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一、太陽能溫室設施農業及其關鍵技術
農作物的生長發育，一方面決定於作物本身的遺傳特性，另一方面決定於外界環境條
件。太陽能溫室設施農業是在不適宜露地栽培農作物的季節或地區，利用特定的太陽能溫
室設施創造出適於農作物生長發育的人工小氣候環境，從而達到增產增收目的的一項現代
農業技術。
太陽能溫室設施中人工環境的調節控制是關鍵技術。首先我們從植物生長發育的角度
來分析溫度和濕度以及二氧化碳濃度等環境參數對農作物的影響。
(1)溫度 溫度與光照是植物生長發育最重要的兩個因素。主要果菜類的生育適宜溫
度，白天為23℃到28℃，夜間為12℃到18℃；葉菜類生育適宜溫度白天為15℃到20℃，夜
間為5℃到8℃。即使是同一種蔬菜作物，其生育適宜溫度也不完全一樣。
當環境溫度超過蔬菜生育適宜溫度時，則會引起延遲生育，並常影響花蕾的發育。以
番茄為例，高溫對番茄花蕾的影響依發育階段而異，花芽分化初期耐高溫，其後耐高溫能
力減弱，開花前9～10天的減數分裂期最不耐高溫，幼果受精後耐高溫性又逐漸增強。由
於番茄陸續開花，連續結果，不同層次的花蕾、花、幼果處於不同發育階段，所以要求精
細的溫度控制。其它蔬菜也與此類似。
低溫會降低蔬菜葉片的光合速率，同時也延遲生育，降低果菜品質，使畸形果增多。
溫度越低，低溫持續時間越長，延遲生育的程度越顯著。遇到低溫抑制生育時，一般採取
密閉蔬菜溫室，提高地溫，以蓄積熱量。而高溫時，又會發生生育障礙，在夜間低溫、白
天高溫的情況下，生育越發受到抑制。因此超出生育適宜溫度的低溫和高溫間完全不存在
相互補償的作用。
對於蔬菜作物，變溫控制是目前較理想的措施。一天中通過變溫控制，白天使作物進
行旺盛的光合作用，日落後又促使光合產物的轉移，並盡量減少呼吸消耗，以增加產量。
晴天，白天日出後應維持光合作用適宜溫度，經過數小時，當溫度超過界限溫度時，又應
及時通風換氣，防止高溫障礙。傍晚後，室內溫度急劇下降，前半夜數小時應保持較高溫
度，促進光合產物的轉移，後半夜降至較低溫度時應抑制呼吸消耗。這樣可大大提高蔬菜
的產量。
(2)二氧化碳 二氧化碳是綠色植物光合作用的主要原料之一，生態環境中二氧化碳
的供給水平直接影響光合速率、產量和品質。提高二氧化碳的濃度，可提高果菜類的個體
重量，縮短蔬菜生產週期。試驗測定表明，當環境中二氧化碳的濃度高於大氣環境中二氧
化碳濃度的2～3倍時，大部分蔬菜的產量(如：黃瓜、番茄等)可提高一倍。室內二氧化碳
濃度的變化規律：夜間由於作物的呼吸作用釋放二氧化碳，使室內二氧化碳的濃度高於自
然界；日出後隨著光線射入室內，作物光合作用消耗部分二氧化碳，使室內二氧化碳濃度
急劇下降，低於自然界的二氧化碳濃度。如不採取措施，儘管光合溫度條件滿足要求，在
這種密閉設施內也會出現二氧化碳不足而影響光合作用的情況。
(3)濕度 如果不是極端乾燥或過濕，作物的生育不受濕度的影響，葉片氣孔能自由
開閉調節蒸騰量。但在持續乾燥條件下，葉片氣孔關閉，影響光合作用，會抑制生育；果
菜類開花期遇到極端過濕條件，花粉不能充分散開，花粉管伸展受阻，會產生畸形果。如
果蔬菜生產是在封閉、半封閉條件下進行的，地面蒸發和作物蒸騰作用產生的水蒸汽凝結
水大都滯留在室內，使空氣相對濕度和絕對濕度顯著高於外界。傍晚溫度下降，濕度過飽
和後會產生霧。土壤濕度越高，室溫越低，霧持續時間越長、濃度越大。霧在薄膜上凝結
成水滴，潤濕作物莖葉，好濕性病原菌便隨水滴侵入氣孔。濕度是影響設施蔬菜病蟲害發
生的主要因素，高濕加上適宜發病的溫度條件更會加速病蟲害的發生。
從以上分析可以知道，蔬菜的產量、質量、生產週期和病蟲害的發生，與溫室環境的
關係十分密切，應科學合理地進行控制調節。
二、我國太陽能溫室設施的引進
目前，上海、北京等地區分別從以色列、法國、荷蘭等國引進現代化太陽能溫室及關
鍵技術。以上海浦東孫橋為例，高科技現代農業技術的應用不僅提高了太陽能和土地的利
用率，而且為植物生長創造了良好環境，提高了作物的產量和品質，產生巨大的經濟效益
，黃瓜畝產高達25萬～3萬kg，是露天大田產量的10倍，大棚產量的6倍。下面對從以色
列和法國引進的兩套溫室設備作一簡要介紹。
(1)溫室框架材料
以色列：由鍍鋅鋼管製成，為防止銹蝕，採取了保護措施。
法國：由熱鍍鋅鋼管製成，用鋼材和硬PVC製成的夾子固定塑料薄膜。
(2)覆蓋材料
以色列：採用編織複合式聚乙烯薄膜SOLARIG，其透射比為80％，較差；但機械強度
高，抗拉及抗衝擊性能好，壽命長，並含有添加物。添加物的主要功能是吸收紅外線、抗
紫外線；還有一種防結霜添加劑，能防止露水在薄膜上的凝結。該薄膜的換熱係數的470W
／m2·℃，厚度200μm。
法國：頂部覆蓋材料採用三重壓制的聚氯乙烯塑料薄膜，厚200μm，無色，含抗結霜
添加劑，在法國南部惡劣的氣候中使用，壽命為45個月。山牆及側牆覆蓋材料採用雙層充
氣塑料薄膜，厚200μm。
(3)環境自動控制
以色列：微機可收集和儲存一天24小時溫室內部和外部的溫度和濕度資料，能夠進行
地理方面的相關氣候條件的資料分析，並可通過引入新資料來改變操作程序。可控制側面
的捲簾，熱屏遮蔭系統(熱屏在作物上方展開的高度為35m，展開時形成的天花板可將整
個溫室覆蓋起來，展開寬度超過4m，收攏時其寬度減少到只有10cm，熱屏帶有全部的附件
、滑輪、電纜、尼龍繩、接收器和聯接器)，加熱系統及熱水泵。可監視溫度和相對濕度
，具有報警功能、系統故障指示等。可控制灌溉和肥灌中作物區的流量閥和肥料供應泵。
法國：微機按用戶指令可控制溫室的溫度、入射陽光強度、風力、噴水量及濕度等。
頂部通風，可50％開啟。
三、發展我國太陽能溫室設施農業
引進國外先進技術，經過消化吸收，目前我國已初步具備發展太陽能溫室設施農業的
條件，我們應大力宣傳，積極推廣。
(1)具有防腐蝕性能的結構框架用鍍鋅鋼管
國內市場上可以買到，且價格合理，國產化已不成問題。
(2)覆蓋用的國產聚氯乙烯薄膜
以前只有4～6個月使用壽命，且保溫性、流滴性等不能滿足生產需要。現在，已研製
成多種新型材料，並在技術上作了改進：加入防老化劑，延長了使用壽命；在母料中加入
紅外阻劑，提高了保溫性能；加入了流滴性助劑，作成異質多層複合膜，加強了流滴效果
；在母料中加入少量紫外光阻劑，降低了作物發病率；加入單色性助劑，製成了漫反射膜
、調光膜，使溫室內光線分佈更加均勻。因此，太陽能溫室覆蓋材料的國產化也可以實現
。
(3)冬季，太陽能溫室需要熱水采暖；夏季，溫室頂部需噴淋水、噴白和使用遮陽網
。這些操作的自動控制技術，國內已完全成熟。噴白材料已研製成功，且投入市場。
微機所涉及的溫度和濕度採樣是常規的熱工參數採樣問題。肥料供應泵、通風機、熱
水泵均可通過微機加以控制，灌溉和肥灌中作物區的流量閥、側面捲簾門、熱屏遮蔭系統
則可通過微機模擬量輸出控制電動執行機構動作來實現。國內已有這種現成的電動執行機
構產品。只有捲簾門和熱屏遮蔭系統的材料及從電動執行機構動作到捲簾門和熱屏遮蔭系
統捲起這一段執行機構需要進行開發。報警和系統故障分析功能通過採樣系統溫度和濕度
資料、系統運行部分狀態參數及已存在微機中的經驗資料和累積資料分析軟體來實現。
(4)二氧化碳施肥可以採用液體儲罐汽化施放氣體技術來實現。現在市場上已能提供
該項服務，施放氣體濃度通過電腦控制實現。
(5)當上述光照、溫度和濕度控制的硬體實現以後，就可通過軟體對每一種作物的生
產過程進行智能化調節，使其處於最佳狀態下生長。現在國內已開發出這種軟體。
在我國，適合當地特點的運行經濟的溫室是推廣太陽能溫室設施農業的必要條件，特
別值得一提的是我國幅員遼闊，地域氣候條件相差甚大，經濟條件也很不平衡，從地域特
點看應大力發展長江中下游、珠江三角洲以及北方三種氣候類型特徵的太陽能溫室。
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人類之所以偉大，正在於他是一座橋樑而非目的；
人類之所以可愛，正在於他是一段跨越與完成。
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