溫室園藝 2020 03 40 溫室裝備 Greenhouse Equipment DOI 10 16815 ki 11 5436 s 2020 07 007 周 博士考察拾零 一百零二 連棟溫室草莓吊架栽培系統(tǒng) 周長吉 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 北京 100125 草 莓色澤艷麗 口感鮮美 富含維生素和膳 食纖維 是人們冬春季節(jié)非常喜愛的新鮮 水果 因此全國乃至世界各地都在種植草莓 從 種植的設(shè)施看 有露地種植 遮蔭棚種植 塑料 大棚種植 日光溫室種植和連棟溫室種植 幾乎 囊括了各類設(shè)施 從種植床的形式看 有地面壟 栽 地面栽培槽栽培 架空栽培床栽培 包括支 架架空和吊掛架空 等 架空栽培床是一種將種植作物的栽培槽架離 地面的栽培模式 與地面土壤栽培相比 架空栽 培一是大多采用基質(zhì)栽培 可避免土壤栽培中的 土傳病害 二是可以避免草莓果實(shí)與土壤接觸 保證果實(shí)清潔 也能避免果實(shí)與土壤接觸部位溫 度低且照不到光而著色不良 三是種植管理和采 收作業(yè)人員不需要彎腰作業(yè) 減輕了操作者的勞 動(dòng)強(qiáng)度 因此 架空栽培的模式在草莓種植中得 到大量應(yīng)用 尤其在連棟溫室中幾乎都采取架空 栽培的模式 架空栽培床的方法有兩種 一種是在地面 上通過立柱將栽培槽架離地面 稱為 支架栽培 床 另一種是采用鋼索將栽培槽吊掛在溫室 結(jié)構(gòu)上使其脫離地面 稱為 吊架栽培床 支架栽培床需要在地面上豎立支柱來支撐栽培 槽 一是為避免長距離栽培槽發(fā)生變形造成排水 不暢 施工中對地面的平整度和壓實(shí)均勻度要求 較高 為此在支柱的頂部大都設(shè)置可調(diào)節(jié)支撐高 度的螺桿 二是地面上豎立大量的支柱后溫室 地面將不能進(jìn)行其他用途開發(fā) 吊架栽培床正好 克服了支架栽培床的上述缺點(diǎn) 雖然吊架栽培床 給溫室結(jié)構(gòu)增加了額外的作物吊掛荷載 但這種 荷載與風(fēng)荷載組合是有利荷載 一般溫室設(shè)計(jì)中 都會(huì)考慮作物荷載 對草莓栽培而言 由于其植 株低矮 與栽培高秧作物相比 對溫室栽培空間 的要求不高 因此吊架栽培床在連棟溫室草莓種 植中幾乎成為了主流 傳統(tǒng)的栽培槽 由于受加工 鍍鋅和運(yùn)輸?shù)?條件的限制 工廠生產(chǎn)的每根栽培槽的長度大都 不超過6 m 現(xiàn)場安裝時(shí)需要將若干短栽培槽對 接或搭接連接才能形成一條整體的栽培槽 不論 是對接還是搭接 連接接口的密封始終是施工中 的一道難題 因此 在生產(chǎn)中這種栽培床總是免 不了出現(xiàn)積水和漏水的問題 給草莓種植的精確 灌溉控制和溫室地面排水帶來很多困難 為了解決短栽培槽連接漏水的問題 國外的 企業(yè)研究開發(fā)了一種用鍍鋅涂層卷板在溫室施工現(xiàn) 場加工 按照溫室內(nèi)種植槽的長度一次成型的加 工工藝 徹底解決了這一難題 而且針對不同的 種植作物開發(fā)出了系列化的栽培槽規(guī)格和種類 1 2012年世界草莓大會(huì)在中國北京舉辦 這次大會(huì) 上 首次在國內(nèi)展示了這種一次成型栽培槽吊掛 栽培草莓的種植模式 引起了國內(nèi)學(xué)者和企業(yè)界 的重視 在其后的連棟溫室草莓栽培中 國內(nèi)溫 室生產(chǎn)者也陸續(xù)有引進(jìn)這種 種植模式的 但始終沒有國內(nèi) 企業(yè)能生產(chǎn)這種栽培槽 北京泓稷科技有限公司 二維碼1 總經(jīng)理吳松先生 看到這一商機(jī) 致力于這一產(chǎn) 二維碼 1 北京泓稷 溫室園藝 2020 03 41 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 品的開發(fā) 在短短的一年多時(shí)間里 通 過出國考察 客戶調(diào)研 從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)到 樣機(jī)試制 最后到產(chǎn)品定型 已經(jīng)成功 將這一產(chǎn)品推向了市場 筆者也早就在 各種媒體報(bào)道中了解到了這一情況 多 次和吳松先生接洽 希望能到現(xiàn)場詳細(xì) 了解和學(xué)習(xí)這種產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)和具體 加工與安裝情況 2020年1月4日 這一愿望終于得以實(shí)現(xiàn) 吳松先生以及 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 雜志 記者與筆者一起踏上南下的高鐵 經(jīng)過南京換乘溧 水后來到了江蘇省南京市溧水區(qū)洪藍(lán)鎮(zhèn)傅家邊村一 個(gè)部分還在建設(shè) 部分已經(jīng)投入運(yùn)營的草莓生產(chǎn)基 地 該項(xiàng)目由上海都市綠色工程有限公司整體設(shè)計(jì) 并承建 占地面積45000 m 2 共有10棟連棟玻璃 溫室 全部采用吊架式栽培系統(tǒng)種植草莓 基地由 于是邊施工邊生產(chǎn) 所以我們有幸看到了草莓栽培 吊架從栽培槽加工 吊架安裝和實(shí)際生產(chǎn)使用的全 過程 下面就讓我們跟隨吳松先生的引導(dǎo)一起來領(lǐng) 略一下這種以一體成型栽培槽為特色的吊架式草莓 栽培系統(tǒng)的建設(shè)和生產(chǎn)模式吧 吊架系統(tǒng)的組成 草莓吊架系統(tǒng)主要由栽培槽及其配套構(gòu)件固 定夾 吊鉤 吊索和緊固件組成 其中栽培槽是 吊架系統(tǒng)的核心部件 其功能一是承載栽培基質(zhì) 和草莓作物以及灌溉 加溫毛管的支架 二是收 集草莓生產(chǎn)灌溉水和灌溉營養(yǎng)液回液的容器和流 道 因此 對栽培槽的要求 一是要有足夠的容量 能夠盛裝草莓全周期栽培必需的栽培基質(zhì) 二是 要有足夠的強(qiáng)度 在栽培基質(zhì)正常灌溉濕潤條件 下 按照一定間隔吊掛時(shí)不能出現(xiàn)影響排水的結(jié) 構(gòu)變形 三是要有良好的密封性能 在生產(chǎn)中不 能出現(xiàn)漏水現(xiàn)象 四是要有足夠的防腐蝕能力 在溫室高溫高濕的空氣環(huán)境以及草莓栽培營養(yǎng)液 高鹽堿基質(zhì)環(huán)境中能夠保證與溫室主體結(jié)構(gòu)同步 的設(shè)計(jì)使用壽命 一般設(shè)計(jì)使用壽命不低于10年 北京泓稷科技有限公司開發(fā)生產(chǎn)的一體式栽 培槽采用總寬600 mm的鋼帶輥壓成 幾 字形 截面 形成底寬206 mm 深129 mm的栽培槽 圖1 為保證栽培槽的強(qiáng)度 一是采用了在 幾 字截面?zhèn)冗吷蠅翰鄣姆绞?提高構(gòu)件的截面模量 圖1a 二是采用了0 7 mm厚鋼板 較國外 進(jìn)口同類構(gòu)件的鋼板厚度增加了0 1 mm 承載 能力可達(dá)到40 kg m 為了保證栽培槽的抗腐蝕性能 鋼帶采用了 表面鍍層厚度120 g m 2 的熱浸鍍鋅板 并在鍍鋅 表面進(jìn)行了二次噴涂 噴涂材料為氟碳化合物 外表面噴涂厚度20 23 m 內(nèi)表面噴涂厚度為 12 m 有效保證了材料的表面防腐 為了實(shí)現(xiàn)栽培槽的一次成型 在一條栽培床 上不出現(xiàn)接縫 從而徹底杜絕漏水 北京泓稷科 技有限公司專門投入精力學(xué)習(xí)研究 自主開發(fā)了 一套輥壓設(shè)備 圖2 該設(shè)備是在底盤上安裝 了一套傳統(tǒng)的 幾 字截面冷彎成型板材輥壓機(jī) 組 機(jī)組主要設(shè)備包括原料卷筒支撐架 卷材整 理輥以及輥壓成型滾輪組和成品板材截?cái)嗲懈畹?等 底盤上安裝了4根支撐柱 可在現(xiàn)場將整個(gè) 機(jī)組支撐在地面上 輥壓栽培槽時(shí) 用叉車將加工卷板從原料堆 放場搬運(yùn)到輥壓機(jī)組 在人工協(xié)助下安裝到卷筒 支撐架上 人工固定卷筒后即可開機(jī)生產(chǎn) 掃描 二維碼2可觀看栽培槽生產(chǎn)過程的視頻 為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的現(xiàn)場移動(dòng)作業(yè) 設(shè)備底盤下 安裝了運(yùn)動(dòng)車 輪 可在人工操 作下實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū) 內(nèi)設(shè)備的轉(zhuǎn)移 掃描二維碼3 可觀看設(shè)備轉(zhuǎn)移 圖 1 栽培槽 a 截面尺寸 mm b 實(shí)物 206 67 245 63 12 9 3 二維碼 3 輥壓機(jī)組 現(xiàn)場轉(zhuǎn)移過程 二維碼 2 栽培槽 溫室園藝 2020 03 42 溫室裝備 Greenhouse Equipment 的視頻 這是實(shí)現(xiàn)栽培槽從工廠構(gòu)件加工到現(xiàn)場 一體成型最主要的改變 實(shí)現(xiàn)設(shè)備移動(dòng)的手段是采 用了車輪 整套設(shè)備承載在車輪上 隨著車輪的滾 動(dòng)可將設(shè)備搬運(yùn)到作業(yè)區(qū)的任何位置 正常行駛可 通過操控車輪的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向 對于狹窄空間 轉(zhuǎn)彎半徑不足時(shí) 機(jī)組可通過安裝在設(shè)備底盤下的 轉(zhuǎn)向底盤調(diào)整機(jī)組的運(yùn)行方向 轉(zhuǎn)向底盤采用液壓 控制 輸出動(dòng)力可將整個(gè)機(jī)組頂起并在人工控制下 360 轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)向到位后再將整個(gè)機(jī)組落位 將全 部重量承壓到車輪上 收起轉(zhuǎn)向底盤 驅(qū)動(dòng)車輪即 可實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組的前進(jìn)和后退 整套機(jī)組的運(yùn)行控制可采用屏幕人機(jī)對話控 制 也可以采用遙控器按鈕控制 操作靈活 使 用方便 應(yīng)該說這臺設(shè)備填補(bǔ)了我國國內(nèi)空白 滿足了當(dāng)下國內(nèi)連棟溫室高架栽培果菜大面積發(fā) 展的需求 輥壓栽培槽時(shí) 將輥壓機(jī)組停置在溫室靠山 墻一側(cè)開間 并沿著栽培槽輥壓出的方向 溫室 開間方向 間隔一定距離 10 m以內(nèi) 設(shè)置滾輪 支架 每個(gè)滾輪支架處安排一名操作工人 其主 要職責(zé) 一是保證輥壓出的栽培槽在向前移動(dòng)過 程中不發(fā)生變形 二是一條完整栽培槽輥壓成型 后 全體操作工人一起將整根的 栽培槽抬放到靠近天溝下立柱的 一側(cè) 以便后續(xù)的安裝 圖3 掃描二維碼4可觀看現(xiàn)場加工視 頻 目前看 這一過程耗費(fèi)人 力較多 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也較大 如何實(shí)現(xiàn)更多環(huán)節(jié)的機(jī)械化尚需進(jìn)一步研究 該截面的栽培槽除了用于草莓栽培外 還 可通用于長季節(jié)番茄等吊蔓作物的栽培 對松散 基質(zhì)栽培模式可采用與草莓栽培完全相同的栽培 槽安裝方式 栽培槽內(nèi)盛放基質(zhì) 對袋裝巖棉 或椰糠基質(zhì)的基質(zhì)栽培模式 只要將栽培槽翻轉(zhuǎn) a 輥壓機(jī)整體 b 輥壓機(jī)支撐 c 輥壓滾輪組 d 轉(zhuǎn)向底盤 e 叉車喂料 圖 2 栽培槽輥壓機(jī) a 從輥壓機(jī)輥出 b 全程滾輪支架布置 c 人工輔助作業(yè) 圖 3 栽培槽現(xiàn)場加工過程 二維碼 4 幾字形 栽培槽生產(chǎn)過程 溫室園藝 2020 03 43 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 180 將袋裝基質(zhì)放置在 幾 字截面的頂面 將 幾 字兩側(cè)的折邊作為收集和排放基質(zhì)中滲 出灌溉營養(yǎng)液的集水槽即可 袋裝基質(zhì)放入 幾 字槽內(nèi)栽培也是一種完全可行的栽培模式 除了栽培槽外 吊架系統(tǒng)的主要構(gòu)件還包括 固定栽培槽的固定夾 吊鉤和吊索 圖4 為 了保證這些結(jié)構(gòu)配件的強(qiáng)度和防腐性能 固定夾 采用了高強(qiáng)度尼龍材料 并用不銹鋼鋼管和鍍鋅 鋼筋將兩端端頭連接并固定 圖4a 吊鉤采用 熱浸鍍鋅鋼筋 圖4b 吊索采用鍍鋅鋼絞線 在鋼絞線的末端焊接螺桿 可裝配螺母 用于固 定吊鉤 圖4c 吊架系統(tǒng)安裝 現(xiàn)場施工時(shí) 吊架系統(tǒng)的安裝順序依次為 吊掛吊索 現(xiàn)場加工栽培槽 栽 培槽就位 安裝栽培槽固定卡 安裝栽培槽吊鉤并將栽培槽整體 吊掛在吊索上 掃描二維碼5 可觀看整個(gè)安裝過程視頻 吊索的上端固定在溫室桁 架結(jié)構(gòu)的下弦桿上 圖5a 吊索在桁架下弦桿 上的間距即是栽培槽的間距 按照種植農(nóng)藝要求 確定 本項(xiàng)目的溫室跨度為8 m 種植草莓栽培 槽的間距為0 8 m 所以 吊索在溫室桁架下弦 桿上的布置間距亦為0 8 m 溫室每根桁架的下 弦桿布置吊索 溫室開間為4 0 m 相當(dāng)于栽培 槽長度方向每隔4 0 m安裝一根吊索 吊索的端部為螺桿 螺桿上安裝墊片和螺母 吊架的吊鉤直接鉤掛在墊片和螺母上 圖5b 通過調(diào)節(jié)螺母的位置可在螺桿的長度范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 栽培槽的吊掛高度 即間接地調(diào)節(jié)了栽培槽的縱 向排水坡度 一般要求栽培槽的排水坡度控制在 2 可從一端向另一端找坡 也可從中間向兩 端找坡 視排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而定 栽培槽固定夾由2根帶套管的螺桿連接2根 中部帶凹槽的尼龍夾板組成 尼龍夾板夾在栽培槽 的兩側(cè) 凹槽正好卡在栽培槽的外卷邊上沿上 兩 根帶套管的螺桿分別安裝在尼龍夾板的兩端 螺桿 穿過尼龍夾板端部螺孔后安裝墊片和螺母 擰緊 全部螺母后即形成對栽培槽的牢固固定 螺桿上 的套管長度限制了兩側(cè)尼龍夾板的間距 避免了在 擰緊螺母時(shí)擠壓栽培槽變形 尼龍夾板的兩端分別 預(yù)留了一個(gè)凹槽 凹槽兩個(gè)側(cè)壁間安裝一根釘銷 栽培槽用固定夾固定后 吊鉤的下端直接鉤掛在該 釘銷上 圖5c 即完成對栽培槽的吊掛安裝 a 固定夾 b 吊鉤 c 吊索 圖 4 草莓吊架系統(tǒng)主要構(gòu)件 圖 5 吊掛栽培槽主要節(jié)點(diǎn)大樣 a 吊索上部固定在桁架下弦桿 b 吊索下部連接栽培架吊鉤 c 栽培架吊鉤與栽培槽固定卡相連 二維碼 5 吊架系統(tǒng) 現(xiàn)場安裝過程 溫室園藝 2020 03 44 溫室裝備 Greenhouse Equipment 栽培槽主體構(gòu)件安裝完成后 最后的安裝工 序是封堵栽培槽端頭 圖6 栽培槽的堵頭分為 兩種 一種是不排水的堵頭 位于整個(gè)栽培槽的標(biāo) 高最高的一端 該堵頭要求完全封堵 圖6b 并做好堵頭的密封處理 另一種是與排水管相配 套的專用排水堵頭 安裝在整個(gè)栽培槽標(biāo)高最低 的一端 亦即栽培槽的排水側(cè)一端 在沒有安裝 排水管之前 該端頭暫不做處理 圖6c 待安 裝排水管時(shí)與排水堵頭一并安裝 順序安裝溫室每跨的所有栽培槽 即完成整 棟溫室栽培吊架主體結(jié)構(gòu)的安裝任務(wù) 圖7 在完成吊架主體結(jié)構(gòu)安裝后 還要在栽培槽內(nèi)鋪 設(shè)排水支架和基質(zhì)過濾網(wǎng) 同時(shí)安裝栽培床加溫 毛管 最后在栽培槽內(nèi)填裝栽培基質(zhì) 并在基質(zhì) 表面鋪設(shè)滴灌帶 這些將在后續(xù)加溫和灌溉系統(tǒng) 安裝中做詳細(xì)介紹 本項(xiàng)目中的排水支架為一種專用的塑料構(gòu) 件 上表面開孔漏縫 支撐栽培基質(zhì)并保證基質(zhì) 灌溉營養(yǎng)滲出液順暢下流 下表面設(shè)計(jì)支撐 將 排水支架上表面支離栽培槽底面 在基質(zhì)與栽培 槽間形成集水和排水流道 保證基質(zhì)灌溉回液的 順暢回流 本項(xiàng)目采用的基質(zhì)過濾網(wǎng)為溫室外遮陽用黑 色圓絲遮陽網(wǎng) 材料強(qiáng)度高 價(jià)格便宜 來源廣泛 裁剪方便 能阻擋基質(zhì)中大顆粒通過 是一種既 經(jīng)濟(jì)實(shí)用 物美價(jià)廉 又能滿足使用功能的濾網(wǎng) 材料 活動(dòng)式栽培吊架 由于草莓為低矮作物 植株高度低 平面種 植空間 溫光利用率都較低 提高草莓種植效率 有兩種方法 一是提高草莓的種植密度 二是適 時(shí)將草莓架放置在溫室空間內(nèi)溫光條件最好的位 置 由此產(chǎn)生了活動(dòng)式草莓栽培架 從草莓活動(dòng) 架的運(yùn)動(dòng)方向看 一種是將草莓架水平平移 稱 為水平平移吊架 另一種是將草莓架垂直升降 稱為垂直升降吊架 兩種形式的活動(dòng)吊架都 是在上述固定吊架的基礎(chǔ)上通過附加驅(qū)動(dòng)設(shè)備來 實(shí)現(xiàn) 以下分別做詳細(xì)介紹 水平平移草莓吊架 水平平移式草莓活動(dòng)吊架主要是為了提高草 莓種植的密度 固定式草莓栽培架 為了方便栽 培架兩側(cè)作業(yè) 一般栽培架兩側(cè)留有相同寬度的 作業(yè)通道 通常作業(yè)通道的距離為0 6 1 0 m 水平平移式栽培架采用了活動(dòng)苗床的設(shè)計(jì)思想 不進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)將栽培架緊密排列 排列密度 a 處理前的端部 b 高位段封堵 c 低位端敞口 圖 6 栽培槽端部的處理 a 整體 b 上部吊掛 c 下部承托 圖 7 安裝完成的吊掛栽培槽 溫室園藝 2020 03 45 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 以不影響植株采光和通風(fēng)為原則 進(jìn)行生產(chǎn)作 業(yè)時(shí)拉大相鄰兩個(gè)栽培架的間距 留出作業(yè)通道 這種設(shè)計(jì)可在不影響草莓架采光和通風(fēng)的條件 下 顯著提高草莓架的布置密度 從而提高草莓 的種植密度和單位溫室面積草莓的生產(chǎn)產(chǎn)量 為了從工程上實(shí)現(xiàn)草莓吊架的水平平移 上 海都市綠色工程有限公司采用了水平牽拉栽培架 吊索的方法 圖8 實(shí)際上 這一系統(tǒng)設(shè)計(jì)早 在2007年上海青浦草莓研究所的試驗(yàn)溫室中就 已經(jīng)首次使用了 作業(yè)時(shí)水平牽引線拉動(dòng)栽培架 吊索 同時(shí)帶動(dòng)栽培架水平運(yùn)動(dòng) 作業(yè)完畢 放 松水平牽引線 在栽培架自重的作用下 栽培架 自動(dòng)回位到吊架吊索自然垂落的位置 實(shí)現(xiàn)栽培 架的復(fù)位 設(shè)計(jì)中 水平牽引線沿溫室跨度方向通長布 置 高度以不影響生產(chǎn)作業(yè)為原則進(jìn)行定位 一 般應(yīng)高于地面2 m 每個(gè)開間設(shè)置1道水平牽引 線 與栽培架吊索在同一豎直平面內(nèi) 每隔一 道栽培架吊索 水平牽引線與栽培架吊索固定連 接 圖8a 水平牽引線的一端固定在電機(jī)輸出軸上 圖8b 隨著電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 水平牽引 線纏繞在電機(jī)輸出軸上 實(shí)現(xiàn)水平牽引線的水平 運(yùn)動(dòng) 使水平牽引線連接栽培架吊掛索的栽培架 向未連接栽培架吊索的栽培架靠攏 從而在相鄰 兩列栽培吊架之間形成足夠的作業(yè)通道 電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸沿溫室開間方向通長布置 可布 置在溫室中部 也可布置在溫室一側(cè) 圖8c 根據(jù)水平牽引線在電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸上的纏繞方式確定 這套系統(tǒng)除了增加水平牽引線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外 栽培吊架其他設(shè)施和固定式吊架完全相同 垂直升降式草莓吊架 垂直升降式草莓活動(dòng)吊架是為了最大限度追 逐溫室內(nèi)沿高度方向的最佳光溫環(huán)境 因溫室沿 高度方向光溫分布具有較大的差異 進(jìn)行生產(chǎn) 作業(yè)時(shí) 將吊架降落到距離地面0 8 1 0 m的高 度 視操作工人的身高可隨機(jī)調(diào)整 便于打葉 采收等生產(chǎn)作業(yè) 不進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí) 根據(jù)溫室 內(nèi)溫光環(huán)境自動(dòng)將吊架提升到光溫最佳的生產(chǎn)高 度或者人工設(shè)定的高度 將栽培架吊掛到高空同 時(shí)也可以留出栽培架下部足夠的活動(dòng)空間 一是 便于地面種植盆栽作物或其他作物 二是便于采 摘和觀光游客在栽培架下部自由活動(dòng) 由此可顯 著提高溫室地面的利用效率 而提高溫室生產(chǎn)的 綜合效益 該項(xiàng)目草莓種植的垂直升降式吊架是上海都 市綠色工程有限公司學(xué)習(xí)和借鑒韓國同類栽培設(shè) 施自主開發(fā)的一套系統(tǒng) 為了對一壟栽培床草莓 進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)不影響其他栽培床的最佳光溫環(huán) 境 生產(chǎn)中要求對每個(gè)栽培吊架進(jìn)行單獨(dú)控制 也就是在每個(gè)栽培吊架的上方安裝一根與栽培吊 架相同方向并同長的驅(qū)動(dòng)軸并在每根驅(qū)動(dòng)軸上安 裝電機(jī)減速機(jī)進(jìn)行獨(dú)立控制 圖9a 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 軸一般安裝在溫室桁架梁的下弦桿 栽培吊架吊 索采用單根折返雙線 一端固定在溫室桁架梁的 上弦桿或下弦桿上 圖9b 另一端繞過栽培吊 架吊鉤上部的動(dòng)滑輪 圖9c 后折回纏繞到電機(jī) 驅(qū)動(dòng)軸上 圖9b 隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 纏 繞或放松栽培架吊索 從而實(shí)現(xiàn)對栽培吊架的垂 直升降 與水平平移式活動(dòng)吊架相比 垂直升降式吊 架由于對每個(gè)吊架實(shí)行獨(dú)立升降操作 通過相鄰 a 牽引線與吊索的連接 b 軸承座及牽引鋼絲 c 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)軸 圖 8 水平平移式草莓活動(dòng)吊架 溫室園藝 2020 03 46 溫室裝備 Greenhouse Equipment 栽培吊架的高差控制 可調(diào)整栽培架的作業(yè)空間 因此 其布置間距可比水平平移式活動(dòng)吊架更小 草莓栽培的密度更高 溫室地面利用率和草莓生 產(chǎn)效率將更高 但另一個(gè)方面 與固定式栽培吊 架和水平平移活動(dòng)架相比 垂直升降式栽培吊架 不僅增加了很多減速電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸 而且栽 培吊架的吊索也需要更換為配套動(dòng)滑輪的單根折 返雙線吊線 雖然草莓的栽培密度提高了 溫室 的空間利用率也提高了 但造價(jià)和運(yùn)行成本也顯 著上升 生產(chǎn)實(shí)踐中究竟選擇使用哪種栽培吊架 系統(tǒng) 應(yīng)根據(jù)草莓栽培的經(jīng)營模式和生產(chǎn)效益進(jìn) 行精確分析后確定 加溫系統(tǒng) 傳統(tǒng)的連棟溫室采暖是將散熱器布置在沿 開間方向的柱間進(jìn)行溫室全空間加溫 這種采暖 方式室內(nèi)溫度不均勻 溫室能耗高 近年來 引 進(jìn)荷蘭番茄種植溫室采用了光管做散熱器 布置 在溫室地面 作物冠層 株間或吊掛在桁架下弦 桿下 2 并分系統(tǒng)供熱 各自獨(dú)立控制 大大節(jié) 省了溫室的供暖成本 有的企業(yè)在引進(jìn)荷蘭溫室 高架栽培草莓的生產(chǎn)中也采用了這種模式 圖 10 雖然地面管道 床下管道以及株間管道加 溫的方式較柱間圓翼散熱器加溫的方式在室內(nèi)溫 度均勻性和節(jié)省供暖負(fù)荷方面都得到了顯著的改 善 但從草莓等低矮作物的種植空間看 這種散 熱器布置方式對能源的利用效率仍有很大的提高 空間 在參觀江蘇省南京市溧水區(qū)草莓生產(chǎn)溫室時(shí) 看到了一種更高效的采暖方式 就是將傳統(tǒng)的空 間加溫和株間局部加溫完全改為了對作物根區(qū)的 局部加溫 這種系統(tǒng)是將溫室采暖總供回水管道布置在 溫室的中部 圖11 從主供水管道向每個(gè)栽培 吊架中部引出供回水支管 每個(gè)供水回支管端部 安裝三通將支管供回水分流為2路 圖11c 分別向栽培吊架的兩端供熱 從三通分流出來的 熱水再分成2路接毛管 一根毛管布置在栽培 基質(zhì)下部 過濾網(wǎng)與排水支架之間 圖12a 另一路毛管布置在栽培基質(zhì)內(nèi)部 圖12b 毛管采用塑料軟管同程布置 供回水溫度采用 30 20 或更適合作物根區(qū)生長要求的溫度 由于草莓植株小 生產(chǎn)種植對溫度的要求較 低 5 25 從根部基質(zhì)中釋放出的熱量基本 也能滿足作物莖葉的要求 因此 采用根區(qū)局部 加溫的方式可大大節(jié)約溫室采暖成本 是一種非 a 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)軸 b 驅(qū)動(dòng)軸與吊線上部固定 c 吊線下部連接滑輪 圖 9 垂直升降式草莓活動(dòng)架 a 整體吊架栽培加熱系統(tǒng) b 吊架下局部加溫管 c 對局部加溫管再保溫 圖 10 引進(jìn)荷蘭溫室吊架栽培草莓的加熱系統(tǒng) 溫室園藝 2020 03 47 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 常適合于草莓等植株低矮作物生產(chǎn)的加溫方式 灌溉排水系統(tǒng) 灌溉是溫室作物栽培必備的條件 但排水系 統(tǒng)則不是每個(gè)溫室都應(yīng)必備的 土壤栽培的溫室 中以及營養(yǎng)液不回收利用的溫室中基本不設(shè)計(jì)排 水系統(tǒng) 但隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng) 設(shè)施 生產(chǎn)中過度施肥 主要指化肥 造成土壤板結(jié) 地下水污染等問題已經(jīng)引起了業(yè)界和社會(huì)的高度 重視 早在20世紀(jì)末 以荷蘭為代表的歐洲國 家已經(jīng)從法律上明確溫室生產(chǎn)企業(yè)必須完全回收 利用和處理營養(yǎng)液回液 近年來國內(nèi)新建的大型 連棟溫室也開始意識到這個(gè)問題 在溫室設(shè)計(jì)中 重視了營養(yǎng)液的回收利用 本文的案例就是一個(gè) 比較典型的工程實(shí)例 a 整體供熱管路布置 b 主管與支管的連接 c 支管與毛管的連接 圖 11 改進(jìn)的草莓吊架栽培根區(qū)局部供熱管道主管與支管的連接 供水系統(tǒng) 和栽培床的供暖系統(tǒng)一樣 栽培床的灌溉給水也是將供水主 管布置在溫室沿開間方向的中部 圖13a 實(shí)際上 灌溉供水 主管和采暖供回水主管分別安裝 在溫室沿開間方向中部同一開間 的兩側(cè)桁架下 從灌溉供水主管 對應(yīng)每個(gè)栽培吊架分出供水支管 支管的末端接 三通 將供水支管再分為兩路 以供水支管為中 心分別向栽培吊架的兩端供水 為了保證栽培吊 架內(nèi)供水的均勻性和安全性 設(shè)計(jì)采用了2路毛 管供水的方式 即在支管分出的三通上再接三 通 實(shí)際上是在支管上分接出了4路毛管 圖 13b 毛管采用傳統(tǒng)的帶壓力補(bǔ)償?shù)墓苁降喂?帶 圖13c 可保證在供水距離50m之內(nèi)均勻 供水 排水系統(tǒng) 向基質(zhì)灌溉的清水和營養(yǎng)液一部分通過植株 葉面蒸騰和基質(zhì)表面蒸發(fā)釋放到溫室空氣中 一 部分滯留在栽培基質(zhì)中 剩余部分則通過基質(zhì)滲 漏到栽培槽內(nèi) 只有及時(shí)將滲漏到栽培槽內(nèi)的灌 溉水和營養(yǎng)液排除 才能保證基質(zhì)內(nèi)部適宜的持 a 供水支管與毛管連接 b 毛管在栽培床內(nèi)的布置 圖 12 改進(jìn)的草莓吊架栽培根區(qū)局部供熱管道支管與毛管的連接與布置 圖 13 供水系統(tǒng)管路 a 供水主管與支管 b 支管與毛管的連接 c 毛管布置 溫室園藝 2020 03 48 溫室裝備 Greenhouse Equipment 水量和基質(zhì)的通氣性 所以 排水系統(tǒng)是溫室作 物栽培中不可缺少的配置 本項(xiàng)目栽培槽的排水措施 一是在栽培槽 安裝時(shí)從一端向另一端找坡 也可從中部供水位 置向兩端找坡 但為了節(jié)約排水設(shè)施的投資 在 栽培床一定長度范圍內(nèi)大都采用單向排水的方 式 形成栽培槽內(nèi)部的自然排水坡度 形成栽 培槽內(nèi)的自流排水 二是在栽培基質(zhì)下部鋪設(shè)一 層遮陽網(wǎng)布過濾網(wǎng) 或其他具有隔離過濾作用的 材料 將從基質(zhì)中滲漏下來的營養(yǎng)液或灌溉水 經(jīng)過過濾后排到栽培槽內(nèi) 三是為了避免栽培基 質(zhì)積水和對滲漏到栽培槽底部的排水形成水阻 在過濾網(wǎng)下部設(shè)置了支撐板 支撐板本身帶孔不 會(huì)形成對上部滲流形成阻擋 這樣滲漏到栽培 槽下部的回液將會(huì)順暢地從栽培槽的一端排向另 一端 圖14 或從栽培床的中部排向兩端 每個(gè)栽培槽端部都安裝有排水管路 在栽培吊 床安裝之前的地面土建工程中已經(jīng)預(yù)埋了排水主管 埋入地下 和從主管上伸出的支管 圖15a 從栽培槽中收集的排水沿栽培槽順流到栽培槽 的端部 在栽培槽的端部安裝堵頭板 該堵頭板 下部自帶排水管接口 圖15b 用軟管將堵頭 板接口與預(yù)埋排水支管相連接即完成排水管路 的安裝 圖15c 排向栽培床一端的灌溉回液 最后通過系統(tǒng) 的排水管路回收 經(jīng)過紫外線等措施消毒后與原 營養(yǎng)液適量配比后再次使用 形成營養(yǎng)液灌溉的 閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng) 有效節(jié)約了灌溉營養(yǎng)液 也避免 了回流營養(yǎng)液的外排 節(jié)約了成本 保護(hù)了環(huán)境 這種灌溉營養(yǎng)液循環(huán)利用的方式應(yīng)該是今后溫室 生產(chǎn)中積極推廣應(yīng)用的一種良好方式 參考文獻(xiàn) 1 郭佳欣 張?zhí)熘?陳小文 荷蘭現(xiàn)代化連棟溫室栽培槽的開發(fā)與 應(yīng)用 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 2018 38 13 70 74 2 周長吉 引進(jìn)荷蘭大規(guī)模連棟玻璃溫室長季節(jié)栽培番茄的工藝 與設(shè)備配置 光管散熱器的布置形式 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫 室園藝 2019 39 34 62 66 致謝 非常感謝北京泓稷科技有限公司吳松先生全程陪同并講解了草莓 吊架栽培系統(tǒng)的設(shè)備配置 關(guān)鍵部件加工和現(xiàn)場安裝過程 在文稿的成 文過程中吳松先生和上海都市綠色工程有限公司還提供了大量的技術(shù)資 料 并對文稿初稿提出了寶貴的修改意見 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 雜志記者李子吉一起參加調(diào)研 并提供了部分現(xiàn)場照片 制作了文中二 維碼掃碼視頻 補(bǔ)充了文字表達(dá)的不足 延伸了本文的知識點(diǎn)和傳播方 式 在此一并表示衷心的感謝 引用信息 周長吉 周博士考察拾零 一百零二 連棟溫室草莓吊架栽培系統(tǒng) J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2020 40 07 40 48 a 栽培床全貌 b 栽培基質(zhì)下部的過濾網(wǎng) c 過濾網(wǎng)下部的支撐板 圖 14 排水收集系統(tǒng) a 預(yù)埋排水支管 b 封堵栽培槽端口 c 連接栽培槽端口與排水支管 圖 15 排水系統(tǒng)管路