图为《温室栽培》纪念封。(中国集邮有限公司供图)
图为《温室栽培》纪念封。(中国集邮有限公司供图)
图为英国伊甸园工程。(图片由作者提供)
图为中国连体大棚温室。视觉中国供图
田治
马国馨院士篆刻
余生趣潭
生活在温带地区的人们,很难有机会见到千奇百怪的热带植物,如巨魔芋、猴面兰……好在有温室栽培技术,当你走进植物园的大玻璃房的时候,有没有想过,它们经历过怎样的发展历程?
植物园的大玻璃房用于温室栽培。温室栽培是指园艺作物的一种栽培方法,即用保暖、加温、透光等设备以及相关的技术措施,人为地创造出适宜植物生长的小气候环境,以保护喜温植物御寒、过冬或促使植物生长和提前开花、结果。温室栽培的出现打破了植物生长的地域和时空界限。
我国是世界上温室栽培历史最悠久的国家,在温室增温技术方面有诸多创造。
据史料记载,秦始皇曾命人于冬季在骊山陵(位于今陕西临潼)谷中温处种瓜,据此推测,中国最早的温室可能出现于秦代。然而,有关温室最早的确切记载出现在汉代。汉元帝刘奭(公元前74年—公元前33年)于“太官园种冬生葱韭菜茹”,采用了在屋内昼夜燃火来提高室温的办法,使蔬菜得以在隆冬正常生长。当时各地向朝廷进贡的新味有很多是通过“郁养强熟”的方式培育的,富人享用的东西也有“冬葵温韭”,这说明汉代利用温室栽培蔬菜的现象已较为普遍。
温室还被用于花果栽培,其中最著名的当属堂花术。唐代诗人白居易就有“惯看温室树,饱识浴堂花”的诗句。“堂”即用纸封住的密室。堂花术是指在室里开沟,把花盆放于沟上用绳与竹搭成的架子上,在沟中倒入热水,并施以牛溲、硫黄等热性肥料,以增加室内温度,通过这种办法来促使堂中的花卉提前开放。这种花卉栽培技术在唐代出现之后,一直沿用至今,北京中山公园的唐花坞就是从堂花术发展过来的。
古罗马约在中国汉代之时也出现了温室,是一种用云母片搭成的暖房,虽比中国纸糊等方法透光性强,但没有类似的内部加热措施,其技术未能流传下去。日本在1830年—1840年才出现温室,日本的温室称为“纸屋”,很可能受到中国堂花术的影响。
在温室的发展过程中,玻璃的大规模应用至关重要。1599年,法国植物学家朱尔斯·查尔斯设计制造了第一座实用玻璃温室,当时用来种植药用植物。17世纪,温室发展以英国和荷兰尤为兴盛。英格兰国王威廉三世曾在英国征收窗户税,大大限制了温室中玻璃的应用,直到1851年该税废除之后,伴随着玻璃生产技术的进步,温室建设才进入真正的黄金时期,很多大型的温室就是从那时留下来的。美国则是在1880年开始出现温室栽培。
现代化温室大棚配备了各种设施来调节温度和湿度,既可以用热水管道也可以用热风炉保温,多年实践探索出的温室建造方式和新的薄膜覆盖材料也提高了温室的保温能力,让保温不再成为问题。现代温室还可以通过帘幕系统对温室遮阴,或者使用可以循环水的湿帘和风机来给温室降温,真正做到冬暖夏凉。
20世纪60年代,美国开发出了穴盘育苗技术,后来人们又在温室中加入机械化的生产设备,如计算机等自动化控制系统、行走式喷灌系统等,实现了对温室环境条件的精确调控,其生产自动化程度堪比工业品加工,这样的设施被人们形象地称为“植物工厂”。植物工厂的育苗效率相比传统手段提高了7到10倍,节能三分之二以上,在发达国家已经成为产业龙头。
21世纪初,英国人建设了目前世界上最大的温室——伊甸园工程,那里汇集了几乎全球所有的植物。它位于英格兰的康沃尔郡,两个大型温室分别为热带植物区和地中海植物区,还有一个露天植物区。
我国当代温室大棚经历了3个发展阶段,第一阶段为20世纪60年代,逐渐出现大棚农业,且都是结构简单、功能单一的塑料大棚;第二阶段为20世纪70年代,温室大棚在我国受到高度重视;第三阶段为20世纪90年代,通过科研人员的不懈努力,结合对国外的一些先进温室控制设备的关键技术研究,我国温室现代化建设的研究工作取得了一系列成果。如今,为进一步提高温室大棚生产的技术性和合理性,智慧控制技术全面应用于温室大棚之中,其中环境监测与自动控制是温室大棚的重要技术体系,技术应用的合理性和全面性不断得到加强。从现阶段来看,我国智慧温室大棚还有较大的提升空间。
(作者系国家教育咨询委员会委员,中国科技馆原馆长、研究员)