王艳芳 雷喜红 李 蔚 牛曼丽 王冰华 王福东

（北京市农业技术推广站，北京 100029）

日光温室是我国北方冬季蔬菜越冬生产的重要设施，可在不加温或少量加温的情况下实现较高的室内外温差，满足室内作物的生长需求。作为北京市冬季生产的主要园艺设施，日光温室不仅为丰富市民“菜篮子”、告别冬季“老三样”发挥了重要作用，对发展现代农业、提高农民收入、增加就业也有着非常重要的意义。日光温室逐渐成为北京新农村建设的支柱产业之一，是京郊农民致富的首选产业。

目前，北京市日光温室以改良寿光5 代土墙日光温室和复合砖墙日光温室为主，存在前屋面曲线不合理、墙体结构不合理、保温性能较差、防寒沟及排水措施缺乏等问题。2017年以来，北京市陆续引进柔性保温墙温室用于蔬菜生产，经过5年的示范应用，效果良好。本文就北京市柔性保温墙温室应用现状进行调查研究，明确该温室在北京市的应用效果，为北京市园艺设施转型升级发展提供支撑。

1 基本情况

柔性保温墙温室是近年来北方地区发展起来的一种新型装配式温室，其结构与普通砖墙温室基本相同，由地下基础、后墙山墙前屋面全钢骨架、东西北三侧（包括后屋面）柔性保温墙体、前采光覆盖膜、采光屋面保温被等5 部分构成（图1），跨度10.0～14.0 m，区别是以镀锌钢架+柔性保温材料替代砖墙或土墙，属于轻型墙体，配备保温棉被、棚膜及卷放设备（周长吉，2018）。为提高柔性温室后墙保温性能，北京京鹏环球科技股份有限公司新研发出双后墙结构，即北侧后墙及东西山墙均采用双层骨架、双保温被结构（图2）。

图1 柔性保温墙温室

图2 双层柔性保温墙温室

柔性保温墙温室2017年自内蒙古引入北京，其设计理念是用“帐篷”保温的原理设计温室，北京怀柔庙城、顺义孙河、海淀上庄、昌平兴寿、房山良乡等地均已开始示范应用。据不完全统计，目前北京市已建有柔性温室约1 000 栋，面积93.4 hm2，生产作物包括番茄、黄瓜、茄子、辣椒、草莓、叶菜等（表1）。果菜多采用冬春和秋冬茬口，草莓、叶菜采用越冬茬口生产，不加温生产产量与普通砖墙温室基本一致。

表1 北京市部分柔性保温墙温室应用统计

2 应用情况

2.1 结构特点

北京地区柔性保温墙温室跨度10.0～14.0 m 不等，脊高5.0～6.5 m，后墙高4.0～5.0 m，弧形前屋面底角一般在70°～75°，后屋面仰角35°～45°，朝向为正南或南偏东5°～8°，基本无土建施工，对原有土地破坏性小，土地利用率较高（50%～65%），便于机械化操作，设计使用寿命10年。

柔性保温材料主要类型包括涤棉、喷胶棉、草苫、针刺毡、塑料薄膜和发泡塑料等材料，也有按照防水、密封、抗老化和不同保温要求定制的多重复合材料等，保温材料一般厚10.0～12.0 cm，不低于1.4 kg·m-2，应用较多的是抗UV-PE 编织膜+喷胶棉保温材料。棚膜选型与砖墙温室基本相同。

配套装备包括水肥一体化设备（可实现基于时序的自动化灌溉，双EC 和双pH 传感器；吸肥通道数量≥4；混合罐容积≥100 L，配肥精度为EC ± 0.1、pH ± 0.1）、自动卷帘机（带限位开关的减速电机，电功率40～120 W）、湿帘风机（风机风量2.5 m3·s-1，水泵流量25 L·min-1，湿帘湿润面积95%）、环流风机（功率≥0.5 kW，每小时风量可以实现整个温室空气循环2 次及以上）、智能管控系统（实现水肥、棉被、风口等设备的远程操作，集中控制）等，可实现温室环境、水肥管理的半自动化。

2.2 性能特点

通过监测发现，柔性保温墙温室与砖墙温室春夏秋季保温性能基本相同，冬季保温性能则低于砖墙温室，例如，昌平地区冬季极端天气最低气温-18℃左右时，柔性保温墙温室室内最低温度0～3.5℃（图3），明显低于常规砖墙（37.0 cm 砖+10.0 cm 苯板）温室（4.0～6.0 ℃），在冬季无配套集热装备的情况下，难以满足果类蔬菜生产需求。但是，晴好天气柔性保温墙温室升温快，升温幅度大，夜间温度下降速度较慢，增温性能方面具有一定优势；阴天室内温度基本与砖墙温室相同。柔性保温墙温室配套相应装备，相对传统砖墙温室，自动化程度较高。

图3 昌平地区1月柔性温室室内外温度变化情况

2.3 建设成本

经调研，北京地区柔性保温墙温室建设成本主要构成包括地下基础、温室墙体、前坡覆盖材料、配套装备、人工成本等，总造价235.0～311.0元·m-2，比砖墙温室（458.0～601.0 元·m-2）节省50%以上。其中，地下基础、墙体、人工成本占比分别为11%、45%、14%，比砖墙日光温室分别节省33 百分点、77 百分点和50 百分点（表2）。

表2 北京市主要设施类型成本组成及单价 元·m-2

2.4 典型案例

北京地区柔性保温墙温室代表性园区包括怀柔锦会有机农场、昌平金惠农专业合作社、密云绿火生态农场等，主要进行果菜、叶菜、草莓等作物的轮作生产，效益良好（表3）。

表3 代表性园区柔性保温墙温室投入产出分析 元·m-2

怀柔庙城锦会有机农场于2017年建成柔性保温墙温室1 栋，温室跨度10.0 m，长50.0 m，脊高5.2 m，配备自动卷帘机，不加温条件下，冬季温室内室最低温度3.0 ℃（图4）。2019—2020年进行草莓和番茄轮作，有机栽培模式下，2019年5—9月种植番茄，产量2 000.0 kg·（667 m2）-1，售价30.0 元·kg-1，产值90.0 元·m-2〔6.0 万元·（667 m2）-1〕；2019年9月至2022年5月种植草莓，产量1 250.0 kg·（667 m2）-1，售价60.0 元·kg-1，产值112.4 元·m-2〔7.5 万元·（667 m2）-1〕；全年总产值202.4 元·m-2〔13.5 万元·（667 m2）-1〕，温室建设成本290.9元·m-2，生产资料、人工等投入18 元·m-2，温室按10年折旧，合计年投入47.1 元·m-2〔3.1 万元·（667 m2）-1〕，折合效益155.3 元·m-2〔10.4 万元·（667 m2）-1〕。

图4 怀柔锦会有机农场温室实例图

昌平兴寿金惠农合作社2021 建成8 栋柔性保温墙温室，用于番茄、草莓、叶菜等生产（图5）。温室跨度12.0 m，长100.0 m，脊高5.5 m，配备水肥一体化、自动卷帘机等设备，不加温条件下，冬季室内最低温度0.5 ℃。2021年9月至2022年5月种植草莓，产量1 945.4 kg·（667 m2）-1，售价49.5 元·kg-1，产值144.4 元·m-2〔9.6 万元·（667 m2）-1〕，温室建设成本305.0 元·m-2，生产资料、人工等投入30 元·m-2，温室按10年折旧，合计年投入60.5 元·m-2〔4.0 万元·（667 m2）-1〕，折合效益83.9 元·m-2〔5.6 万元·（667 m2）-1〕。

图5 昌平金惠农合作社柔性保温墙温室

密云十里堡绿火生态农场于2020年引进5 栋柔性保温墙温室，温室跨度12.0 m，脊高5.5 m，长度50.0 、60.0 、125.0 m 不等，配备水肥一体化、自动卷帘机等设备（图6）。不加温条件下，冬季室外最低气温-20 ℃时，室内最低温度3.5 ℃。2020—2021年进行番茄越冬+叶菜越夏轮作生产，番茄产量5 150.0 kg·（667 m2）-1，售价16.0 元·kg-1，产值123.5 元·m-2〔8.2 万元·（667 m2）-1〕，叶菜产量2 435.0 kg·（667 m2）-1，售价8.5 元·kg-1，产值31.0 元·m-2〔2.1 万元·（667 m2）-1〕，年总产值154.6 元·m-2〔10.3 万元·（667 m2）-1〕，温室建设成本297.0 元·m-2，生产资料、人工等投入25.0 元·m-2，温室按10年折旧，合计年投入54.7 元·m-2〔3.6 万元·（667 m2）-1〕，折合效益99.9 元·m-2〔6.7 万元·（667 m2）-1〕。2022年，园区扩大规模，投资新建128 栋柔性保温墙温室，目前已基本完工，部分投产。

图6 密云绿火生态农场柔性保温墙温室

3 结论与建议

3.1 结论

与普通砖墙温室相比，柔性保温墙温室具有标准化、宜机化程度高的优势：一是完全装配式结构，可进工厂化生产、一体化安装，建设周期短，80～120 个工日可建设 100.0 m 长温室（大规模建设时交叉作业还可进一步减少用工），较常规砖墙温室（200 个工日）节省80～120 个工日；二是拆装简单，移动方便，可根据需要拆卸搬迁；三是土建施工少，基本不破坏耕作层，符合国家农业用地使用要求；四是土地利用率较高，墙体占地面积小，土地利用率达50%～65%，较常规砖墙温室提高5 百分点；五是温室跨度大，空间大，室内无立柱，便于机械化生产。

柔性保温墙温室综合生产能力仍需进一步提升。根据调研和监测，生产者普遍反映柔性保温墙温室蓄热保温能力与砖墙温室相比相对较差，特别是11月至翌年2月冬春季，柔性保温墙温室由于墙体失去了传统墙体蓄热保温能力，室内最低温度较低（0～3.5 ℃），若出现连续阴雨雪天气，易造成冷害甚至冻害，冬季不宜生产喜温果类蔬菜。这与宛金等（2020）研究结果一致。

3.2 发展建议

① 建议分区试点建设柔性保温墙日光温室。在设施新建及老旧设施改造中，分区开展柔性保温墙温室试点建设工作，将柔性保温墙温室作为传统土墙温室与砖墙温室的补充。在密云、顺义、大兴、房山、通州等区可推广建造跨度12.0 m 以上，脊高6.0 m 以上，单体面积1 200.0 m2以上的大跨度温室。同时，结合作物生长情况和设施性能监测，持续优化温室结构、配套材料及装备，逐步形成结构科学合理、配套材料装备完备实用、设施性能显著提高的新型温室发展格局。

② 研究应用配套增温保温装备和材料。示范应用暖风机、热风炉、电热泵、增温块等应急增温措施，支持开展柔性温室增温保温能力配套装备和材料的研究，探索应用土壤升温储热系统（风循环）、壁挂水循环蓄热增温系统等，通过自动化控制对空气或土壤进行加热提高温室温度，满足生产需要。

③ 探索传统砖墙温室“柔性”改造。探索跨度8.0 m 的砖墙日光温室“柔性”改造，即保留现有后墙作为新建柔性温室蓄热层的做法，降低改造成本，提高温室综合性能。建议改造方案：拆除原有钢骨架，仅保留原后墙，在原后墙外加设立柱，后墙和后屋面覆盖柔性保温被，形成完全组装结构温室，北部冷凉地区还可增加外遮阳系统和风机湿帘系统提升其越夏生产性能。

④ 加强高效栽培模式集成应用。一是构建农艺农机融合的栽培模式。以东西向长垄作为叶菜、草莓等低矮作物主要种植垄向，选用铺管、覆膜、移栽一体化等农业机械装备，提高设施机械化水平；二是通过农艺技术提高温室周年利用率。集成耐寒品种、适宜茬口、低温诱导等抗逆栽培技术，探索草莓—叶菜、果菜—叶菜、西甜瓜—叶菜等轮作模式，促进温室高效利用和效益提升。