蔬菜保护地栽培学

一、本课程讲授的主要内容

第一章绪论（2学时）

第二章保护地的结构、类型、性能及应用（10学时）

第三章保护地的环境条件及其调节（10学时）

第四章保护地蔬菜栽培技术（8学时）

二、本课程讲授的主要特点和要求

1.本课程采取理论联系实际的讲授方法，有些生产经验尽量传授给同学。

2.本课程在讲授过程中，注意考虑当前与长远的关系。一方面注意较全面地介绍我

国现有的保护地结构、类型以及蔬菜栽培管理经验及理论，另一方面也介绍一些国外的

先进技术，面向未来的发展。

3.本课程在讲授中注意地区性。由于我国幅员辽阔，特别是南北方保护地的类型结

构及栽培技术差别较大。因此，我们重点讲授北方地区保护地的特点。

4.整个课程的总体安排是：总论是22学时，各论8学时左右。

5.考核：平时成绩15%,期末考试85%。

三、参考书

1.设施园艺学张福度中国农业大学出版社2001

2.日光温室和大棚蔬菜栽培李天来等中国农业出版社1997

3.日光温室高效节能蔬菜栽培农业部全国农业技术推广总站编农村读物出版

社1993

4.日光温室蔬菜栽培技术吴国兴辽宁科技出版社1991

5.保护地园艺一环境与作物生理（日）内海修一农业出版社1984

6.保护地园艺一保护地的构造与设备（日）内海修一农业出版社1981

7.保护地园艺一栽培技术与轮作（日）内海修一农业出版社1985

第一章绪论(2学时)

第一节设施园艺在国民经济中的意义和作用

设施园艺是农业生产的重要方面，与人民生活水平和质量关系密切，也是实现农业

现代化的重要途径。首先来了解一下设施园艺的概念。

一、设施园艺的概念

设施园艺(protectedcultivation,cultivationundercover)是指在不适宜园艺

作物〈菜、花、果)生长发育的寒冷或炎热季节，利用保温、防寒或降温、防雨设施、

设备，人为地创造适宜园艺作物生长发育的小气候环境，不受或少受自然季节的影响而

进行的园艺作物生产，称之为设施园艺。由于生产的季节往往是在露地自然环境下难以

生产的时节，乂称〃不时栽培''或〃反季节栽培"、”错季栽培〃等。蔬菜的设施栽培，在我

国长期以来也被称为“保护地栽培”。

二、设施园艺与人民生活的关系

蔬菜、花卉和水果，是人民生活中不可缺少的副食品。随着人民生活水平的不断提

高，特别是解决了温饱而步入小康之后，园艺产品的需求量迅速增加，成为农业产业结

构调整的重要内容。

大家知道蔬菜中含有丰富的维生素、矿物质、碳水化合物、蛋白质、脂肪等多种营

养物质，某些是粮食作物或其他动物性食品中所没有的，因此与人民健康息息相关，人

人必需，天天必需。蔬菜是副食品中占主导地位的园艺作物，也是我国设施园艺生产面

积居首位的作物，据有关部门统计，我国目前菜田面积达1330万hm”,其中设施栽培面

积已突破140万hn?(2000年〉。设施蔬菜的人均占有量1980-1981年只有0.2kg,1999

年增加到59kg,增加了290多倍，预计到2010年将达到70kg。蔬菜设施栽培之所以发

展很快，是因为自然季节的限制，使我国很多地区不可能一年四季进行露地蔬菜生产，

蔬菜消费的经常性，与生产的季节性存在很大矛盾，严寒冬季或炎热多雨的夏季，许多

蔬菜难以在露地生长，只能靠设施栽培，才能做到周年生产、均衡供应。尽管依靠大市

场流通或贮存保鲜，也对蔬菜周年均衡供应起到很大作用，但人民生活水平提高后，对

蔬菜质量要求越来越高，蔬菜的新鲜度与质量关系很大，很多不耐贮运的蔬菜只能靠各

种园艺设施，进行反季节栽培，才可能有高质量产品供应市场，满足人民生活的需要。

随着人民生活水平的提高，花卉也逐渐成为人们生活中不可缺少的内容。花卉生产

是园艺生产重要组成部分，经济效益日趋显著。据有关方面报道，1999年我国花卉栽

培面积已达8.8万hn?,占全世界的1/3。在设施园艺生产中，花卉栽培的面积增加得

很快，反季节栽培的花卉，经济效益已超过蔬菜。一些高档花卉的栽培，尤其需要环境

的保证，所以设施栽培必不可少。据北京市农业技术推广站统计，到1999年底，北京

现代化温室总面积达299100而，其中用于花卉(或蔬菜、花卉〉生产的面积占66.37%,

反映了温室花卉生产的经济效益是比较高的。

果树设施栽培在我国起步较晚，除草莓、葡萄、桃近年来发展较快以外，其他果树

尚处于试验阶段，很多果树设施栽培尚属空白。但随着国民经济发展，人民生活水平不

断提高，对外开放不断扩大，果品出口需求的增长，也需要果品供应新鲜多样，品质上

乘，尤其那些成熟期早、不耐贮运、供应期短的果树，如樱桃、桃、李、杏、葡萄等，

在设施栽培条件下，可使其成熟期提早2个月以上，是解决人们对淡季水果需求的重要

途径。

三、设施园艺在国民经济中的地位和作用

(-)设施园艺在国民经济中的地位

我国农业发展正面临着耕地不断减少、人口不断增加、社会总需求不断增长的严峻

形势。自1992年以来，全国耕地面积每年约减少30万hm)而总人口却以0.17%的速

度递增，预计21世纪中全国人口将达到16亿，耕地将减少1033.33万hml蔬菜、花

卉、水果，则是与人民生活关系极为密切，产品附加值高，经济效益显著，占有重要位

置的农副产品。

目前各级政府主要领导大抓"米袋子''和"菜篮子”，使全国人民的生活水平由温饱转

向了小康，现在正向中等发达国家水平努力。近年来，设施园艺面积大幅度增加，仅蔬

菜设施栽培1991-1999年就增加了8.8倍，比1981年增加了193.8倍，总面积跃居世

界第一位。对解决大中城市蔬菜供应、丰富城乡人民的菜篮子起到了重要作用。但是从

今后发展看，面对资源紧缺、人口膨胀的严峻现实，必须改变农业低效高耗的增长方式,

要走技术替代资源的路子，最终要走向农业工业化的发展道路。只有这样，才有可能在

有限的土地资源上，创造出高产、优质、高效的农产品。党的十五届三中全会做出了〃

中共中央关于农业和农村工作若干重大问题的决定〃，其中谈到今后工作重点时，提到

了“现代集约化种养技术”，这里面的‘'种"指的就是设施园艺，这充分说明它与人民生

活水平与生活质量的提高关系极为密切。

从今后发展看，不能靠扩大耕地面积解决，只能通过设施栽培途径提高单产。例如,

荷兰温室番茄产量可达54kg/nA黄瓜72kg/n?,是露地栽培的十几倍甚至几十倍，正是

因为荷兰温室环境控制设备和栽培技术水平高，可全天候生产，因此大大提高了土地利

用率和生产效率。

从我国农村改革开放进行产业结构调整看，粮食面积减少后种什么？实践证明，发

展设施园艺是一条脱贫致富、逐步实现农业现代化的有效途径。许多发达国家的经验证

明，发展设施农业是实现农业现代化的必由之路，而设施园艺则是设施农业重要方面之

一，充分反映了设施园艺在国民经济中的特殊地位。

（二）设施园艺在园艺作物周年生产中的作用

设施园艺的作用因地而异，由于地区的自然条件不同，市场的需求不同，采用的设

备及生产方式各有特点，就其生产作用而言，试以蔬菜为例可概括为：

1.育苗秋、冬及春季利用风障、阳畦、温床、塑料棚及温室为露地和设施栽培

培育各种蔬菜幼苗，或保护耐寒性蔬菜的幼苗越冬，以便提早定植，获得早熟产品。夏

季利用荫障、荫棚等培育秋菜幼苗。

2.越冬栽培利用风障、塑料棚等于冬前栽培耐寒性蔬菜，在保护设备下越冬,

早春提早收获，如风障根茬菠菜、韭菜、小葱等，大棚越冬菠菜、油菜、芫荽，中小棚

的芹菜、韭菜等。

3.早熟栽培利用保护设施进行防寒保温，提早定植，以获得早熟的产品。

4.延后栽培夏季播种，秋季在保护设施内栽培果菜类、叶菜类等蔬菜，霜出现

后，仍可继续生长,以延长蔬菜的供应期。

5.炎夏栽培高温、多雨季节利用荫障、荫棚、大棚遮荫及防雨棚等设施，进行

遮荫、降温、防雨，于炎热的夏季进行栽培。

6.促成栽培在最寒冷的冬季利用温室（日光或加温），栽培喜温果菜类菜，促使

形成产品。

7.软化栽培利用棚、室（窑）或其他软化方式，为形成的鳞茎、根、植或种子创

造条件，促其在遮光的条件下生长，而生产出青韭、韭黄、青蒜、蒜黄、黄葱（羊角葱）、

豌豆苗、萝卜芽、苜蓿芽、菊苣、香椿芽等芽菜。

8.假植栽培（贮藏）秋、冬期间利用保护设施把在露地己长成或半长成蔬菜连根

掘起，密集囤栽在阳畦或小棚中，使其继续生长，如油菜、芹菜、葛笋、甘蓝、小萝卜、

花椰菜等。经假植后于冬、春供应新鲜蔬菜。

9.利用园艺设施进行无土栽培

10.为种株进行越冬贮藏或采种

上述这些作用同样适用于花卉尤其是草本花卉的周年生产，对于果树最主的作用则

是早熟栽培或促成栽培。

第二节设施园艺的历史、现状及前景

一、我国设施园艺发展历史及现状

我国应用保护设施栽培蔬菜已有悠久的历史，早在公元前551-479年间，《论语》

中记载有'‘不时不食”是不时栽培的语源。我国保护地栽培最早有文字记载的是在西汉

（公元前206至公元23年），《汉书》循吏传记载〃太官园种冬生韭菜菇，覆以屋房，昼

夜蕴火，待温气乃生”，信臣以为此皆不时之物。说明国在2000多年前已能利用保护

设施栽培多种蔬菜。到了唐朝，保护地种菜又有进展，已用天然温泉进行瓜类栽培。又

据元朝（公元1279T368）王祯著《农书》记载:〃至冬移根以地屋荫中，培以马粪，暖而

即长〃又说:〃就旧畦内，冬月以马粪覆之，于向处，随畦用蜀黎篱障之，遮北风，至春,

疏其芽早出〃，“十月将稻草灰盖三寸，以薄土覆之，灰不被风吹，立春后，芽生灰内，

即可取食说明600多年前，已有阳畦、风障韭菜栽培。明朝（公元1368T644）王世

懋在《学圃杂疏》中写道:“王瓜，出燕京者最佳，其地人种之火室中，逼生花叶，二月

初，即结小实，中官取以上供”，说明400多年前，北京的温室黄瓜促成栽培已取得成

功。随后相继创造了北京式的土温室、改良式温室。我国劳动人民在常年生产实践中，

战胜自然，不断革新、创造了很多保护地类型，显示了无穷的智慧，积累了丰富的保护

地栽培经验。

20世纪50年代初，对中国传统的北京阳畦、北京加温温室的蔬菜栽培技术和设施

结构性能，进行了系统地调查研究总结，并出版了调查报告专著。促使阳畦、温室设施

和栽培技术在中国北方大中城市迅速推广应用，对冬、春淡季蔬菜供应起到一定作用。

20世纪50年代末，中国出现了塑料棚和日光温室，对解决中国北方冬、春淡季蔬菜供

应起到较大作用。为了解决多样化鲜嫩细菜周年均衡供应的需求矛盾，相继发展了加温

温室、育苗工厂、无土栽培、地膜、遮阳网、无纺布等覆盖栽培，形成了有中国特色的

设施蔬菜园艺生产新体系。从设施类型看，我国蔬菜设施栽培面积最大的是塑料拱棚和

单屋面温室，尤其是不加温的节能型日光温室，已成为我国温室的主导类型。

(-)塑料拱棚20世纪50年代中期，从日本引进农用聚氯乙烯(PVC)薄膜，作为

小拱棚覆盖材料，进行蔬菜春早熟栽培，效果良好。20世纪60年代初，上海、北京先

后生产出国产的农用聚氯乙烯和聚乙烯薄膜，大大推动了我国设施园艺的发展。广泛应

用到园艺作物的育苗和蔬菜冬春设施栽培上，形成了新兴的中小拱棚覆盖栽培体系。

1965年，吉林省长春市郊区出现了中国第一栋塑料大棚(面积0.07hm2),进行黄瓜

春早熟栽培，获得成功，取得较大的经济效益和社会效益。

1975年，1976年，1978年在农业部主持下先后在吉林省长春市、山西省太原市和

甘肃省兰州市召开了第一、第二、第三次全国塑料大棚生产科研协作会议，对全国各地

大棚的构造、性能以及栽培技术、生产科研成果进行交流讨论。促使塑料棚从中国北方

向南方发展、从平原向山区丘陵地区发展，逐渐普及到全中国，出现了第一次发展高峰,

总面积近1.6万hm%

1980年北京塑料研究所首先研制出低密度聚乙烯长寿农膜(LDPE)；同年，中国农

业工程研究设计院设计出国产镀锌钢管组装式棚架和温室骨架。1984年，中国国家标

准局批准颁布实施了“农用塑料棚装配式钢管骨架”国家标准。促使塑料棚的建造和设施

蔬菜园艺事业有较快和较大地发展。因此，1988年以塑料棚为主要类型的中国设施园

艺，出现了第二次发展高峰。塑料棚总面积已达到9.56万hm)跨入世界设施园艺发达

国家之行列。塑料大棚的发展，解决了我国蔬菜市场早春和晚秋的淡季缺菜问题。

(二)日光温室我国北方过去冬季主要依靠单屋面加温温室生产蔬菜，但20世

纪80年代以来因为煤炭资源紧张，价格上涨，难以大面积推广。为了寻求具有中国特

色的温室蔬菜生产发展道路，广大科技工作者和蔬菜生产者，进行了坚持不懈地努力，

创造出具有中国特色的节能型日光温室。它发挥了单屋面温室充分采光与严密防寒保温

的特性，冬季不加温也能生产新鲜蔬菜。辽宁省农民创建的海城日光温室和瓦房店日光

温室，可在北纬40—41的高寒地区，严冬不加温生产出喜温果莱如黄瓜、番茄等，做

到元月上市，是我国温室蔬菜栽培史上的重大突破，令世人瞩目。日光温室就其完善程

度，与国外的现代化温室无法相比，但其造价低廉，是国外温室相同面积造价的1/10

甚至1/50,不仅符合中国国情，而且经济效益与社会效益十分显著，因此发展十分迅

速（表1-1）,从根本上解决了我国北方冬季新鲜蔬菜供应的难题。

（三）现代化连栋温室中国第一栋现代化连栋加温温室，1977年在北京市玉渊

潭公社建成。虽然起步较晚，但它是我国自行设计施工的型钢构架、钢化玻璃的连栋温

室，主要用于全年栽培黄瓜、番茄等果菜。1979T987年之间，北京、哈尔滨、大庆、

上海、深圳、乌鲁木齐、广州等地，先后从东欧、美国、日本等引进屋脊型和拱圆型玻

璃或硬塑连栋温室，总面积19.Zhu?。当时只注意引进了温室设备，忽视了栽培技术。

这些大温室用于蔬菜生产的面积占50%、花卉占40册由于现代化温室冬季主要靠加温

才能生产，故能源成本很高，运行几年之后，多数难以维持，加上栽培技术跟不上，只

好停产。

“九五”期间大型温室引进出现高潮，1996年底至2000年不到4年时间，花了大约

1亿美元从法国、荷兰、西班牙、以色列、韩国、美国、日本、中国台湾省等引进全光

大型温室，面积达175.4hnL引进的类型有连栋玻璃温室、连栋双层塑料薄膜温室、连

栋充气温室、连栋PC板温室，及其与之相配套的外遮阳、内覆盖、水帘降温、滚动苗

床、行走式喷水车、行走式采摘车、计算机管理系统、水培系统等。这次引进过程中，

特别是北京、上海几个园区从荷兰、以色列、加拿大引进温室硬件的同时，还引进了配

套品种和专家系统，并且有国外专家进行为期一年的现场指导，取得良好效果，使国人

有机会参观学习，了解当今世界发达国家的工厂化农业设施设备、技术管理的先进性及

现代化水平。

（四）降温防雨设施的发展对于我国南方，影响蔬菜周年均衡供应的主要矛盾

是夏季高温、炎热多雨。过去南方夏季降温防雨，主要用芦苇编织成苇帘遮荫，不仅费

工、费力、不易贮运，而且成本高，不适于大面积推广。江苏省武进县第二塑料厂、广

州长虹塑料制品厂等，针对上述问题，消化吸收了国外经验，研制成功了国产的高强度、

耐老化、轻便、省工、省力、成本低、覆盖效应好的塑料遮阳网和防虫网，便于工业化

生产和大面积推广。在我国南方大面积使用后，收到遮强光、降高温、防暴雨、抗冰雹、

防虫防病等良好的效果，基本上解决了南方夏、秋淡季蔬菜生产和培育秋莱壮茵的老大

难问题，使南方夏、秋蔬菜增产20%以上，1999年覆盖面积已达7.3万hm:

中国花卉设施栽培历史悠久，花卉现代设施栽培与蔬菜相比，起步晚得多，大面积

种植到20世纪80年代末期才开始，但由于其经济价值高，效益好，目前正处在蓬勃发

展阶段。果树设施栽培发展最早的是草莓塑料棚栽培，以后日光温室果树栽培也逐渐多

起来。目前北方主要利用日光温室栽培果树,南方则以塑料棚栽培为主，但总的来说，

果树设施栽培尚处在起步阶段。

二、世界设施园艺发展历史及现状

国外设施园艺的发展，以罗马帝国最早，据罗马哲学家塞内卡（Seneca,公元前3

年至公元69年）记载了应用云母片作覆盖物生产早熟黄瓜。法国17世纪初，利用木箱

种植早熟豌豆。1967年荷兰国立工学研究所的Germing,首创Venlo（芬洛）型连栋玻

璃温室（又名明亮温室）。该温室结构简洁坚固，透光量大，环境调控能力强，管理方

便，造价相对低廉，在全世界各国推广应用效果良好，至今仍为连栋玻璃温室的主流类

型。

从世界上现代园艺设施发展情况看，都以大型连栋温室为主，其中塑料薄膜温室约

为60万hm“含中国日光温室及塑料大棚），主要集中在亚洲。

美国温室面积目前约有1.9万hm）主要种植花卉，达1.3万hm:美国温室规模虽

然不大，但设备先进，生产水平一流，多数为玻璃温室，少数为双层充气温室，近年来

又在发展最先进的PC（聚碳酸醋）板材温室，全世界这种温室面积目前约有1万多公顷。

美国温室业社会化服务十分周到，对尖端技术研究非常重视。

目前全世界最高水平的园艺设施是植物工厂，生产为全封闭方式，环境控制准确先

进。生产过程从播种到采收高度自动化、流水化作业，全年、全天候连续生产，完全摆

脱了自然条件限制，如同工业产品生产一样。植物工厂面积多为900-15000?,主要生产

结球离苣、菠菜、独行菜和番茄等，叶菜一年可收获20茬以上，年产量为露地栽培的

数十倍。目前日本、奥地利、俄罗斯、美国、丹麦、荷兰等都有植物工厂。

三、设施园艺发展前景展望

目前中国的设施园艺开始进入了稳定发展时期，基本摆脱了过去忽起忽落的不稳定

状态，步入了“发展、提高、完善、巩固、再发展”的比较成熟的阶段，由单纯的追求数

量、单产，转变为重视质量和效益，同时注重市场信息和科学生产。具体表现在以下几

个方面：

(1)设施园艺的类型结构与分区和布局更加合理，注意充分利用光热资源，因地制

宜发展。设施园艺的发展注意体现中国特色，符合中国国情。

(2)设施栽培的作物种类更加丰富多彩，注重提高经济效益。蔬菜一直是我国设施

园艺的主体，但近年来由于面积增大很快，蔬菜供求量趋于平衡，甚至有些地方供过于

求，因此经济效益也受影响，发展趋势渐缓。

〈3)新型覆盖材料的研制与开发进展迅速:根据中国设施园艺的特点，农用塑料薄

膜是用量最多的覆盖材料。农用塑料薄膜的主攻方向是研制新型的功能性薄膜，先后推

出了聚氯乙烯防老化、防雾滴棚膜、聚乙烯防老化、防雾滴棚膜、保温防病多功能膜、

多功能EVA膜等，大大推动了我国设施园艺的发展。外保温覆盖材.料，目前已研制出的

厚型无纺布、物理发泡片材以及复合保温材料，取代传统的稻草苦、蒲席，是很有希望

的新型保温覆盖材料，也利于机械化、自动化卷铺，省时、省力。

(4)设施园艺工程的总体水平有了明显提高，具体表现在园艺设施逐步向大型化发

展，小型简易类型比重近20年来下降约20虬通过大型现代化温室及配套设施的引进,

促进了我国温室产业的发展，使我国新型优化节能日光温室和国产连栋塑料温室得到进

一步推广。由于设施结构设计建筑更加科学合理，使得设施内的光、温、水、气环境得

以优化，有利作物生长发育，为高产、优质奠定了基础。

(5)在农业现代化高潮中，全国各地建立了一批农业高科技示范园区，主要示范内

容多为设施园艺生产，如上海孙桥现代农业联合发展有限公司，北京的朝来农艺园、锦

绣大地、中以示范农场等，都是利用现代化温室生产蔬菜、花卉，展示农业高科技美好

前景，将设施园艺与观光、旅游结合，拓展了设施园艺的功能。

(6)设施园艺工程的科学研究，受到建国以来从未有过的重视与支持:〃九五〃期间，

国家科技部所列的国家级工厂化高效农业示范工程项目，总体目标是晡准21世纪农业

发展趋势，集成国内外设施园艺高新技术，在北京、天津、上海、辽宁、浙江、广东等

不同生态气候型及不同区域经济特点的6省市，试验示范，已于2000年通过验收，取

得了一批有实用价值的成果。科研经费投入是‘‘七五"、"八五''经费总合的10倍。全国

共有47个科研单位，654名科技人员参加协作攻关，完成了61项科研项目，体现了大

项目、大协作、大成果，是建国以来第一次。

与设施园艺工程有关的科研项目，不仅有应用技术的研究，还有基础理论的研究。

1998年国家自然科学基金委将〃设施园艺高产、优质的基础研究”列为重点项目正式启

动，这在我国设施园艺学科领域，是建国以来第一次，反映出我国的设施园艺学科水平

已跃上新台阶。

和过去比较，我国的设施园艺事业正处在建国以来最兴旺发达的时期，令人欢欣鼓

舞，但也必须冷静地看到其中存在的问题及与世界发达国家的差距：

(1)我国设施园艺的面积虽居世界第一位，但是以简易的类型为主，设施环境可控

程度与水平低，抗御自然灾害能力差，遇灾害性天气和年份生产没有保障，农民遭受损

失，市场供应出现波动。

(2)设施园艺工程科技含量较低，无论设施本身还是栽培管理，多以传统经验为主,

缺乏量化指标和成套技术，不符合农业现代化的要求，与发达国家相比差距很大，尤其

表现在作物的产量水平，尽管我国也有高产典型，但很不普遍，大面积平均单产与发达

国家相距甚远。

(3)我国设施园艺的生产经营方式以个体农户为主，劳动生产率很低，只相当于发

达国家的1/10,甚至1/100。规模化、产业化的水平更低，小农经济的生产和经营与日

益发展的市场经济矛盾越来越突出，更难以走出国门与国际市场接轨。

(4)发达国家的设施园艺工程已形成独立的产业体系，我国还是分散的，以小型的

乡镇企业为主，工艺水平较低。尤其在环境控制设备的研究和制造方面，是薄弱环节，

限制了栽培水平的提高。近年来，随着外国温室公司不断涌入我国，他们的产品虽然价

格很高，但因质量好，工艺精湛，还是受到欢迎，使我国原本就不太发达的相关产业，

受到较大的冲击。

针对上述问题，必须引起有关方面的足够重视，及时加以解决，才能使我国设施园

艺蓬勃发展的大好形势，得以持续发展。设施园艺是一种受控农业，受管理技术的影响

程度比自然农业大得多，我们和发达国家的差距，主要在于科技水平及科技含量的差距,

说到底是人才素质的差距，所以必须注意培养技术人才和经营管理人才，大力提高生产

者的素质，这是摆在我们面前重要而艰巨的任务。据农业部全国农业技术推广服务中心

的预测，到2030年，全国仅设施蔬菜的面积将达到170万hm)足以看出发展势头之强

劲。到那时设施生产的蔬菜人均占有量，将达到80kg/年，占蔬菜人均占有总量的20临

比目前将提高51.5队这意味着从事设施园艺事业的专家教授、科技人员及生产者肩上

的担子还是不轻的，任重道远。

第三节设施园艺的主要内容与特点

一、设施园艺的主要内容

设施园艺是一门多学科交叉的科学，涉及三个主要学科，即生物科学、环境科学和

工程科学，是三个学科的交叉与有机结合。生物学科主要包含生产对象即蔬菜、花卉和

果树。而这三大类园艺作物又各自包含了许多种类和品种。充分反映了设施园艺生物学

科内容之丰富。

设施环境包括光照、温度、湿度、气体、土壤5个方面。首先，应了解每个环境因

子对园艺作物生长发育的影响及生理机制；其次，要掌握设施的5个环境因子的特点，

与露地栽培有什么不同；最后也是最重要的，就是根据栽培作物的生物学特性，如何进

行环境调节控制？既要了解作物与环境间的定性、定量关系，还要掌握各种调控手段、

调控设备的运用，以及现代化的自动控制技术，计算机管理等等。使作物与环境达到最

理想、最完美、和谐的统一，以实现高产、优质、高效的生产目的。

工程学科则是建造出能够满足作物对光、温、湿、气、土5个环境因子需要的设施

类型，为作物提供最优的生育空间。这就需要有科学合理的总体规划设计，设施选型和

结构优化设计及环境调控设计（如采暖、保温、降温、加湿与降湿，灌溉与施肥，通风

换气，CO,气体施肥等），建筑材料的选择和计算，建造施工技术等。上述三个主要方面,

都是搞好设施园艺不可忽视的内容，要有机地结合与统一。

二、设施园艺的特点

设施园艺是指应用不同设施、设备和采用各种措施对园艺植物进行保护而生产。使

用的设备种类、类型繁多，栽培措施各异，并在不同季节内栽培，因此与露地栽培相比

具有以下特点：

（一）选用适宜的设施类型

我国现今使用的园艺设施大体可分为大型设施，如塑料薄膜大棚、单栋和连栋温室

等；中小型设施，如中小棚、改良阳畦；简易设施，如风障、阳畦、冷床、温床、简易

覆盖、地膜覆盖等。各种设施在生产中都能发挥特定的作用，但因其性能不同，各自的

作用又有不同，在选用时应根据当地的自然条件、市场需要、栽培季节和栽培目的选择

适用的设施进行生产，不要贪大求洋、好高鹫远，因为大型设备的投资要比中小型及简

易设备高出儿倍到儿十倍。除考虑市场需要以外，也应注意资金、劳力、物料及技术力

量等问题，并要求按照经济规律和自然规律确定发展的重点。为了充分发挥保护设施的

作用，调节资金、物料和劳力的使用，发展保护设施需要考虑多种设施配套，大中小型

结合，按比例发展。生产者需要根据各自的条件，根据需要和可能，加以选择。

（二）充分发挥园艺设施的效应

设施园艺生产除需要设备投资外，还需加大生产投资，特点是高投入、高产出。因

此，必须在单位面积上获得最高的产量，最优质的产品，提早或延长（延后）供应期，提

高生产率，增加收益，否则对生产不利，影响发展。

（三）人工创造小气候条件

园艺作物设施栽培，是在不适宜作物生育季节进行生产，因此保护设施中的环境条

件，如温度、光照、湿度、营养、水分及气体条件等，要靠人工进行创造、调节或控制,

以满足园艺作物生长发育的需要。环境调节控制的设备和水平，直接影响园艺产品产量

和品质，也就影响着经济效益。

（四）要求较高的管理技术

设施栽培较之露地生产要求严格的和复杂的技术，首先必须了解不同园艺作物在不

同的生育阶段对外界环境条件的要求，并掌握保护设施的性能及其变化的规律，协调好

两者间的关系，从而创造适宜作物生育的环境条件。设施园艺涉及多学科知识，所以要

求生产者素质高，知识全面P不但懂得生产技术，还要善于经营管理，有市场意识。

〈五〉设施园艺地域性强，应因地制宜，充分利用当地自然资源

如发展日光温室，一定要选择冬季晴天多、光照充足的地区，避免盲目性。有些地

区有地热（温泉〉资嫄、工业余热等，可以用于温室加温，应充分利用，降低能源成本。

（六）有利实行生产专业化、规模化和产业化

大型设施园艺一经建成必须进行周年生产，提高设施利用率，而生产专业化、规模

化和产业化，才能不断提高生产技术水平和管理水平，从而获得高产、优质、高效。

三、如何学好设施园艺学

学好设施园艺学，必须要在学习园艺作物露地栽培的基础上，才能进一步掌握设施

栽培的技术原理。同时还要了解环境条件的调控原理，园艺设施结构、性能变化规悻，

掌握一般的设计原理及施工要求。因此，还要在学习植物学、植物生理及生化、农业气

象、土壤及农业化学、植物保护、园艺机械、电子计算机应用等课程的基础上，进一步

学习研究园艺植物的形态特征和生物学特性等。要学会将园艺植物这些特性与园艺设施

环境特征有机地结合，充分发挥有利的环境因素，改善或消除不利环境因素。设施栽培

是反季节栽培，作物经常会遭遇逆境，如低温、寡照或高温、高湿等，所以，除掌握一

般的植物生理学知识外，对逆境生理的有关理论，应特别注意学习掌握，使环境调控做

到有的放矢，有条件的还应学习了解现代化园艺设施环境控制系统工作原理及操作技

术。

设施园艺学是一门实践性强的应用，学习者应经常深入生产实践，理论联系实际，

一些看起来复杂的东西，通过实际观察和操作，就能比较容易地掌握。

第二章保护地设施的类型、结构及功能

（10学时）

蔬菜保护地设施有许多类型，每种类型又有不同的结构。这些类型和结构不同的

保护地设施性能各异。因此，为了因地制宜地搞好蔬菜保护地生产，并获得优质、高产、

高效益的蔬菜产品，首先必须对各种保护地设施的类型、结构及性能有个初步地了解。

蔬菜保护地的类型大体可分为：风障畦、阳畦（冷床）、温床、塑料薄膜覆盖、温室及

软化设施等。

第一节简易园艺设施

一、风障畦

（-）风障畦的结构及设置

1、风障畦的结构

风障畦按其结构可分为：小风障畦和大风障畦两种。其中大风障畦又可分为普通

风障畦和迎风（简易）风障畦。

小风障畦的结构很简单。只在菜畦的北面竖立高约1m的芦苇或竹竿夹稻草等，用

于阻挡季候风，提高栽培畦内的温度。它的防风范围较小，在春季每排风障只能保护相

当于风障高度2〜3倍（2m左右）的菜畦面积。

大风障畦中的普通风障畦是由篱笆、披风、土背三部分组成。篱笆高1.5〜2.5m,

一•般用芦苇、高粱秸或竹竿等向南倾斜夹设而成。披风草高1〜1.5m,一般用稻草、山

茅草或芨芨草、苇席、苇毛、草包片、废旧塑料薄膜等夹附固定在篱笆上制成；土背高

约20〜40cm,主要用于固定篱笆。而大风障畦中的迎风障畦只设一排高1.5〜2.0m的

篱笆，而且密度很稀。

此外，西欧和北欧应用薄膜风障，日本用网纱风障。

2、风障畦的设置

（1）风障的方位和角度

风障的方位应以风障的延长方向与当地的季候风方向垂直为宜。当风向和障面交

角小于15°时，其防风效果仅为垂直时的50%。东北及华北冬春季多为西北风，因此,

一般风障多为正北朝南或偏东南5°。

风障与地面的夹设角度一般冬春季以向南倾斜70〜75°为宜，入夏后则以垂直地

面为宜。这样，冬春季角度小，可增强受光、保温；夏季角度大，可避免遮荫。

（2）风障的距离

应根据生产季节、蔬菜种类、栽培方式、风障的类型和材料的多少而定。一般普

通风障主要在冬季使用，每排风障的距离为5〜7m,或相当于风障高度的3.5〜4.5倍。

迎风障畦主要用于春季及初夏，每排距离为8〜14m,最大距离为15〜25m。小风障畦

的距离为1.5〜3.3m。

（3）风障畦的长度和排数

风障越长，越能减少风障两头风的回流影响，从而增加防风效果。而在风障长度

不变的情况下，风障排数越多，防风效果越好。

（二）风障畦的基本性能

1、防风作用

风障具有明显的减弱风速和稳定畦面气流的作用。一般可减弱风速10〜50%。风

速越大，防风效果越好。据北京大学地球物理系1959〜1960年测定，在每排风障相距

5〜6m的情况下，距地面15cm高度处，障外风速为3.83m/s时，障内第一排风障1m

处的风速仅有0.61m/s,约为障外风速的1/6；而第三排及第四排相同位置的风速均为0

（教材P9,表2-材。

2、增温作用

风障能提高气温和低温。在严寒的1〜2月份，当露地的地表温度为-17C时，风障

畦内的地表温度为-11风障的增温效果以有风晴天最为显著，无风晴天次之，阴天

不显著。另外，距离风障和地面越近，增温效果越好。（教材P9,表2-2）

3、减少冻土层深度

由于风障具有防风和增温的作用，因此，障前冻土层的深度比露地浅。入春后，

当露地开始解冻7〜12cm时，风障前3m内已完全解冻，比露地约提早20天。距风

障越近，冻土层越浅。

（三）风障畦的应用

1、普通风障的作用

⑴用于耐寒蔬菜的越冬。如菠菜、韭菜、青蒜、小葱的越冬栽培及提早栽培。

⑵用于蔬菜幼苗的防寒越冬。如小葱、洋葱等。

⑶用于早春提早播种叶菜类或定植果菜类等。

2、迎风障畦的作用

⑴春季小菜提早播种。如小萝卜、小白菜、油菜、茴香等。

⑵进行早熟栽培，提早定植春夏季叶菜及果菜类。

⑶蔬菜种株防风采种。

3、小风障畦的应用

主要用于瓜类或豆类早春提早直播或定植，也可与大风障畦配合使用。

二阳畦

阳畦又称冷床、秧畦、洞子。它是一种利用太阳光热，保持畦内较高温度的简易

的保护地类型。由风障畦发展而成。具有加高、加宽了的畦境，称为畦框。畦框上还加

盖透明的覆盖物（玻璃或薄膜）及不透明的覆盖物（草苫等）。白天将不头目的覆盖物

揭开，夜间盖上。这样，入射到阳畦内地太阳光热可使畦内温度明显高于露地。当露地

最低温度在-20℃以内时，畦内温度可比露地高12〜20℃。因此，在阳畦内可种植耐寒

性强的绿叶菜类或越冬的秧苗。三、四月份之后天气转暖，可在畦内培育秧苗和栽培各

种蔬菜。

一、阳畦的结构及设置

㈠阳畦的结构

阳畦根据其结构特点可分为普通阳畦和改良阳畦两种。普通阳畦也称冷床，又可

分为抢阳畦和槽子畦。改良阳畦也称立壕子、小暖窖，它又分为玻璃改良阳畦和塑料改

良阳畦（见图）。普通阳畦和改良阳畦的结构有所不同，因此，下面分别介绍。

1.普通阳畦的结构

普通阳畦的结构主要由风障、畦框、玻璃（薄膜）窗、覆盖物（草帘、蒲席）等

四部分组成（如图）。

①风障其结构与普通风障基本相同，但槽子畦主要采用直立风障，抢阳畦主要

采用倾斜风障。

②畦框用土做成。分为南北框及东西两侧框。其尺寸规格依阳畦类型而定。

【抢阳畦】北框比南框高而薄，上下成楔形，四框做成后向南成坡面，因此叫抢

阳畦。一般抢阳畦的北框高35〜60cm,底宽30cm左右，顶宽15〜20cm。南框高20〜

40cm,底宽30〜40cm,顶宽30cm左右；东西侧框与南北两框相接，厚度与南框相

同。畦面下宽L66m,上宽1.82m,畦长6m,或成它的倍数，做成联畦。

【槽子畦】南北两框接近等高，框高而厚，四框做成后近似槽形，故称槽子畦。

槽子畦北框高40〜60cm,宽35〜40cm；南框高40〜55cm,宽30〜35cm；东西两侧

框宽30cm左右；畦面宽1.66m,畦长6〜7m,或做成加倍长的联畦。

【玻璃窗】畦面可以加盖玻璃片或玻璃窗。凡加盖玻璃者称为“热盖”，否则称

为“冷盖”。玻璃窗宽60〜100cm,长与畦宽大体相等，•般为2m左右。每扇窗框

镶3或6块玻璃。近年来，各地多采用竹竿或竹劈在畦面上做支架，而后覆盖塑料薄膜,

成为塑料阳畦。

【覆盖物】外面保温覆盖多采用蒲席或草帘，通常以蒲席最好。此外，芦苇多的

地方也有用苇毛做覆盖物的。

2.改良阳畦的结构

改良阳畦是由土墙（后墙、山墙）、棚架（柱、楝、沱）、土棚顶、玻璃窗或塑

料棚、保温覆盖物（蒲席或草帘）等五部分组成。

改良阳畦的后墙高0.9〜1.0m,厚40〜50cm,山墙高度与改良阳畦的横断面相同。

前柱高1.5m,土棚顶宽1.0〜1.5m,玻璃窗长2m,宽0.6〜1.0m,每扇窗子镶3或6

块玻璃（与阳畦窗框相同）。玻璃窗斜立于棚顶的前檐下，与地面约成40〜45°角。

栽培床南北宽约2.65m,每3〜4延长米为一间，立柱，加沱，上铺两根楝（檐楝、二

楝），楝上放秫秸、抹泥，然后再放土，前屋檐晚上用草帘保温覆盖。阳畦长度因地块

而定。

㈡阳畦的设置

1.普通阳畦的设置

①田间布局建造阳畦的场地应注意选择地势高燥、北风向阳、距栽培田近、有

充足水源的地方。

②阳畦群的规划在阳畦数量少时，可以建在温室前面，这样既可利用温室防风,

也便于与温室配合使用。另外，在庭院建造阳畦可利用正房南窗外的空地。但是，在阳

畦面积大、数量多时，必须做好田间规划。通常的做法是：阳畦群自北向南成行排列。

前排的阳畦风障与后排的阳畦风障间隔6~7m,风障占地宽约1m,阳畦占地约2m,

畦前空地约1m左右，作为冬季晒草帘用地。阳畦群的四周要夹好围障，围障内有腰障。

③阳畦的方位以东西延长为好。

2.改良阳畦的设置

①田间布局与普通阳畦相同。

②阳畦群间距一般为棚顶高度的2〜2.5倍，低纬度地区可取2,高纬度地区取

2.5o

③后棚顶宽度后棚顶宽一般不能超过棚顶的高度，否则会加大畦内遮荫。

④玻璃窗的角度一般不大于50°,角度过大，栽培面积就会减少。

二、阳畦的性能

㈠普通阳畦的性能

阳畦除具有风障的效应外，还由于它增加了土框和覆盖物，白天可以大量吸收太

阳辐射，夜间可以减少长波向外辐射，从而保持室内具有较高的温度。但是，由于阳畦

内地热量主要来源于太阳，因此，阳畦的性能受季节和天气的影响极大。

L畦温受季节变化的影响

阳畦的温度随着外界气温的变化而变化，其保温能力的高低与外部防寒覆盖状况

有关。一般保温性能较好的阳畦，其内外温差可达13.0〜15.5℃。

2.畦温受天气影响

阴雨雪天气畦内温度较低（教材P.13表2-5）。

3.昼夜温湿差较大。

白天由于太阳辐射，使畦内温度迅速升高。夜间不断从畦内放出长波辐射，从而

迅速降温。一般畦内昼夜温差可达10〜20℃。随着温度变化，畦内湿度的变化也较大。

一般白天空气相对湿度在30〜40%,而夜间达80〜100%,相对湿度差异在40〜60%。

（4）畦内存在局部温差

一般中心部位温度较高，四周温度较低。

㈡改良阳畦的性能

改良阳畦的性能与普通阳畦基本相同。所不同的是由于玻璃窗覆盖成一面坡形的

斜立窗，加大了倾斜角度，从而增加了透光率，减少了反射率（改良阳畦反光率在13.5%

左右，普通阳畦反光率为56.1%）而且又有土墙、土棚顶及草帘覆盖。因此，防寒保温

能力强，且栽培管理方便。（教材P.15表2-7,表2-8）

三、阳畦的应用

1.普通阳畦主要用于冬春季培育耐寒蔬菜幼苗（如甘蓝、葛笋、芹菜等）和十字

花科蔬菜采种株的幼苗。

2.改良阳畦可用于秋延后栽培；冬季生产耐寒绿叶菜；春季果菜类蔬菜早熟栽培

等

:日

/皿

温床是在阳畦的基础上改进的保护地设施。它除了具有阳畦的防寒保温作用以外,

还可以通过酿热加温、水暖加温及电热线加温等来补充日光增温的不足。因此，是一个

既简单又实用的蔬菜育苗设施。

一、酿热温床

㈠结构

酿热温床就使把床孔加深，并使床底南边深、中间浅、北边稍深，床底的横断面

呈鱼脊形。在床内踩上马粪，利用马粪发酵分解产生的热量，提高床内的土温和气温。

酿热温床主要由床框、床孔、透明覆盖物、保温覆盖物、酿热物等五部分组成。

㈡酿热原理

酿热温床是利用微生物分解有机物时所产生的热量来进行加温的。这种被分解的

有机物称为酿热物。通常采用新鲜马粪作为酿热物。利用其中的好气性微生物（细菌、

真菌、放线菌等）把有机物分解为C02、水，并放出热量。

C6Hl+01.典>CO2T+H10+热量T

酿热物发热的快慢、温度的高低和持续时间的长短，主要取决于好气性细菌的繁

殖活动情况。这些好气性细菌繁殖得越快，酿热物发热越快，温度越高，持续时间越短。

好气性的细菌的活动受酿热物中C/N、。2及H2。含量的影响，它们也是影响酿热温度

的重要因素。碳是微生物分解有机物活动的能量来源，氮是构成微生物体内蛋白质的物

质，氧气是好气性微生物活动的必备条件，水分多少主要是对通气起调节作用。其标准

如下：

LC/N为20〜30:1为宜。低于20:1微生物缺乏活动能量，活动减弱。大于30:1微

生物缺少构成身体的物质，繁殖受到影响。同时也浪费了碳源。

2.含水量应为70%左右。用脚踩马粪，脚尖处能看出水沫；或用手一握，指缝有

水挤出即可。水少可洒些温水或粪尿水。

3.02含量与马粪的厚度及含水量有关。一般厚度小于10cm或大于70cm均不能

很好发热。

当酿热物处于上述适宜条件，且温度在10℃以上时，微生物繁殖活动较旺盛，发

热迅速而持久。若C/N大于30:1,含水量过多或过少，通气不足，或基础温度偏低时,

则发热温度低，但持续时间长；若C/N小于20:1,通气偏多，则酿热物发热温度高，

持续时间短。可见，我们可以根据酿热原理，以C/N、含水量及通气量（松紧）来调节

发热的高低和持续时间。

由于不同物质的C/N、含水量及通气性不同，因此，可以把酿热物分为高热酿热物

和低热酿热物两种。前者主要有：新鲜马粪、新鲜厩肥、各种饼肥等；后者主要有：牛

粪、猪粪、稻草、麦秸、枯草和有机垃圾等。在我国北方地区，早春培育喜温蔬菜幼苗

时，由于当时气温低，一般采用高热酿热物新鲜马粪作酿热材料。马粪除C/N适宜外,

通气性也好。所以，发热快，初期温度高，一般7天左右温度可达70℃,然后迅速降

到50c左右，以后降温缓慢，持续时间较长。对于低热酿热物，一般不宜单独使用。

应根据情况与高热酿热物混用。各种有机物质碳氮含量见下表。

各种酿热物的碳氮比（C/N）

-WSC%N%~~C/N种SC%N%C/N

米

糠

6o7。3O2Z

稻草42.00.O&.7..o

纺

屑

0.6O7织59.22.O

大麦杆47.03.

豆

大

饼

S657.ZO。5o5

小麦杆5.

46.5籽

棉

L672饼1O3.2

玉米杆43.36.

牛

z802z.0粪

新鲜厩肥（干）.08..O1

马

75.6粪

Z602Z.02Z31.45

速成堆肥（干）1

猪

56.0粪

落叶4L23O3196.2

2..0,40.24.1

羊

粪

落叶49..02.0O24.5291Z3

8.1

调整床温除了注意酿热物的碳氮比、含水量通气性及基础温度外，还要注意填床

的厚度。一般常用厚度为17〜60cm,其中30cm厚最为常用。如果过厚，常因下层氧

气阳畦不足，好气性细菌活动不良，影响发热。如厚度小于10cm,几乎不能发热。此

外，填充时的松紧度也会影响发热。过实不利发热。

㈢酿热温床的性能

1.酿热温床是在阳畦的基础上进行了人工眼热加温。因此，与阳畦相比，酿热温

床明显地改善了床内的温度条件。

2.由于酿热加温受酿热物及方法的限制，热效应较低，而且加温期间无法调控，

因此，床内温度明显受外界温度的影响。

3.因床内南北部位接受光热的强度不同，又因床框四周耗热的影响，因此，造成

床内存在局部温差，即：温度北高南低，中部高四周低。不过这可以通过调整填充酿热

物的厚度来调节，一般酿热物的填充厚度是：四周厚，中心薄，南面厚，北面薄。

4.酿热物发热时间有限，而且，前期温度高，后期温度逐渐降低。因此，秋冬不

适用。

5.床土的厚薄及含水量的多少也影响床温。

㈣酿热温床的应用

主要是在早春培育果菜类幼苗。目前由于酿热物不足和成本高等原因，使用者已

很少。

—、电热温床

㈠电热温床的结构

电热温床是在阳畦、小拱棚或大棚及温室中的小拱棚内的栽培床上，做成育苗用

的平畦，然后再育苗床内铺设电加温线而成。电加温线埋入土层深度一般10cm左右为

宜，但如果育苗钵或营养土块育苗，则以埋入土中1〜2cm为宜。选定的功率密度通常

以70〜150w/m2为宜。具体功率密度要根据不同地区、不同季节及不同设施内来确定。

一一般沈阳地区冬季日光温室内可采用120〜150w/n?的功率密度，春季可采用70〜100

2

w/mo

㈡电热加温原理及电热加温设备

1.电热加温原理

电热加温是利用电流通过大的导体将电能转变成热能，从而使床土或空气加温，

并保持一定温度的一种加温方法。一般1度（千瓦/小时）电可产生860千卡的热量。

电热加温具有升温快、地温高、温度均匀、调节灵敏、使用时间不受季节限制，

同时乂可自动控制加温温度。因此，有利于幼苗生长发育。

2.电加热的设备

电加热的设备主要有：电热加温线、控温仪、继电器（交流接触器）、电闸盒、

配电盘（箱）等。

在电加热的设备中，电热加温线和控温仪是主要设备。在电加温线功率小于2000w

的情况下，一般不需要继电器。目前，有专门生产电加温线和控温仪的厂家。我们用得

较多的是上海农机研究所生产的。如：WKQ-1型控温仪，过去也用过鞍山市仪表四厂

的产品。有关电热线的规格将在实验中讲授。

（三）电热温床的计算公式

1、功率的选定

总功率=育苗总面积X功率密度

功率密度就是指1平方米苗床需要多少瓦的电热功率，单位是瓦/米2。其大小可依照各

地不同季节育苗的温度条件而定，见表2、表3。

表2电热温床功率密度选定参考值单位（W/n?）

基础地温9〜1112〜1415〜1617〜18

设定地温（°C）

18〜191109580

20〜211201059080

22〜2313011510090

24〜25140125110100

表中数值是在不设隔热1层，日通电8〜10小时制定的。如使用控温（仪，功率密度

应增加10瓦/米2,如有隔热层则应降低功率密度的10〜20%。

表3各地冬春季育苗的功率密度选择单位（W/n?）

地区华北中部地区辽宁地区

育苗时间