—新“四化”日光温室创造生态种养转一体化良性循环生态文明奇迹
关键词 集成模块化 阴阳型集群式生态化日光温室 新“四化”
日光温室 生态种养转一体化 良性循环 生态文明
一、
设施农业，利用工程设施创造适宜的生态环境条件，可成倍提高农产品生产能力，是现代农业的发展方向，也是现代农业发展水平的重要标志。
日光温室是我国农民和科技人员共同的发明创造，其座北朝南，有三面围护土墙，授光屋面拱形骨架、透光塑料薄膜与外置保温复盖结合，形成独有的透光增温与土墙蓄热保温相结合的温室结构，在我国北方零下15℃严寒冬季，可不加温生产喜温性番茄、黄瓜等蔬菜，已成为我国北方主流果瓜蔬菜生产设施，并逐步向畜禽（猪、鸡）养殖和食用菌生产扩展。日光温室目前推广应用面积较大、有代表性的有山东寿光半地下厚土墙日光温室、西北型阴阳棚日光温室。半地下厚土墙日光温室，蓄热保温性好，室内跨度扩展到10米，长度扩展到80—100米，但土墙基部太厚4—6米，冗余土墙占地面积大，土地有效利用率不足50%；阴阳棚日光温室，在温室阴影面搭建阴棚，阳棚种植喜温性瓜果蔬菜，阴棚栽培喜阴湿食用菌，阴阳棚相依、阴阳棚菇菜互利共生，保温性、产品产量质量水平和土地利用率都有较大提高。但无论是半地下厚土墙日光温室还是阴阳棚日光温室，都有共同的缺点— 一是没有增温补光设施，冬季抵御雾霾连阴天低温寡照灾害天气能力差；二是仅反季节利用，夏季大都歇棚，不能一年四季周年生产利用；三是为保温进出温室的门洞都做的很小，人只能弯腰进入，不便于进出温室的机械化操作运输；四是温室温光气（CO2）水肥不能自动化调控，不能为生物的生长发育创造优化配合的生态环境条件；五是基本为土壤栽培和大量施用化学肥料、农药的化学栽培，浇水基本用晆灌，仅少数用滴灌，存在农产品不安全、浇水严重浪费等问题。
从发达国家引进的连栋温室，有文洛式（尖顶）、园拱顶、锯齿形三种形状和玻璃、阳光版、塑料薄膜三种覆盖方式，主流是阳光板复盖文洛式连栋温室。其优点，一是连栋、温室面积较大，便于机械操作，机械化程度高，劳动生产率高；二是内置可移动折叠式遮阳保温幕，轻便、保温遮阳两用，便于自动化操作；三是温室环境光温气（CO2）及水肥都可自动化智能化调控，可周年进行工厂化生产，园艺作物花卉、瓜果蔬菜产量水平高。其缺点，一是连栋温室受光屋面为南北向尖顶或园拱顶，没有围护墙，其透光性和蓄热保温性均不如日光温室，必须有加温设施；二是连栋温室建设投资大，环境调控消耗能源多，且是不可再生的石油天然气能源，运营成本高，建设运营成本是日光温室的10倍以上，由于建设运营成本高，大部入不付出、亏本经营，只能当作面子工程,不适宜作大面积生产应用；三是大部为无机营养液水培，病虫害防治除环境控制、生物防治外还得用化学农药保底，基本属于化学栽培，真正的有机栽培比重很小，同样存在食品安全问题。
上述日光温室、半地下厚土墙日光温、连栋温室都不适宜种植、养殖、食用菌一体化生产利用，阴阳棚日光温室虽能同时进行菇菜或猪菜生产，但是由于其规模狭小、且没环境调控设施，也不适宜种植、养殖、食用菌一体化周年生产利用。
二、集成模块化构建阴阳型集群式生态化日光温室
继承传统日光温室的基本结构，吸取半地下厚土墙日光温室、阴阳棚日光温室、连栋温室的优点，克服其缺点，（两项日光温室发明专利 + 微润灌溉水肥药一体化设施 + 室内沼气池—沼气生物能转化自动化调控温室环境设施）集成模块化构建形成阴阳型集群式生态化日光温室—
（一）、两项发明专利（复合型土墙—冠层结构生态节能日光温室、中部通道两侧集群式半地下阴阳两面日光温室）构建阴阳型集群式日光温室主体—
在整座集群温室中部，沿中心线两侧建正南正北走向运输操作通道，高宽均为2.5-3米，中部通道两侧聚集建设复合土墙、复合冠层结构特点的半地下阴阳两面集群式日光温室，两个相邻单栋阴阳型温室前后复合土墙共用，每个单栋阴阳型日光温室东西长80—100米，阳棚跨度10-12米，阴棚跨度7-9米，中部通道东西两侧各聚集建设阴阳型日光温室5-10个，两侧共聚集建设阴阳型日光温10—20个，中部通道南北两端各建两道可开闭密封保温门和缓冲间，形成规模较大（集群温室内实用面积40—60亩）整体近方形以中部通道为枢纽新的阴阳型集群式日光温室群。在每栋阴阳型温室阳面紧靠前墙一侧、阴面紧靠后墙一侧各建一条宽60—80厘米运输操作通道，用混凝土硬化路面，上铺三角形运输轨道，配套窄轨运输车和标准化周转运输筐，与中部通道连通，中部通道路面用混凝土或油渣硬化处理，配备窄距专用运输车，形成连通温室内外兼顾保温与运输操作方便的运输操作通道。在每栋阴阳型温室的阳棚设地下埋管（PVC管内径10厘米，埋深和埋管间距40-50厘米）太阳能蓄热调温装置。在每栋阴阳型温室中墙设上下两排通风孔，上排通风孔径50厘米，下排通风孔径30厘米，间距都为3-5米，在中墙阴面上下两排通风孔上方固定设置卷膜通风装置，与每栋阴阳型温室阳面前脸—后脊卷膜通风装置、阴面后脸—前脊卷膜通风装置结合，形成单栋阴阳型温室通风调节系统。
（二）微润灌溉水肥药一体化自动调控设施—
由（生态土壤栽培袋 + 微润管—微润灌溉系统 + 水溶性缓释肥 +多功能营养生态防御液）集成模块构建形成。生态栽培土壤由EM生物有机肥、生态型有机基质（生态栽培食用菌菇渣或生态养殖已发酵生态垫料）、矿物基质（粉煤灰）和少量自然土壤（有土无土皆可）组成，混合均匀装入枕式栽培袋（规格长宽高70-30-15厘米，每袋栽两株瓜果蔬菜），每个枕式栽培袋中间竖插一个15厘米长的微润管，微润管用输水软管与输水支管、主管相连，输水主管设施肥（施药）罐，并与水箱、水位控制器和水源连通，形成微润灌溉系统；微润管纳米半透膜通过生态土壤毛管水与作物根系根毛区细胞壁半透膜连通，形成以作物蒸腾需水吸水为牵引，微润灌水与作物需水吸水在时间上同步、在数量上匹配的连续、无胁迫、高效、自动灌水，比目前最先进的以色列滴灌节水50%以上，且节能、安装管理简便，实现灌水的仿生自动调控。
微润灌溉系统有三个关键控制器，一是水箱和水位控制器，水箱一般二米高左右，水箱高低可调节输入水管的压力、供水强度和系统灌水面积；二是微润管，它既是供水管又是控水管，可根据作物需水强度供水，作物根系吸收多少水它就输送多少水，是目前最节水的高效、精准、生态化、自动化灌水方法；三是施肥罐，当需要施肥施药时（施肥分别施用或先后施用），把水溶性缓释肥（如有机硅水溶缓释肥）或多功能营养生态防御液加入施肥罐，肥或药随微润灌溉施入生态土壤栽培袋，实现水肥药一体化自动化施用。微润灌溉水肥药一体化自动化设施，可为EM复合有益菌在生态土壤中大量繁殖生态占位（控制土壤病虫危害）创造优化配合的土壤水肥气热条件，也为瓜果蔬菜生长发育、安全优质高产创造优化配合的土壤水肥气热生态条件。
（三）室内沼气池——沼气生物能转化自动化温室环境调控设施
由（阳棚沼气池——沼气灯——沼气发电 + 温光气（CO2）温室环境自动调控设施）集成模块化构建。在阴阳型集群式日光温室内选一阳棚建大中型半地下软袋式沼气池，配置自动搅拌机、自动进出料设施和沼气储存、处理、输送、发电设备，在温室中部通道一侧地下埋设沼气输送管，与每个阳棚设置的沼气灯连接，增温补光补CO2气，沼气发电后的废气含有大量CO2，用管道加风机输送到各阳棚作为CO2气肥，沼气发电生物质能转化为电能为温室环境自动调控提供动力，与温室环境要素温光风CO2自动调控设备（微电脑、环境要素监测探头、环境要素调控电磁阀）结合，形成经济、环保、生态化、自动化温室环境调控系统。
生物质副产品资源（各种秸秆、畜禽粪便等）在沼气池经沼气菌厌氧发酵产生的沼气，是生态化能源，也是最经济、环保的能源。沼气的主要成分是甲烷（CH4）为碳氢化合物，产生沼气后，进一步调整提高了沼液沼渣的碳氮比值（N/C），提高了沼液、沼渣的肥效；用沼气生物能转化进行环境调控，与石油天然气石化能源比，沼气为生物质可再生能源，可不断生产永续利用，生产成本底，沼气燃烧后产生CO2气和水，不会污染空气，且CO2是很好的气肥资源；沼气发电与其他可再生能源光伏发电、风力发电比，沼气发电成本仅是光伏发电、风力发电成本的一半左右，且沼气发电连续性稳定性好（光伏发电、风力发电不稳定，入电网需沼气发电等其他电力调平处理），沼气发电自己用不完，可并入国家电网，享受电价补贴，综合效益好。
阴阳棚温室的环境调控，是以阳棚调控为主导的生态种植环境调控及阴棚生态养殖、生态食用栽培相对独立的环境调控，这里主要说明阳棚生态种植环境调控（阴棚生态养殖、生态食用菌栽培环境调控按常规技术要求进行）。温室阳棚环境调控的主要矛盾是冬季低温、夏季高温和温、光、CO2三要素不匹配，固阳棚温环境调控应以温度调控为主导、温光CO2三要素匹配为着重点进行。冬季以增温为主导的温光CO2匹配调控措施为，低温寡照时开启沼气灯增温、补光、补CO2，白天开启中墙上下通风孔将阳棚富含氧气的高温空气与阳棚富含CO2的低温空气进行流通交换，白天中午前后室温超过适宜温度上限（25°C）时启动地下埋管风机把热能储蓄于地下50厘米土层（凌晨室温低于设定低限（10-15°C）抽提热风增加室温），地下埋管土层蓄热趋于饱和时停机，开启阳棚后脊捲膜通风降温，沼气发电产生的CO2气用风机加输气管导引至各阳棚补施CO2，各阳棚设LED补光灯，当温度适宜光照不足时开启LED补光灯补光；夏季以降温为主导的温光CO2匹配调控，主要通过遮阳幕，阳棚棚膜喷涂“利凉”选择性透光剂（利于光合作用的兰紫光可透射棚内、增加室温的红外光反射棚外）、阳棚前脸、后脊捲膜通风、中墙上下通风孔、阴棚后脸前脊捲膜通风全部开启，形成阴阳棚南北通畅的通风系统，等措施进行综合调控。
三、新“四化”日光温室创造生态种养转一体化良性循环生态文明奇迹
阴阳型集群式生态化日光温室，与本人发明的生态种植技术、生态养殖技术、生态食用菌栽培技术配套应用，与日光温室、连栋温室比较，同时具有全新的机械化、工厂化、自动化、生态化新“四化”特点—
（一）机械化—
本温室群具有中部通道，以中部通道为枢纽，与每栋温室阴面阳面通道连通，配置窄轨运输车、标准化周转运输筐和窄距专用运输车，进出温室的生产资料和农产品运输实现了机械化；在集群温室内，与其北侧配套建设加工车间组建机械化加工系统，购置大中型混合调质机、四种规格的装袋机、全自动发酵罐、液体菌种接种机和纳米化高剪切匀质机，机械化生产制备生态种植、生态养殖、生态食用菌栽培集成化生态型生产资料—生态种植（生态土壤栽培袋 + 生态育苗移栽 + 瓜果菜用生态防御液），生态养殖（生态垫料床 + EM菌发酵生物饲料 + 生防液），生态食用菌栽培（生态菌包 + 液体菌种接种 +食用菌生防液），加上与生态种植配套的微润灌溉水肥药一体化设施，与生态养殖配套的自动添料机、自动饮水器和小型生态垫料翻混机，生态种植、生态养殖、生态食用栽培的全生产过程主要生产环节基本实现机械化，需人工操作的生态种植仅有植株管理—瓜果蔬菜的吊蔓、落蔓、疏花疏果、去老叶、果实采摘，生态食用菌栽培需人工操作的仅有倒菌包、疏菇蕾、食用菌采摘，大幅降低用工成本，提高劳动生产率。目前日光温室种植瓜果蔬菜1人仅管理2亩左右，新型温室阳棚生态种植瓜果蔬菜1人可管理20亩。
（二）工厂化—
利用阴阳型集群式日光温室与配套加工车间组建的机械化加工系统，可工厂化一年四季周年生产制备生态种养转集成化生态型生产资料，利用这些集成模块化的生态型生产资料，在阴阳型集群式日光温室内可非常方便轻松的进行工厂化生态种养转一体化周年生产。在集群温室阳棚生态种植长季（一年一大茬）番茄、黄瓜等瓜果蔬菜，与一年两茬短季栽培瓜果菜比，从苗期至结果期生育期缩短一半，采果期延长一倍，产量水平和经济效益可成倍提高；在阴棚立体层架生态栽培食用菌，不同温型品种搭配一年四季周年生产，冬春安排低温型白灵菇、蟹味菇生产，夏季安排高温型金福菇、鸡腿菇生产，秋季安排中温型杏鲍菇，香菇、灰树花等生产，可一年多批次收获，可大幅提高菇类产量，丰富市场菇类品种；在阴棚以“生态垫料发酵床+生物饲料+生防液”生态养殖中小畜禽，如巴马香猪、黑香猪、黑山羊、三黑绿壳蛋鸡、乌骨鸡、贵妃鸡等，使猪鸡不再生活在狭窄的猪鸡笼内或冰凉梆硬、臭气熏天的水泥地上，而是生活在松软宽敞的生态垫料发酵床上，猪鸡粪便通过猪鸡的翻刨定期机械翻混和有益菌发酵分解，基本没有臭味，加上自动添料、自动饮水，最大限度减少人工干扰，猪鸡在冬暖夏凉的发酵床上可自由活动采食，吃的饱、睡的香、玩的舒服，基本实现“无应激”生态养殖，可大幅提高畜禽产品的质量和产量水平；在阴棚用立体层架可种植生产各种芽苗菜，平均10-15天生产一批，一年可生产30多批，芽苗菜又是富有生机的生鲜健康蔬菜，被称为“黄金蔬菜”，是经济效益最好的一种；在阳棚的中墙和东西墙可依墙设置立体层架，立体生态栽培叶菜、绿化芽苗菜，既增加蔬菜品种，又增加经济效益。
（三）自动化—
在集群温室阳棚建设微润灌溉水肥药一体化设施，微润管纳米半透膜—生态土壤毛管水—作物根系根毛区细胞壁半透膜连通，形成连续、高效、精准、自动化灌溉系统，带动随微润灌溉自动化施用水溶性缓释肥，随微润灌溉自动化施用多功能生态防御液，为生态土壤中有益菌繁殖创造良好环境条件，在生态土壤中形成的有益菌生态占位、水肥气热条件自动化优化配置的优良生态环境。
在集群温室建设室内沼气池—沼气生物能转化环境要素调控设施，沼气燃烧既可增温补光补CO2，又可发电为环境调控提供动力，通过微电脑—温光CO2环境要素监测探头—电磁阀调控系统，调控沼气灯，LED补光灯，阴阳棚间通风换气，地下埋管蓄热—放热，复合遮阳保温幕开合，卷膜通风升降......实现以温度调控为主导、温光CO2优化配合为着重点的自动化温室环境调控。
（四）生态化—
在阴阳型集成式日光温室内，利用集成化生态型生产资料，阳棚生态种植长季瓜果蔬菜，中墙、东西墙立体层架生态种植叶菜、绿化芽菜苗，阴棚立体层架生态种植芽苗菜，阴棚生态栽培不同温型食用菌，阴棚或阳棚无应激生态养殖中小畜禽（猪羊鸡），形成生态种植、生态养殖、生态食用菌栽培三结合一体化生产；在集群温室—阳棚建大中型沼气池，进入沼气池的生物质副产品资源（各种秸秆、畜禽粪便等），经沼气菌厌氧发酵产生沼气、沼液、沼渣，沼气用于集群温室阳棚增温补光补CO2，沼气发电为温室环境调控提供动力，沼液做肥料，沼渣作生物有机肥原料或 食用菌栽培料原料，与阴棚食用菌菌物转化和EM有益菌发酵转化生产生物有机肥、生物饲料、菌包料结合起来，形成生物质副产品资源有益菌转的沼气菌转化、食用菌转化、EM有益菌转化三结合；以上两个三结合—生态种植、生态养殖、生态食用菌栽培三结合，生物质副产品资源沼气菌转化、食用菌转化、EM复合有益菌转化三结合，在阴阳型集成式日光温室内，形成生态种植—生态养殖—有益菌生态转化相互衔接、融合共生、一体化生产体系和能量物质—生态经济良性循环的生态系统，产生多重生态效应—
1、实现生态种、养、转产品全面系统安全，生态种养转生产全过程不会产生新的污染，而且还可逐步净化消除原来的污染，生态种养转产品安全质量超过目前有机食品标准，是新时代新阶段最安全的食品。
2、实现生态种养转产品安全、优质、高产、低耗、高效多目标集合。在实现食品安全的基础上，由于优良的生态环境条件使生物品种优质基因得以充分表达，使食品的营养品质、口味品质、外观品质达最好水平，克服过去工业化栽培、养殖果不甜、瓜不香、肉无味的弊端，弘扬生态食品的营养和风味；在安全优质的前提下，实现高产、低耗、高效的统一，高产水平逐步达到和超过发达国家水平，大幅节约灌溉用水，降低能源消耗，节约人工成本，亩产值种、养、转产品均在10万元以上，经济效益创国内外最好水平。
3、阴阳型集群式生态化日光温室—生态种养转一体化生产，可实现能量物质—生态经济良性循环，实现资源能源节约、保护生态环境，可持续性人与自然和谐发展的目标。
4、阴阳型集群式生态化日光温室—生态种养转一体化生产，生产的素荤菇组合食品集系统安全、营养全面、食疗养生、预防保健于一体，是目前国内外最优的生态种养转一体化生产基础设施，是目前最棒的荤素菇组合高质生态食品生产的平台技术，也是目前荤素菇组合副食品生产供应的最佳模式，为荤素菇架构三级高质生态食产、加、销一体化产业化生产经营、实现素荤菇架构平衡膳食打下坚实基础，为发展高质生态健康食品开辟光明前景。
在荷兰，用智能化玻璃连栋温室，创造出番茄75公斤/米2、世界花卉交易中心和农产品出口国第二的农业奇迹；以色列在沙漠缺水区，用滴灌水肥一体化塑料连栋温室，创出了欧洲冬季菜园子、花兰子的农业奇迹（两者都用无机营养液水培，用石化能源调控温室环境，是工业化设施农业、工业文明的顶峰）。
在中华大地上，有悠久的“天人合一”、“道法自然”、“阴阳平衡”的文明传统，有强大完整的工业体系支撑，有领先的互联网企业和信息技术引领，在十九大胜利召开，新时代—新思想—新目标—新征程、为中华民族伟大复兴的中国梦不懈奋斗的大背景下，具有中国特色的新四化（机械化、工厂化、自动化、生态化）阴阳型集群式日光温室，一定会创造出生态种养转一体化—素荤菇组合高质生态食品—生态经济良性循环的现代生态文明奇迹。
作者：靳玉环 素荤菇架构生态健康食品“梦者”+“行者”。