塑料薄膜拱棚
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第二节塑料拱棚
塑料拱棚有三种:小拱棚、中拱棚和塑料大棚。
一、小拱棚
1.小拱棚的类型和结构
(1)拱圆形小棚
这是园艺作物生产上应用最多、最早的一种棚型,其骨架主要采用毛竹片、细竹竿、荆条或6~8mm的钢筋弯成弓形棚架,高度l m左右,宽~2.5 m,长度依地而定,拱杆间距40cm左右,全部拱杆插完后,绑3~4道横拉杆,使骨架连成整体。
上覆盖~0.10 mm厚聚氯乙烯或聚乙烯薄膜,外用8# 铁丝、压膜线或尼龙绳固定棚膜而成。
因小棚多用于冬春生产,宜建成东西延长。
为了加强防寒保温,棚的北面可加设风障,夜间在棚面上加盖草苫等防寒物。
(2)半拱圆形小棚
型式很类似于改良阳畦。
它是在菜畦北侧筑起约1m高,上宽30cm,下宽40~50cm的土墙,拱架一端固定在土墙上,另一端插在畦南侧土中。
一般无立柱,跨度大(2~3m)时中间可设1~2排立柱,以支撑棚面及负荷草苫。
放风口设在棚的南面腰部,采用扒缝放风,棚的方向以东西延长为好。
2.小拱棚的性能
小拱棚的气温增温速度较快,最大增温能力可达20℃左右,在高温季节容易造成高温危害;但降温速度也快,有草苫覆盖的半拱圆形小棚的保温能力仅有6~12℃。
小拱棚内地温变化与气温变化相似,但不如气温剧烈。
一般棚内地温比露地高5~6℃。
棚内相对湿度可达70%~100%;白天通风时,相对湿度可保持在40%~60%,平均比外界高20%左右。
3.小拱棚的应用
小拱棚主要用作春提早定植果菜类蔬菜和早春育苗;秋延后或越冬栽培耐寒蔬菜。
二、中拱棚
人可在棚内直立操作,是小棚和大棚的中间类型,常用的中拱棚主要为拱圆形结构。
拱圆形中拱棚一般跨度为3~6 m。
在跨度6 m时,以高度~2.3 m、肩高~1.5 m为宜。
长度可根据需要确定。
另外,根据中棚跨度的大小和拱架材料的强度,确定是否设立柱。
用
竹木或钢筋作骨架时,需设立柱;而用钢管作拱架则不需设立柱。
1.竹片结构
按棚的宽度插入5 cm宽的竹片,将其用铅丝上下绑缚一起形成拱圆形骨架,竹片入土深度25~30cm。
拱架间距为1m左右。
中棚纵向设3道拉杆,主拉杆位置在拱架中间的下方,多用竹竿或木杆设置,主拉杆与拱架之间距离20cm立吊柱支撑。
两道副拉杆设在主拉杆两侧部分的1/2处,用12mm钢筋做成,两端固定在立好的水泥柱上,副拉杆距拱架8cm,立吊柱支撑。
两个棚头的拱架即边架,每隔一定距离在近地面处设斜支撑,斜支撑上端与拱架绑住,下端插人士中,竹片结构拱架,每隔两道拱架设一根立柱,立柱上端顶在拉杆下,下端人土40cm。
立柱多用木柱或粗竹竿、竹片结构的中拱棚,跨度不宜太大,多在3~5m。
2.钢架结构
拱架分主架与副架。
跨度为6m时,主架用4分钢管作上弦、12mm钢筋作下弦制成桁架,副架用4分钢管做成。
主架1根,副架2根,相间排列。
拱架间距~1.1m。
钢架结构设3道拉杆。
拉杆用12mm钢筋做成,拉杆设在拱架中间及其两侧部分1/2处,在拱架主架下弦焊接,钢管副架焊短截钢筋连接。
拱架中间一道拉杆距主架上弦和副架均为20cm,拱架两侧的两道拉杆,距拱架18cm。
不设立柱。
中拱棚的性能介于小拱棚与塑料薄膜大棚之间,可用于果菜类蔬菜及草莓和瓜果的春早熟或秋延后生产,也可用于采种及花卉栽培。
三、塑料大棚
塑料大棚是用塑料薄膜覆盖的一种大型拱棚。
它和温室相比,具有结构简单、建造和拆装方便,一次性投资较少等优点;与中小棚相比,又具有坚固耐用,使用寿命长,棚体空间大,作业方便及有利作物生长,便于环境调控等优点。
(一)塑料大棚的类型
按棚顶形状可以分为拱圆形和屋脊形,我国多数为拱圆形。
按骨架材料则可分为竹木结构、钢架混凝土柱结构、钢架结构、钢竹混合结构等。
按连接方式又可分为单栋大棚、双连栋大棚及多连栋大棚。
我国连栋大棚棚顶多为半拱圆形,少量为屋脊形。
(二)塑料大棚的结构
塑料薄膜大棚应具有采光性能好,光照分布均匀;保温性好,保温比适当;棚型结构抗
风(雪)能力强,坚固耐用;易于通风换气,利于环境调控;利于园艺作物生长发育和人工作业;能充分利用土地等特点。
塑料薄膜大棚的骨架是由立柱、拱杆(拱架)、拉杆(纵梁、横拉)、压杆(压膜线)等部件组成,俗称“三杆一柱”。
这是塑料薄膜大棚最基本的骨架构成,其他形式都是在此基础上演化而来。
大棚骨架使用的材料比较简单,容易建造,但大棚结构是由各部件构成的一个整体,因此选料要适当,施工要严格。
1.竹木结构单栋大棚
大棚的跨度为8~12 m,高~2.6 m,长40~60 m,每栋生产面积333~666.7 m2。
由立柱(竹、木)、拱杆、拉杆、吊柱(悬柱)、棚膜、压杆(或压膜线)和地锚等构成(图2—4)。
(1)立柱立柱起支撑拱杆和棚面的作用,纵横成直线排列。
原始型的大棚,其纵向每隔~1.0m,一根立柱,与拱杆间距一致;横向每隔2m左右一根立柱,立柱的直径为5~8cm,中间最高,一般~2.6m,向两侧逐渐变矮,形成自然拱形。
竹木结构的大棚立柱较多,使大棚内遮荫面积大,作业也不方便,因此可采用“悬梁吊柱”形式(图2-4),即将纵向立柱减少,而用固定在拉杆上的小悬柱代替。
小悬柱的高度约30 cm,在拉杆上的间距为~1.0 m,与拱杆间距一致,一般可使立柱减少2/3,大大减少立柱形成的阴影,有利于光照,同时也便于作业。
图2-4 悬梁吊柱式竹木结构大棚示意图
1.门;
2.立柱;
3.拉杆(纵向拉梁);
4.吊柱;
5.棚膜;
6.拱杆;
7.压杆(或压膜线);
8.地锚
(引自:张福墁,设施园艺学,2001)
(2)拱杆拱杆可用直径3~4cm的竹竿或宽约5cm、厚约1cm的毛竹片按照大棚跨度要求连接构成。
拱杆两端插人地中,其余部分横向固定在立柱顶端,成为拱形,通常每隔~1.0 m一道拱杆。
(3)拉杆起纵向连接拱杆和立柱,固定压杆,使大棚骨架成为一个整体的作用。
通常用直径3~4cm的细竹竿作为拉杆,拉杆长度与棚体长度一致。
(4)压杆(压膜线)压杆位于棚膜之上两根拱架中间,起压平、压实绷紧棚膜的作用。
压杆两端用铁丝与地锚相连,固定后埋入大棚两侧的土壤中。
压杆可用光滑顺直的细竹竿,或专用的塑料压膜线,压膜线既柔韧又坚固,且不损坏棚膜,易于压平绷紧。
(5)棚膜棚膜可用~0.12mm厚的聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)薄膜以及~0.1mm 的醋酸乙烯(EVA)薄膜,这些专用的塑料大棚膜,其耐候性及其他性能均与非棚膜有一定差别。
目前生产上多使用无滴长寿膜和耐低温防老化膜。
为了便于放风,可将棚膜分为三或四大块,搭接起来。
接缝位置通常在棚顶部及两侧距地面约1m处。
大棚宽度小于10m,顶部可不留风口;宽度大于10m,难以靠侧风口对流通风,需在棚顶设通风口。
(6)铁丝铁丝粗度为16号、18号或20号,用于捆绑连接固定压杆、拱杆和拉杆。
(7)门大棚两端各设出入门,门的大小既要出入方便,又要利于保温。
2.钢架结构单栋大棚
这种大棚的骨架是用钢筋或钢管焊接而成。
其特点是坚固耐用,无支柱,空间大,透光性好,作业方便,有利于设置内保温,抗风载雪能力强,可由专门的厂家生产成装配式以便于拆卸,与竹木大棚相比,一次性投资较大。
一般跨度为10~12m,矢高~2.7m,长度50~60 m,单栋面积多为667 m2。
每隔l m设一拱形桁架,桁架上弦用16号、下弦用14号的钢筋,拉花用10号钢筋焊接而成,桁架下弦处用5道16号钢筋做纵向拉杆,拉杆上用14号钢筋焊接两个斜向小立柱支撑在拱架上,以防拱架扭曲(图2—5)。
图2—5 无柱钢架大棚
(引自:张福墁,设施园艺学, 2001)
3.钢竹混合结构大棚
这种结构的大棚是每隔3 m左右设一平面钢筋拱架,用钢筋或钢管作为纵向拉杆,每隔约2 m一道,将拱架连接在一起。
在纵向拉杆上每隔~1.2 m焊一短的立柱,在短立柱顶上架设竹拱杆,与钢拱架相间排列。
其他如棚膜、压杆及门窗等均与竹木或钢筋结构大棚相同。
钢竹混合结构大棚用钢量少,无支柱,避免支柱的遮光,降低了建造成本,改善了作业
条件,是一种较为实用的结构。
4.拉筋吊柱大棚
这种大棚用竹竿做拱杆,水泥柱作立柱,钢筋作拉杆。
也是一种钢竹混合结构。
一般跨度12m左右,长40~60m,矢高2.2m,肩高1.5m。
水泥柱间距~3m,水泥柱用6号钢筋纵向连接成一个整体,在拉筋上穿设2.0cm长吊柱支撑拱杆,拱杆用3cm左右的竹竿,间距lm(图2—6)。
优点是建筑简单,用钢量少,支柱少,减少了遮光,作业也比较方便,而且夜间有草帘覆盖保温,提早和延晚栽培果菜类效果好。
且仍具有较强的抗风载雪能力,造价较低。
图2—6 拉筋吊柱大棚
1.水泥柱;2. 吊柱;3. 拱杆;4.拉筋(拉杆)
系列装配式镀锌钢管大棚
该系列由中国农业工程研究设计院研制成功,并在全国各地推广应用。
骨架采用内外壁热浸镀锌钢管制造,抗腐蚀能力强,省钢材、成本低,使用寿命10~15年,抗风荷载31~35kg/m2,抗雪荷载20~24kg/m2。
代表性的GP-Y8-1型大棚,其跨度8m,高度3m,长度42m,面积336m2;管径25mm,管壁厚~1.5mm的薄壁钢管制作成拱杆、拉杆、立杆(两端棚头用);用卡具、套管连接棚杆组装成棚体,覆盖薄膜用卡膜槽。
还可外加压膜线,作辅助固定薄膜之用;该棚两侧还附有手动式卷膜器,取代人工扒缝放风。
装配式镀锌钢管大棚的型号如表2-1。
表2-1 GP系列镀锌钢管装配式大棚骨架规格表
型号
结构尺寸(m)
结构长度宽度高度肩高拱架间距
GP-Y8-1420单拱,5道纵梁,2道纵卡槽GP-Y82542-单拱,5道纵梁,2道纵卡槽GP-39单拱,5道纵梁,2道纵卡槽GP-C1025-S66双拱,上圆下方,7道纵梁
G-C1225-S55双拱,上圆下方,7道纵梁,1道加固立柱GP-C625-Ⅱ30单拱,3道纵梁,2道纵卡槽
GP-C825-Ⅱ42单拱,5道纵梁,2道纵卡槽(三)塑料薄膜大棚的建造(以竹木结构大棚为例)
1.场地选择与棚群规划
(1)场地选择选择避风向阳、地势平坦、排灌方便、地下水位较低、土质肥沃的地块;棚址周围不能有高大建筑物,以免影响通风透光;远离灰尘和煤灰等污染源;交通方便,电力有保障。
(2)棚群规划根据不同棚向确定适宜的棚间距离和棚头距离。
棚群内各棚多为对称排列。
棚向为南北延长时,一般两棚东西间的距离最好是等于棚的高度,两棚前后排之间的距离应是棚高的~2倍,这样在早春和晚秋,前排棚不会挡住后排棚的太阳光线。
棚向为东
西延长时,一般两棚头间的距离最好等于棚的高度,两棚前后排之间的距离应是棚高的~2倍。
2.棚向的确定
大棚的棚向是根据种植季节、光照和温度在棚内的分布情况来确定的。
一般以春夏和秋季种植为主的大棚,宜南北向延长;以冬季种植为主的大棚,则宜东西向延长。
3.大棚安装
竹木(或钢筋水泥柱竹木)大棚安装的工序依次为:埋立柱、插绑拱杆、绑拉杆、扣棚膜、上压杆或压膜线。
(1)埋立柱将立柱埋入事先挖好的坑内,基部用砖、石等做立脚石,深埋30~50cm,以免大棚下沉或被风拔起。
同一排的立柱高度要一致,纵横一定要成行,以保证棚拱弧度一致。
(2)绑拱杆和拉杆立柱埋好后,把拱杆放在立柱上端,两头插入土中深约20~30cm。
所有的拱杆要在同一条直线上,用铁丝通过立柱顶端的小孔,将拱杆与立柱绑牢。
绑拱杆时两人从中柱开始,一齐向两边绑。
拱杆绑完后,绑拉杆,绑时掌握所有的立柱纵横成行。
(3)扣棚膜选暖和无风的上午扣棚膜。
扣时将棚膜拉紧,下边埋入土中,压杆也要压紧绑牢。
两块交叉的棚膜应重叠40~50cm,重叠的两边要卷烙一绳,以便放风和关闭风口。
最后在棚头设棚门。
(四)塑料大棚的应用
1.早春育苗
主要是采取多重覆盖的方式,为露地早熟栽培提供秧苗。
2. 春茬早熟栽培
早春用温室育苗,大棚定植,一般果莱可比露地提早上市20~40d。
主要栽培作物有:黄瓜、番茄、青椒及茄子等。
3. 秋季延后栽培
定植及采收与春茬早熟栽培相同,延长采收期至11月上中旬。
这种栽培方式主要种植黄瓜、青椒、番茄、菜豆等。
4. 春到秋长季节栽培
北方气候较为冷凉的地区可利用塑料大棚春秋保温、夏季防雨的特点,采取春到秋长季节栽培果菜类蔬菜,生产期从3月中旬~11月上中旬。
思考题
1、塑料拱棚有哪些类型,其在蔬菜生产中的应用有何不同?
2、简述大棚的类型、结构与性能。
并举出一种详述之。
3、试以竹木结构大棚为例简述其建造过程。