CN107027547A - 一种稻菜轮作生态日光温室及其轮作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稻菜轮作生态日光温室及其轮作方法，所述日光温室包括前温室、后冷棚、顶棚、畜舍、沼气池和暂存池，前温室和后冷棚通过软墙连接，提高了土地利用率；沼气池位于畜舍下方，粪尿通过进料口进入沼气池内，经过发酵后产生的沼液沼渣是速效全肥，用于代替水稻、蔬菜种植过程施用的化肥，沼液沼渣还具有杀菌除虫效果；所述暂存池用于水稻育秧和鱼虾蟹等的栖息地，也可用于存放农业生产工具。本发明通过在水稻收割后形成日光温室进行蔬菜栽培，通过种养结合、水旱轮作、沼液沼渣的综合利用等措施，减少农业面源污染、免除重茬病害，具有增加土壤复种指数、保持土壤健康、减少农业面源污染、增加农民经济收益、保障粮食安全的作用。

Description

一种稻菜轮作生态日光温室及其轮作方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，特别地，涉及一种适用于稻田地的生态日光温室及其轮作方法。

背景技术

众所周知，水稻是我国重要的粮食作物。2012年，我国水稻播种面积3013.7万公顷，稻谷产量20423.6万吨，占全国粮食总产量的34.64％，因此水稻的生产供应能力直接影响到我国的粮食安全。

据国家统计局资料显示，1997～2003年我国水稻播种面积平均减少9.4％，其中双季稻改为单季稻是播种面积减少的主要原因，2004年～2010年，农户水稻“双改单”趋势明显，双季稻比例年均降幅达1.82％，其中2010年双季稻种植比例已降至三成左右。出于国家粮食安全考虑，2011年9月，国家在已出台的《种植业发展第十二个五年计划》中提出在南方稻作区扩大双季稻，然而由于种地比较利益低下，农户种植意愿不断下降，南方“双改单”、北方稻麦轮作转为一季稻等形势难以有效逆转。

另外，常规水稻种植过程中投入大量的化肥、农药，据资料统计，我国水稻种植面积占全世界的19％，而氮肥用量却占世界的35％，氮肥利用率仅有28.3％，远低于国际水平；根据国家发改委2013年调研数据，我国水稻种植农药的单位面积投入量为740元/公顷，是单位面积用量最大的粮食作物，分别是小麦和玉米的2.9倍和3.4倍，高肥高药投入获得高产量的同时，也带来了严重的环境污染。2016年国家提出“一控二减三基本”，即控水、减肥减药、实现畜禽粪便、农作物秸秆、农膜的综合利用，也是旨在控制、减少农业面源污染。

设施农业是我国农业的重要组成部分，近几年我国设施农业发展极为迅速，设施农业面积由2008年的81.7万公顷增加到2014年的205.8万公顷，年均增长率为16.7％。其中，日光温室是设施农业的重要组成，当前我国日光温室占地面积占全球90％以上。我国日光温室主要集中分布在北方地区，如山东、辽宁等省，这些日光温室在保障北方冬季蔬菜供应上发挥了重要的作用。与此同时，日光温室存在农药、化肥用量过大，土壤重茬病害严重等问题，另外目前的日光温室主要建设在平原地区，很少建设在稻田地中。

发明内容

为了解决现有技术中存在的水稻“双改单”后的土地闲置、水稻和蔬菜种植过程的面源污染、蔬菜种植过程的重茬病虫害等问题，本发明提供一种稻菜轮作生态日光温室大棚，即在一季稻收割后形成日光温室，进行错季蔬菜生产，具有提高土地复种指数、减少土壤重茬病害、增加农户经济效益、保障国家粮食安全的作用；同时通过利用沼气池、稻田养蟹、稻田养虾和稻田养鱼等措施将种植业、养殖业有机结合在一起，实现了畜禽粪便的利用，减少了水稻、蔬菜种植过程中的化肥、农药投入，减少了农业面源污染。

本发明解决其技术问题所采取的方案是：所述稻菜轮作生态日光温室，包括前温室1、后冷棚2、顶棚、畜舍3、沼气池4和暂存池5，前温室1与后冷棚2之间通过软墙进行分割；顶棚包括上弦热镀锌管8、拉花钢筋9、下弦热镀锌管10、棚膜25和无纺布24；畜舍3位于日光温室内，设置在沼气池4的上方，包括畜舍外墙、畜舍门16、畜舍观察窗12、气体交换窗13、畜舍栅栏18、畜舍后墙17；沼气池4设置在畜舍3的下方，包括进料口6、出料口7和导气管15；暂存池5位于前温室1内。

优选地，所述前温室1内间隔设置前立柱，前温室1与后冷棚2交界处间隔设置后立柱14，后立柱14附近设置有过道11。

优选地，所述软墙包括塑料泡沫板23、PO膜19、锡箔纸21、保温被22。

优选地，所述塑料泡沫板23分别设置在后立柱14间的地面以及靠近顶棚处，在所述塑料泡沫板23的两侧分别覆盖PO膜19，在前温室1侧的所述PO膜19外覆盖锡箔纸21，在所述锡箔纸21的外侧覆盖保温被22。

优选地，所述软墙还包括卷轴26，通过所述卷轴26可将保温被22和锡箔纸21卷起和放下。

优选地，所述畜舍3中，所述畜舍门16、观察窗12和气体互换窗13均设置在外墙上，其中，畜舍3内的二氧化碳和前温室1、后冷棚2内的氧气通过气体互换窗13进行互换；所述畜舍栅栏18设置在畜舍3内靠近日光温室的棚膜25处，以防止畜禽破坏棚膜；畜舍后墙17设置在畜舍3内的后端，起到保温挡风的效果。

优选地，所述沼气池4通过进料口6与畜舍3连通，通过出料口7与前温室1连通，畜禽排出的粪尿通过进料口6进入沼气池4内，经过厌氧发酵后形成的沼液、沼渣，通过出料口7实现随时使用；沼气池4内经过发酵产生的沼气通过导气管15接入照明、取暖和炊事设备，用于日光温室内的照明、取暖和炊事。

本发明还公开了一种稻菜轮作生态日光温室的轮作方法，于4月初在所述暂存池5内放水育秧，同时在所述暂存池5的一端饲养泥鳅、河蟹、虾等；5月初取消所述软墙，将所述前温室1与后冷棚2连通形成大棚，然后放水栽水稻，同时将泥鳅、河蟹、虾等转移到稻田中；9月底、10月初，水稻快成熟时，将所述日观温室内的水排出，水稻收割后，重新设置所述软墙形成所述前温室1与后冷棚2，进行不同品种的蔬菜种植，同时将泥鳅、螃蟹、虾等重新转移到所述暂存池5饲养，12月底即可出售。

优选地，在蔬菜种植期间，当白天阳光充足时，通过所述卷轴26将保温被22和锡箔纸21卷起，让阳光透过所述PO膜19进入所述后冷棚2，以保证其中蔬菜的生长。

本发明的有益效果是：

1、利用一季稻收割后的水田地形成日光温室，在不影响水稻生产的情况下进行蔬菜种植，将冬季闲置的土地资源利用起来，既增加了土壤复种指数，又增加了农民收益、保障了粮食安全；

2、通过水旱轮作、种养结合、沼液沼渣的综合利用等避免了土壤连作障碍、控制了病虫害，减少了农药、化肥的投入，保证了土壤的健康，提高了稻谷和蔬菜的产品质量；

3、沼气池发酵产生的沼气可用于照明、取暖和炊事，节能减排；

总之，在不影响水稻生产的情况下进行蔬菜种植，既满足了“米袋子”又丰富了“菜篮子”，具有提高土地复种指数、减少农业面源污染、节能减排、增加农户经济收益、保障国家粮食安全的作用。

附图说明

图1为本发明的一种稻菜轮作生态日光温室的平面示意图；

图2为本发明的一种稻菜轮作生态日光温室的结构示意图；

图3为本发明的一种稻菜轮作生态日光温室的畜舍、沼气池剖面示意图；

图4为本发明的一种稻菜轮作生态日光温室的前温室与后冷棚的软墙示意图；

图中附图标记为，

1-前温室，2-后冷棚，3-畜舍，4-沼气池，5-暂存池，6-进料口，7-出料口，8-上弦热镀锌管，9-拉花钢筋，10-下弦热镀锌管，11-过道，12-畜舍观察窗，13-气体交换窗，14-后立柱热镀锌管，15-导气管，16-畜舍门，17-畜舍后墙，18-畜舍栅栏，19-PO膜，20-真空保温层，21-锡箔纸，22-保温被，23-塑料泡沫板，24-无纺布，25-棚膜，26-卷轴。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在对全部附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。同时应该理解，如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项的任意和所有组合。

在本发明的一个宽泛实施例中，生态日光温室的设置可因地制宜，无需改变地形地貌，主要包括前温室、后冷棚、顶棚、畜舍、沼气池和暂存池。其中，前温室和后冷棚是水稻和蔬菜的种植区域，每年四五月份可放水育秧种植一季水稻，等到水稻收获前可放水，以保持日光温室内土壤的干燥，待十月中下旬水稻收割后，形成日光温室，进行冬季蔬菜生产；畜舍位于日光温室内、沼气池上方，畜禽排出的粪尿通过沼气池进料口及时进入沼气池内发酵，保证了畜舍内的空气清新和地面整洁；沼气池是日光温室的纽带，可通过沼气池将种植业与养殖业结合起来，粪尿在沼气池中经过发酵后产生的沼液、沼渣是速效全肥，含有多种微量元素，既可作水稻、蔬菜底肥使用，也可当追肥、叶面肥使用，同时高浓度的沼液、沼渣也可杀死土壤中的根线虫和其他病虫害，保证了土壤的健康，另外，沼气池产生的沼气可用于照明、取暖和炊事等，节能减排；暂存池位于前温室中，大小可因地制宜，根据大棚种植面积和养殖数目而定，主要用于水稻育秧，同时可作为河蟹、虾、鱼等的暂居地，也可用于存放农业生产工具。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1-3所示，本发明的稻菜轮作生态日光温室，外形呈常规的拱形设计，包括前温室1、后冷棚2、顶棚、畜舍3、沼气池4和暂存池5，其中，

前温室1内间隔设置前立柱，前温室1与后冷棚2交界处间隔设置后立柱14，后立柱14附近设置有过道11，以方便人工行走和作业。

本实施例中，前温室1与后冷棚2之间通过软墙进行分割，如图4所示，软墙主要包括塑料泡沫板23、PO膜19、锡箔纸21、保温被22、卷轴26，具体设置方式为，在后立柱14间的地面以及靠近顶棚处各放置50厘米高的塑料泡沫板23，塑料泡沫板23的厚度在5～8cm之间，在上述塑料泡沫板23的两侧分别覆盖吸热保温性能好的PO膜19，两层PO膜19之间形成一个类似真空的保温层20，可以减少前温室1热量的散失，在前温室1侧的PO膜19外覆盖一层锡箔纸21，作用是将进入前温室1的阳光反射到前温室1内地面和作物上，以增加前温室1的温度和光照，促进作物生长，锡箔纸21的外侧覆盖保温被22，下午温度低的时候可通过卷轴26将保温被22和锡箔纸21放下，起到保温效果，到了中午阳光较好的时候，可通过卷轴26将保温被22和锡箔纸21卷起，这样阳光也可通过PO膜19射入后冷棚2，保证了后冷棚作物的生长。

应当意识到，上述软墙设置成可拆除的方式，以便将前温室1和后冷棚2合并，用于水稻种植。

应当意识到，上述所涉及的高度、厚度等参数仅是示例，可以根据实际需要设置成合适的数值。

顶棚由内至外依次包括上弦热镀锌管8、拉花钢筋9、下弦热镀锌管10、棚膜25和无纺布24。

畜舍3位于日光温室内，设置在沼气池4的上方，包括畜舍外墙、畜舍门16、畜舍观察窗12、气体交换窗13、畜舍栅栏18、畜舍后墙17，其中，畜舍门16设置于外墙上，通过畜舍门16可进入进行粪尿的打扫和检查生长状况，观察窗12设置于外墙上，高度大致与人眼高度一致，通过观察窗12可在不打扰吃食睡眠等活动的情况下观察畜禽生长状况，气体互换窗13设置在外墙上，畜舍内的二氧化碳通过气体互换窗13可给绿色植物提供光合作用，以提高作物的产量，而绿色植物光合作用产生的氧气也可通过气体互换窗13进入畜舍3内，以保证畜舍内3氧气充足供应，为畜禽的生长提供了一个良好的环境，畜舍栅栏18设置在畜舍3内靠近日光温室的棚膜25处，以防止畜禽破坏棚膜，畜舍后墙17设置在畜舍3内的后端，起到保温挡风的效果。

本实施例中，畜舍3设置成长方形，应当意识到，畜舍3可以根据饲养畜禽的不同设置成合适的形状。

本实施例中，气体互换窗13设置成高低各一个，应当意识到，可以根据需要设置成合适的数目。

沼气池4设置在畜舍3的下方，包括进料口6、出料口7和导气管15，沼气池4通过进料口6与畜舍3连通，通过出料口7与前温室1连通，畜禽排出的粪尿通过进料口6进入沼气池4内，经过厌氧发酵后形成的沼液、沼渣是速效全肥，内含多种微量元素和氨基酸，既可做底肥使用、也可用于叶面喷肥、追肥；通过出料口7可实现沼液、沼渣的随时使用；沼气池4内经过发酵产生的沼气可通过导气管15接入照明和炊事设备，用于日光温室内的照明和炊事。

暂存池5位于前温室1中，主要用于水稻育秧，同时可作为河蟹、虾、鱼等的暂居地，也可用于存放农业生产工具。

本发明的稻菜轮作生态日光温室轮作方法(茬口安排)如下表，

表1生态温室大棚茬口安排表

以一栋占地3亩地的日光温室为例，10月中下旬水稻收割后，设置软墙形成日光温室；10月末11月初，选种一茬叶菜，元旦前收获5～15吨，产值为1.5～3万元；下一茬在前温室1栽西红柿，2月末至5月中为收获期，产量约为12.5～15吨，产值为6～9万元，在后冷棚2种芹菜，2月初可收获，产量约为6～7.5吨，产值为2～3万元；5月下旬放水栽稻，放河蟹、泥鳅，10月初收获，水稻产量为2.1吨，产值0.8万元，河蟹75～100千克，产值为0.7～1万元，泥鳅1.5～15千克，产值0.045万元；日光温室设有45立方米的沼气池、60平方米的猪舍，年出栏肥猪100头，产值14万元，产出沼气35万立方米约等于35吨标煤，产出有机全肥(沼肥)70吨供10亩水田用肥、6亩温室大棚用肥。

总产量为：种植业24.5吨，产值12.8万元；养殖业：10.5吨，产值14.7万元。纯利润约合13.1万元。这一户按4口人计算，人均可收入达3.2万元，达到增产增收的目的。

另外，可于4月初在暂存池5内放水育秧，水稻秧苗在日光温室内长大，可避免严寒天气，保证出苗快、齐、壮；同时可于暂存池5一端饲养泥鳅、河蟹。等到5月初，取消软墙，将前温室1与后冷棚2连通形成大棚，然后放水栽稻，同时将泥鳅、河蟹、鱼等转移到稻田中。等到9月底、10月初，水稻快成熟时，将日观温室内水排出，待水稻收割后，放下软墙重新形成前温室1与后冷棚2，进行蔬菜种植，同时将泥鳅、螃蟹、鱼等转移到暂存池5饲养，等达到一定饲养规格后，于12月底价格高时进行出售，获取高的经济效益。软墙在水稻种植期间完全取消，在蔬菜种植期间放下，起保温作用。在蔬菜种植期间，在白天阳光充足、温度较高的11点～13点将软墙上的保温被22和锡箔纸21卷起，让阳光透过PO膜19进入后冷棚2，以补充光照、提高后冷棚温2度，保证后冷棚2作物的生长。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种稻菜轮作生态日光温室，包括前温室(1)、后冷棚(2)、顶棚、畜舍(3)、沼气池(4)和暂存池(5)，其特征在于：

前温室(1)与后冷棚(2)之间通过软墙进行分割；顶棚包括上弦热镀锌管(8)、拉花钢筋(9)、下弦热镀锌管(10)、棚膜(25)和无纺布(24)；

畜舍(3)位于日光温室内，设置在沼气池(4)的上方，包括畜舍外墙、畜舍门(16)、畜舍观察窗(12)、气体交换窗(13)、畜舍栅栏(18)、畜舍后墙(17)；沼气池(4)设置在畜舍(3)的下方，包括进料口(6)、出料口(7)和导气管(15)；

暂存池(5)位于前温室(1)内。

2.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述前温室(1)内间隔设置前立柱，前温室(1)与后冷棚(2)交界处间隔设置后立柱(14)，后立柱(14)附近设置有过道(11)。

3.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述软墙包括塑料泡沫板(23)、PO膜(19)、锡箔纸(21)、保温被(22)。

4.根据权利要求3所述的日光温室，其特征在于，所述塑料泡沫板(23)分别设置在后立柱(14)间的地面以及靠近顶棚处，在所述塑料泡沫板(23)的两侧分别覆盖PO膜(19)，在前温室(1)侧的所述PO膜(19)外覆盖锡箔纸(21)，在所述锡箔纸(21)的外侧覆盖保温被(22)。

5.根据权利要求4所述的日光温室，其特征在于，所述软墙还包括卷轴(26)，通过所述卷轴(26)可将保温被(22)和锡箔纸(21)卷起和放下。

6.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述畜舍(3)中，所述畜舍门(16)、观察窗(12)和气体互换窗(13)均设置在外墙上，其中，畜舍(3)内的二氧化碳和前温室(1)、后冷棚(2)内的氧气通过气体互换窗(13)进行互换；所述畜舍栅栏(18)设置在畜舍(3)内靠近日光温室的棚膜(25)处，以防止畜禽破坏棚膜；畜舍后墙(17)设置在畜舍(3)内的后端，起到保温挡风的效果。

7.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述沼气池(4)通过进料口(6)与畜舍(3)连通，通过出料口(7)与前温室(1)连通，畜禽排出的粪尿通过进料口(6)进入沼气池(4)内，经过厌氧发酵后形成的沼液、沼渣，通过出料口(7)实现随时使用；沼气池(4)内经过发酵产生的沼气通过导气管(15)接入照明、取暖和炊事设备，用于日光温室内的照明、取暖和炊事。

8.根据权利要求1-7任一项所述的日光温室的轮作方法，其特征在于，于4月初在所述暂存池(5)内放水育秧，同时在所述暂存池(5)的一端饲养泥鳅、河蟹、虾；5月初取消所述软墙，将所述前温室(1)与后冷棚(2)连通形成大棚，然后放水栽水稻，同时将泥鳅、河蟹、虾转移到稻田中；9月底、10月初，水稻快成熟时，将所述日观温室内的水排出，水稻收割后，重新设置所述软墙形成所述前温室(1)与后冷棚(2)，进行不同品种的蔬菜种植，同时将泥鳅、螃蟹、虾重新转移到所述暂存池(5)饲养，12月底即可出售。

9.根据权利要求8所述的轮作方法，其特征在于，在蔬菜种植期间，当白天阳光充足时，通过所述卷轴(26)将保温被(22)和锡箔纸(21)卷起，让阳光透过所述PO膜(19)进入所述后冷棚(2)，以保证其中蔬菜的生长。