。

4、修建防寒溝

那是防寒溝,使阻隔溫室內部的土壤向室外放熱的。一般的做法是在溫室前低腳外側250px處,順東西方向開挖深一個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,也可緊挨前腳內側挖750px寬、深大于當地凍土層的溝,將塑料泡沫板用薄膜裹住并作防水處理后埋入溝內,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,抗老化的無滴膜作為溫室前屋面的棚膜。在安裝時,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。膜東西向長度要比溫室長2米,南北向寬度要按照前屋面骨架的弧長,多60-2000px,就是在兩塊膜的搭接處,留30-1000px的重疊。
安裝時應該選擇無風晴天的上午,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塊薄膜的活動側每隔3-4m用細鐵絲固定在骨架上。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。鋪設薄膜后用專用壓膜線在各骨架間進行壓膜、固定。這樣覆膜工作也就完成了。

6、安裝保溫被和卷簾機

保溫被起著阻止溫室夜間向外散熱的作用,因此,選擇好的保溫被對提高夜間溫室內的溫度具有重要作用。在選擇保溫被上,應該找保溫效果好、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的增加。在卷簾機方面,現有后置上拉式、前置卷軸上推式、側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,我們要根據溫室的長、寬、高和保溫被的質量,選擇適宜的卷簾機的類型和功率,我們建議選用正規廠家生產的卷簾機,一方面質量有保障,另一方面有比較詳細的安裝、使用說明,我們可以直接根據安裝說明,一步一步的組裝卷簾機。

菇行天下【QQ號/微信號:3140797309】,菇行天下食用菌交流群:236639660。

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