§§§第一节塑料棚设施
一、塑料棚膜的种类与特性
（一）普通聚氯乙烯膜和聚乙烯膜
（1）聚氯乙烯膜
聚氯乙烯膜是在聚氯乙烯树脂中加入增塑剂、稳定剂经压延而成。这种膜较厚，一般为0.1~0.13毫米。其特点是透光性好，阻隔远红外线能力较强；保温性好，热传导率仅为玻璃的1/4；柔软，易造型，具有良好的延展性；好粘接，耐候性好，耐酸、耐碱、耐盐，喷上农药、化肥不易引起变质。
（2）聚乙烯膜
聚乙烯膜是由聚乙烯树脂（低密度聚氯乙烯树脂或线型低密度聚乙烯）为原料，经吹塑成膜。这种膜也具有良好的耐酸、耐碱、耐盐特性，而且喷上农药、化肥不易引起变质，质地轻，耐低温性能优于聚氯乙烯膜，静电作用小，不易吸附尘土，透光性好，使用较长时间透光率衰减也不多，无毒，对作物安全，适于作各种棚膜、地膜，是我国当前主要的农膜品种。其缺点是耐候性差，保温性差。
（二）醋酸乙烯薄膜（EVA）
由于聚乙烯薄膜的耐候性和保温性较差，容易硬化，因此在严寒地区应用价值低。为了提高它的耐候性和保温性，必须把聚乙烯和其他树脂混在一起，采取各种共聚方法，改善它的缺点，于是研制出了乙烯——醋酸乙烯共聚脂薄膜，简称醋酸乙烯薄膜。醋酸乙烯薄膜的性能如下：
质地强韧，抗张力和伸长力都强。
不易被灰尘污染。
对农药化肥的抗性强，不变质。
完全无毒，不必担心会产生有毒气体。
冬季不变硬，夏季不粘连，便于管理。
可以采用热焊接，加工容易。
（三）有滴膜与无滴膜
设施内的环境经常处在一种高湿的状态，常常有水汽凝结在塑料膜的内表面而产生露珠。当塑料膜内表面被大量的露珠占满时，会大大降低其透光率，从而也影响设施内的增温。为了克服这一缺点，需要在生产塑料薄膜时，添加防雾滴剂，使塑料膜与水具有较好的亲和性，从而降低水在塑料膜表面的界面张力，使水在塑料膜表面很好地铺展开，最后形成一层薄薄的水膜，并沿塑料膜表面流到地面，防止水滴形成，从而达到了防雾滴的效果，这种膜被称作无滴膜或流滴膜。以聚氯乙烯和聚乙烯为原料的薄膜都有无滴膜类型。
有滴膜与无滴膜相比，设施内光照弱，温度低，水滴会随时滴落地面，造成设施内湿度大，病害重，不利于冬季作物的生长，使产品的产量低、效益差，但价格便宜，适用于韭菜、芹菜等耐低温弱光的叶菜类及冷棚生产。无滴膜由于使雾滴在薄膜的内表面形成一层薄水膜，沿薄膜流入设施底脚的土中，而不滞留在膜面上形成露珠，从而使设施的内空气湿度较低。使用无滴膜时应注意，在温度高时要及时放风，以免造成高温危害。
（四）防老化长寿膜
薄膜在使用过程中受到阳光中的紫外线作用，会发生氧化，尤其在夏季高温条件下，会加速这种氧化的过程。氧化的结果，会使薄膜变脆，严重的会自动断裂，失去使用价值，这一现象被称为薄膜的“老化冶。老化的另一个后果，就是随着薄膜使用时间的增长，透光率逐渐变低，以至于不能满足设施生产的需要。为了抑制老化的进程，延长薄膜的使用寿命，需要在生产塑料薄膜时，添加光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂等助剂，使之成为具有抗老化功能的长寿膜。这种抗老化性也叫“耐候性冶。
现在生产的聚氯乙烯膜和聚乙烯膜都有抗老化的长寿膜类型，而且已经被广泛地应用于生产。
（五）多功能复合膜
防尘、抗老化、无滴是目前农用薄膜产品所追求的三大目标，有的还具有其他特性。具有2种功能以上的薄膜一般称为多功能膜，或多功能复合膜。如聚乙烯无滴防老化膜、聚乙烯无滴保温防老化多功能膜，这都是由于在生产薄膜时加入了多种助剂。有的薄膜虽然也具有多种功能，但生产工艺却不同，是由几层不同功能的薄膜合成在一起而达到多功能效果的，一般这种薄膜也叫多功能复合膜。
如目前市场上销售的三层复合膜是高科技产品，由3层复合而成。
其正面是经过处理不吸附灰尘的防尘膜，中间夹1层高拉力耐老化的强力膜，反面粘1层无滴膜。这样它就集中了防尘、耐老化、无滴的3大优点。比重、厚度和价格近于无滴膜，是冬春季大棚生产使用的理想棚膜。
二、塑料棚的类型与应用
（一）小棚
小棚的高度一般在1.5米以下，宽1~3米，长度一般在10米以上。小棚建造容易，成本较低，加盖草苫后，增温的效果并不比大棚差，只不过空间小，常用于园艺作物的育苗、提早定植或矮小植株的作物栽培。
1.小棚的类型和结构
小棚的结构简单，取材方便，容易建造，造价较低，在生产中应用的形式多种多样，可因地制宜，灵活设计，并可以与大棚、温室等大型设施结合使用。
（1）拱圆形小棚
拱圆形小棚是生产上应用最多的类型，也叫小拱棚，主要使用毛竹片、竹竿、荆条或直径为6~8毫米的钢筋或薄壁钢管等材料，弯成宽1~3米、高1米左右的弓形骨架，各骨架之间用竹竿、铁丝将每个拱架连在一起。有的将拱架两端较深地插入土中，如果拱架很牢固，也可以不用把拱架连起来。在拱架上面扣上塑料棚膜，四周拉紧后将边缘用土埋好，棚膜上面再用压杆或压线将其固定，在棚较矮、防风又好的情况下，也可以不用压杆或压线。
（2）半拱棚
北面有长度约为1米的土墙，南面为半拱圆的棚面。这种小棚一般为无柱棚，跨度大时，中间可设1~2排立柱，以支撑由于雨、雪及防寒保温覆盖物等所构成的负荷。也有的用钢筋、钢管做成一侧立、一侧半拱圆形的。这种小拱棚应为东西走向，有利于采光。由于这种小拱棚一侧直立，使棚内的空间较大，因此利于秧苗的生长。
（3）双斜面棚
棚面成屋脊形或三角形。棚架方向东西、南北延长均可，但南北方向的棚内光照均匀。这种棚适用于风少、多雨的南方。可以平地覆盖，也可做成畦框后再覆盖，形式多样。这类棚在脊的下方一般设有立柱，以支撑负荷。这种小棚做成畦框后再覆盖或与半地下式的冷床相结合使用较好，否则在露地直接覆盖，两侧的空间过小，不利于栽植秧苗，有效的作用面积较小。
2.小棚的应用
（1）早春育苗
在高寒地区，露地栽培的蔬菜可以用温室播种，用小棚做移苗床，进行早春育苗，使用时需加盖草苫。在较温暖的地区，可以直接用来播种育苗。
（2）栽培耐寒蔬菜
耐寒的蔬菜可以利用小棚进行春季提早、秋季延后栽培。温暖的地区还可以进行越冬栽培。
（3）露地蔬菜提早定植
与露地定植时间相比，可以使定植期提早15~20天，待露地温度适宜后，可以将小棚去掉。主要栽培作物有：甘蓝、花椰菜、芹菜、番茄、青椒、茄子、甜瓜、西瓜、西葫芦等。
（4）多层铺盖
在温室、大棚内可以再扣小棚，一般用竹片做成拱架，3~4垄宽，夜间覆盖，白天打开，可以减少散热，增强保温能力。在早春大棚栽培中，增加一层小棚可以比单层大棚提前15~20天定植。
（5）一膜多用技术
首先在温室中临时扣小棚，通过增加覆盖来提早定植时间，然后在大棚中使用，最后再用于露地的早熟栽培。
这样就提高了小棚的利用率，降低了生产成本。
（二）大棚
1.大棚的类型与结构
（1）竹木结构大棚
这种大棚的跨度为8~12米，高度多为2~2.5米，长40~60米，每栋生产面积333~667平方米。由立柱、拱杆、拉杆、棚膜、压杆（压线）和地锚等构成。立柱：
立柱起支撑拱杆和棚膜的重量，并且有承载雨雪的负荷和受风压与负风压（向上的引力）的作用，纵横成直线排列。
竹木结构的大棚立柱较多，使大棚内遮阴面积大，作业也不方便，因此可采用“悬梁吊柱冶形式，即将纵向立柱减少，而用固定在拉杆上的小悬柱代替。小悬柱的高度约为20厘米，在拉杆上的间距与拱杆的间距相等，一般可使立柱减少2/3，大大减少了立柱的遮光，增加了大棚内的光照，同时也便于作业。
拱杆：拱杆是固定在立柱上支撑棚膜的骨架，使大棚具有一定的固定形状。拱杆可用直径3~4厘米的竹竿或宽约5厘米、厚约1厘米的毛竹片，北方许多地方用直径6厘米左右的木杆。
拉杆：是纵向连接立柱的木杆或竹竿，使立柱与拱杆构成的每一组大棚拱架“手拉手冶连在一起，这样所有的大棚骨架成为一个整体，提高其稳定性和抗负载能力。“悬梁吊柱冶式大棚的拉杆还起到支持小悬柱的作用，间接地支撑着拱杆和棚膜，因此，这种拉杆应更加结实。
压杆：压杆是在大棚膜的上面位于两拱杆之间的木杆或竹竿。
压杆压在棚膜上，起到压住棚膜并使之绷紧的作用。压杆可以采用与拱杆相同的木杆等材料，也可以用铁线、聚丙烯塑料绳、尼龙绳来代替。目前有专用的塑料压膜线，截面为宽约1厘米、厚2~3毫米的扁平形的塑料带状长条，内镶有细钢丝或尼龙丝，既柔韧又结实，压在大棚上面，与棚膜贴得牢，还不易损坏棚膜，是最理想的大棚压线。
门、窗：大棚两端各设一个供出入用的大门，门的大小要考虑作业方便，太小不利于进出；太大不利于保温。塑料大棚顶部可设天窗，两侧设侧窗，用来通风换气。到了高温季节，棚门也都打开通风，加快散热。
（2）钢架结构大棚
大棚的骨架是用钢筋或钢管焊接而成，其特点是坚固耐用，中间无立柱或少立柱。通常大棚宽10~12米，高多为2.5~3米，长50~60米，单栋面积多为667平方米左右。这种大棚空间大，便于作业，遮光少，有利于植物生长。
钢架结构大棚因骨架结构的不同可分为：单梁拱架、双梁平面拱架、三角形拱架。这类大棚空间大，透光性好，在棚内作业方便，使用寿命也长。
钢架大棚使用过程中需要注意维修和保养。每隔2~3年应涂漆防锈，以增强耐锈蚀能力。
（3）镀锌钢管装配式大棚
自20世纪80年代以来，我国一些单位研制出了定型设计的装配式管架大棚，这类大棚多是采用热浸镀锌的薄壁钢管为骨架建造而成，拉杆、拱杆和棚门的材料都相同，三角形钢拱架无立柱。这种大棚拉杆密，多的不足1.5米就有一道，用专门的连接部件把拉杆与拱杆紧紧固定在一起，使整个大棚的骨架浑然一体，增强了抗压能力。
这类大棚在扣棚时，用专用的塑料压膜线以及卡槽、蛇形钢丝弹簧等固定棚膜。由于拉杆与拱架几乎在同一个面上，为了不磨坏棚膜，不能用普通压杆、铁丝等来代替专用压线。不用设地锚，有专门固定压线的位置，有的还有紧线装置。
（4）混合结构大棚
这种结构的大棚与竹木结构的大棚基本相同，只是有的部分采用其他材料代替，如有用钢材代替立柱、拉杆等部分的钢木结构大棚，用混凝土立柱的混合结构大棚等。主要是就地取材，降低成本。一般这种大棚的强度要比竹木结构的大棚高，但又不及钢架大棚。
（5）其他新型材料大棚
目前还有采用玻璃钢、玻纤增强聚氨酯、菱镁复合材料、无机复合发泡材料等为骨架建造的大棚。
2.棚的性能
（1）大棚内的温度
大棚内的热源是太阳辐射，由于覆盖大棚的塑料薄膜具有易透过短波辐射而不易透过长波辐射的特性，棚内土壤吸收大量的短波辐射，而发出的长波辐射却被棚膜反射回来，因此棚内所接受的净辐射量要比棚外高，再加上大棚是一个相对比较密闭的系统，大棚内的空气很少与棚外的空气发生热交换，因此，晴天棚内温度迅速上升，由于大棚的保温作用，夜间温度也高于棚外。当然，这种增温作用在不同的季节是不同的，受天气变化的影响也很大。
大棚的增温能力体现在早春低温时期，通常棚温只比露地高3~6摄氏度；阴天时的增温值仅2摄氏度左右；一般增温值为8~10摄氏度；外界气温高时增温值可达20摄氏度以上。
棚内气温的日变化：大棚内气温的日变化规律与外界基本相同，即白天气温高，夜间气温低。每天日出后1~2小时棚内温度迅速升高，7~10时气温回升最快，在不通风的情况下平均每小时升温5~8摄氏度。每天的最高温度出现在12~13时，比露地出现高温的时间要早。15时前后棚温开始下降，平均每小时下降5摄氏度左右。夜间气温下降缓慢，平均每小时降温1摄氏度左右。到黎明前气温降至最低。
地温：大棚内的地温虽然也存在着明显的日变化和季节变化，但与气温相比，地温比较稳定，而且地温的变化滞后于气温。从地温的日变化看，晴天上午太阳出来后，地表温度迅速升高，14时左右达到最高值，15时后温度开始下降。随着土层深度的增加，日最高地温出现的时间逐渐延后，一般距地表5厘米深处的日最高气温出现在15时左右，距地表10厘米深处的日最高地温出现在17时左右，距地表20厘米深处的日最高地温出现在18时左右，距地表20厘米以下深层土壤温度的日变化很小。阴天大棚内地温的日变化较小，且日最高温度出现的时间较早。从地温的分布看，大棚周边的地温低于中部的地温，而且地表的温度变化是四周温度变化大于地中。
（2）大棚内的光照
大棚内的光照强度与薄膜的透光率、太阳高度、天气状况、大棚方位及大棚结构等有关，同时大棚内的光照也存在着季节变化和光照不均现象。