作者:周长吉、李洪波等
文章来源: 温室园艺农业工程技术
这里是海淀区农科院实验基地,也是海淀区农业高新技术会展科技园。2017年,笔者牵头从韩国引进了高隔热的连栋塑料薄膜试验温室。目前,郑主任已将其改造为集科技展示、观光采摘、休闲娱乐于一体的草莓生产大棚。它被命名为“5G云草莓”,带你一起体验。
草莓大棚种植及其空间利用
可升降草莓架和悬挂系统
栽培槽及栽培方法
栽培槽将给排水集中在栽培槽底部,栽培槽底面中间沿长度方向(从栽培槽内侧看,底槽形成在底部)。栽培槽的主要供水直接铺设在该底槽内,培养基滤出的水也均匀地汇集到该槽内,最后从栽培槽的一端排出。
用栽培盆种植草莓的优点是栽培盆底部与栽培槽底面分离,基质下部不会形成高含水层,基质整体通风。基材得到改善;它会随着灌溉水的流动而传播;三是基质安装在栽培盆中不会漏水,栽培架整体整齐美观。这种做法的缺点主要是滴灌和栽培盆栽增加了设备建设投资。
种植槽和花盆
栽培架悬挂升降系统
栽培架的悬挂升降系统与传统的草莓升降栽培架基本相同。栽培槽挂扣环绕栽培槽,挂扣与换向轮之间用可调长度的花篮螺丝连接(用于调节栽培槽安装高度的一致性)。在下弦杆上,另一端缠绕在连接电机减速器传动轴的轮子上。
栽培架悬挂系统
在整体万向吊架系统的基础上,为了满足栽培槽特殊截面形状的需要和观光展示的需要,这里还创新设计了一些个性化的配件和设施。
(1)栽培架吊架。栽培架的挂扣首先是一种闭环扣,由钢丝弯曲焊接而成。挂扣各部分截面相同,机械性能一致;槽底段也采用相应的半圆折弯;三是将卡扣中间折成锐角,上卡扣直接勾在弯点处,既保证了栽培槽的重心稳定,又不会发生侧向变形,并且它还可以确保带扣可靠地钩住,不会滑动和脱位。
栽培架扣
(2)安全吊绳。在传统吊挂系统的基础上,沿栽培槽长度每6m增设一套安全吊挂系统。增设安全吊挂系统的要求,一是与驱动吊挂系统同步运行;第二,要有足够的承载力。为实现上述功能要求,设计选用了一套弹簧卷绕装置吊挂系统,用于收回栽培槽的吊绳。弹簧卷绕器与驱动吊绳平行布置,悬挂固定在温室桁架的下弦杆上。
额外的安全悬挂系统
栽培架辅助生产设备
(1)植物梳理系统。这里所说的植物梳理系统主要由植物梳理支架和彩银绳两部分组成。其中,植物梳理支架是由局部弯曲的整体U形折叠卡和带有双限位杆的U形卡组成的组件。U形折叠卡的底部和下半部分与栽培槽的外形尺寸相吻合,从底部环绕栽培槽;其双分支超过栽培槽开口位置后,弯曲连接双限位杆,同时起到限制栽培槽开口变形的作用。是一个向上凸起的小U型弯头,用来固定草莓的果叶分离绳;U型卡顶部为W型弯头,用于固定草莓枝叶梳理绳。U型折卡、双限位杆均采用镀锌钢丝折弯而成。
果叶分离绳用于将草莓的枝叶收拢在栽培槽开口宽度内,将草莓果实悬挂在栽培槽外,既方便摘果,又能保护草莓不受侵害。药液直接喷施,可提高草莓种植的观赏性。
植物梳理系统
(2)移动黄架。特别设计了活动式黄架,即在三脚架上焊接一根用于悬挂黄、蓝板的立杆,可直接放在温室地面上,可随时移动。
(三)自动驾驶植保车。该车可搭载植保喷雾机,即自动驾驶喷雾机,可在室内按照计算机规划的路径进行无人操作的植保作业,保护温室操作人员的身体健康。
植保设备
养分供应和灌溉系统
本项目营养液供灌系统分为3个部分:一是清水制备部分;二是草莓灌溉施肥系统;三是草莓栽培液循环系统。配制清水和营养液系统的设备统称为灌水头,为作物供水和回水的设备统称为灌溉设备。
养分供应和灌溉系统
灌溉前沿
净水制备设备一般应配备砂石过滤器除砂,软水设备除盐。经过过滤和软化的清水储存在储水箱中以备后用。
营养液的配置设备一般包括A肥、B肥原料罐三个,调节PH值的酸罐一个,混肥机一套。运行时,A、B罐和酸罐中的原液由配肥机按照设定的配方按比例混合,形成营养原液,配肥机配好的原液储存在原液中溶液储罐备用。
营养液配制设备
草莓种植供回水系统
草莓种植供回水系统采用栽培槽一端集中供回水方式。由于栽培槽采用吊挂方式,栽培槽的给回水管采用两种形式:一种是固定式硬管;另一个是随栽培槽上下移动的软管。灌溉施肥时,清水罐和原液储罐供液按设定比例送入水肥一体机进行混合(简单的方法可以使用比例施肥器,如文丘里等,可有动力也可无动力),然后通过供水总管送至栽培吊架顶部(供水总管沿温室跨度安装在温室桁架上),以及软管将灌溉水从供水总管引至各栽培架末端,再接至栽培槽内设置的供水支管。栽培槽内的供水支管沿栽培槽的长度方向布置,沿途根据栽培盆的布置位置连接滴水管,将养分滴入栽培介质中锅通过滴水管。基质渗出的多余营养液通过栽培盆底部的排水孔排入栽培槽,收集到栽培槽底部的排水沟中。调整栽培槽的安装高度,形成从一端到另一端的恒流。在倾斜的斜坡上,从槽底收集的灌溉回流液最终会汇集到槽的末端。培养槽末端设有开口连接回液连接罐,收集罐下方连接回液管,收集的回液最终汇集并排入回液罐。
灌溉供回水系统
回液利用
该大棚灌溉回液不采用草莓生产系统的闭环循环运行,而是将草莓种植槽的回液收集起来,直接用于观赏蔬菜的种植。在温室的四周四壁设置与草莓栽培相同的定高栽培槽,栽培槽内填满栽培基质,种植观赏蔬菜。草莓的回液直接灌溉到这些观赏蔬菜上,使用储水箱中的清水进行日常灌溉。另外,在供回水管的设计上,将栽培槽的供回水管合二为一。栽培槽采用潮灌方式。供水期间,打开供水管阀门,关闭回水管阀门。管道阀门关闭,排水阀打开。这种灌溉方式省去了栽培槽内的灌溉供水支管和分管,节省了投资,对观赏蔬菜的生产基本没有影响。
使用回流液种植观赏蔬菜
温室及配套设施
温室于2017年从韩国全额引进,长47m,宽23m,总面积1081m2 .温室跨度7m,开间3m,檐高4.5m,屋脊高6.4m,共3跨15开间。为加强温室的保温,在温室四周设置了1m宽的保温廊道,并设计了室内双层保温幕。在结构改造过程中,原温室跨度之间的柱顶水平弦杆被桁架梁取代。
温室结构
温室保温系统改造保留原有屋面、墙体保温系统设计,采用双重内保温。但运行3年后,原有的保温遮阳网部分老化破损。大棚改造中,全部更新了保温帘,换成了更轻、更保温的国产腈纶棉保温被。从实际运行来看,屋面保温幕之间的接缝搭接,墙体保温被与屋面保温被搭接,整个保温系统密封严密。
温室保温系统
为保证作物生长对光照的需求,在温室改造中增加了补光系统。补光灯采用生物效应LED照明系统,每盏LED植物生长灯功率为50W,每跨布置2列。每个柱灯的间距为3m。总光功率为4.5 kW,相当于4.61 W/m2 每单位面积。1m高度的光照强度可达2000lx以上。
在安装plnat补光灯的同时,每个跨度上还安装了一排UVB灯,间距为2m,主要用于温室内空气的不定期消毒。单支UVB灯功率40W,装机总功率4.36kW,折合4.47W/m2 每单位面积。
温室供暖系统采用更环保的清洁能源空气源热泵,通过换热器将热空气送入温室。温室空气源热泵总功率为210kW,38台换热风机均匀分布在室内。每台风机的散热量为5.5kw,可以保证在北京最冷的一天-15℃的室外温度下,温室内的空气温度在5℃以上,从而保证了温室内草莓的安全生产。
为保证温室内空气温湿度的均匀性,使室内形成一定的空气流动,温室内还装有卧式循环风机。循环风机布置在温室跨度中部,间隔18 m,单风机功率0.12 kW。
温室配套环控设备
引用信息:
周长吉、洪波、李、何正等周博士视察狮岭(一百二十六)观光式可升降草莓衣架及配套设施设备[J].农业工程技术,2022,42(7):36-42.
发布时间:Aug-01-2022