探秘新疆寒地温室“热”奥秘——科研人员全力破解喜温果菜越冬难题
团队专家组成员正在查看果蔬生长情况。（乌鲁木齐晚报全媒体记者 江斌伟摄）
在新疆，冬季的酷寒一直是设施农业发展途中的“拦路虎”，-25℃的低温，让喜温果菜的越冬生产仿佛一道无解之题。不过，近期新疆科研人员取得的一项创新技术，正悄然改写着设施农业的“越冬史”。
近日，乌鲁木齐晚报全媒体记者分赴乌鲁木齐南山、南疆喀什地区叶城县等地的设施农业基地，实地探寻，采访农业专家，揭开科技创新究竟如何为寒地温室注入“热”力的奥秘。
“热量管家”是“热”起来的关键
3月26日，白雪皑皑。在乌鲁木齐县水西沟镇大庙村，新疆科创天达农业科技有限公司蔬菜种植基地，一排排日光温室，室内温度20℃左右，草莓、樱桃等果蔬长势正旺。
“整个冬天我们大棚温度保持很好，草莓风味很好，又大又甜，一茬又一茬，市场上供不应求。”上海孙桥溢佳农业技术股份有限公司董事长、研究员卜崇兴蹲在草莓棚里摘下几个红彤彤的草莓说。
草莓棚里满是红彤彤的草莓，从秋到春，结了一茬又一茬。（乌鲁木齐晚报全媒体记者 江斌伟摄）
这些温室乍看之下，与传统温室并无二致，但实际上却暗藏“热”的玄机。
“这就是我们团队研发的日光温室主动蓄热供热系统的主动力，别看它外表普普通通，里面可全是科技‘狠活’，也是深冬生产型日光温室技术成为现实的关键所在。”自治区农业科学院农业装备研究所研究员、项目主持人王国强笑言。
同样，踏入叶城县洛克乡戈壁产业园，7栋蔬菜大棚和66栋果树大棚内，一股温热湿润的气息裹挟着泥土与蔬果的清香扑面而来。温室内，一垄垄樱桃挂满枝头，低温在这里并未留下踪迹。虽然眼下户外渐渐有了春的气息，但温度并未达到果蔬生长的理想状态，这套设备运转依旧。
“这项技术的核心，就是要打破-25℃高寒地区喜温果菜不加温安全越冬生产的极限，同时实现节能、减排、无污染，契合国家能源的碳减目标。”王国强带着大家来到主被动蓄热供热装置前，详细讲解其构造与原理。
这一重大突破源自自治区重大科技专项《环塔里木盆地现代设施农业发展关键技术研发》。长期以来，新疆温室存在专业化设计不足、建造不标准、能耗高、环控能力弱等问题，制约着冬季设施农业的生产。为此，研究团队全力投入科研攻关。
别看这套设备并不大，像是几个储藏罐，但这套装置由空气源热泵和地埋水管蓄放热系统组成，就像一个智能“热量管家”，十分“硬核”。卜崇兴打比方道，白天，空气源热泵如同勤劳的“收集员”，将温室内的空气余热收集起来并转化，再通过地埋水管把热量传递到土壤中储存起来，藏身于深达60厘米的地下；到了夜晚，它摇身一变成为“输送员”，把土壤中的热量循环回温室空气里，让土壤和空气保持较高温度，给喜温蔬菜提供舒适的“居住环境”。哪怕在深冬，阴天也能维持一定温度，确保温室内植物正常生长。
王国强说，整套系统的高效运行，不仅改善作物生长所需的热环境，为温室作物提质增效提供坚实保障。而且，主被动蓄热供热装置可以自动运行，非常智能便捷。“即便是在夏季，这套设备也会默默储存能量，以备冬日不时之需。”
逐日太阳能成集热“神器”
温室旁，一组超三米高的逐日聚光太阳能集热器银光闪烁。它由反射镜与管式集热器精巧构成，宛如一台精密的“光热引擎”，更像是给冬日设施农业穿上一层“保暖铠甲”。
仔细看，反射镜如同“光导卫士”，能够精准地将分散在各处的太阳光收集并反射到管式集热器上。为了确保无论太阳如何移动，反射镜都能时刻精准追踪，团队还为其配备太阳能自动跟踪控制系统。这一系统犹如拥有智慧的“大脑”，通过各类传感器，24小时不间断地感知太阳运动轨迹，进而自动调整反射镜的角度，保证在一天之中，始终以最佳状态将太阳光聚焦到管式集热器上。
“聚焦生热后，管式集热器内导热油等热量载体会迅速升温至100℃至300℃，如果不罩着就会烫伤。”王国强指着一根透明罩下粗黑的管子说。
研究团队还打造智能监测调控体系，依据储热模块换热器温度与光照变化，自动调配反光镜与辅助热源，光照足时全力集热储能，光弱或夜间则协同供热，无缝集成逐日聚光系统。
该系统具备储热功能，可以先将热量经换热转为热水存于储热系统，温室需热时供暖，天热需降温时反向供冷，实现冷暖自控。
卜崇兴还有个“小账本”：当最低温度达-34.8℃，该基地温室内最低温度在6℃以上，土壤最低温度保持在12℃以上，番茄和大樱桃生产正常，大樱桃预计3月底就能上市。800平方米的一座温室每天电费在12元至15元，节能又省钱。
2024年，研究团队在南疆分别进行实测。监测数据显示，在喀什地区叶城县，多栋组装式深冬生产型日光温室展现出较强耐寒能力。在最低温度-25℃时，温室内可正常越冬生产番茄、辣椒等作物，最低室温能达到8℃以上，地温维持在18℃至22℃。在短期-28℃的情况下，温室内作物没有发生冷冻害现象。同时，2025年1月2日至1月13日，塔什库尔干塔吉克自治县遭遇几十年来最为寒冷的天气，最低温度达-34.8℃，该基地温室内温度在6℃，土壤温度保持在10℃以上，番茄和黄瓜生产正常。
王国强说，成功案例充分证明，日光温室主动蓄热供热系统、逐日聚光太阳能集热系统在寒地温室应用的实用性和可行性，为新疆设施农业绿色可持续发展注入绿色动力。
室外冰天雪地，但温室大棚里的草莓花朵遍开，洁白淡雅。（乌鲁木齐晚报全媒体记者 江斌伟摄）
田间“管家”一键“掌控全局”
“我一个人通过手机就可以管理这些大棚。”大学毕业后，回乡就业的伊斯热皮力·艾赛丁在叶城县洛克乡戈壁产业园工作，每天早晨，打开手机，就可以实时了解、调整各项设备的运行状态。
王国强解释，为了方便农户操作，这套深冬生产型日光温室系统还配有便捷的智能遥控功能。通过研发的手机应用程序，一个人拿着手机，在家里也能“掌控全局”。
在伊斯热皮力·艾赛丁的手机界面上，温室各区域温度、湿度数据实时更新，一目了然。他只需动动手指，就能精准调控主被动蓄热供热装置的运行参数，根据作物生长阶段需求以及天气变化，随时调整供热强度、通风量等，实现科技赋能农业生产，让农户告别以往守在温室、频繁手动操作的辛劳。
上海孙桥溢佳农业技术股份有限公司负责人李红选每天只需要到此“打卡”，检查设备运行是否正常，将更多精力投入到农作物精细管理与品质提升上。
他算了一笔账，这项技术更节能。经过测定，800平方米温室最大日用电量为35度，一般情况下在30度，按照农用电费0.4元计算，每天成本在15元以内，设备总功率在3.5kw左右。每800平方米温室设备投资在4万元至5万元。
这样的成本投入和运行效果，对于广大农户来说，具有一定吸引力。如今，该项技术成果已在乌鲁木齐、喀什地区等地多点“开花”，落地应用后成效显著。
王国强说，团队将继续努力，不断完善和推广这项技术，让更多的农户受益，让新疆设施农业朝着更加高效、绿色、可持续的方向迈进，为保障农产品供应、促进农民增收发挥更大作用。
（乌鲁木齐晚报全媒体记者 江斌伟）
