丁小明 魏晓明 李明 袁雪峰

编者按

中国是设施园艺发展大国，无论是产量，还是面积均为世界第一。但我们的设施类型、装备技术水平、栽培技术并不先进。据统计，设施园艺面积在5000 hm2以上的国家共有11个，分别为中国、韩国、西班牙、日本、土耳其、意大利、墨西哥、荷兰、法国、美国和波兰，我国的设施园艺面积在这11个国家中，占比达到88%。伴随着互联网经济的热潮，全球化、地球村已经波及到设施园艺产业，这就要求我们站在世界的视角，关注下其他设施园艺国家的发展现状，为我们的产业政策制定，技术装备研发推广，产品路线的设计带来好处。本篇文章就先带着大家了解下荷兰、西班牙、日本和墨西哥的设施园艺产业现状，看一看这些国家的设施园艺发展情况。

概况

荷兰位于东经3°21'～7°13'、北纬50°45'～53°52'之间，地处西欧北部，东与德国为邻，南与比利时相接，西、北濒临大西洋的北海，与英国隔海相望。国土总面积41864 km2，其中约7100多km2的土地是围垦填海造出来的，接近荷兰国土总面积的1/5。荷兰全境地势平坦，最高海拔321 m，最低海拔-6.7 m，其中一半以上国土低于或几乎水平于海平面，故称“低地之国”。

受大西洋暖流影响，荷兰气候属温带海洋性气候，特点是冬暖夏凉，年温差小，最冷月均温度均在0℃以上，全年有雨，冬雨较多。由于纬度较高，荷兰全国光照不足，历年平均日照时数为1484 h，5月份日照时数最高，约为220 h，12月份最低，约为39 h。所以该区域特别重视补光设备的应用。

荷兰是世界设施园艺强国，园艺产值占全国农业产值的39%，年产值70亿欧元，吸纳劳动力745000人，园艺产品的出口占荷兰出口的21%。荷兰现有温室约1万 hm2，主要集中在荷兰的西南部地区，种植品种以蔬菜（占46%）、切花（占27%）、盆花（占17%）为主[1]。

发展历程

从发展温室的角度来看，荷兰四季的温度条件有利于温室的气候调节，但冬季光照弱、日照时间短的明显缺陷，却是温室发展的关键制约因素。经过近100年的努力，荷兰人硬是凭借自己超凡的智慧，充分发挥气候温和的优势，克服光照资源的不足，把温室园艺产业做到了世界最好。荷兰温室技术的成功有其独特的历史背景和时代特征，了解其发展历程，或许能对我国温室技术的发展有所启示。荷兰100年来的温室发展史大体分3个主要阶段：

第一阶段 初级发展阶段

（1900～1945年）

荷兰乃至欧洲温室的发展是随着玻璃技术的革新发展起来的。19世纪上半叶，随着铸造技术的改进，平板玻璃的制造工艺有了新的突破，使平板玻璃作为温室外覆盖材料成为可能。1850年英国在伦敦海德公园首次展示了用玻璃板制成的水晶宫（温室）进行植物栽培，引起了轰动，随后欧洲大陆纷纷效仿。1904年首次温室的普查结果表明，荷兰当时的温室面积仅为28 hm2，而此时英国已有温室200多hm2。20世纪20年代后期，荷兰开始发展温室产业，但发展仍较为缓慢，到1927年双坡面玻璃温室仅为391 hm2，1939年达到了将近1000 hm2。此时的温室设施以双坡面玻璃温室为主，是在一面坡温室基础上发展起来的具有尖顶对称屋面和斜侧立面的玻璃温室，可用于果菜和花卉的种植，温室设施结构简单。

第二阶段 快速发展阶段

（1946～1990年）

第二次世界大战后，荷兰的国民经济开始恢复，农业得到了迅速恢复与发展。温室技术也在这一时期得到了快速发展，到1950年荷兰的玻璃温室面积已发展到3300 hm2，到1999年，荷兰玻璃温室面积已高达9600 hm2。期间，Venlo型温室的发明和推广以及温室配套环控装备的普及运用是荷兰温室快速发展的主要原因。

20世纪50年代初，在荷兰东南部林堡（Linburg）省小镇Venlo，最早出现了一种小尖顶连栋玻璃温室，随后人们习惯称这种温室叫“Venlo”型温室。最早的Venlo型温室跨度为6.4 m，开间3.0 m，檐高4.0 m，脊高4.8 m，每跨有两个小屋面构成。后来经过多次改进，逐步形成了现在的6.4 m、9.6 m、12.8 m等多跨度组合模式。该类型温室结构用钢量小，通过屋面构件的优化设计，透光率也大为提高，逐步形成了与荷兰气候特征相适应的温室型式。Venlo型温室的发展，既满足了荷兰对最大采光量的需求，又为机械化耕作和规模化生产提供了广阔的空间，对荷兰现代温室的发展起到了重要的推动作用。伴随着Venlo型温室的广泛应用，一些与温室工程配套的技术装备，如温室加温技术、CO2施肥技术、岩棉栽培技术等也相继得到开发与实施，使温室作物的产量得到大幅度的提升，以西红柿为例，从1950年的7.7 kg/m2增加到1990年的44.0 kg/m2。

第三阶段 稳定成熟阶段

（1991至今）

从1991年以来，荷兰温室产业处于成熟稳定的发展时期，一个很重要的标志就是温室面积不再大规模扩大，基本稳定在10000 hm2左右，温室技术的研发也逐渐趋于成熟。在产业发展上，一是温室的区域性布局逐渐向南部省份集中，逐步缩小荷兰北部地区的温室面积；二是温室蔬菜的种植面积逐渐减少，花卉或盆景植物面积不断上升；三是每户经营温室的面积逐渐增大，并仍有继续增加的趋势，说明温室在逐渐向集约化、规模化的方向发展。在技术发展上，一是大幅度提高覆盖材料的透光率、增加太阳能的入射量；二是热能的多用途利用和余热回收方面；三是营养液消毒和闭路循环系统的技术配套；四是温室节能技术应用、减少温室气体排放等。通过不断完善温室的功能，实现温室产业的可持续发展。

主要温室类型

Venlo型温室

荷兰的温室结构形式比较单一，90%以上的温室为Venlo型玻璃温室。但不同年代建设的Venlo型玻璃温室的跨度和高度却在不断变化之中。

Venlo型温室结构的基本特征是立柱支撑跨间桁架，桁架上支撑天沟，镶嵌屋面玻璃的铝合金支撑框直接安装在天沟上，温室屋面不用任何钢结构材料。这种结构不仅大大节省了温室的钢材用量，而且由于屋面构件少，结构遮光少，使温室的透光率大大提高，此外，由于每跨由2个以上小屋面组成，也降低了温室的屋脊高度，使温室的抗风能力大大提高，温室的散热面积和用材料大大减少，室内光照的均匀性也显著提高。综合各方面的特点，这种形式温室成为了目前全世界玻璃温室的主流。

荷兰早期的Venlo型玻璃温室基本采用标准的6.4 m跨，每跨2个小屋面，温室檐高多为3～4 m，开间间距3.0 m；钢制天沟，屋面和墙面覆盖材料为普通平板玻璃；温室支撑布置包括柱间支撑、墙面支撑（侧墙及山墙）、屋面横向水平支撑、柱顶（天沟高度两立柱之间的水平面上）水平支撑、屋面垂直支撑等。

随着气候控制设备的不断增加和种植作物的高架栽培，以及机械化、自动化水平的不断提高，近年来温室的跨度和脊高在不断加大，9.6 m、12.80 m跨度的温室已成为当前主流，温室每跨3个小屋面，温室高度提高到6～7 m，甚至更高，开间间距也增大到4.0 m、4.5 m或5.0 m。

其他结构形式温室

◆ 大跨度双坡面温室 荷兰除了大量的Venlo型玻璃温室之外，早期也建设了数量不少的大跨度双坡面连栋玻璃温室（图1），这些温室至今仍在运行，但不再是发展的主流。

◆ 光伏温室 随着对新能源的开发，荷兰近来也开始了对光伏温室的研究。虽然光照不足是影响荷兰温室生产的瓶颈，但处于对国外市场的开发，他们也开发了不等坡屋面的光伏板温室，如图2。

◆ 塑料薄膜温室 除玻璃温室外，近年来荷兰也开发了圆拱形塑料薄膜温室。这种塑料薄膜温室屋面采用尖屋顶圆拱屋面结构，主要是为了固膜，但温室主体结构仍然沿用Venlo型玻璃温室立柱支撑桁架的结构，屋面拱杆直接支撑在天沟上，如图3。温室采用了屋面单面通长开窗的通风方式，塑料薄膜采用PO膜，整体造价较玻璃温室有大幅度降低。

◆ 中空PC板温室 由于中空PC板的保温性能好，用中空PC板代替玻璃的Venlo型PC板温室在荷兰也有研究和应用（图4）。由于荷兰空气质量较我国北方地区好，而且室外温度也较高，所以，在国内常见的PC中空板中结露和积尘的现象都比较轻。

◆ 外遮阳温室 荷兰由于室外光照条件差，夏季室外温度不高，生产性温室一般不设外遮阳。夏季温室降温多采用表面涂白和开窗通风的方式解决。但近年来随着全封闭式温室技术的发展和国外市场的开拓，荷兰的温室企业和研究机构也在研究开发具有外遮阳系统的温室，如图5。为了适应安装外遮阳立柱的需要，荷兰的配件企业还专门开发了适合于外遮阳的保温铝合金天沟。

温室种植技术及标准

化管理

以种植为核心的理念

设施园艺生产过程是一个多种技术融合及相互协调的过程，但是其核心就是种植，因此荷兰的温室生产，从温室设计（如结构参数、结构承载力确定）、环境（如温度、湿度、光照、CO2浓度）调控设备配套以及生产过程的管理等方面，处处体现以种植为核心的理念。一般而言，在温室项目策划之时，种植作物、栽培方式甚至是目标产量等都是优先规划，温室的种植及管理需求主导整个温室工程的设计与设备配套，所有技术和设备都是为种植服务的。这种简单但是非常明确的理念使得荷兰温室的各种技术与设备的配合度达到最佳，因此生产效率也达到世界最高水平。

栽培方式及种植管理制度的

标准化

西红柿是荷兰温室比较典型且种植标准化程度较高的作物，主要以基质或营养液栽培为主。根据栽培管理机械化的程度，栽培槽距地面的高度一般为0～1.2 m，也有高度可调节式的栽培槽，便于种植及采摘等管理需求。其中栽培槽的离地栽培方式，可以有效降低管理人员的劳动强度，同时可以改善根部的通风及加温效果。另外，栽培行距如前所述，一般采用1.6 m，栽培密度为

2株/m2。

标准化的栽培模式促进了配套设备的标准化

在荷兰，无论是试验温室还是生产温室，所能见到的栽培方式比起国内目前所能见到的栽培方式要少很多。在国内的生产性温室中，作物栽培除了土壤栽培方式之外，还有各种基质栽培、岩棉栽培、营养液栽培、喷雾栽培、潮汐栽培以及各种立体栽培等等，因地制宜，种类繁多。但是在荷兰，土壤栽培很少，营养液或者岩棉（基质）+营养液栽培方式比较多，其中西红柿栽培采用最多的就是岩棉+营养液的栽培方式。据介绍，岩棉栽培的优点是可以有效增加根部含氧量、提高根部养分的均一性，同时还可以有效减少根结线虫等病虫害。虽然栽培方式相对较少，但是栽培方式趋于标准化，这为相关配套栽培设备的标准化带来了很大的便利。

栽培管理的精准化

生产过程的管理是实现生产目标的关键。因此在荷兰的温室中，除了良好的温室设施、全面的环境调控设备以及生产管理设备之外，整体上实施精细化管理也是实现高产目标的关键。如在环境调控方面，根据多年研究和生产经验总结出了一些环境管理参数，供生产管理中参考。如根据光照研究，每增加1%的光照，可以提高1%的产量；遮光的情况下灌溉量为3 L/m2，不遮光条件下灌溉量为6 L/m2等。虽然不是这些指标精细化环境调控的依据，但是可以提供一个量化的参考，提高生产管理上的可操作性。

西班牙

西班牙的纬度跨度相当于中国的山东到吉林的纬度，而南部的蔬菜主产区阿尔梅利亚同山东寿光处于同一纬度，在北纬37°左右。西班牙平均海拔为660 m，超过欧洲的平均海拔水平，是欧洲海拔第二高国家，仅低于瑞士（海拔1300 m）。西班牙中心梅塞塔高原，属大陆性气候；北部和西北部是海洋性气候；南部以及地中海沿岸地区，约占全国面积3/4，属干燥的亚热带气候，或地中海气候。西班牙四季分明，最冷月份为1～2月份，平均气温是：东部、南部为8 ～13℃；北部2～10℃。最热月份是8月份，平均气温是：东部、南部为24～36℃；北部为16～21℃。

西班牙分5部分，北部山区、中央高原、东北的阿拉贡平原（三角形）、地中海沿岸山地、西南的安达卢西亚平原。

西班牙的发展比较特殊，主要集中在阿尔梅利亚地区（图6～9）[2]，这个地区在欧洲的地位如同寿光在中国的地位，温室面积集中，产量大，辐射面广。

西班牙阿尔梅利亚温室的常见形式也与我国的温室类型差异很大，由于干旱少雨，温室的结构形式比较简单。如（图10～12）所示。

西班牙的栽培技术更是结合了它丰富的沙子资源，普遍采用沙培和节水灌溉技术。跟中国很多西北非耕地的类型非常相似。

直到2007年，西班牙的温室园艺使用杀虫剂还比较严重。为了杀灭某些病虫害，杀虫剂的过量使用现象严重。导致果蔬残留超标。在2009～2010种植年度，在西班牙的阿尔梅利亚大约59%的温室（总合24000 hm2）开始使用生物防治技术。其中，最重要的一点就是使用UV吸收膜作为透明覆盖材料。该材料可以透过光合作用有效光，而阻挡UV光，众所周知，UV光对病虫是非常重要的可见光。

阿尔梅利亚温室生产系统表明（图13），一个产品的生产过程涵盖了最初的商业和金融服务、配套必要的设备以及运输工具、温室生产、产品的加工，一直到消费环节。其中，为温室生产配套的技术多达8项之多。从图13看出，在这个地区海水的淡化技术是非常重要的技术之一。另外，园艺产品废弃物的再利用，包括塑料等产品的利用，是一个生产系统可持续和生态化的重要标志。

日本

概述

日本位于亚欧大陆东部，国土面积37.8万km2，以山地、丘陵为主，平原面积仅占15%。耕地面积约为454万hm2。在人口方面，受少子化的影响，日本近年来总人口不断下降，而65岁以上老年人口则逐渐增加。截至2013年，日本人口约1.27亿，其中24.1%为65岁以上老年人口。

在气候方面，日本大部属于温带气候，夏季高温，冬季温暖。但因其国土南北狭长，不同区域的气候类型有一定差异。根据气候的差异，日本可划分为北海道、太平洋沿岸、日本海沿岸、中央高地、濑户内和南西诸岛等6个气候区（图14），不同气候区的气候特点如表1所示。

根据日本农林水产省统计，日本蔬菜2013年栽培总面积为53.9万hm2，主要栽培番茄、黄瓜、甜瓜、菠菜、草莓等。人均年蔬菜消费量是93.2 kg，国内蔬菜年产量为1197.4万t，能满足78%的国内消费需求。在设施园艺方面，2009年日本设施园艺总面积约4.9万hm2，主要用于栽培蔬菜、花卉和果树。其中，设施栽培蔬菜最多的是番茄、菠菜以及草莓。日本农业从事人口约239万人，占总人口的4.8%。

日本园艺设施发展历程

日本的园艺设施有玻璃温室、塑料温室和塑料大棚，以及少量的人工光利用型植物工厂。图15为1969～2009年日本园艺设施面积变化。在此期间，日本园艺设施面积经历了先快速增长、后缓慢下降的变化。在1969～1999年，日本园艺设施以每年1929 hm2的速度快速增加，其中塑料温室和塑料大棚面积每年增加约1362 hm2。相比之下，玻璃温室增长速度较慢，每年增加97.5 hm2。在1999年，玻璃温室、塑料温室和塑料大棚的面积均达到了历史最大值，分别为2476和51040 hm2。但随后，日本园艺设施的面积进入了停滞期，每年以430 hm2的速度缓慢下降，其中塑料温室和塑料大棚面积每年减少394.3 hm2，玻璃温室则每年增加35.7 hm2。截至2009年，日本玻璃温室、塑料温室和塑料大棚的总面积为49049 hm2。其中玻璃温室面积为2039 hm2，占设施总面积的4.2%；塑料温室和塑料大棚面积为47010 hm2，占设施总面积的95.8%[3]。

玻璃温室发展历程

日本早在1870年就从欧洲引入了栽培蔬菜、花卉和果树的玻璃温室。1890年，福羽逸人在东京新宿御苑建成小型玻璃温室，于1893年建成了真正意义上的加温温室，并进行甜瓜、葡萄以及兰花等作物的栽培。1907年首次出现了以营利为目的的温室[3-7]。

日本玻璃温室的第一次大发展出现在1923年关东地震之后，促成栽培的黄瓜、茄子、甜瓜等蔬菜和水果的价格升高，加之农作物远距离运输的兴起，使得玻璃温室首先在大都市近郊的静冈县、爱知县和神奈川县得到快速发展。随后，日本各地掀起了一股建设玻璃温室的浪潮。截至1941年，

日本玻璃温室的面积达到了1454.5 hm2。但在二次世界大战期间，受当时劳动力和农用资财不足，以及日本政府管制经济的影响，日本设施园艺受到了严重打击。到战争末期，玻璃温室基本被破坏殆尽。

二战之后，日本设施园艺随着日本经济复苏再次从零发展。截至1952年，日本玻璃温室总面积已恢复到1941年的一半水平。此时，约39%的温室具有加温装置，主要栽培的作物是甜瓜、西红柿和黄瓜。随后，玻璃温室的面积逐渐增长，并于1999年达到历史最大值[7]。

塑料温室与塑料大棚的发展历程

塑料大棚的出现主要得益于聚氯乙烯等透光覆盖材料和温室保温技术的发展。早期，日本主要使用覆盖油纸的简易木罩架棚和小拱棚进行蔬菜的提前栽培。1950年，透光性能与玻璃相当且价格低廉的聚氯乙烯膜开始在农业领域得到成功应用。随后，聚氯乙烯薄膜开始大规模推广，油纸逐渐被淘汰。1953年，聚苯乙烯膜开始在农业中应用，硬质强化聚氯乙烯薄膜和硬化塑料板材则在1963年和1964年开始应用[7]。

由于小拱棚容积小，不仅不利于农民作业，而且无法安装保温加热装置，导致棚内温度无法进行有效管理。为此，大容积的塑料大棚成为日本园艺设施新的发展方向（图16）。以此为契机，1957年出现了使用钢骨架的加温塑料大棚，1960年出现了使用钢骨架的连栋塑料温室。自此，日本温室进入了连栋大型化、结构金属化的时代。20世纪60年代末70年代初，热浸镀锌薄壁钢管塑料大棚的出现则推动了塑料大棚的发展。1969～1999年，日本塑料温室和塑料大棚面积平均增长速率达到了16.8%。由于钢管塑料大棚价格低廉，应用最为广泛，约占日本园艺设施总面积的70%。

在覆盖材料方面，聚氯乙烯膜由于初期透光率较高、保温性好，且最早应用于设施园艺，日本塑料温室和塑料大棚的覆盖材料长期以聚氯乙烯膜为主。1999年之前，以聚氯乙烯薄膜为覆盖材料的设施面积占塑料温室和塑料大棚总面积的80%以上。但该材料容易吸附灰尘，导致透光率下降。为此，其他不宜吸附灰尘，可长期保持较高透光率的薄膜开始受到重视。自1999年以来，聚氯乙烯薄膜塑料温室的面积每年约1500 hm2的速度下降，而聚乙烯膜塑料温室的面积则以每年约1200 hm2的速度增加（图17）。

人工光利用型植物工厂的兴起

人工光利用型植物工厂是不使用太阳光，直接利用高压钠灯、荧光灯和LED灯等人工光源为植物提供光照的新型园艺设施。具有环境控制水平高、作物产量及质量较高、可周年稳定生产等优点[4，8-11]。

按照规模和用途，人工光利用型植物工厂可划分为大型植物工厂和小型育苗工厂。大型植物工厂规模较大，主要用于栽培蔬菜和小型花卉等植物。早在1980年代，静冈县三浦农园就有了一座330 m2左右的大型植物工厂。到1985年，全日本共有6～7座大型植物工厂。但由于该类设施耗电量较大，蔬菜生产成本较高，发展较为缓慢。截至2009年，日本运行的大型植物工厂仅为35座（图18）。近年来，在政府补助金的支持下，大型植物工厂增加到了目前的165所[12]。

小型育苗工厂面积相比大型植物工厂较小，约23 m2，主要用于培育种苗，由日本千叶大学古在丰树教授于2003年成功开发并完全实现了商业化。至2011年，该小型人工光利用型育苗工厂的应用数量达到了260座[13]。

设施园艺标准化进程

1970年，日本设施园艺研究会发布了《园艺用塑料温室的设计、制造及生产手册》，用于指导塑料温室的生产建设。1974年，发布了包含温室荷载计算相关内容的《园艺设施的安全构造基准（案）》，并由农林省向各地方发布实施。经过数次修订，目前用于指导日本钢结构塑料温室和玻璃温室设计、制造、施工、维护的标准为1997年出版的《园艺设施的安全构造暂定基准》。另外，日本地震频发，该基准中加入了有关地震载荷的内容。由于温室属于轻型结构，实际中由地震造成的损坏较少，而由风雪灾害造成的温室损坏占所有毁坏温室的80%。

钢管塑料大棚的骨架主要依靠钢管之间的摩擦力连接，且一般不设置基础。因此不适用于上述基准进行设计。为此，1998年发布了《埋地式钢管塑料大棚安全构造指针》和《园艺用钢结构补强钢管塑料大棚安全构造指针》，用于指导塑料大棚的结构设计、施工和维护管理。

设施园艺挑战与新动态

进入21世纪之后，日本设施园艺面积以每年约800 hm2的速度减少。尤其是受少子化及青壮年外流的影响，日本农业人口面临着越来越严重的老龄化危机。据统计，日本农业从事人口中60岁以上老人占74.5%，农业从事人口的平均年龄达到了66.2岁。另外，受经济低迷的影响，日本国内蔬菜消费不旺，设施园艺面积在进入21世纪之后不断减少（图14）。

由于日本温室规模较小，内部空间有限，不利于设施农业机械化发展。因此，通过推进温室结构大型化变得极为迫切。日本农研机构、大阪府里大学、农村工学研究所等部门以降低连栋塑料温室造价1/2为目标，开发了超低成本、可抵御50 m/s风荷载的连栋塑料温室，并在2005年建造一座1000 m2的示范连栋塑料温室[14]。此外，日本的株式会社グランパ还开发了一种直径为29 m的圆屋顶充气膜塑料温室（图19）。该温室使用圆盘形栽培床生产生菜，不仅内部空间较大，而且土地利用率高。目前全日本已建成60座这类圆屋顶塑料温室。

为振兴日本设施园艺产业，2009年日本经济产业省和农林水产省分别推出《植物工厂基础技术研究基地事业》和《植物工厂实证、展示和研修事业》两项补助政策，在爱媛大学、大阪府立大学、千叶大学等大学或研究机构设立研究示范推广平台，希望通过政府、企业和学校三方联合的方式来实现植物工厂数量增加3倍、生产成本减少3成的目标。

日本园艺设施种类

日本玻璃温室主要为双面坡温室和Venlo型连栋温室。塑料温室有钢结构塑料温室和低成本全天候塑料温室，塑料大棚有埋地式管架大棚和钢结构增强管架大棚[15]。

玻璃温室

◆双面坡玻璃温室 双面坡玻璃温室屋面为人字形，骨架由型钢和铝合金组合而成，具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，但由于内部弯矩较大，用钢量较多。另外，该温室设有条形基础，具有较高的抗风雪能力（图20a）。该类温室一般开间为7.2～9.0 m，屋脊较高，多采用连栋布置（图20b）。温室内部容积较大，保温采光能力较强，可进行周年蔬菜生产，使用寿命可达20年。

◆Venlo型玻璃温室 日本于20世纪70年代从荷兰引入了Venlo型玻璃温室。引入之后，为增强温室抵御台风的性能，温室的主体结构以钢管为主，天窗开闭装置、梁和基础等部件也进行了相应强化。

塑料温室

◆钢结构塑料温室 钢结构塑料温室的结构与双面坡玻璃温室较为相似，主体结构采用H型钢建造，设有钢筋混凝土独立基础。该温室一般开间为10.8～14.4 m，屋脊高3.5～5.3 m（图21）。钢结构塑料温室可连栋使用，具有较高的采光、换气和保温性能，可用于周年生产蔬菜，使用寿命可长达15年，覆盖材料一般为硬质塑料薄膜。

◆ 低成本全天候塑料温室 低成本全天候塑料温室属于拱圆顶连栋温室，屋面在地面预装、铺膜之后吊装至骨架安装，减少了高空作业工作量，提高了施工效率。骨架材料为民建通用的薄壁型钢。骨架部件可在工厂预制，然后运至现场安装，可减少现场焊接、切断等作业。另外，该温室基础由从4个方向斜插入地下的钢管斜桩构成，然后在斜桩上设置固定骨架的混凝土桩，从而达到避免挖土作业，缩短施工时间的目的。钢管斜桩也可使用螺旋地锚替代[12]。

塑料大棚

◆ 埋地式钢管塑料大棚 埋地式钢管塑料大棚是园艺设施中面积普及率最高的温室类型。骨架采用管径20 mm左右的钢管制成。一般不设置基础，大棚骨架通过埋深为20～30 cm的地锚固定，或直接将钢管埋入地下30～40 cm进行固定（图22）。标准的单栋埋地式管架大棚跨度为4.5～5.4 m，长度为30～50 m。钢管骨架间隔为60～80 cm左右。埋地式钢管塑料大棚具有施工简单，建设成本低等特点，折旧年限为5年，覆盖材料一般选用寿命较短的软质塑料薄膜[13]。

由于插地式钢管塑料大棚稳定性较差，在风雪灾害天气里被损坏的现象频繁发生。因此，需要在大棚骨架之间设置斜撑，在长度方向张拉钢筋来增强结构稳定性。此外，日本还出现了一种双重钢管骨架塑料大棚，骨架由直径为25 mm的上下弦钢管构成，固定于焊接有钢管的钢板基础之上（图23）。钢板基础埋入地下50 cm。该温室抗风性能较强，在2004年18号台风（最大风速为50.8 m/s）的袭击下，仅一部分钢管出现了弯曲。

◆钢结构增强钢管塑料大棚 为解决埋地式管架大棚耐久性、保温性差，室内空间较小、操作不便等问题，在埋地式钢管塑料的基础上出现了钢结构增强管架大棚。该类塑料大棚设有混凝土独立基础，由钢管制成的拱形屋面固定于由钢结构建成的梁柱体系之上，具有较高的稳定性，耐用年限也较埋地式管架大棚有了较大提高（图24）。钢结构增强钢管塑料大棚的覆盖材料为软质塑料薄膜。

人工光利用型植物工厂

人工光利用型植物工厂是使用保温不透光材料作为围护结构、采用荧光灯等人工光源为植物提供光照的新型设施园艺栽培设施。其基本部件包括多层栽培架、循环风机、空调、CO2施肥系统、营养液循环系统等。由于荧光灯等人工光源光电转化效率较高，在照明时会产生大量的热量，使室内温度升高。因此，人工光利用型植物工厂多采用空调对室内制冷，调节室内气温并产生大量的凝结水。该部分凝结水可回收用于植物灌溉水。另外，植物工厂室内换气次数较少，可采用CO2施肥系统将室内CO2浓度提高至大气CO2浓度的3～7倍，极大促进植物的光合效率。该设施对风雪灾害的抵抗能力较强，生产效率高，室内环境舒适，但运行成本较高。

墨西哥

概述

墨西哥领土面积1972550 km2，是拉丁美洲第三大国，仅次于巴西与阿根廷，位居世界第14位。墨西哥气候复杂多样，由于多高原和山地，垂直气候特点明显。高原大部分地区气候比较温和，平均气温为10～26℃；西北内陆为大陆性气候；沿海和东南部平原属热带气候。大部分地区全年分旱、雨两季，10月至次年4月为旱季，5月至9月为雨季，雨季集中了全年75%的降水量。每年最旱月份为2月，降水量仅5 mm，降水最多月份为7月，降水量约170 mm。70%的地方气候干燥。西北地区年平均降水量不足250 mm，内地为750～1000 mm，墨西哥湾沿岸中部与太平洋沿岸南部为1000～2000 mm。国土面积中湿热地区占4.8%，干热地区占23%，温带地区占23.1%，干旱地区占28.3%，极干旱地区占20.8%。因墨西哥境内多为高原地形，冬无严寒，夏无酷暑，四季万木常青，故享有“高原明珠”的美称。

墨西哥是全球第三大草莓生产国，产量占全球5%。2014年种植面积1万 hm2，产量45.9万t，产值54.7亿比索。主要产区米却肯州、下加利福尼亚州和瓜纳华托州。2014年墨西哥草莓出口24.8万t，出口额4.6亿美元。美国是墨西哥草莓第一大出口国（96.2%）。墨西哥是全球第十大西红柿生产国，产量占全球2%。2014年种植面积5.2万hm2，产量300万t，产值157.4亿比索。主要产区锡那罗州、圣路易斯波托西州和米却肯州。2014年墨西哥西红柿出口141.2万t，出口额12.9亿美元。墨西哥西红柿主要出口国有美国、俄罗斯、德国和法国等。

墨西哥温室业发展与美国、加拿大的关联

自1994年墨西哥加入北美自由贸易区协定以来，其蔬菜、水果产品陆续出口到美国、加拿大市场，美国的消费需求直接推动了其设施农业的发展速度，其中鲜西红柿产业的发展尤为显著。

2012年美国进口墨西哥农产品总额164亿美元，其中10%为西红柿，5%为甜/辣椒类。

墨西哥温室业发展与欧洲的关联

西班牙的设施保护地生产技术和模式直接影响和作用到墨西哥的设施保护地发展过程中。墨西哥设施保护地集中分布的三个州，类似西班牙Mucia地区的复制，成片的连栋塑料薄膜温室比比皆是。

此外，荷兰、以色列、美国、加拿大的温室和设施栽培农艺技术和产品也大量直接地应用于墨西哥设施作物生产过程中。从墨西哥设施协会会员榜单可以窥见一斑：除了个别本土的公司例如Metaliser、Agroplasticos、InverMex、Steelway等，大部分来自欧洲，包括荷兰、法国、西班牙等，其中西班牙的温室建造、荷兰的气候控制、灌溉、果蔬分级包装、果蔬育种等占据了显要的位置。

规模化生产温室的主要分布

墨西哥设施保护农业协会的数据图（图25）显示了2008年规模化生产温室在全境内的分布。

温室主要类型

墨西哥超过51%的生产者由于较低的投资和技术要求，所以更喜欢采用遮荫棚（图26）而不是温室，其主要的基础设施有滴灌系统、防虫网、控制光和空气的系统等。由于气候原因以及投资门槛过高，玻璃结构带有加热、补光和二氧化碳施肥的高技术水平温室很少见。哥特式结构的、带有顶和侧通风的塑料薄膜连栋温室是生产者最为常用的类型（图27～29）。

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*项目支持：国家科技支撑计划课题“设施节能与绿色能源利用装备研制与产业化示范”（2014BAD08B02）。