ผู้แต่ง: Changji Zhou, Hongbo Li ฯลฯ

ที่มาบทความ: เทคโนโลยีวิศวกรรมเกษตรเรือนกระจกพืชสวน

ที่นี่เป็นฐานการทดลองของสถาบันวิทยาศาสตร์การเกษตรเขตไห่เตี้ยน รวมถึงนิทรรศการไฮเทคการเกษตรและอุทยานวิทยาศาสตร์ไห่เตี้ยนในปี 2560 ผู้เขียนเป็นผู้นำในการเปิดตัวเรือนกระจกทดสอบฟิล์มพลาสติกแบบหลายช่วงชั้นพร้อมฉนวนกันความร้อนสูงจากประเทศเกาหลีใต้ในปัจจุบัน ผู้อำนวยการเจิ้งได้เปลี่ยนสถานที่นี้เป็นโรงผลิตสตรอว์เบอร์รีที่รวมการแสดงเทคโนโลยี การเที่ยวชมและการเก็บ การพักผ่อนและความบันเทิงมีชื่อว่า “5G Cloud Strawberry” จะพาไปสัมผัสพร้อมกัน

การปลูกเรือนกระจกสตรอว์เบอร์รีและการใช้ประโยชน์พื้นที่

ชั้นวางสตรอเบอร์รี่แบบยกได้และระบบแขวน

ช่องเพาะปลูกและวิธีการเพาะปลูก

ช่องการเพาะปลูกจะรวมการจ่ายน้ำและการระบายน้ำที่ด้านล่างของช่องเพาะปลูก และขอบจะยกออกด้านนอกตรงกลางของพื้นผิวด้านล่างของช่องเพาะปลูกในทิศทางยาว (จากด้านในของช่องเพาะปลูก ร่องด้านล่าง จะอยู่ด้านล่าง)แหล่งจ่ายน้ำหลักไปยังช่องการเพาะปลูกจะถูกวางโดยตรงในร่องด้านล่างนี้ และน้ำที่ชะออกจากสื่อการเพาะปลูกก็จะถูกรวบรวมลงในร่องนี้อย่างสม่ำเสมอ และปล่อยออกจากปลายด้านหนึ่งของช่องเพาะปลูกในที่สุด

ข้อดีของการปลูกสตรอเบอร์รี่ด้วยหม้อเพาะปลูกคือ ก้นหม้อเพาะปลูกแยกออกจากพื้นผิวด้านล่างของช่องเพาะปลูก และชั้นน้ำแข็งจะไม่ก่อตัวขึ้นที่ส่วนล่างของวัสดุพิมพ์ และการระบายอากาศโดยรวมของ ปรับปรุงพื้นผิวมันจะกระจายไปตามกระแสน้ำชลประทานประการที่สาม จะไม่มีการรั่วไหลเมื่อติดตั้งวัสดุพิมพ์ในหม้อเพาะปลูก และชั้นวางเพาะปลูกก็เรียบร้อยและสวยงามโดยรวมข้อเสียของวิธีนี้ส่วนใหญ่คือการให้น้ำแบบหยดและการปลูกในกระถางเพิ่มการลงทุนในการสร้างอุปกรณ์

สล็อตและหม้อที่กำลังเติบโต

ระบบแขวนและยกชั้นวางเพาะปลูก

ระบบการแขวนและการยกของชั้นวางการเพาะปลูกนั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับของชั้นวางการเพาะปลูกสตรอเบอร์รี่แบบยกแบบดั้งเดิมตัวล็อคแบบแขวนของช่องเพาะปลูกจะล้อมรอบช่องเพาะปลูก และเชื่อมต่อตัวล็อกแบบแขวนกับล้อหมุนกลับด้วยสกรูตะกร้าดอกไม้ที่มีความยาวปรับได้ (ใช้เพื่อปรับความสม่ำเสมอของความสูงในการติดตั้งของช่องเพาะปลูก)ที่คอร์ดล่าง ปลายอีกด้านหนึ่งจะพันบนล้อที่เชื่อมต่อกับเพลาขับของมอเตอร์ทดรอบ

ระบบแขวนชั้นเพาะปลูก

บนพื้นฐานของระบบไม้แขวนสากลโดยรวม เพื่อตอบสนองความต้องการของช่องการเพาะปลูกที่มีรูปทรงตัดขวางแบบพิเศษและความต้องการในการจัดแสดงสถานที่ท่องเที่ยว อุปกรณ์เสริมและสิ่งอำนวยความสะดวกส่วนบุคคลบางอย่างยังได้รับการออกแบบอย่างสร้างสรรค์ที่นี่ด้วย

(1) ที่แขวนหิ้งสำหรับการเพาะปลูกหัวเข็มขัดแบบแขวนของชั้นการเพาะปลูกนั้นอย่างแรกคือหัวเข็มขัดแบบวงปิดซึ่งเกิดจากการดัดและเชื่อมลวดเหล็กส่วนตัดขวางของหัวเข็มขัดแขวนแต่ละส่วนเหมือนกันและคุณสมบัติเชิงกลนั้นสอดคล้องกันส่วนล่างของสล็อตยังใช้การดัดโค้งครึ่งวงกลมที่สอดคล้องกันประการที่สามคือการพับตรงกลางของหัวเข็มขัดเป็นมุมแหลม และหัวเข็มขัดด้านบนจะเกี่ยวโดยตรงที่จุดดัด ซึ่งไม่เพียงช่วยให้จุดศูนย์ถ่วงคงที่ของช่องเพาะปลูกเท่านั้น แต่ยังไม่ทำให้เสียรูปด้านข้างอีกด้วย และ นอกจากนี้ยังช่วยให้แน่ใจว่าตัวล็อคติดอย่างแน่นหนาและจะไม่หลุดและหลุด

หัวเข็มขัดชั้นเพาะปลูก

(2) เชือกแขวนเพื่อความปลอดภัยบนพื้นฐานของระบบแขวนแบบดั้งเดิม มีการติดตั้งชุดระบบแขวนนิรภัยเพิ่มเติมทุกๆ 6 เมตรตามความยาวของช่องการเพาะปลูกข้อกำหนดสำหรับระบบแขวนนิรภัยเพิ่มเติม อันดับแรกคือต้องทำงานพร้อมกันกับระบบแขวนไดรฟ์ประการที่สองเพื่อให้มีความสามารถในการรับน้ำหนักเพียงพอเพื่อให้บรรลุความต้องการด้านการทำงานข้างต้น ชุดอุปกรณ์แขวนอุปกรณ์ม้วนสปริงได้รับการออกแบบและเลือกเพื่อหดเชือกแขวนของช่องเพาะปลูกเครื่องม้วนสปริงถูกจัดเรียงขนานกับเชือกแขวนสำหรับขับ และแขวนและยึดไว้ที่คอร์ดด้านล่างของโครงเรือนกระจก

ระบบกันสะเทือนนิรภัยเพิ่มเติม

อุปกรณ์การผลิตเสริมของชั้นวางการเพาะปลูก

(1) ระบบสางพืชระบบการสางของต้นไม้ที่กล่าวถึงในที่นี้ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: ตัวยึดการสางของต้นไม้และเชือกสีเงินในหมู่พวกเขา ตัวยึดการ์ดต้นไม้เป็นชุดประกอบที่ประกอบด้วยการ์ดพับรูปตัวยูที่โค้งงอบางส่วนและโดยรวม และการ์ดรูปตัวยูที่มีแท่งจำกัดสองชั้นด้านล่างและครึ่งล่างของการ์ดพับรูปตัว U ตรงกับขนาดภายนอกของช่องการเพาะปลูก และล้อมรอบช่องการเพาะปลูกจากด้านล่างหลังจากกิ่งก้านคู่ของมันเกินตำแหน่งเปิดของช่องเพาะปลูก ให้โค้งงอเพื่อเชื่อมต่อแท่งขีดจำกัดคู่ และมันยังมีบทบาทในการจำกัดการเสียรูปของการเปิดช่องเพาะปลูกเป็นโค้งรูปตัวยูขนาดเล็กที่นูนขึ้นซึ่งใช้ในการยึดเชือกแยกผลไม้ของสตรอเบอร์รี่ส่วนบนของการ์ดรูปตัว U โค้งงอเป็นรูปตัว W สำหรับยึดกิ่งสตรอว์เบอร์รีและเชือกหวีใบไม้การ์ดพับรูปตัว U และแกนจำกัดคู่ทั้งหมดเกิดขึ้นจากการดัดลวดเหล็กอาบสังกะสี

เชือกแยกใบผลไม้ใช้เพื่อรวบรวมกิ่งก้านและใบของสตรอเบอร์รี่ภายในความกว้างของช่องเปิดของช่องเพาะปลูก และแขวนผลสตรอเบอร์รี่ไว้นอกช่องเพาะปลูก ซึ่งไม่เพียงสะดวกสำหรับการเก็บผลไม้ แต่ยังปกป้องสตรอเบอร์รี่จาก การฉีดพ่นยาน้ำโดยตรงและสามารถปรับปรุงคุณภาพการปลูกสตรอเบอร์รี่

ระบบสางพืช

(2) ชั้นวางสีเหลืองเคลื่อนที่ชั้นวางสีเหลืองที่เคลื่อนย้ายได้ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษ นั่นคือ เสาแนวตั้งสำหรับแขวนกระดานสีเหลืองและสีน้ำเงินเชื่อมบนขาตั้งกล้อง ซึ่งสามารถวางบนพื้นเรือนกระจกได้โดยตรงและสามารถเคลื่อนย้ายได้ตลอดเวลา

(3) รถอารักขาพืชไร้คนขับรถคันนี้สามารถติดตั้งเครื่องพ่นสารเคมีป้องกันพืช นั่นคือ เครื่องฉีดพ่นแบบขับเคลื่อนอัตโนมัติ ซึ่งสามารถดำเนินการป้องกันพืชโดยไม่ต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานในอาคารตามเส้นทางที่วางแผนด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถปกป้องสุขภาพของผู้ปฏิบัติงานเรือนกระจก

อุปกรณ์ป้องกันพืช

ระบบจ่ายสารอาหารและระบบชลประทาน

ระบบการให้น้ำและสารละลายธาตุอาหารของโครงการนี้แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนเตรียมน้ำใสประการที่สองคือระบบการให้น้ำและการใส่ปุ๋ยสตรอเบอรี่ประการที่สามคือระบบรีไซเคิลของเหลวสำหรับการเพาะปลูกสตรอเบอร์รี่อุปกรณ์สำหรับเตรียมน้ำใสและระบบสารละลายธาตุอาหารเรียกรวมกันว่า หัวชลประทาน และอุปกรณ์สำหรับจ่ายและส่งน้ำกลับให้กับพืชผลเรียกว่า อุปกรณ์ให้น้ำ

ระบบจ่ายสารอาหารและระบบชลประทาน

หน้าชลประทาน

อุปกรณ์เตรียมน้ำสะอาดโดยทั่วไปควรติดตั้งตัวกรองทรายและกรวดเพื่อขจัดทราย และอุปกรณ์ทำให้น้ำกระด้างเพื่อขจัดเกลือน้ำสะอาดที่ผ่านการกรองและทำให้อ่อนตัวจะถูกเก็บไว้ในถังเก็บเพื่อใช้ในภายหลัง

อุปกรณ์การกำหนดค่าของสารละลายธาตุอาหารโดยทั่วไปประกอบด้วยถังวัตถุดิบสามถังสำหรับปุ๋ย A และ B และถังกรดสำหรับปรับค่า pH และชุดเครื่องผสมปุ๋ยในระหว่างการดำเนินการ สารละลายสต็อกในถัง A, B และถังกรดได้รับการกำหนดค่าและผสมตามสัดส่วนโดยเครื่องใส่ปุ๋ยตามสูตรที่ตั้งไว้เพื่อสร้างสารละลายธาตุอาหารดิบ และสารละลายธาตุอาหารดิบที่กำหนดโดยเครื่องใส่ปุ๋ยจะถูกเก็บไว้ในสต็อก ถังเก็บสารละลายสำหรับการสแตนด์บาย

อุปกรณ์เตรียมสารละลายธาตุอาหาร

ระบบส่งน้ำและไหลกลับสำหรับปลูกสตรอเบอรี่

ระบบจ่ายน้ำและส่งกลับสำหรับการปลูกสตรอเบอรี่ใช้วิธีการจ่ายน้ำแบบรวมศูนย์และส่งคืนที่ปลายด้านหนึ่งของช่องเพาะปลูกเนื่องจากช่องเพาะปลูกใช้วิธียกและแขวน จึงใช้สองรูปแบบสำหรับท่อจ่ายน้ำและท่อไหลกลับของช่องเพาะปลูก รูปแบบหนึ่งเป็นท่อแข็งแบบตายตัวอีกอันคือท่อที่ยืดหยุ่นซึ่งเลื่อนขึ้นและลงพร้อมกับช่องเพาะปลูกในระหว่างการให้น้ำและการใส่ปุ๋ย ของเหลวที่จ่ายจากถังเก็บน้ำใสและถังเก็บของเหลวดิบจะถูกส่งไปยังเครื่องรวมน้ำและปุ๋ยเพื่อผสมตามอัตราส่วนที่ตั้งไว้ (วิธีง่ายๆ สามารถใช้เครื่องใส่ปุ๋ยตามสัดส่วน เช่น Venturi ฯลฯ ซึ่งสามารถขับเคลื่อนหรือไม่ใช้แรงขับเคลื่อนก็ได้) แล้วส่งไปยังด้านบนของที่แขวนเพาะปลูกผ่านท่อจ่ายน้ำหลัก (ท่อจ่ายน้ำหลักติดตั้งอยู่บนโครงเรือนกระจกตลอดช่วงของเรือนกระจก) และ ท่อยางที่มีความยืดหยุ่นจะนำน้ำชลประทานจากท่อจ่ายน้ำหลักไปยังปลายชั้นวางเพาะปลูกแต่ละชั้น จากนั้นเชื่อมต่อกับท่อสาขาจ่ายน้ำที่ตั้งอยู่ในช่องเพาะปลูกท่อสาขาจ่ายน้ำในช่องการเพาะปลูกถูกจัดเรียงตามความยาวของช่องการเพาะปลูก และระหว่างทาง ท่อน้ำหยดจะเชื่อมต่อตามตำแหน่งการจัดเรียงของหม้อเพาะปลูก และสารอาหารจะถูกทิ้งลงในสื่อของการเพาะปลูก หม้อผ่านท่อน้ำหยดสารละลายธาตุอาหารส่วนเกินที่ขับออกมาจากวัสดุพิมพ์จะถูกระบายออกไปยังช่องเพาะปลูกผ่านรูระบายน้ำที่ด้านล่างของหม้อเพาะปลูก และถูกรวบรวมเข้าไปในคูระบายน้ำที่ด้านล่างของช่องเพาะปลูกปรับความสูงในการติดตั้งของช่องการเพาะปลูกเพื่อสร้างกระแสคงที่จากปลายด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งบนทางลาดเอียง ของเหลวส่งคืนการชลประทานที่รวบรวมจากด้านล่างของช่องจะรวบรวมไปที่ส่วนท้ายของช่องในที่สุดมีช่องเปิดที่ส่วนท้ายของช่องเพาะปลูกเพื่อเชื่อมต่อถังเชื่อมต่อของของเหลวส่งคืน และท่อส่งคืนของเหลวเชื่อมต่ออยู่ใต้ถังรวบรวม และในที่สุด ของเหลวส่งคืนที่รวบรวมได้จะถูกรวบรวมและปล่อยลงในถังส่งคืนของเหลว

ระบบส่งน้ำและส่งคืนน้ำชลประทาน

การใช้ของเหลวไหลกลับ

ของเหลวส่งคืนสำหรับการชลประทานในเรือนกระจกนี้ไม่ได้ใช้การไหลเวียนแบบวงปิดของระบบการผลิตสตรอเบอร์รี่ แต่รวบรวมของเหลวส่งคืนจากช่องปลูกสตรอเบอร์รี่และใช้โดยตรงสำหรับการปลูกผักประดับช่องการเพาะปลูกที่ความสูงคงที่แบบเดียวกับการปลูกสตรอเบอร์รี่นั้นถูกตั้งไว้ที่ผนังรอบนอกทั้งสี่ของเรือนกระจก และช่องการเพาะปลูกนั้นเต็มไปด้วยวัสดุเพาะเพื่อปลูกผักประดับของเหลวที่ไหลกลับของสตรอว์เบอร์รีจะถูกรดน้ำโดยตรงไปยังผักประดับเหล่านี้ ใช้น้ำสะอาดในถังเก็บเพื่อการชลประทานทุกวันนอกจากนี้ ท่อจ่ายน้ำและท่อไหลกลับของช่องเพาะปลูกยังรวมกันเป็นหนึ่งเดียวในการออกแบบท่อจ่ายน้ำและท่อไหลกลับโหมดการให้น้ำแบบน้ำขึ้นน้ำลงถูกนำมาใช้ในช่องเพาะปลูกระหว่างการจ่ายน้ำ วาล์วของท่อจ่ายน้ำจะเปิดและวาล์วของท่อส่งคืนจะปิดวาล์วท่อปิดและวาล์วระบายน้ำเปิดอยู่วิธีการให้น้ำนี้ช่วยประหยัดท่อส่งน้ำสาขาและท่อย่อยในช่องเพาะปลูก ประหยัดการลงทุน และไม่มีผลกระทบต่อการผลิตผักประดับโดยทั่วไป

การปลูกผักประดับโดยใช้น้ำยาไหลกลับ

เรือนกระจกและสิ่งอำนวยความสะดวกสนับสนุน

เรือนกระจกนำเข้าจากเกาหลีใต้ทั้งหมดในปี 2560 ความยาว 47 ม. ความกว้าง 23 ม. มีพื้นที่ทั้งหมด 1081 ม.² .ระยะของเรือนกระจกคือ 7 ม. อ่าว 3 ม. ชายคาสูง 4.5 ม. และสันเขาสูง 6.4 ม. รวม 3 ช่วงและ 15 อ่าวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพฉนวนกันความร้อนของเรือนกระจก มีการติดตั้งทางเดินฉนวนกันความร้อนกว้าง 1 ม. รอบเรือนกระจก และออกแบบม่านฉนวนกันความร้อนสองชั้นในร่มในระหว่างการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง คอร์ดแนวนอนที่ด้านบนของเสาระหว่างช่วงของเรือนกระจกเดิมถูกแทนที่ด้วยคานนั่งร้าน

โครงสร้างเรือนกระจก

การปรับปรุงระบบฉนวนกันความร้อนเรือนกระจกยังคงการออกแบบเดิมของระบบฉนวนกันความร้อนของหลังคาและผนังด้วยฉนวนกันความร้อนภายในสองชั้นอย่างไรก็ตาม หลังจากใช้งานไป 3 ปี ตาข่ายกันความร้อนเดิมก็เสื่อมสภาพและเสียหายบางส่วนในการปรับปรุงเรือนกระจก ผ้าม่านกันความร้อนทั้งหมดได้รับการปรับปรุงและแทนที่ด้วยผ้านวมกันความร้อนผ้าฝ้ายอะคริลิก ซึ่งผลิตในประเทศและมีน้ำหนักเบากว่าและกันความร้อนได้ดีกว่าจากการใช้งานจริง รอยต่อระหว่างม่านฉนวนหลังคา ฉนวนผนัง และฉนวนหลังคาทับซ้อนกัน ฉนวนทั้งระบบปิดสนิท

ระบบฉนวนเรือนกระจก

เพื่อให้แน่ใจว่าความต้องการแสงสำหรับการเจริญเติบโตของพืช จึงมีการเพิ่มระบบแสงเสริมในการปรับปรุงเรือนกระจกไฟเสริมใช้ระบบไฟ LED เอฟเฟกต์ทางชีวภาพ ไฟ LED เติบโตแต่ละดวงมีกำลังไฟ 50 W จัดเรียง 2 คอลัมน์ต่อช่วงระยะห่างของไฟแต่ละเสาคือ 3 ม.กำลังไฟรวม 4.5 กิโลวัตต์ เท่ากับ 4.61 วัตต์/ม² ต่อหน่วยพื้นที่ความเข้มของแสงที่ความสูง 1 เมตรสามารถเข้าถึงมากกว่า 2,000 lx

ในเวลาเดียวกันในการติดตั้งไฟเสริม plnat แถวของแสง UVB จะถูกติดตั้งในแต่ละช่วงด้วยระยะห่าง 2 ม. ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการฆ่าเชื้อโรคในอากาศที่ไม่สม่ำเสมอในเรือนกระจกกำลังไฟของแสง UVB ดวงเดียวคือ 40 วัตต์ และกำลังไฟที่ติดตั้งทั้งหมดคือ 4.36 กิโลวัตต์ เท่ากับ 4.47 วัตต์/ม.² ต่อหน่วยพื้นที่ .

ระบบทำความร้อนในเรือนกระจกใช้ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ซึ่งจะส่งอากาศร้อนเข้าไปในเรือนกระจกผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนกำลังไฟทั้งหมดของปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศในเรือนกระจกคือ 210kW และพัดลมแลกเปลี่ยนความร้อน 38 ตัวกระจายอย่างสม่ำเสมอในห้องการกระจายความร้อนของพัดลมแต่ละตัวคือ 5.5 กิโลวัตต์ ซึ่งสามารถรับประกันอุณหภูมิของอากาศในเรือนกระจกที่สูงกว่า 5 ℃ ภายใต้อุณหภูมิกลางแจ้งที่ -15 ℃ ในวันที่หนาวที่สุดในปักกิ่ง จึงรับประกันการผลิตสตรอเบอร์รี่ในเรือนกระจกอย่างปลอดภัย

เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิและความชื้นของอากาศในโรงเรือนมีความสม่ำเสมอ และเพื่อให้เกิดการเคลื่อนตัวของอากาศภายในโรงเรือน โรงเรือนยังติดตั้งพัดลมหมุนเวียนอากาศในแนวนอนอีกด้วยพัดลมหมุนเวียนตั้งอยู่กลางเรือนกระจกโดยมีระยะห่าง 18 ม. และกำลังของพัดลมตัวเดียวคือ 0.12 กิโลวัตต์

เรือนกระจกที่รองรับอุปกรณ์ควบคุมสิ่งแวดล้อม

ข้อมูลอ้างอิง:

ชางจี โจว, หงโป, หลี่, เหอเจิ้ง ฯลฯดร. โจวได้ตรวจสอบที่แขวนสตรอเบอรี่แบบยกได้ของ Shiling (หนึ่งร้อยยี่สิบหก) และสิ่งอำนวยความสะดวกและอุปกรณ์สนับสนุน[J]เทคโนโลยีวิศวกรรมเกษตร,2022,42(7):36-42.