一种大跨度适用于机械化的连栋温室设计.pdf

82 科 技 纵 横 农业开发与装备  2017年第12期 摘要：设施农业是现代化农业的重要生产方式。我国是一个设施 农业大国，从面积和产量上看，均位列世界第一，其中设施蔬菜 规模最大。目前，蔬菜机械的引进和自主研发正在加速进行，与 之相配套的设施类型也成为蔬菜机械化进程中不可缺少的一环。 通过对配套动力的合理选型，对蔬菜耕整、作畦、播种、收获等 机械的技术参数分析，结合上海地区的主要绿叶菜生长农艺和区 域的气候特点，本实例设计了一种新型连栋温室，应用于绿叶菜 的机械化种植。 关键词：温室；蔬菜种植；机械化；推广 0  引言 设施农业是衡量一个国家农业现代化程度的重要标志之一， 目前我国已成为世界设施农业生产大国，截止到2014年，我国设 施农业面积410.9万hm 2 ，产值超过8 000亿元，目前，我国设施栽 培占全世界的85%以上，总面积和总产量均居第一位。 2011年上海温室行业的现状与发展报告显示：上海拥有各类 钢结构温室面积为6 933hm 2 。这些温室大棚分布在上海市郊区各 县、农场和各类现代农业园区内，主要以专业合作社和公司的形 式经营。这些温室大棚60%以上用于蔬菜种植。近几年随着农业 产业结构的调整，农业劳动力的减少和用工成本的增加，农民对 实现设施农业的机械化愿望越来越迫切。设施如何从结构上满足 机械化作业需求，是实现设施农业机械化的首要条件。 1  机械化温室的总体结构 机械化温室主要由基础、框架、侧移门、电动外遮阳、电器 控制系统、喷灌系统等组成。 2  机械化连栋温室基础设计特点 基础是温室上部载荷传向地基的承重结构，是温室结构不可 缺少的组成部分。混凝土独立基础桩的尺寸是210mm180mm1  200mm，内置钢筋笼组合，顶部有固定螺栓与立柱法兰连接，满 足温室的承载要求。四周基础间用混凝土圈梁连接，防止雨水倒 灌到温室内。 3  机械化连栋温室框架设计特点 在全面了解引进的蔬菜机械的技术性能、参数的基础上，根 据作畦机所作畦面宽度为1 400mm，配套拖拉机轮距需改装至1  960mm，轮胎断面宽度约430mm，所以温室跨度定为9m，单跨内 做4个畦，合理化利用耕地面积。久保田704型拖拉机最大高度为 2 560mm，使中型农业机械能在温室内作业，温室肩高定为4m。 机械化连栋温室框架主要由立柱、顶拱、顶纵梁、端面立杆、天 沟、水平横梁、桁架、独立基础桩等构件组成。温室南、北两个 端面向内的立柱间距为8m，立柱之间由桁架相连接，形成了宽度 为8m的拖拉机调头区。中间立柱间距4m，立柱之间由天沟连接， 形成了种植区。 参照标准GSW8430框架进行改型设计，将立柱尺寸加 大到120mm80mm3mm、混凝土独立基础尺寸加大到 210mm180mm1 200mm、温室跨度增加到9m、温室间距最大 增加到8m等。 4  可开闭式电动外遮阳系统 外遮阳支架与机械化连栋温室框架连成一体，外遮阳设置在 温室顶部之上，遮阳系统采用齿轮/齿条传动系统，用于夏天遮光 保护作物免遭强光灼伤和降低温室内环境温度。 5  喷灌系统 本座温室种植区域配置固定悬挂式微喷系统。喷头采用国产 优质产品，并配置防滴器。 悬挂式微喷：每栋设两行旋转式微喷头，行距4.5m，间 距2.5m，喷头流量5070L/m，喷洒直径7.5m，工作压力范围 1.53.0bar。 6  设计实例 6.1  工程名称 上海农科院庄行基地GSW9440温室项目。 6.2  主体结构基本参数 根据机械化温室的要求，所建温室的跨度为9m，温室间距 4m，两端开间8m，便于大型农机具调头转向。温室肩高4m，侧门 高3m、宽4m，便于农机具的进出和作业。温室的面积为10 368m 2 （108m96m）。 6.3  机械化配套作业模式 设备配套模式：配套8090马力四轮驱动拖拉机的作畦机， 配套40马力拖拉机的播种机，自走式蔬菜收割机，可解决蔬菜生 产中作畦、播种、收获三个主要环节的机械化作业。 6.4  经济效益 机械化种菜，一台机器1个人操作，只需要20分钟就能播完 0.087hm 2 地；而改成人工种菜，4个人6h只能播完6分地。这样测 算下来，机械化种菜每亩地约为人工成本的二十分之一，而效率 至少提高10倍。 7  目前绿叶菜蔬菜机械化生产在设施菜田中存在的问题 在设施菜田方面，被调查园艺场面积从6.7hm 2 至66.7hm 2 不 等，其中设施菜田的基础条件也有较大差异，其中以8m单棚为 主，同时还有大量的6m单棚、一部分露地菜田以及少量连栋温 室。许多菜地设施建造已有5年甚至10年以上，很多设施大棚建造 时没有充分考虑机械化生产，影响农机具顺畅通过，比如，在耕 作环节，小马力拖拉机动力不足，现在较大马力拖拉机由于“体 型”相对较大，不便于在温室中驾驶操作。 8  结语 机械化连栋温室的设计，主要根据蔬菜的种植间距和机械 化可操作性而确定的，正确、合理确定各种参数、结构、形式， 是项目设计成败的关键。在蔬菜耕、种、收各环节采用机械化的 方式，可形成精确、可控的生产模式。大大提高了生产效率，保 证了蔬菜质量，减少了操作管理人员的劳动强度，减少了生产人 员，提高劳动效率。可以为蔬菜种植企业所接受和推广。 参考文献 1 申保珍.我国设施农业创造近7000万就业岗位N.农民日报， 2015-07-09（001）. 2 齐皓天.上海市开展设施农业保险的探索与实践J.中国农 垦，2012， （10）：64-66. 3 王琪琛.上海市绿叶菜机械化生产示范点现状与发展讨论 A.上海市农业机械学会论文集C.2016：86-92. 一种大跨度适用于机械化的连栋温室设计 陈 吉 （上海市农业机械研究所，上海市  201106）