科技日报记者 颉满斌 通讯员 张馨正
在河西走廊，祁连山的雪水还未流到山脚，就蒸发殆尽。大片戈壁滩上，碎石和砂土绵延到天际线，盛夏地表能烤熟鸡蛋，严冬寒风能把帐篷吹翻。
这里本不该有生命。
不过，在祁连山脚下，一排排塑料大棚安静地“站”在石滩上。掀开棚帘，番茄藤蔓攀缘而上，菜叶绿得发亮。
让这片不毛之地长出蔬菜的，是甘肃农业大学教授颉建明及其团队。他们不种菜，他们造棚——为戈壁量身定制出会自发热的日光温室。
前不久，这支团队领衔完成的“大跨度高性能戈壁日光温室研发与产业化示范”项目获得2025年度甘肃省科技进步奖二等奖。
搭建会“算计”的温室
河西走廊的传统温室，墙体厚约1米，看着厚实，可就是存不住热。“到了冬天，室外零下十摄氏度，棚里也就高两三摄氏度。一个寒潮过来，整棚菜都被冻成冰碴子。”当地菜农范立德提起旧棚就摇头。河西走廊不缺阳光，年日照时间超过3000小时，但传统温室的土墙和砖墙蓄热能力太差——白天吸的那点热，不到半夜就散光了。
问题出在墙上。温室墙体好比热电池，白天储存热量，夜晚释放。土墙储热差，砖墙散热快，在戈壁极端的昼夜温差面前，它们都成了“漏电”的热电池。
颉建明和团队盯上了戈壁滩上最不缺的东西——石头。
“戈壁滩上全是石头。团队做了大量实验后发现，这里石头的比热容和导热系数，恰好适合做温室墙体的蓄热材料。”颉建明说，“白天，温室里的石墙像海绵吸水一样吸收热量。夜晚，热量缓慢释放，它像一个巨大的‘暖宝宝’贴在温室背面。”
石墙的背后，有一套光热环境数学模型。
早在建石墙温室前，颉建明团队就构建出西北地区戈壁日光温室光热环境数学模型。该模型能够定量模拟不同天气条件下，温室内光照分布、温度变化和热量传递的全过程。“输入墙体材料参数、拱架角度、覆盖材料透光率，模型就能告诉你这个温室晚上几点开始降温、降到多少度。”颉建明说。
团队还把模型延伸到了地下。戈壁温室普遍采用基质无土栽培，而不同配比的栽培基质导热性能差异巨大。他们通过大量试验，建立了栽培基质有效导热系数预测模型，摸清了基质传热规律。“这意味着，农户可以精确调控地温，让作物根系在最适合的温度中生长。”团队成员张潇丹说。
新技术打造“作物工厂”
有了墙体创新和模型支撑，团队开始着手调整温室结构。
传统戈壁温室跨度多为8米，但8米跨意味着室内空间狭小，农机进不去，耕作全靠人力。更关键的是，跨度越小，温室散热面积相对越大，保温性越差。
“能否把跨度扩至10米甚至更大？这在结构力学上是巨大挑战。”颉建明说，跨度越大，拱架承受的荷载就越大，对材料和结构的要求也就越高。
为了在增加跨度的同时加强拱架的抗风力，团队研发出全钢装配式几型钢拱架。“这种拱架自重轻，承重能力却很强，农户现场用螺栓就能组装起来。”颉建明说。
有了大跨度拱架，10米跨新型温室逐渐成型。温室空间大了，小型拖拉机可以自由进出。“此外，更大的空间使室内空气体积增大，外界温度波动对棚内的影响更小，昼夜温差进一步缩小。”颉建明说。
现在，团队的成果已在河西走廊上大面积推广落地，使当地农户增加收益10.7亿元。
成绩的背后，是团队日复一日的坚守。
马宁是团队的一名博士研究生，从读研起就跟着颉建明在戈壁东奔西跑。他见过沙尘暴把建了一半的蔬菜棚掀翻，也见过寒潮过后一棚番茄全部冻坏。“最难的时候，我们在零下二十几摄氏度的棚里测数据，冻得仪器都开不了机。”马宁说。
马宁也见过另一番景象。“有一年冬天去回访，当地农户拉着我进棚，指着那片红彤彤的番茄说，你看，寒潮来了啥事没有。那一刻，我觉得，所有的努力都值了。”他说。
“河西走廊有超过1亿亩的戈壁荒漠，哪怕3%的土地被开发成设施农业用地，产出的蔬菜都将是百万吨级的。”颉建明说。
如今，团队正在探索用新技术赋能温室大棚。“能否用光伏板为温室补光补温，用数字化系统远程管控棚内环境……我们团队每天都在思考这些问题。”颉建明说，如果每一个戈壁温室大棚都变成一个自给自足的“作物工厂”，西北旱区农业的图景将被彻底改写。
采访结束，已是黄昏。落日熔金，把一排排温室染成琥珀色。远处的祁连雪山泛着冷光，棚里的番茄正在悄悄转红。而那些“暖宝宝”，正在一寸一寸地把荒芜变成丰饶。
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