無土栽培設備

新聞分類

您的當前位置: 首 頁 > 新聞資訊 > 行業新聞

草莓無土栽培設施裝備的研究應用

發布日期:2018-07-24 作者: 點擊:

無土栽培設備.jpg


【摘要】:隨著2012年第七屆世界草莓大會的召開,北京市草莓產業已成為都市農業的一大亮點。目前,北京市草莓主要栽培方式仍以日光溫室土培為主,呈現種植面積持續增長、栽培面積分布不均、栽培水平有待提高等特點。草莓是一種不耐連作的作物,保護地草莓由于連續種植,易產生連作障礙,特別是一些專業化生產基地,多年連茬種植,難以輪作倒茬,常造成土壤和棚室中的病原菌、蟲卵連年積累,如果土壤消毒不徹底,會造成植株生長弱,側芽分生少,病蟲害重,果實小,品質差,產量低,一定程度上制約了草莓種植水平的提升。


針對此種情況,北京京鵬環球科技股份有限公司采用了5 種不同現代化栽培裝置進行草莓種植,開發了1 種無土基質蒸汽消毒機進行草莓基質的消毒,通過試驗展示蒸汽消毒機的消毒效果,為今后無土栽培的基質消毒提供了一定的依據。同時,將物聯網技術應用在現代草莓種植中,實現了高新技術在草莓種植中的應用,提高了北京市草莓種植水平。

一、草莓無土栽培設施裝置的應用


現代化草莓栽培裝置主要采用無土栽培,不僅可以避免連作障礙帶來的土傳病害,還可以節省空間,提高土地利用率,提高作物產量。目前,常用的草莓立體栽培形式有很多,下面主要介紹常用的5 種栽培裝置。



1、井型立體栽培架


采用Φ20×2鍍鋅鋼管焊接“井”字型桁架,骨架底部寬0.3 m,高1.05 m。栽培架長度為12 m一組,桁架間距1.5 m,桁架間設置6 道縱拉桿(Φ20×2鍍鋅鋼管),其中底部兩道作為支架的支撐部分,與地面不連接,頂部兩道為栽培槽膜和基質網固定桿,支撐框間隔4.5 m做一組斜支撐。如圖1。


工藝要求有二點:


一是“井型”骨架整體熱浸鍍鋅,規范采用國標GB/T3091-93,鍍鋅層厚薄均勻,無毛刺;


二是各部分之間連接均采用專用卡具和自攻螺絲聯接,無焊點,既防腐又美觀。



2、 固定式吊掛栽培架


采用60×40×2矩形管做吊掛橫梁,40×2.5鍍鋅鋼板做吊掛框,每個吊掛框間距1.5 m,吊掛框設置4 道縱拉桿(Φ20×2鍍鋅管),吊掛于溫室橫梁上。如圖2。


工藝要求:


① 吊掛框整體熱浸鍍鋅, 規范采用國標G B /T3091-93,鍍鋅層厚薄均勻,無毛刺。


②各部分之間連接均采用專用卡具和自攻螺絲聯接,無焊點,既防腐又美觀。


3、升降式吊掛栽培架


升降系統


采用小體積,大起吊重量的電機,帶動線束型鋼絲繩(此種鋼絲繩可減少普通鋼絲繩在受力狀態下的系統間摩擦力,延長系統的使用壽命。)拉動吊掛橫梁升降。電機具備行程限位功能,可設置升降限位,避免誤操作引發危險。電機還具備停電自鎖功能,可避免運行中停電引發的危險。共300 套。如圖3。


①、設計要求:

設置上下限位功能,具備停電自鎖,起吊高度0.8~2.5 m,起吊架長度11 m,起吊速度單程3~4 min。電機參數:起吊質量600 kg,行程6 m,電源220V/50Hz,功率1.2 kW。

鋼絲繩采用:Φ6mm線束型鋼絲繩。單根載荷400 kg。


②、栽培框


采用60×40×2矩形管做吊掛橫梁,40×2.5鍍鋅鋼板做吊掛框,每個吊掛框間距1.5 m,吊掛框設置4 道縱拉桿(Φ20×2鍍鋅管),安裝方式,吊掛于溫室橫梁上,可升降??傞L度為3142 延長米。如圖3。



4、A字型栽培架


A字型栽培架采用熱鍍鋅鋼管組裝而成,每一組栽培架有5 條栽培槽,位于三個不同高度,提高溫室利用率,A字型立體栽培密度為普通平面栽培密度的1.8倍左右。如圖4。



5、可調角度型栽培架


可調角度型栽培架(圖5)采用熱鍍鋅鋼管組裝而成,每一組栽培架有3 條栽培槽,中間一條是固定式,左右兩條栽培槽懸吊在一個橫臂下,橫臂又通過繩索掛接在栽培架體下。搖動搖把,通過管繩傳動機構,可使橫臂與地面夾角發生變化。


平時,栽培架之間是無通道的,以達到溫室面積利用的Z大化,栽培密度為常規平面栽培密度的1.5倍左右。手搖產生通道的同時,橫臂與地面夾角發生變化,左右草莓栽培槽水平距離變近的同時,高度也可錯開,這樣相互之間不再遮擋,有利于光照均勻。





二、基質蒸汽消毒機在草莓栽培


1、基質處理的應用


目前,國內無土栽培中,基質消毒基本上還是靠人工操作,效率低下,安全性差,對環境影響大。雖然部分設施生產單位采用了進口的基質蒸汽消毒設備,但存在設備價格昂貴、占地面積大、零部件更換仍要全部進口,售后服務無法保證等弊端。


設施農業基質消毒設備發展的需要,設計開發了無土栽培基質蒸汽消毒機(圖6),生產率達到2.8 m3/h,通過滅菌檢測均達到99.9%以上。在進行草莓基質消毒過程中取得了良好的成果。


2、基質蒸汽消毒機的構成


無土栽培基質蒸汽消毒機主要包括蒸汽制備輸送系統、基質攪拌系統和蒸汽消毒機控制系統三大部分。無土栽培基質蒸汽消毒機底盤下部裝有4 只充氣輪胎,底盤一端配有牽引鉤,方便拖拉機通過牽引鉤牽引裝備在各溫室之間移動。如圖6。


蒸汽制備輸送系統由燃油蒸汽發生器、全自動軟化水設備和補水裝置等三部分組成。燃油蒸汽發生器結構如圖7。


具體操作過程:

①確認連接電源;

②確定補充水箱內是否充滿水,若無水要充滿水;

③將控制器上的電源開關移至ON位置;

④系統自檢;

⑤水泵開始運行時,通過水位計觀察水位,水位達到高水位后水泵自動停止;

⑥水位正常后,燃燒器自動點火燃燒,蒸汽發生器啟動運行;

⑦燃燒器初次點火后,燃燒器觀察煙道的排煙情況;

⑧發生不點火或其他故障時,解除故障后按復位按鈕;

⑨在正常運行狀態下利用壓力控制開關(壓力調節器)上的壓力調節螺栓調節壓力。

基質攪拌系統包括消毒箱罐體、攪拌葉片、蒸汽進口、基質進料和卸料口和安全閥等。

3、工作過程:

燃油蒸汽發生器產生高溫蒸汽,蒸汽溫度控制在120~200 ℃內,通過蒸汽進口對進入消毒箱罐體內的基質進行高溫消毒處理,同時攪拌葉片通過軸體不停轉動,對基質進行攪拌,便于基質在罐體內均勻受熱,消毒徹底。消毒后,由消毒箱罐體內的基質卸料口卸料,完成消毒過程。


攪拌控制器安裝在消毒箱罐體右下側,采用PLC控制,共有3 個檔位,分別為攪拌、停止和卸料。當按鈕撥至“攪拌”時,消毒箱罐體內的攪拌葉開始攪拌罐體內的基質。當經過一段時間后,攪拌停止,將檔位調至“卸料”,消毒罐體內的基質開始自動卸料。

4、基質蒸汽消毒機滅菌率試驗


滅菌率計算方法


菌落總數采用“平皿計數法”,做平皿菌落計數時,可用眼睛直接觀察,必要時用放大鏡檢查,以防遺漏。在記下各平皿的菌落數后,應求出同稀釋度的平均菌落數。


在求同稀釋度的平均數時,若其中一個平皿有較大片狀菌落生長時,則不宜采用,而應以無片狀菌落生長的平皿作為該稀釋度的平均菌落數。若片狀菌落不到平皿的一半,而其余一半中菌落數分布又很均勻,則可將此半皿計數后乘以2以代表全皿菌落數。


公式:滅菌率=(進料口菌數-出料口菌數)/進料口菌數×100%


5、滅菌率試驗


準備真空無菌袋12 個,無土栽培基質3 m3。取經基質蒸汽消毒機處理前后的基質樣品。為了研究消毒時間與基質消毒機滅菌率之間的關系,先后進行了多輪次的試驗。本次檢測設置了兩種工況,一種是基質蒸汽消毒機消毒作業時間為30 min,即通入加熱消毒罐體內的高溫高壓蒸汽保持在1 0 0 ~ 1 2 5 ℃ , 15 mi n;另外一種是基質蒸汽消毒作業時間為4 5 min,即通入加熱消毒罐體內的高溫高壓蒸汽保持在100~125 ℃,30 min。

基質蒸汽消毒機消毒作業30 min


通蒸汽時間、溫度及料箱壓力見表1。


消毒料箱直徑1.2 m,長度1.5 m,有效容積約為1.7 m3,裝料時裝入加熱罐體的80%,則一次加入1.4 m3。將1.4 m3的無土栽培基質裝入基質蒸汽消毒機內,隨機取進料口25 g左右的基質3 份,標號分別為“進料口,15min(1)、進料口,15min(2)、進料口,15min(3)”。


而后啟動燃油器通入高溫高壓蒸汽,待消毒罐體內溫度升至125 ℃時保持15 min后進行卸料,隨機取出料口25 g左右的基質3 份,標號分別為“出料口,15min(1)、出料口,15min(2)、出料口,15min(3)”。30 min完成一次消毒作業,消毒量是1.4 m3基質(生產率為2.8 m3/h)。


6、基質蒸汽消毒機消毒作業45min


將1.4 m3的無土栽培基質裝入基質蒸汽消毒機內,隨機取進料口25 g左右的基質3 份,標號分別為“進料口,30 min(1)、進料口,30 min

(2)、進料口,30 min(3)”。而后啟動燃油器通入高溫高壓蒸汽,待消毒罐體內溫度升至125 ℃時保持30 min后進行卸料,隨機取出料口25 g左右的基質3 份,標號分別為“出料口,30min(1)、出料口,30min(2)、出料口,30min(3)”。45 min完成一次消毒作業,消毒量是1.4 m3基質(生產率為1.87 m3/h)。


通蒸汽時間、溫度及料箱壓力見表2。


將取好的樣品送至北京市理化測試中心進行基質蒸汽消毒機的進卸料口基質進行菌落總數的測定。

7、草莓栽培基質消毒效果分析

經過測定,通入高溫高壓蒸汽溫度保持在100~125 ℃時,15 min的基質樣品滅菌結果如表3,30 min的基質樣品滅菌結果如表4。


由表3、4可知,消毒15 min與消毒30 min的基質蒸汽消毒機的滅菌率均在99.9%以上,作為生產應用而言,基質蒸汽消毒機的消毒時間控制在15 min內即可,此時蒸汽消毒機的生產率為2.8 m3/h。


三、物聯網技術在草莓種植中的應用


物聯網技術在草莓種植中的應用主要體現在草莓種植內部環境的調控可以實現智能化,如溫濕度、CO2的檢測與控制、灌溉施肥系統的應用。本文主要介紹溫室計算機智能控制系統及智能灌溉系統在草莓種植中的應用。

四、溫室計算機智能控制系統

1、計算機智能控制系統簡介


“溫室計算機智能控制系統”是在先進的計算機自動控制系統平臺基礎上,采用高性能的可編程控制器設計而成的農業專業化控制系統,其廣泛用于溫室環境控制、環保型畜禽舍氣候控制、動物實驗室、溫室灌溉控制等不同的領域。該智能控制系統具有功能強大、可靠性高、人機界面直觀、易于掌握等優點。


該智能控制系統由智能控制器、傳感器、上位機及溫室內的各種調節環境的執行機構(含通風、降溫、加熱、遮陽、灌溉等系統)構成。


2、智能控制器


該智能控制器包括一個主控制器,每一個控制器控制一個環境單元,由CPU單元、輸入輸出擴充模塊組成,它具有數據采集和控制功能,可以獨立于PC機工作。如果PC機沒有開機,控制器也可自動進行數據采集和控制,并將測試數據存入內部的大容量存儲器中,等PC機開機后再將其傳入PC機數據庫中。主控制特點是:①可靠性高,豐富的內置集成功能; ②設置的控制參數掉電保護保存;③具有時鐘計時功能;④強勁的通訊能力,豐富的擴展模塊。


3、傳感器系統的應用及特點


該系統所選的空氣溫濕度傳感器、光照度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤p H 值傳感器等具有接口簡單、性能穩定、工作可靠等優點。其中, 溫濕度傳感器選用優質進口元件, 徹底解決了目前國內外大多數溫濕度傳感器不耐高溫, 在溫室環境中極易失效的難題, 保證了系統的可靠性和穩定性。


4、系統軟件結構及特點


系統軟件包括上位機軟件和下位機軟件,上位機軟件采用組太軟件開發而成,下位機軟件采用C語言編寫 。系統軟件主要由實時監測模塊、系統參數設定模塊、智能決策模塊、數據處理模塊、數據庫管理模塊、手動控制模塊、灌溉模塊、幫助文件模塊等幾大模塊組成。


上位機對整個系統進行配置和設定,對控制器的控制參數進行設定,并可讀取控制器測量的數據,數據能被存儲、顯示和打印。生成曲線圖:系統能同時生成各項溫室參數的全日、全周、全月、全年的變化趨勢曲線圖。數據自動統計功能:系統自動統計每時段、每天、每月、每年的環境數據的Z大值、Z小值和平均值。

5、智能灌溉模式的應用


智能灌溉系統由灌溉首部、自動控制裝置、施肥部分、不銹鋼框架、滴灌管等組成。其中,灌溉首部包括主水閥、流量計、單向閥、壓力計、過濾器及各種配套裝配件;自控控制裝置采用進口的EC&pH采樣監控單元,該監控單元具有接口簡單、性能穩定、工作可靠、采集精度及靈敏度高等優點;施肥部分包括文丘里肥料泵及流量調節器、專用電動水泵;自動灌溉施肥機上所有的部件都按模塊化方式緊湊地裝配在不銹鋼框架上,具有安裝容易、運移方便、不易被腐蝕等特點。

結束語


采用現代化的草莓栽培裝置,不僅改善了草莓種植者的勞動環境,而且提高了草莓的種植密度與產量;通過無土栽培基質蒸汽消毒機對草莓基質消毒試驗的研究,確定了基質消毒的Z佳時間;將物聯網等高新技術應用于草莓種植中,實現了草莓種植的現代化與智能化,提高了草莓的現代化種植水平,可促進北京草莓產業的快速發展。


本文網址:http://www.kudroligokarnanatha.com/news/393.html

關鍵詞:水肥一體機,施肥機價格,無土栽培設備

Z近瀏覽:

  • 在線客服
  • 聯系電話
    15866520053
  • 在線留言
  • 官方微信
  • 在線咨詢
    又爽又黄又无遮挡的激情视频