[00964173]资源节约型日光温室设计及蔬菜高效生产技术创新与应用

日光温室是我国独创的蔬菜生产设施，已成为我国北方地区冬春蔬菜供应和农民增收的支柱产业。然而日光温室蔬菜生产中仍然存在光热利用不足、环境调控能力低、蔬菜生育障碍严重、综合生产效率不高等突出问题。为此，自2006年起，项目组以节能节本增效为目标，系统开展了日光温室结构设计、环境调控、蔬菜高效生产等科技创新及技术集成应用，取得如下成果： 1.创建了日光温室节能设计理论与方法。改变过去仅按透光率设计采光、凭经验确定蓄热和保温的日光温室设计思路，提出以合理太阳能截获和透光率双要素设计采光、以冬至日温室蓄热体蓄放热平衡下有效蓄热温度和蓄热量双要素设计蓄热、以冬至日温室热收支平衡下保温材料合理热阻和保温比双要素设计保温的日光温室节能设计理念，创建了日光温室节能设计理论；运用该理论及光学和热力学原理，建立了日光温室合理采光、蓄热和保温设计模型，创建了设计方法，开发出设计软件；为节能日光温室设计奠定了理论基础。 2.研制出第三代(高光效)节能日光溫室。运用日光温室节能设计方法和设计软件，确定了34〜46°N地区日光温室结构参数，研制出平地单栋、双连栋和坡地单栋系列第三代节能日光温室;较生产性能最优的第二代节能日光温室光辐射量增加8%以上，夜间增温5℃以上、室内外最大温差达35℃以上，节能27%以上，将日光温室果菜冬季不加温生产区向北推移150公里；温室面积利用率由单栋45%提高到南北双连栋的87%，实现了日光温室光热和土地资源的高效利用。 3.创新了日光温室蔬菜高效栽培关键技术。在明确果菜光合最佳光温及CO₂协同效应的基础上，提出了以光为核心的温度与CO₂管理指标，研制出果菜高效栽培综合环境管理技术，增产23%以上。提出以作物土壤最佳营养指标结合目标产量和土壤供肥能力来确定施肥量的思路，建立了增钾补钙有机基肥为主和叶面追肥为辅的减缓土壤障碍施肥技术，土壤pH稳定在6.3〜6.8、减少化肥32%。探明了不同季节温光条件下果菜适宜灌水点(60%〜75%)和灌水量(13〜23吨/次)，研制出响应温光环境的控湛节水灌溉技术，较传统灌溉节水50%以上。阐明了适温低湿(相对湿度<85%)或髙湿低温(气温<15℃)控病及钙钾诱导抗病效应，提出控温湿与增钙钾相结合的绿色控病技术，控病效果66%以上，减药38%以上。 4.集成创新了节能日光溫室蔬菜高效栽培模式与技术体系。集成高光效曰光温室、环境调控、科学施肥、控湿节水灌溉、控温湿防病及诱导抗病等关键技术和产品，创新了节能日光温室主要果菜土壤栽培模式与技术体系，在最低气温-28℃以上地区冬季不加温条件下，番茄和黄瓜年亩产由2.0万kg提高到2.5万kg以上的高产记录。研制出以农林废弃物为主要原料的栽培基质，创建了西北非耕地基质栽培模式和技术体系，番茄和黄瓜年亩产2.0万kg以上。 该成果自2007年示范应用,2014年原农业部种植业司发文在全国推广,80%以上新建日光温室应用了该成果；近3年累计推广584万亩，新增效益161亿元。该成果获省级科技进步一等奖5项，授权发明专利12件、软件著作权6件，颁布省级地方标准29项，发表论文539篇，出版著作和教材19部。成果应用提高了光热、土地和水肥药等资源利用率，促进了日光温室蔬菜提质增效，保障了北方蔬菜周年供应，促进了农民增收，经济、社会和生态效益显著。