Автор: Чанцзи Чжоу, Хунбо Ли и др.

Источник статьи: Тепличное садоводство, сельскохозяйственная инженерия, технологии

Это экспериментальная база Института сельскохозяйственных наук района Хайдянь, а также Хайдяньский высокотехнологичный выставочный и научный парк. В 2017 году автор руководил внедрением многопролетной экспериментальной теплицы из Южной Кореи с высокой теплоизоляцией и пластиковой пленкой. В настоящее время директор Чжэн переоборудовал ее в теплицу для выращивания клубники, объединяющую демонстрацию технологий, осмотр и сбор урожая, отдых и развлечения. Она называется «Клубника в облаке 5G», и я приглашаю вас увидеть ее своими глазами.

Посадка клубники в теплице и рациональное использование пространства.

Подъемная полка для клубники и система подвешивания

Время выращивания и метод выращивания

В нижней части культивационного желоба сосредоточены подача и отвод воды, а посередине его нижней поверхности в продольном направлении имеется выступающий край (изнутри желоба образуется в нижней части желоба). Основная подача воды в культивационный желоб осуществляется непосредственно через этот желоб, а вода, выщелачиваемая из питательной среды, также равномерно собирается в этом желобе и, наконец, отводится через один из концов культивационного желоба.

Преимущества выращивания клубники в горшках заключаются в том, что дно горшка отделено от дна проема для выращивания, что предотвращает образование высокого уровня грунтовых вод в нижней части субстрата и улучшает общую вентиляцию субстрата; субстрат будет равномерно распределяться по поверхности при поливе; кроме того, при установке субстрата в горшок не будет протечек, а сам участок будет выглядеть аккуратно и красиво. Недостатком этого подхода является, главным образом, увеличение затрат на оборудование при капельном орошении и выращивании в горшках.

Зоны для выращивания и горшки

Система подвешивания и подъема стеллажей для выращивания культур

Система подвешивания и подъема стеллажа для выращивания растений в основном такая же, как у традиционного подъемного стеллажа для выращивания клубники. Подвесная защелка стеллажа охватывает сам стеллаж и соединяет ее с реверсивным колесом с помощью винта регулируемой длины (используемого для регулировки высоты установки стеллажа). На нижнем тросе другой конец наматывается на колесо, соединенное с приводным валом редуктора двигателя.

Система подвесных полок для выращивания культур

На основе универсальной подвесной системы, с учетом особенностей поперечного сечения проемов для выращивания растений и требований к визуальной демонстрации, здесь также инновационно разработаны некоторые персонализированные аксессуары и элементы.

(1) Подвеска для культивационной полки. Подвесная пряжка культивационной полки представляет собой, во-первых, замкнутую петлю, образованную путем сгибания и сварки стальной проволоки. Поперечное сечение каждой части подвесной пряжки одинаково, и механические свойства также одинаковы; нижняя часть паза также имеет соответствующий полукруглый изгиб; в-третьих, средняя часть пряжки сгибается под острым углом, а верхняя часть пряжки непосредственно зацепляется в точке изгиба, что не только обеспечивает стабильный центр тяжести культивационной полки, но и предотвращает боковую деформацию, а также гарантирует надежное зацепление пряжки и предотвращает ее скольжение и смещение.

Защелка полки для выращивания

(2) Предохранительный подвесной трос. На основе традиционной системы подвески каждые 6 м вдоль длины зоны выращивания устанавливается дополнительный комплект предохранительных подвесных тросов. Требования к дополнительному предохранительному подвесному тросу: во-первых, он должен работать синхронно с приводной системой подвески; во-вторых, он должен обладать достаточной несущей способностью. Для достижения вышеуказанных функциональных требований разработан и выбран комплект подвесных устройств с пружинным механизмом для натяжения подвесного троса зоны выращивания. Пружинный механизм расположен параллельно приводному подвесному тросу и подвешен и закреплен на нижнем поясе фермы теплицы.

Дополнительная система безопасности подвески

Вспомогательное производственное оборудование для стеллажей для выращивания растений.

(1) Система кардочесания растений. Описанная здесь система кардочесания растений состоит в основном из двух частей: кронштейна для кардочесания и цветного серебристого троса. Кронштейн для кардочесания представляет собой узел, состоящий из частично изогнутой и полностью U-образной кардочесальной машины и U-образной кардочесальной машины с двойными ограничительными стержнями. Нижняя половина U-образной кардочесальной машины соответствует внешним размерам прорези для выращивания и окружает ее снизу; после того, как ее двойные ветви выходят за пределы открытого положения прорези, они изгибаются, соединяясь с двойными ограничительными стержнями, а также выполняют функцию ограничения деформации отверстия прорези для выращивания; это небольшой U-образный изгиб, выпуклый вверх, который используется для фиксации троса для разделения плодов и листьев клубники; верхняя часть U-образной кардочесальной машины представляет собой W-образный изгиб для фиксации троса для расчесывания ветвей и листьев клубники. U-образная кардочесальная машина и двойной ограничительный стержень выполнены из изогнутой оцинкованной стальной проволоки.

Веревка для разделения плодов и листьев используется для сбора веток и листьев клубники в пределах ширины проема для выращивания, а плоды клубники подвешиваются за пределами проема. Это не только удобно для сбора урожая, но и защищает клубнику от прямого попадания лекарственных препаратов, а также может улучшить декоративность клубничной плантации.

система кардочесания растений

(2) Передвижная желтая стойка. Специально разработана передвижная желтая стойка, то есть вертикальная стойка для подвешивания желтых и синих досок приварена к штативу, который можно непосредственно установить на полу теплицы и в любое время переместить.

(3) Самоуправляемое транспортное средство для защиты растений. Это транспортное средство может быть оснащено опрыскивателем для защиты растений, то есть автоматическим опрыскивателем, который может выполнять операции по защите растений без участия операторов внутри помещения в соответствии с маршрутом, спланированным компьютером, что может защитить здоровье работников теплиц.

оборудование для защиты растений

Система снабжения питательными веществами и орошения

Система подачи питательного раствора и орошения в рамках данного проекта разделена на 3 части: первая — это подготовка чистой воды; вторая — система орошения и удобрения клубники; третья — система рециркуляции жидкости для выращивания клубники. Оборудование для подготовки чистой воды и система подачи питательного раствора в совокупности называются оросительной головкой, а оборудование для подачи и возврата воды к растениям — оросительным оборудованием.

Система снабжения питательными веществами и орошения

Оросительная полоса

Оборудование для подготовки чистой воды, как правило, должно быть оснащено песочными и гравийными фильтрами для удаления песка, а также оборудованием для умягчения воды для удаления соли. Отфильтрованная и умягченная чистая вода хранится в резервуаре для последующего использования.

Оборудование для приготовления питательного раствора обычно включает три резервуара для сырья (удобрений А и В), резервуар для кислоты для регулирования pH и комплект смесителей удобрений. В процессе работы исходный раствор в резервуарах А, В и резервуаре для кислоты готовится и смешивается в заданной пропорции машиной для внесения удобрений в соответствии с установленной формулой для образования исходного питательного раствора, а приготовленный машиной исходный питательный раствор хранится в резервуаре для хранения исходного раствора в режиме ожидания.

Оборудование для приготовления питательных растворов

Система водоснабжения и водоотведения для выращивания клубники.

Система водоснабжения и возврата воды для выращивания клубники использует метод централизованного водоснабжения и возврата воды на одном конце культивационной секции. Поскольку культивационная секция имеет подъемно-подвесную конструкцию, для подачи и возврата воды используются два типа труб: жесткая неподвижная труба и гибкая труба, перемещающаяся вверх и вниз вместе с культивационной секцией. Во время полива и внесения удобрений жидкость из резервуара с чистой водой и резервуара для хранения сырой жидкости подается в интегрированную систему полива и внесения удобрений для смешивания в заданном соотношении (простой способ — использование пропорционального дозатора удобрений, например, Вентури и т. д., который может работать с приводом или без него), а затем подается в верхнюю часть культивационной секции через основную водопроводную трубу (основная водопроводная труба установлена ​​на ферме теплицы вдоль пролета теплицы), а гибкий резиновый шланг подает воду для полива от основной водопроводной трубы к концу каждой культивационной секции, а затем соединяется с ответвлением водопроводной трубы, установленным в культивационной секции. Вдоль всей длины культивационного отсека проложены водопроводные трубы, к которым, в соответствии с расположением горшка, подсоединены капельные трубы, и питательные вещества подаются в субстрат горшка через эти трубы. Избыток питательного раствора, вытекающий из субстрата, стекает в культивационный отсек через дренажное отверстие в дне горшка и собирается в дренажную канаву в нижней части культивационного отсека. Высота установки культивационного отсека регулируется таким образом, чтобы обеспечить постоянный поток от одного конца к другому. На наклонных участках собранная со дна отсека жидкость для полива в конечном итоге собирается в конце отсека. В конце культивационного отсека предусмотрено отверстие для подключения резервуара для возвратной жидкости, а под резервуаром подсоединена труба для возврата жидкости, и собранная жидкость в конечном итоге собирается и сбрасывается в резервуар для возвратной жидкости.

Система подачи и возврата воды для орошения

Использование возвратной жидкости

В этой системе возврата воды из теплицы не используется замкнутый цикл циркуляции, как в системе выращивания клубники, а возвращается вода из посадочного отверстия клубники и напрямую используется для посадки декоративных овощей. На четырех периферийных стенах теплицы устанавливается посадочное отверстие той же фиксированной высоты, что и для клубники, которое заполняется субстратом для выращивания декоративных овощей. Возвращаемая вода из клубники напрямую подается для полива этих декоративных овощей, а для ежедневного полива используется чистая вода из накопительного резервуара. Кроме того, в конструкции водопроводные и обратные трубы посадочного отверстия объединены в одну. В посадочном отверстии используется режим приливного орошения. В период подачи воды открывается запорный клапан водопроводной трубы, закрывается запорный клапан обратной трубы, а открывается сливной клапан. Этот метод орошения позволяет избежать прокладки ответвлений и подтрубных коммуникаций в посадочном отверстии, экономит инвестиции и практически не влияет на производство декоративных овощей.

Выращивание декоративных овощей с использованием возвратного жидкого сырья.

Теплица и вспомогательные сооружения

Теплица была полностью импортирована из Южной Кореи в 2017 году. Ее длина составляет 47 м, ширина — 23 м, а общая площадь — 1081 м².² Пролет теплицы составляет 7 м, ширина пролета — 3 м, высота карниза — 4,5 м, высота конька — 6,4 м, всего 3 пролета и 15 пролетов. Для повышения теплоизоляции теплицы вокруг нее проложен теплоизоляционный коридор шириной 1 м, а также спроектирована внутренняя двухслойная теплоизоляционная штора. В ходе реконструкции горизонтальные пояса на вершинах колонн между пролетами первоначальной теплицы были заменены ферменными балками.

Конструкция теплицы

В ходе реконструкции системы теплоизоляции теплицы была сохранена первоначальная конструкция системы теплоизоляции крыши и стен с двойной внутренней теплоизоляцией. Однако после 3 лет эксплуатации оригинальная теплоизоляционная сетка частично износилась и повредилась. В ходе реконструкции теплицы все теплоизоляционные полотна были обновлены и заменены на более легкие и теплоизолирующие хлопчатобумажные утеплители отечественного производства. По результатам эксплуатации, стыки между теплоизоляционными полотнами крыши, утеплителями стен и крышей обеспечивают герметичность всей системы теплоизоляции.

Система теплоизоляции теплицы

Для обеспечения необходимых для роста растений условий освещения при реконструкции теплицы была установлена ​​система дополнительного освещения. В качестве дополнительного освещения используется светодиодная система с биологическим эффектом, каждый светодиодный светильник имеет мощность 50 Вт, расположен по 2 колонны на пролет. Расстояние между каждой колонной светильников составляет 3 м. Общая мощность освещения составляет 4,5 кВт, что эквивалентно 4,61 Вт/м².² на единицу площади. Интенсивность света на высоте 1 м может достигать более 2000 лк.

Одновременно с установкой дополнительного освещения для растений, на каждом пролете также устанавливается ряд УФ-ламп с интервалом 2 м, которые в основном используются для неравномерной дезинфекции воздуха в теплице. Мощность одной УФ-лампы составляет 40 Вт, а общая установленная мощность — 4,36 кВт, что эквивалентно 4,47 Вт/м².² на единицу площади.

Система отопления теплицы использует более экологичный тепловой насос с воздушным источником тепла, который подает горячий воздух в теплицу через теплообменник. Общая мощность теплового насоса в теплице составляет 210 кВт, а 38 теплообменных вентиляторов равномерно распределены по помещению. Теплоотдача каждого вентилятора составляет 5,5 кВт, что позволяет поддерживать температуру воздуха в теплице выше 5℃ при наружной температуре -15℃ в самый холодный день в Пекине, обеспечивая тем самым безопасное выращивание клубники в теплице.

Для обеспечения равномерности температуры и влажности воздуха в теплице и формирования определенной циркуляции воздуха внутри помещения, теплица также оборудована горизонтальным вентилятором для циркуляции воздуха. Вентиляторы расположены посередине пролета теплицы с интервалом 18 м, мощность одного вентилятора составляет 0,12 кВт.

Оборудование для контроля окружающей среды в теплице

Информация для цитирования:

Чанцзи Чжоу, Хунбо, Ли, Хэ Чжэн и др.Доктор Чжоу осмотрел подъемную подвесную конструкцию для клубники типа «Шилин» (Сто двадцать шесть) и вспомогательные сооружения и оборудование [J]. Технология сельскохозяйственной инженерии, 2022, 42(7): 36-42.