Autor: Changji Zhou, Hongbo Li itp.

Źródło artykułu: Ogrodnictwo szklarniowe Inżynieria rolnicza Technologia

To baza doświadczalna Instytutu Nauk Rolniczych Okręgu Haidian, a także Haidian Agricultural High-tech Exhibition and Science Park. W 2017 roku autor kierował wprowadzeniem wieloprzęsłowej szklarni testowej z folii plastikowej o wysokiej izolacji termicznej z Korei Południowej. Obecnie dyrektor Zheng przekształcił ją w szklarnię do produkcji truskawek, integrującą prezentację technologii, zwiedzanie i zbiór, wypoczynek i rozrywkę. Nosi ona nazwę „5G Cloud Strawberry” i zabiorę Was do wspólnego doświadczenia.

Sadzenie truskawek w szklarni i wykorzystanie przestrzeni

Podnoszona półka na truskawki i system do zawieszania

Szczelina uprawowa i metoda uprawy

Szczelina uprawowa koncentruje dopływ i odpływ wody u dołu szczeliny uprawowej, a krawędź jest uniesiona na zewnątrz pośrodku dolnej powierzchni szczeliny uprawowej w kierunku wzdłużnym (od wewnętrznej strony szczeliny uprawowej, na dole tworzy się rowek dolny). Główne dopływy wody do szczeliny uprawowej są bezpośrednio prowadzone w tym rowku dolnym, a woda wypłukana z podłoża uprawowego jest również równomiernie gromadzona w tym rowku i ostatecznie odprowadzana z jednego końca szczeliny uprawowej.

Zalety sadzenia truskawek w doniczkach uprawowych to: dno doniczki jest oddzielone od dolnej powierzchni szczeliny uprawowej, co zapobiega tworzeniu się wysokiego poziomu wodonośnego w dolnej części podłoża i poprawia ogólną wentylację podłoża. Woda rozprowadza się wraz z przepływem wody nawadniającej. Po trzecie, nie ma wycieków po umieszczeniu podłoża w doniczce uprawowej, a cała półka uprawowa jest schludna i piękna. Wadą tego rozwiązania jest przede wszystkim to, że nawadnianie kropelkowe i sadzenie w doniczkach uprawowych wiąże się ze zwiększonymi nakładami na sprzęt.

Rosnące gniazda i doniczki

System zawieszania i podnoszenia regałów uprawowych

System zawieszania i podnoszenia półki uprawowej jest zasadniczo taki sam, jak w przypadku tradycyjnej półki do podnoszenia truskawek. Klamra wisząca szczeliny uprawowej otacza szczelinę uprawową i łączy ją z kołem nawrotnym za pomocą śruby do koszyczka na kwiaty o regulowanej długości (służącej do regulacji wysokości montażu szczeliny uprawowej). Drugi koniec dolnej belki jest nawinięty na koło połączone z wałem napędowym motoreduktora.

System zawieszania półek uprawowych

W oparciu o uniwersalny system zawieszeń, aby sprostać potrzebom specjalnego kształtu przekroju poprzecznego gniazda uprawowego i potrzebom ekspozycji widokowej, zaprojektowano tutaj także innowacyjnie kilka spersonalizowanych akcesoriów i udogodnień.

(1) Wieszak na półkę uprawową. Klamra wisząca półki uprawowej to po pierwsze klamra z zamkniętą pętlą, utworzona poprzez zginanie i spawanie drutu stalowego. Przekrój poprzeczny każdej części klamry wiszącej jest taki sam, a właściwości mechaniczne są spójne; dolna część szczeliny również przyjmuje odpowiednie półkoliste zagięcie; trzecią cechą jest zgięcie środka klamry pod kątem ostrym, a górna klamra jest bezpośrednio zaczepiona w punkcie zgięcia, co nie tylko zapewnia stabilny środek ciężkości szczeliny uprawowej, ale także zapobiega odkształceniom bocznym i gwarantuje niezawodne zaczepienie klamry, zapobiegając jej ześlizgiwaniu się i przemieszczaniu.

Klamra półki uprawowej

(2) Zabezpieczająca lina wisząca. W oparciu o tradycyjny system zawieszania, dodatkowy zestaw zabezpieczających lin wiszących jest instalowany co 6 m wzdłuż szczeliny uprawowej. Wymagania dla dodatkowego systemu zabezpieczającego lin wiszących to po pierwsze, aby działał synchronicznie z napędowym systemem zawieszania; po drugie, aby miał wystarczającą nośność. Aby spełnić powyższe wymagania funkcjonalne, zaprojektowano i dobrano zestaw sprężynowych urządzeń wiszących do nawijania liny wiszącej szczeliny uprawowej. Nawijacz sprężyn jest umieszczony równolegle do napędowej liny wiszącej i jest zawieszony i zamocowany na dolnym pasie kratownicy szklarni.

Dodatkowy system zawieszenia bezpieczeństwa

Sprzęt pomocniczy do produkcji regału uprawowego

(1) System kartowania roślin. Wspomniany tutaj system kartowania roślin składa się głównie z dwóch części: wspornika do kartowania roślin i kolorowej srebrnej liny. Wśród nich wspornik do kartowania roślin to zespół składający się z częściowo wygiętej i całkowicie złożonej karty w kształcie litery U oraz karty w kształcie litery U z podwójnymi prętami ograniczającymi. Dolna i dolna połowa złożonej karty w kształcie litery U pasują do zewnętrznych wymiarów szczeliny uprawowej i otaczają szczelinę uprawową od dołu; po tym, jak podwójne gałęzie przekroczą pozycję otwarcia szczeliny uprawowej, wykonaj zagięcie, aby połączyć podwójne pręty ograniczające, a także pełni rolę ograniczenia odkształcenia otworu szczeliny uprawowej; jest to małe zagięcie w kształcie litery U, które jest wypukłe do góry, które służy do mocowania liny oddzielającej liście owoców truskawek; górna część karty w kształcie litery U to zagięcie w kształcie litery W do mocowania gałęzi truskawek i liny do czesania liści. Zagięta karta w kształcie litery U i podwójny pręt ograniczający są wykonane przez wygięcie ocynkowanego drutu stalowego.

Lina oddzielająca liście owoców służy do zbierania gałęzi i liści truskawek w obrębie otworu w gnieździe uprawowym i wieszania owoców truskawek poza otworami uprawowymi. Jest to nie tylko wygodne podczas zbioru, ale także chroni truskawki przed bezpośrednim spryskiwaniem płynnymi środkami leczniczymi i może poprawić walory ozdobne sadzonek truskawek.

System kartowania roślin

(2) Ruchomy żółty stojak. Ruchomy żółty stojak to specjalnie zaprojektowany pionowy słup do zawieszania żółtych i niebieskich desek, przyspawany do statywu, który można ustawić bezpośrednio na podłodze szklarni i w dowolnym momencie przesunąć.

(3) Samojezdny pojazd ochrony roślin. Pojazd ten może być wyposażony w opryskiwacz ochrony roślin, czyli automatyczny opryskiwacz, który może wykonywać zabiegi ochrony roślin bez udziału operatorów w pomieszczeniach, zgodnie z trasą wyznaczoną komputerowo, co może chronić zdrowie operatorów szklarni.

sprzęt ochrony roślin

System zaopatrzenia w składniki odżywcze i nawadniania

System dostarczania i nawadniania roztworem składników odżywczych w tym projekcie składa się z 3 części: pierwsza to część do przygotowywania czystej wody; druga to system nawadniania i nawożenia truskawek; trzecia to system recyklingu cieczy do uprawy truskawek. Sprzęt do przygotowywania czystej wody i system podawania roztworu składników odżywczych są zbiorczo nazywane głowicą nawadniającą, a sprzęt do dostarczania i odprowadzania wody do upraw nazywany jest sprzętem nawadniającym.

System zaopatrzenia w składniki odżywcze i nawadniania

Front nawadniający

Sprzęt do uzdatniania czystej wody powinien być zazwyczaj wyposażony w filtry piaskowo-żwirowe do usuwania piasku oraz urządzenia zmiękczające wodę do usuwania soli. Przefiltrowana i zmiękczona czysta woda jest przechowywana w zbiorniku magazynowym do późniejszego wykorzystania.

Sprzęt do konfiguracji roztworu odżywczego zazwyczaj obejmuje trzy zbiorniki na surowiec dla nawozów A i B, zbiornik z kwasem do regulacji pH oraz zestaw mieszalników nawozów. Podczas pracy, roztwór macierzysty w zbiornikach A, B i zbiorniku z kwasem jest konfigurowany i mieszany proporcjonalnie przez maszynę do nawożenia zgodnie z ustaloną formułą, tworząc surowy roztwór odżywczy. Surowy roztwór odżywczy skonfigurowany przez maszynę do nawożenia jest przechowywany w zbiorniku z roztworem macierzystym w celu jego przechowywania.

Sprzęt do przygotowywania roztworów odżywczych

System zaopatrzenia w wodę i powrotu do sadzenia truskawek

System zaopatrzenia w wodę i powrotu do sadzenia truskawek wykorzystuje metodę scentralizowanego zaopatrzenia w wodę i powrotu na jednym końcu szczeliny uprawowej. Ponieważ szczelina uprawowa wykorzystuje metodę podnoszenia i zawieszania, zastosowano dwa rodzaje rur doprowadzających i odprowadzających wodę do szczeliny uprawowej: jedną z nich jest stała, sztywna rura; drugą – elastyczna rura, która porusza się w górę i w dół wraz ze szczeliną uprawową. Podczas nawadniania i nawożenia, płyn z zbiornika z czystą wodą i zbiornika z surowym płynem jest przesyłany do zintegrowanej maszyny do mieszania wody i nawozu zgodnie z ustalonym stosunkiem (prostą metodą jest użycie proporcjonalnego aplikatora nawozu, takiego jak Venturi itp., który może być napędzany lub nie), a następnie przesyłany do górnej części wieszaka uprawowego przez główną rurę doprowadzającą wodę (główna rura doprowadzająca wodę jest zainstalowana na kratownicy szklarni wzdłuż całej rozpiętości szklarni), a elastyczny wąż gumowy prowadzi wodę nawadniającą z głównej rury doprowadzającej wodę do końca każdej półki uprawowej, a następnie łączy się z odgałęzieniem rury doprowadzającej wodę umieszczonym w szczelinie uprawowej. Rury doprowadzające wodę w szczelinie uprawowej są rozmieszczone wzdłuż jej długości, a wzdłuż niej rury kroplujące są połączone zgodnie z położeniem doniczki uprawowej. Składniki odżywcze są odprowadzane do podłoża doniczki uprawowej przez rury kroplujące. Nadmiar roztworu odżywczego, wyciekający z podłoża, jest odprowadzany do szczeliny uprawowej przez otwór drenażowy na dnie doniczki uprawowej i zbierany w rowku drenażowym na dnie szczeliny uprawowej. Dostosuj wysokość montażu szczeliny uprawowej, aby zapewnić stały przepływ z jednego końca do drugiego. Na zboczach o nachyleniu, płyn nawadniający zbierany z dna szczeliny będzie ostatecznie gromadził się w jej końcu. Na końcu szczeliny uprawowej znajduje się otwór do podłączenia zbiornika zwrotnego płynu, a pod zbiornikiem zbiorczym podłączona jest rura powrotna płynu, a zebrany płyn powrotny jest ostatecznie zbierany i odprowadzany do zbiornika zwrotnego płynu.

System zaopatrzenia w wodę i powrotu wody do nawadniania

Wykorzystanie cieczy powrotnej

Ten system nawadniania szklarniowego nie wykorzystuje obiegu zamkniętego systemu produkcji truskawek, lecz zbiera ciecz powrotną ze szczeliny do sadzenia truskawek i bezpośrednio wykorzystuje ją do sadzenia warzyw ozdobnych. Na czterech ścianach obwodowych szklarni zamontowano tę samą szczelinę uprawową o stałej wysokości, co w przypadku uprawy truskawek, a szczelina uprawowa jest wypełniona podłożem uprawowym do uprawy warzyw ozdobnych. Ciecz powrotna z truskawek jest bezpośrednio nawadniana do tych warzyw ozdobnych, a czysta woda w zbiorniku magazynowym jest wykorzystywana do codziennego nawadniania. Ponadto, rury doprowadzające i odprowadzające wodę ze szczeliny uprawowej są połączone w jedną całość. W szczelinie uprawowej zastosowano tryb nawadniania pływowego. W trakcie zasilania wodą zawór rury doprowadzającej wodę jest otwarty, a zawór rury powrotnej zamknięty. Zawór rurowy jest zamknięty, a zawór spustowy otwarty. Ta metoda nawadniania oszczędza rury doprowadzające wodę do nawadniania i rury pomocnicze w szczelinie uprawowej, oszczędza inwestycje i zasadniczo nie ma wpływu na produkcję warzyw ozdobnych.

Uprawa warzyw ozdobnych z wykorzystaniem płynu zwrotnego

Szklarnia i obiekty pomocnicze

Szklarnia została w całości sprowadzona z Korei Południowej w 2017 roku. Jej długość wynosi 47 m, szerokość 23 m, a powierzchnia całkowita 1081 m² Rozpiętość szklarni wynosi 7 m, przęsło 3 m, wysokość okapu 4,5 m, a wysokość kalenicy 6,4 m, co daje łącznie 3 przęsła i 15 przęseł. Aby poprawić izolację termiczną szklarni, wokół niej utworzono korytarz izolacji termicznej o szerokości 1 m, a wewnątrz zaprojektowano dwuwarstwową kurtynę izolacji termicznej. Podczas przekształceń konstrukcyjnych, poziome pasy na słupach między przęsłami pierwotnej szklarni zostały zastąpione belkami kratownicowymi.

Konstrukcja szklarni

Renowacja systemu izolacji cieplnej szklarni zachowuje oryginalną konstrukcję systemu izolacji cieplnej dachu i ścian z podwójną wewnętrzną izolacją termiczną. Jednak po 3 latach eksploatacji oryginalna siatka izolacyjna uległa częściowemu zestarzeniu i uszkodzeniu. Podczas renowacji szklarni wszystkie kurtyny izolacyjne zostały wymienione na kołdry izolacyjne z bawełny akrylowej, które są lżejsze i lepiej izolowane termicznie, produkowane w kraju. W trakcie eksploatacji, połączenia kurtyn izolacyjnych dachu, kołdry izolacyjne ścian i kołdry izolacyjne dachu nakładają się na siebie, a cały system izolacji jest szczelnie zamknięty.

System izolacji szklarni

Aby zapewnić odpowiednie oświetlenie dla wzrostu roślin, podczas modernizacji szklarni zainstalowano dodatkowy system oświetlenia. System oświetlenia dodatkowego wykorzystuje technologię LED z efektem biologicznym. Każda lampa LED o mocy 50 W, rozmieszczona na 2 kolumnach, ma rozstaw 3 m. Całkowita moc oświetlenia wynosi 4,5 kW, co odpowiada 4,61 W/m.² Natężenie światła na jednostkę powierzchni. Na wysokości 1 m może osiągnąć ponad 2000 luksów.

Jednocześnie z montażem dodatkowego oświetlenia roślinnego, na każdym przęśle zainstalowano również rząd lamp UVB w odstępach co 2 m, które służą głównie do nieregularnej dezynfekcji powietrza w szklarni. Moc pojedynczej lampy UVB wynosi 40 W, a całkowita moc zainstalowana to 4,36 kW, co odpowiada 4,47 W/m.² na jednostkę powierzchni.

System ogrzewania szklarni wykorzystuje ekologiczną pompę ciepła powietrze-woda, która dostarcza gorące powietrze do szklarni poprzez wymiennik ciepła. Całkowita moc pompy ciepła powietrze-woda w szklarni wynosi 210 kW, a 38 wentylatorów wymiennikowych jest równomiernie rozmieszczonych w pomieszczeniu. Moc rozpraszania ciepła każdego wentylatora wynosi 5,5 kW, co pozwala utrzymać temperaturę powietrza w szklarni powyżej 5°C przy temperaturze zewnętrznej -15°C w najzimniejszy dzień w Pekinie, gwarantując tym samym bezpieczną uprawę truskawek w szklarni.

Aby zapewnić równomierny rozkład temperatury i wilgotności powietrza w szklarni oraz zapewnić odpowiedni ruch powietrza w jej wnętrzu, szklarnia została również wyposażona w poziomy wentylator cyrkulacyjny. Wentylatory cyrkulacyjne rozmieszczone są w środkowej części szklarni w odstępach co 18 m, a moc pojedynczego wentylatora wynosi 0,12 kW.

Sprzęt do kontroli środowiska wspomagający szklarnię

Informacje o cytowaniu:

Changji Zhou, Hongbo, Li, He Zheng itp.Dr Zhou przeprowadził inspekcję podnoszonego wieszaka na truskawki typu widokowego Shiling (sto dwadzieścia sześć) oraz urządzeń i sprzętu pomocniczego [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42(7):36-42.