基于设施农业的棚室改造研究.pdf

基于设施农业的棚室改造研究 张玉晶 松原职业技术学院 吉林松原 摘 要 通过对蔬菜大棚可持续种植过程和循环种植进行分析 针对当前蔬菜大棚存在光照无法控制 滴灌水分 供应不足的现象 提出了一种采用设施农业优化方式的蔬菜大棚改造方案 按照蔬菜大棚结构形式的不同 设 计出一种小空间内遮阳 小空间外遮阳及大空间外遮阳的蔬菜大棚 同时将大棚灌溉方式由滴灌优化为喷灌 试验验证表明 带有遮阳装置的蔬菜大棚能够有效对光照时间和光照强度进行控制 采用喷灌方式可以快速进 行蔬菜种植过程土壤湿度的调节 并能辅助进行棚内温度的调节 关键词 设施农业 蔬菜种植 温室大棚 遮阳装置 中图分类号 文献标识码 文章编号 引言 大棚蔬菜种植是一种解决反季节蔬菜供应和提高 种植经济效益的关键措施 随着蔬菜大棚产业的不 断发展 大棚基础建设已成为影响蔬菜种植效益的决 定性影响因素 光照强度和灌水量满足蔬菜生长 需求的大棚 能够有效提高蔬菜种植产量 在不同的 生长阶段 蔬菜要求的光照强度不同 早期建设的 蔬菜大棚是一种能够满足光照强度的温室大棚 大多 数配备有滴管措施 在光照条件充分时 无法进行有 效遮阳 使作物被长时间照射 且无法对棚内温度进 行有效控制 影响蔬菜产量 甚至带来病虫害 笔者基于设施农业技术 对两种不同空间结构的 蔬菜棚进行优化 增加了蔬菜棚遮阳装置 优化了蔬 菜棚内灌溉方式 在蔬菜不同生长阶段和时间内进行 光照调节 且能够快速满足蔬菜生长过程对水的需 求 蔬菜大棚参数及现状 蔬菜大棚的常见结构有大小两种 两种蔬菜大棚 顶部均采用塑料薄膜进行覆盖 同时在大棚的四周覆 盖防虫网 可有效避免风雨的损害 且大空间蔬菜棚 两侧的保温薄膜可以进行收放 表 所示为两种 蔬菜棚技术参数 收稿日期 基金项目 吉林省职业教育与成人教育教学改革研究课题 作者简介 张玉晶 女 吉林松原人 副教授 硕士 表 蔬菜大棚技术参数 参数名称 参数值 大空间小空间 跨度 开间 肩高 顶高 小空间蔬菜棚之间的通风口宽度不小于 结 构如图 所示 大空间蔬菜棚在主承重墙内设置抗风 柱 抗风柱间距 每面承重墙内设置 根抗风柱 侧 墙内设置 根抗风柱 结构如图 所示 图 小空间蔬菜棚结构形式 图 大空间蔬菜棚结构形式 蔬菜可持续种植 蔬菜棚内部有滴灌设施 能够进行小水量的灌 年 月 农机化研究 第 期 DOI 10 13427 ki njyi 2023 07 004 溉 但无法进行大面积灌溉 遮阳装置依靠人工进行 调整 棚室需要对小空间蔬菜棚增加喷灌功能 且加装 电动遮阳装置 达到能够满足蔬菜可持续种植和循环 利用的目的 图 所示为蔬菜棚内滴灌结构示意图 图 蔬菜棚滴灌结构示意图 蔬菜棚优化方案设计 小空间蔬菜棚肩高较低 在建设过程中所用金属 骨架截面小 无法在原有结构上增加电动遮阳装 置 因此 在优化过程中 保证不增加原结构受力 的方式 采用较小的改造成本 选用一种在蔬菜棚内 部加装手动遮阳的方式 小空间蔬菜棚遮阳装置高 度为 单个遮阳装置的长度不大于 通过人工 直接拉动的方式来进行遮阳网的展开或者收拢 不需 要增加其他结构件 优化后 新增加的遮掩装置 能够较好地与原蔬菜棚结合 同时不改变原蔬菜棚的 受力 达到夏季遮阳的目的 图 所示为小空间蔬菜 棚内遮阳装置优化方案 图 小空间蔬菜棚内遮阳装置优化方案 当小空间蔬菜大棚内种植较高蔬菜时 内部遮阳 装置会对蔬菜生长空间造成影响 因此对蔬菜棚遮阳 进行优化时可采用一种外遮阳的方式 外遮阳装置 安装与小空间蔬菜棚顶外 安装位置较高 不适合采 用手动驱动的方式进行遮阳装置展开和收拢 采 用外遮阳装置优化时 需要在拱棚之间增加立柱进行 承载 使外部遮阳装置与蔬菜棚之间分离 二者无受 力关系 不会对小空间蔬菜棚结构产生影响 同时可 使用电驱动的方式实现遮阳装置的展开和收拢 图 所示为小空间蔬菜棚内遮阳装置优化方案 图 小空间蔬菜棚外遮阳装置优化方案 大空间蔬菜棚肩高尺寸可满足电动驱动的要求 且其结构件具有较高的强度 适合在原蔬菜棚结构上 增加遮阳装置和相关结构件 不会对原结构件的强度 产生破坏性影响 因此 在原蔬菜棚结构上加装 电动外遮阳装置 如图 所示 图 大空间蔬菜棚外遮阳装置优化方案 在对蔬菜棚进行灌溉方式优化时 不会对原始结 构产生影响 仅需增加相关灌溉装置 因此 在进行 灌溉优化时 将蔬菜种植区域划分为相同面积的独立 灌溉单元 同时保证灌溉区域内水流长度不大于 灌溉方式由滴灌优化为喷灌 不仅满足蔬菜生长 过程中对水的要求 且达到蔬菜棚内温度调节的目 的 图 所示为蔬菜棚灌溉优化方案 图 蔬菜棚灌溉方式优化方案 年 月 农机化研究 第 期 试验 两种蔬菜种植棚改造完毕后 对比遮阳装置展开 后收拢两种条件下棚内的光照条件和温度 进行试 验 试验过程中 在遮阳装置展开条件下 确保棚内 未受到阳光直接照射 遮阳时间 记录此时棚内照 明强度及温度 该数据为遮阳优化前数据 收拢遮阳 装置 确保蔬菜棚能够被阳光照射 记录此时光照强 度及温度 该数据为未进行遮阳优化时数据 表 所 示为光照和温度对比试验数据 表 蔬菜大棚优化前后对比数据 蔬菜 棚类型 遮阳 方式 优化前 无遮阳 光照 温度 优化后 有遮阳 光照 温度 小空间内遮阳 小空间外遮阳 大空间外遮阳 对优化前后两种灌溉方式性能进行对比时 测量 当前土壤湿度和环境温度 分别采用两种灌溉方式进 行灌溉 记录灌溉完成时所需时间 检测此时土壤湿度 和环境温度 分别计算每分钟土壤湿度的平均变化率 和环境温度变化率对比数据如表 所示 表 灌溉性能对比数据 项目优化前优化后 灌溉方式滴灌喷灌 灌溉前土壤湿度 灌溉前环境温度 灌溉时长 灌溉后土壤湿度 灌溉后环境温度 土壤湿度变化值 环境温度变化值 续表 项目优化前优化后 湿度变化速率 温度变化速率 结论 采用设施农业可持续发展的方式对蔬菜大棚进行 优化 能够有效改善大棚蔬菜的种植条件 节约蔬菜 大棚种植的投资 促进大棚蔬菜种植时的健康持续化 发展 参考文献 雷有海 吴瑞 设施农业蔬菜栽培技术及栽培要点探究 农业技术与装备 桑晟赟 基于绿色蔬菜的农业设施标准化管理优化策略 农业技术与装备 杨帆 路漫漫 李绍坤 等 农业气象服务对设施蔬菜种植 的影响初步分析 农业开发与装备 刘建 王宝龙 李原欣 海南省利用光伏连栋温室建设永 久性常年蔬菜基地的可行性分析 农业工程技术 吴玉琴 设施大棚温湿度智能自动浇水系统初探 农 业工程技术 美克热阿依 吐尔洪 设施农业蔬菜冬季种植预防低温 寒潮冻害技术措施要点 农家参谋 邵淑芬 推广保护地温室蔬菜种植新技术的重要性 现代农业 孙景莲 精准控制智慧设施农业提质增效集成技术 农业开发与装备 徐茂 吴昊 魏祥帅 基于物联网技术的江苏设施蔬菜智 能化生产 长江蔬菜 张传帅 设施蔬菜固液混合水肥管理系统建设实践及思 考 蔬菜 朱明 曹越 基于 技术的设施农业温室大棚智能控 制系统的设计与实现 南方农业 徐云文 提高设施大棚蔬菜栽培技术确保农产品质量安 全 农业与技术 张京环 农业温室大棚智能控制技术的现状与展望探讨 农村实用技术 褚素贞 王莉丽 赖丽芳 蔬菜大棚土壤质量下降原因及 改良方法的研究进展 安徽农业科学 年 月 农机化研究 第 期 上接第 页 年 月 农机化研究 第 期