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花卉产业是集经济效益、社会效益和生态效益“三效合一”的绿色朝阳产业,是农业种植结构调整的重要方向,是吸纳农村剩余劳动力、提高农民收入水平的重要手段。花卉产品的市场竞争力,主要取决于产品的质量和成本。当前很多先进的花卉生产国已经实现了花卉的现代化生产,中国的花卉生产也在向设施化、自动化、标准化的方向升级转型,一批优秀的设施花卉企业应运而生。
天津市东信国际花卉有限公司(以下简称“东信”)是一家从事盆花生产、销售和研发为主的大型现代农业科技企业,也是国家级高新技术企业[1]。公司位于天津市东丽区,其中占地30 hm2的大型连栋花卉生产温室从2013年开始投入生产,也是目前国内最大的单体智能温室之一。温室由北京华农农业工程技术有限公司设计建造,跨度9.6 m,共59跨;开间4 m,开间数108;肩高6 m,脊高7.6 m。东信国际花卉股份有限公司在多年的温室运营过程中,根据花卉生产中的具体技术问题,总结出了多项创新技术,可为设施花卉行业从业人员提供参考。
侧保温系统
花卉的生长受温度等环境因素影响较大,温室内的温度等因素靠自然条件还难于满足一些对生长环境要求较高的花卉的栽培或种植。传统温室的侧墙保温只能够通过温室外部的覆盖材料来隔离温室内外两部分,但是该保温方式容易造成大量的温度损失,使温室内温度迅速下降,需要通过加热才能保证温室内温度的恒定,加大了温室生产成本[2]。
考虑到温室的保温需要,东信花卉生产温室的东、西、北3外立面内侧均设置了侧保温系统,侧卷幕安装于立柱之间,从上往下均分为3段,每段高度约1.9 m。侧卷幕固定边通过螺栓和帽垫安装于立柱内,活动边采用50铝合金管做驱动轴,驱动轴上卷装保温网或保温膜,系统采用荷兰RIDDER公司生产的RPR100力强卷幕减速电机驱动,电机自带限位机构控制行程。这样不仅直接有效地阻止了温室内部热量的损失,还可以保证温室内温度的恒定,满足花卉对温度的需求。
系统的电机可通过控制器手动实现卷幕电机的向上、向下及停止操作,也可以将控制器连接温室计算机实现远程控制,整个系统结构简单、机构稳定、操作便捷、卷幕效率高、造价低且兼具整齐美观。
温室顶开窗控制系统
温室内的温度和湿度是直接关系到花卉生长的重要因素。传统温室大多采用全封闭式顶棚结构或是机械式顶开窗结构:采用全封闭式顶棚结构需要依靠其他装置才能实现对温室内温度及湿度的调节,这样不仅加大了运行成本,而且还需消耗大量的能源;使用机械式顶开窗结构,难以及时进行开关窗,即不能对温室温度及湿度进行实时监控和调节,也就难以保证花卉的正常生长。针对以上问题,东信花卉生产温室采用了一套结构简单、可实时监控温室内温度和湿度、节约能源且成本低的温室顶开窗系统[3]。
温室种植区的屋面自然通风系统采用交错式开窗方式,窗规格为2 m×1 m,沿屋脊方向左右交错布置,双向交错开窗,通风面积占温室面积的15%。
天窗开启驱动机构采用进口RW减速电机及进口轨道推杆专用齿轮齿条,在温室的每排桁架上布置一套传动齿轮,每个传动齿轮上的齿条连接推杆,推杆由支撑滚轮支撑,与窗支撑杆相连。使用固装在桁架上的减速电机驱动齿条副运动,齿条带动推杆在支撑滚轮上运动,从而驱动窗支撑杆运动,实现窗户开闭。设置在温室内立柱上的室内气象站和设置在温室外部外遮阴外侧的室外气象站分别通过数据线与电控装置连接,电控装置与减速电机电连接。
该系统可以通过室外气象站和室内气象站,对温室外部和内部的温度及湿度进行实时监控,并通过电控装置控制电机运行,驱动完成温室天窗的开闭。本系统操作简便,降低运行成本,并能实时自动监控温室内温度及湿度,高效实现对环境的调控,保证温室内花卉的正常生长。
风琴式折叠防虫网系统
传统的温室顶窗防虫网系统关窗时,防虫网不能全部随天窗一起收回,以至于不能很好的满足温室内部的保温需求;另一方面,在关窗时常露出窗外的部分防虫网也会影响开窗系统。整个系统使用寿命短,稳定性较差,比较容易受灰尘污染且不好清洁。
东信花卉生产温室针对传统顶窗防虫网系统的局限性,在所有顶窗位置都安装了15~25目风琴式折叠防虫网[4]。此防虫网系统采用专用的铝合金型材,配合PVC卡条,将防虫网安装在顶窗的铝合金型材中,防蚊虫效果更好,且在推拉过程中,纱网中的灰尘自动脱落,在保证良好空气流通性的同时,可以实现自动清洁,外形美观、高雅,节省空间,使用寿命长。
温室地面潮汐式灌溉回水系统
灌溉是植物生产中的重要的工作,传统的设施花卉生产灌溉一般以水泵抽水方式回水,或者直接排放掉,不仅造成了水资源的浪费,增加花卉栽培成本,还可能会由于水在温室滞留过久而滋生病菌,进而危害植物的正常生长。针对这种技术问题,东信花卉智能温室采用了温室地面潮汐式灌溉回水系统这种节水、节能、高效的新型技术[5]。
该回水系统包括对称设置在温室地面上的两个斜坡,在两个斜坡最低端相接处开有水槽,盆花可以摆放在水槽两边的地面上。浇灌时,水从水槽流出,水位不断升高,水位的高度和水停留的时间都可以控制。在叶片没有湿水的情况下,不但使植物有足够的水肥供应,还可以使介质保持相应的湿度和透气性,使植物根系生长更加发达。同时,系统是一个完全封闭的循环,灌溉水可以经过过滤、紫外线杀菌后重复利用,经过回水管道回到水槽,可以避免肥水流失,节水节肥达到85%。
总结
随着温室现代化技术的应用,中国在温室大型化发展方面做了很多努力和探索,经验表明当前中国“引进-仿冒-弱化-再引进”的不良循环依然存在,一定要注重技术的完整性和对国情的适应性,注重生长模型、作物与环境的互作等系统性的基础研究,提升温室装备、信息技术、品种、栽培技术的配合度。东信花卉生产温室作为国内目前最大的单体智能温室之一,针对花卉生产的环境调控需求,以先进、精良的温室设施设备为基础,辅以信息化技术,从而实现了花卉的自动化、高品质生产,年盆栽花卉产量可达1000万盆,对国内设施花卉行业具有广泛的示范效果和引导意义。
参考文献
[1] 天津大顺国际花卉股份有限公司.互联网 现代农业助力大顺花卉产业成功转型[J].农业工程技术(温室园艺),2016,36(30):25-26.
[2] 杨铁顺.温室侧墙保温系统[P].天津:CN201577356U,
2010-09-15.
[3] 楊铁顺.温室顶开窗控制系统[P].天津:CN201577354U,
2010-09-15.
[4] 杨铁顺.带有可折叠防虫网的温室顶开窗[P].天津:
CN201557430U,2010-08-25.
[5] 杨铁顺.温室地面潮汐式灌溉回水系统[P].天津:
CN201550475U,2010-08-18.
[引用信息]李子吉,杨铁顺,杨秉祥.东信花卉生产温室创新技术介绍[J].农业工程技术,2020,40(22):72-73.
天津市东信国际花卉有限公司(以下简称“东信”)是一家从事盆花生产、销售和研发为主的大型现代农业科技企业,也是国家级高新技术企业[1]。公司位于天津市东丽区,其中占地30 hm2的大型连栋花卉生产温室从2013年开始投入生产,也是目前国内最大的单体智能温室之一。温室由北京华农农业工程技术有限公司设计建造,跨度9.6 m,共59跨;开间4 m,开间数108;肩高6 m,脊高7.6 m。东信国际花卉股份有限公司在多年的温室运营过程中,根据花卉生产中的具体技术问题,总结出了多项创新技术,可为设施花卉行业从业人员提供参考。
侧保温系统
花卉的生长受温度等环境因素影响较大,温室内的温度等因素靠自然条件还难于满足一些对生长环境要求较高的花卉的栽培或种植。传统温室的侧墙保温只能够通过温室外部的覆盖材料来隔离温室内外两部分,但是该保温方式容易造成大量的温度损失,使温室内温度迅速下降,需要通过加热才能保证温室内温度的恒定,加大了温室生产成本[2]。
考虑到温室的保温需要,东信花卉生产温室的东、西、北3外立面内侧均设置了侧保温系统,侧卷幕安装于立柱之间,从上往下均分为3段,每段高度约1.9 m。侧卷幕固定边通过螺栓和帽垫安装于立柱内,活动边采用50铝合金管做驱动轴,驱动轴上卷装保温网或保温膜,系统采用荷兰RIDDER公司生产的RPR100力强卷幕减速电机驱动,电机自带限位机构控制行程。这样不仅直接有效地阻止了温室内部热量的损失,还可以保证温室内温度的恒定,满足花卉对温度的需求。
系统的电机可通过控制器手动实现卷幕电机的向上、向下及停止操作,也可以将控制器连接温室计算机实现远程控制,整个系统结构简单、机构稳定、操作便捷、卷幕效率高、造价低且兼具整齐美观。
温室顶开窗控制系统
温室内的温度和湿度是直接关系到花卉生长的重要因素。传统温室大多采用全封闭式顶棚结构或是机械式顶开窗结构:采用全封闭式顶棚结构需要依靠其他装置才能实现对温室内温度及湿度的调节,这样不仅加大了运行成本,而且还需消耗大量的能源;使用机械式顶开窗结构,难以及时进行开关窗,即不能对温室温度及湿度进行实时监控和调节,也就难以保证花卉的正常生长。针对以上问题,东信花卉生产温室采用了一套结构简单、可实时监控温室内温度和湿度、节约能源且成本低的温室顶开窗系统[3]。
温室种植区的屋面自然通风系统采用交错式开窗方式,窗规格为2 m×1 m,沿屋脊方向左右交错布置,双向交错开窗,通风面积占温室面积的15%。
天窗开启驱动机构采用进口RW减速电机及进口轨道推杆专用齿轮齿条,在温室的每排桁架上布置一套传动齿轮,每个传动齿轮上的齿条连接推杆,推杆由支撑滚轮支撑,与窗支撑杆相连。使用固装在桁架上的减速电机驱动齿条副运动,齿条带动推杆在支撑滚轮上运动,从而驱动窗支撑杆运动,实现窗户开闭。设置在温室内立柱上的室内气象站和设置在温室外部外遮阴外侧的室外气象站分别通过数据线与电控装置连接,电控装置与减速电机电连接。
该系统可以通过室外气象站和室内气象站,对温室外部和内部的温度及湿度进行实时监控,并通过电控装置控制电机运行,驱动完成温室天窗的开闭。本系统操作简便,降低运行成本,并能实时自动监控温室内温度及湿度,高效实现对环境的调控,保证温室内花卉的正常生长。
风琴式折叠防虫网系统
传统的温室顶窗防虫网系统关窗时,防虫网不能全部随天窗一起收回,以至于不能很好的满足温室内部的保温需求;另一方面,在关窗时常露出窗外的部分防虫网也会影响开窗系统。整个系统使用寿命短,稳定性较差,比较容易受灰尘污染且不好清洁。
东信花卉生产温室针对传统顶窗防虫网系统的局限性,在所有顶窗位置都安装了15~25目风琴式折叠防虫网[4]。此防虫网系统采用专用的铝合金型材,配合PVC卡条,将防虫网安装在顶窗的铝合金型材中,防蚊虫效果更好,且在推拉过程中,纱网中的灰尘自动脱落,在保证良好空气流通性的同时,可以实现自动清洁,外形美观、高雅,节省空间,使用寿命长。
温室地面潮汐式灌溉回水系统
灌溉是植物生产中的重要的工作,传统的设施花卉生产灌溉一般以水泵抽水方式回水,或者直接排放掉,不仅造成了水资源的浪费,增加花卉栽培成本,还可能会由于水在温室滞留过久而滋生病菌,进而危害植物的正常生长。针对这种技术问题,东信花卉智能温室采用了温室地面潮汐式灌溉回水系统这种节水、节能、高效的新型技术[5]。
该回水系统包括对称设置在温室地面上的两个斜坡,在两个斜坡最低端相接处开有水槽,盆花可以摆放在水槽两边的地面上。浇灌时,水从水槽流出,水位不断升高,水位的高度和水停留的时间都可以控制。在叶片没有湿水的情况下,不但使植物有足够的水肥供应,还可以使介质保持相应的湿度和透气性,使植物根系生长更加发达。同时,系统是一个完全封闭的循环,灌溉水可以经过过滤、紫外线杀菌后重复利用,经过回水管道回到水槽,可以避免肥水流失,节水节肥达到85%。
总结
随着温室现代化技术的应用,中国在温室大型化发展方面做了很多努力和探索,经验表明当前中国“引进-仿冒-弱化-再引进”的不良循环依然存在,一定要注重技术的完整性和对国情的适应性,注重生长模型、作物与环境的互作等系统性的基础研究,提升温室装备、信息技术、品种、栽培技术的配合度。东信花卉生产温室作为国内目前最大的单体智能温室之一,针对花卉生产的环境调控需求,以先进、精良的温室设施设备为基础,辅以信息化技术,从而实现了花卉的自动化、高品质生产,年盆栽花卉产量可达1000万盆,对国内设施花卉行业具有广泛的示范效果和引导意义。
参考文献
[1] 天津大顺国际花卉股份有限公司.互联网 现代农业助力大顺花卉产业成功转型[J].农业工程技术(温室园艺),2016,36(30):25-26.
[2] 杨铁顺.温室侧墙保温系统[P].天津:CN201577356U,
2010-09-15.
[3] 楊铁顺.温室顶开窗控制系统[P].天津:CN201577354U,
2010-09-15.
[4] 杨铁顺.带有可折叠防虫网的温室顶开窗[P].天津:
CN201557430U,2010-08-25.
[5] 杨铁顺.温室地面潮汐式灌溉回水系统[P].天津:
CN201550475U,2010-08-18.
[引用信息]李子吉,杨铁顺,杨秉祥.东信花卉生产温室创新技术介绍[J].农业工程技术,2020,40(22):72-73.