设施农业机械化技术8课件.ppt

1、 第八章第八章设施农业机械化技术设施农业机械化技术 农业生产机械化技术设施农业概念设施农业概念：设施农业是具有一定设施，能在局部范围改设施农业是具有一定设施，能在局部范围改善或创造环境气象因素，为动植物生长发育提供善或创造环境气象因素，为动植物生长发育提供良好的环境条件，而进行有效生产的农业。良好的环境条件，而进行有效生产的农业。设施农业内容：包括设施栽培和设施养殖。设施农业内容：包括设施栽培和设施养殖。设施栽培：蔬菜、花卉、瓜果类的设施栽培。设施栽培：蔬菜、花卉、瓜果类的设施栽培。设施包括：塑料棚、温室和人工气候室设施包括：塑料棚、温室和人工气候室(箱箱)设施养殖：畜禽、水产品和特种动物的设

2、施养殖。设施养殖：畜禽、水产品和特种动物的设施养殖。设施包括：保温遮荫棚舍和现代化饲养设施包括：保温遮荫棚舍和现代化饲养 畜禽舍及配套设施设备。畜禽舍及配套设施设备。8.1 国内外设施农业的基本概况8.1.1 国外设施农业现状与发展国外设施农业现状与发展 全世界现有大型现代化玻璃温室全世界现有大型现代化玻璃温室3万万hm2，主要，主要集中在欧洲，仅荷兰就有集中在欧洲，仅荷兰就有1.1万万hm2；采用聚碳酸酯；采用聚碳酸酯板或片材板或片材(PC)等覆盖材料的现代化温室面积有等覆盖材料的现代化温室面积有1万万hm2；普通塑料温室约有；普通塑料温室约有35万万hm2，主要集中在东，主要集中在东亚及环

3、地中海国家。亚及环地中海国家。大多数国家生产上以塑料和玻璃温室为主。大多数国家生产上以塑料和玻璃温室为主。温室温室骨架材料骨架材料为钢材骨架和铝合金屋顶，为钢材骨架和铝合金屋顶，覆盖材覆盖材料料一般多用各种塑料薄膜、玻璃、玻璃纤维加强聚酯一般多用各种塑料薄膜、玻璃、玻璃纤维加强聚酯板和聚酸酯板。具有板和聚酸酯板。具有高适光性、高保温性、无滴、抗高适光性、高保温性、无滴、抗老化、使用期长老化、使用期长等特点，近年来日本、美国研制出的等特点，近年来日本、美国研制出的功能膜具有光谱选择、降温、杀菌、防虫等功能。功能膜具有光谱选择、降温、杀菌、防虫等功能。在温室的在温室的管理上管理上应用计算机对温室内

4、的温度、湿应用计算机对温室内的温度、湿度、二氧化碳浓度和温室外的温度、风雨、日照以及度、二氧化碳浓度和温室外的温度、风雨、日照以及植物生长状况的自动控制。植物生长状况的自动控制。(1)国外设施农业现状国外设施农业现状 1）温室大型化）温室大型化 温室不断向大型化方向发展，温室户营规模一般温室不断向大型化方向发展，温室户营规模一般为为2hm2左右，每座温室的单栋面积都在左右，每座温室的单栋面积都在0.5hm2左右。左右。2）高新技术化、工厂化）高新技术化、工厂化 主要有营养液调配技术、环境监测调控技术、二主要有营养液调配技术、环境监测调控技术、二氧化碳施肥技术、基质消毒技术、机械消毒技术、机氧化

5、碳施肥技术、基质消毒技术、机械消毒技术、机械化作业技术等，使设施农业逐步向工厂化农业演变。械化作业技术等，使设施农业逐步向工厂化农业演变。3）温室产品多样化、特色化）温室产品多样化、特色化 除蔬菜、水果和花卉等温室常规作物外，凡是能除蔬菜、水果和花卉等温室常规作物外，凡是能产生高附加值的如香料、特种植物、药用植物、食用产生高附加值的如香料、特种植物、药用植物、食用菌和其它观赏植物均已成为温室栽培的主要品种。菌和其它观赏植物均已成为温室栽培的主要品种。（2）设施农业的发展趋势）设施农业的发展趋势8.1.2 我国设施农业的发展和存在的问题（1）国内设施农业的现状）国内设施农业的现状 我国设施农业的

6、发展始于我国设施农业的发展始于20世纪世纪50年代初期。年代初期。1956年北京年北京开始试用塑料薄膜拱棚，开始试用塑料薄膜拱棚，1958年华北地区先后试建了大型单栋年华北地区先后试建了大型单栋温室。温室。60年代初东北地区建成年代初东北地区建成1hm2的大型温室。随后以阳畦、的大型温室。随后以阳畦、塑料中小棚、温室、日光温室为主体的保护地栽培得到了迅速塑料中小棚、温室、日光温室为主体的保护地栽培得到了迅速发展。此后，吉林长春市郊区首先创建了占地面积为发展。此后，吉林长春市郊区首先创建了占地面积为667m2的的塑料大棚，内蒙古地区出现了前沟加温的改良式温室。塑料大棚，内蒙古地区出现了前沟加温的

7、改良式温室。70年代，年代，塑料大棚遍及全国，成为保护地中的主要生产设施。塑料大棚遍及全国，成为保护地中的主要生产设施。1978年开年开始推广地膜覆盖栽培。始推广地膜覆盖栽培。1975年北京玉渊潭公社开始设计建造大年北京玉渊潭公社开始设计建造大型连栋玻璃温室型连栋玻璃温室.1979年北京市四季青公社从日本引进年北京市四季青公社从日本引进2hm2全自动化的连栋温室，全自动化的连栋温室，屋面为丙烯酸树脂玻璃纤维加强板。屋面为丙烯酸树脂玻璃纤维加强板。1980年哈尔滨园艺研究所从荷兰年哈尔滨园艺研究所从荷兰引进占地引进占地0.6hm2的荷兰式现代化温室。的荷兰式现代化温室。80年代初，农业部陆续安排

8、年代初，农业部陆续安排塑料大棚及栽培技术等单项技术研究。到塑料大棚及栽培技术等单项技术研究。到1999年底我国设施农业栽培年底我国设施农业栽培面积已达面积已达150万万hm2，其中塑料中、小拱棚，其中塑料中、小拱棚65万万hm2，占，占43.3%，塑料，塑料大棚大棚35万万hm2，占，占23.3%；各种温室；各种温室50万万hm2（主要是日光温室，占（主要是日光温室，占99.8%），占），占33.3%；现代化连栋大型温室；现代化连栋大型温室617公顷公顷,其中引进国外产其中引进国外产品品200公顷公顷,国产大型连栋温室国产大型连栋温室417公顷公顷,并且每年以并且每年以100150公顷面积的公

9、顷面积的速度递增。另外还使用遮阳网速度递增。另外还使用遮阳网1.6亿平方米亿平方米,防虫网防虫网400万平方米。随着万平方米。随着我国农业产业结构的调整我国农业产业结构的调整,全国各省市涌现了一批不同设施水平和不全国各省市涌现了一批不同设施水平和不同技术特点的农业高科技示范园区同技术特点的农业高科技示范园区,标志着我国设施农业的发展进入标志着我国设施农业的发展进入了新的阶段。了新的阶段。存在的重要问题：存在的重要问题：（1）我国温室环境调控水平，装备成套水平，抗灾能）我国温室环境调控水平，装备成套水平，抗灾能力均不能满足生产实际要求；力均不能满足生产实际要求；（2）设施农业高劳动生产率，高土地

10、利用率的效能得）设施农业高劳动生产率，高土地利用率的效能得不到充分发挥。温室播种育苗和加热、通风降温设备没不到充分发挥。温室播种育苗和加热、通风降温设备没有定型产品、性能参数与温室生产要求不匹配；有定型产品、性能参数与温室生产要求不匹配；（3）温室内耕种机具操纵方便性差，绝大多数还要靠）温室内耕种机具操纵方便性差，绝大多数还要靠人工作业，工效低、劳动强度大、费用高。人工作业，工效低、劳动强度大、费用高。（2）设施农业发展中存在的问题）设施农业发展中存在的问题 我国是小型动力耕种机械的生产大国，技术成熟；温室播种育苗设备已经有了从韩国、日本引进的样机；大量使用在畜禽规模化饲养上的加热、通风降温设

11、备只需针对温室生产要求进行总体布置和结构设计即可。完全可以依托我国机械工业基础较好，设施农业技术装备制造技术成熟的条件，经过产品技术组配集成和企业的适当重组与调整，制造出符合要求的设施农业技术装备。8.1.3 辽宁设施农业的基本概况 辽宁地处北纬辽宁地处北纬3943，属北方寒冷地区，但冬季，属北方寒冷地区，但冬季有充足的光照资源，优于长江、黄河流域。有充足的光照资源，优于长江、黄河流域。辽宁首创的节能型日光温室，可在北纬辽宁首创的节能型日光温室，可在北纬4041地地区，在冬季不加温条件下生产喜温果菜。区，在冬季不加温条件下生产喜温果菜。近年来，辽宁地区设施农业发展迅猛，到近年来，辽宁地区设施农

12、业发展迅猛，到2012年年底，辽宁省设施农业总面积突破底，辽宁省设施农业总面积突破1100万亩（其中日光万亩（其中日光温室温室800万亩）位居全国首位。万亩）位居全国首位。设施农业已经成为辽宁省农业的优势主导产业。设施农业已经成为辽宁省农业的优势主导产业。虽然设施农业生产已成为辽宁省冬季蔬菜生产的虽然设施农业生产已成为辽宁省冬季蔬菜生产的主要形式，但从微观上看，一户一棚，一棚一亩，生主要形式，但从微观上看，一户一棚，一棚一亩，生产规模较小，生产工艺落后，配套技术不完善，产前产规模较小，生产工艺落后，配套技术不完善，产前、产中、产后不配套，特别是没能实现工厂化、标准、产中、产后不配套，特别是没能

13、实现工厂化、标准化生产，其产品质量与经济效益较低，与世界上先进化生产，其产品质量与经济效益较低，与世界上先进的农业国荷兰相比，温室设施数量与其相当，但效益的农业国荷兰相比，温室设施数量与其相当，但效益不及荷兰的不及荷兰的10%。主要差距就在生产设施、生产技术。主要差距就在生产设施、生产技术、管理水平远远落后。因此，将温室生产提高一个技、管理水平远远落后。因此，将温室生产提高一个技术档次，已成为辽宁农业经济发展的当务之急。术档次，已成为辽宁农业经济发展的当务之急。8.2 适合机械作业的塑料大棚和日光温室 机械作业对棚室的要求机械作业对棚室的要求：适当适当高度、宽度及长度高度、宽度及长度，尽量减少

14、，尽量减少中间障碍物中间障碍物。机械作业的棚室：机械作业的棚室：棚室结构结实，内部空间宽敞。棚室结构结实，内部空间宽敞。此外，大棚底脚的角度也应尽可能大，这样机械作业此外，大棚底脚的角度也应尽可能大，这样机械作业可靠近棚边，减少耕作空白区。可靠近棚边，减少耕作空白区。棚室对机械的要求：棚室对机械的要求：一方面尽量缩小机械体积，增大一方面尽量缩小机械体积，增大动力机械功率；另一方面就是在棚室设计上向满足机动力机械功率；另一方面就是在棚室设计上向满足机械作业要求靠拢。械作业要求靠拢。塑料大棚塑料大棚是用各种材料做支架，架设成一个整是用各种材料做支架，架设成一个整体结构，形成一定空间，支架上覆盖塑料

15、薄膜，宽体结构，形成一定空间，支架上覆盖塑料薄膜，宽6m以上、长以上、长30m以上、高以上、高1.8m以上，四周无墙体的以上，四周无墙体的设施。设施。8.2.1 适合机械作业的塑料大棚 无柱钢架塑料大棚（图无柱钢架塑料大棚（图8-1）在北方广大地区应用很）在北方广大地区应用很普遍，一般宽普遍，一般宽1014m，长，长4060m，中高，中高2.53m。棚内无。棚内无支柱，拱杆用材为钢材。遮荫少，透光好，便于机械化支柱，拱杆用材为钢材。遮荫少，透光好，便于机械化作业，坚固耐用，使用期作业，坚固耐用，使用期10年以上。年以上。采用直径为采用直径为1216mm的圆钢焊接成人字形花架当拱的圆钢焊接成人字

16、形花架当拱架。上下弦之间用架。上下弦之间用810 mm钢条做成人字形排列，把上钢条做成人字形排列，把上下弦焊接成整体。工厂批量生产只做成半截拱架，装棚下弦焊接成整体。工厂批量生产只做成半截拱架，装棚时再焊接成整体。为使整体牢固和拱架不变形，纵向用时再焊接成整体。为使整体牢固和拱架不变形，纵向用4条或条或6条拉杆焊接在拱架下弦上，拱架两端固定在两侧的条拉杆焊接在拱架下弦上，拱架两端固定在两侧的水泥墩上。水泥墩上。（1）钢架塑料大棚）钢架塑料大棚图8-1 无柱钢架塑料大棚1.上弦 2.下弦 3.水泥墩 4.上下弦间的人字形钢条 5.拉无柱钢架塑料大棚 装配式镀锌钢管大棚（图装配式镀锌钢管大棚（图8

17、-2）骨架由工厂生产标）骨架由工厂生产标准配件安装而成。跨度有准配件安装而成。跨度有6m、8m、10m等几种，长度等几种，长度3066m，高，高2.53m，均为拱圆形。棚体南北向，棚内，均为拱圆形。棚体南北向，棚内无立柱。有卡膜槽、卡膜弹簧、棚头、门、侧部通风装无立柱。有卡膜槽、卡膜弹簧、棚头、门、侧部通风装置等，通过各种卡具组装而成。置等，通过各种卡具组装而成。特点：大棚结构合理，棚体坚固，抗风雪能力强，特点：大棚结构合理，棚体坚固，抗风雪能力强，搬迁组装方便；无立柱，棚内操作管理方便，便于透风搬迁组装方便；无立柱，棚内操作管理方便，便于透风、透光，使用年限长达、透光，使用年限长达10年以上

18、。年以上。图8-2 装配式镀锌钢管大棚（2）装配式镀锌钢管大棚）装配式镀锌钢管大棚 透光前屋面用钢筋或钢管焊成桁架结构作为承力骨架。为了透光前屋面用钢筋或钢管焊成桁架结构作为承力骨架。为了节省钢材，对前屋面承重结构的做法有多种形式：节省钢材，对前屋面承重结构的做法有多种形式：两行桁架间两行桁架间距距3m左右，中间设左右，中间设3道竹片骨架。道竹片骨架。桁架和钢管骨架间隔设置，桁架和钢管骨架间隔设置，3.3m为一开间，中间设钢管骨架，钢管骨架与桁架间再用竹片骨为一开间，中间设钢管骨架，钢管骨架与桁架间再用竹片骨架数道。这种结构由于前后屋面未做成整体结构，因而仍需要设架数道。这种结构由于前后屋面未

19、做成整体结构，因而仍需要设置后柱，以承受主要来自后屋面的荷载，如图置后柱，以承受主要来自后屋面的荷载，如图8-3所示。所示。8.2.2 适合机械作业的日光温室 日光温室介于塑料大棚与温室之间，其保温性比塑料大棚日光温室介于塑料大棚与温室之间，其保温性比塑料大棚好，造价比铝合金温室便宜。日光温室以北京改良式温室和鞍好，造价比铝合金温室便宜。日光温室以北京改良式温室和鞍山日光温室的模式为主，其朝向为坐北朝南，东西山墙及北墙山日光温室的模式为主，其朝向为坐北朝南，东西山墙及北墙用砖或土砌成，北屋较窄。用砖或土砌成，北屋较窄。（1）无前柱钢竹混合结构日光温室图8-3 无前柱钢竹混合结构日光温室（单位：

20、m）1.中柱 2.拱杆 3.横向拉杆 4.钢架 5.吊柱 6.纸被 7.草垫 8.后墙、后坡 鞍鞍型日光温室骨架温室（图型日光温室骨架温室（图8-4）骨架常做成平面行桁架，）骨架常做成平面行桁架，上弦用厚壁管，下弦和腹杆用钢筋焊接而成，纵向设上弦用厚壁管，下弦和腹杆用钢筋焊接而成，纵向设45道系杆用道系杆用螺栓与桁架连接，便于安装和拆卸。室内无柱跨度大，空间大，便螺栓与桁架连接，便于安装和拆卸。室内无柱跨度大，空间大，便于机械作业，承载力强，遮挡少。于机械作业，承载力强，遮挡少。图8-4 鞍型日光温室骨架（2）焊接钢管或钢筋骨架温室）焊接钢管或钢筋骨架温室 由沈阳农业大学等单位研制的辽沈由沈阳

21、农业大学等单位研制的辽沈I型日光温室骨架型日光温室骨架（图（图8-5），以其设计合理、进光量大、增温快、承载力大、），以其设计合理、进光量大、增温快、承载力大、用钢量省，屋脊鹅顶状突起解决了施工方便和保温层在屋脊用钢量省，屋脊鹅顶状突起解决了施工方便和保温层在屋脊处厚度的矛盾，已形成处厚度的矛盾，已形成67.5m不同跨度的系列温室骨架，并不同跨度的系列温室骨架，并取得了国家专利，正逐步取代其他类型骨架。取得了国家专利，正逐步取代其他类型骨架。图8-5 辽沈I型日光温室骨架 选择温室的建设地点，主要考虑气候、地形、地质选择温室的建设地点，主要考虑气候、地形、地质、土壤，以及水、暖、电、交通运输等

22、条件。、土壤，以及水、暖、电、交通运输等条件。1)气候条件气候条件 气候条件是影响温室的安全与经济性的重要因素之气候条件是影响温室的安全与经济性的重要因素之一，它包括一，它包括气温、光照、风、雪、冰雹与空气质量气温、光照、风、雪、冰雹与空气质量等。等。8.2.3 棚室规划与设计（1）场地的选择气温气温：在掌握各个可能建造温室地域的气温变化过：在掌握各个可能建造温室地域的气温变化过程的基础上，着重对冬季可能所需的加温以及夏季降程的基础上，着重对冬季可能所需的加温以及夏季降温的能源消耗进行估算。无气温变化过程资料时，可温的能源消耗进行估算。无气温变化过程资料时，可着重对其纬度、海拔高度以周围的海洋

23、、山川、森林着重对其纬度、海拔高度以周围的海洋、山川、森林等对气温的主要影响因素进行综合分析评价。等对气温的主要影响因素进行综合分析评价。光照强度和光照时数光照强度和光照时数对温室内植物的光合作用及室内对温室内植物的光合作用及室内温度状况有着很重要的影响，它主要受地理位置和空气质温度状况有着很重要的影响，它主要受地理位置和空气质量等影响。量等影响。风速、风向以及风带风速、风向以及风带的分布在选址时也必须加以考虑。的分布在选址时也必须加以考虑。对于主要用于冬季生产的温室或寒冷地区的温室应选择背对于主要用于冬季生产的温室或寒冷地区的温室应选择背风向阳的地带建造；全年生产的温室还应注意利用夏季的风向

24、阳的地带建造；全年生产的温室还应注意利用夏季的主导风向进行自然通风换气；避免在强风口或强风地带建主导风向进行自然通风换气；避免在强风口或强风地带建造温室，以利于温室结构的安全；避免在冬季寒风地带建造温室，以利于温室结构的安全；避免在冬季寒风地带建造温室，以利于冬季的保温节能。由于我国北方冬季多西造温室，以利于冬季的保温节能。由于我国北方冬季多西北风，一般庭院温室应建造在房屋的南面；大规模的温室北风，一般庭院温室应建造在房屋的南面；大规模的温室群要选在北面有天然人工屏障的地方，而其他三面屏障应群要选在北面有天然人工屏障的地方，而其他三面屏障应与温室保持一定的距离，以免影响光照。与温室保持一定的距

25、离，以免影响光照。雪压雪压是温室这种轻型结构的主要荷载，特别是对是温室这种轻型结构的主要荷载，特别是对排雪困难的大中型连栋温室，要避免在大雪地区和地排雪困难的大中型连栋温室，要避免在大雪地区和地带建造。带建造。普通玻璃温室，安全是至关重要的。要根据气象普通玻璃温室，安全是至关重要的。要根据气象资料和局部地区调查研究确定冰雹的可能危害性，从资料和局部地区调查研究确定冰雹的可能危害性，从而使普通玻璃温室避免建在可能造成雹情危害的地区而使普通玻璃温室避免建在可能造成雹情危害的地区。空气质量空气质量的好坏主要取决于大气的污染程度。大气的好坏主要取决于大气的污染程度。大气的污染物主要是臭氧、过氯乙酰硝酸

26、酯类（的污染物主要是臭氧、过氯乙酰硝酸酯类（PAN）以及）以及二氧化硫、二氧化氮、氟化氢、乙烯、氨、汞蒸汽等。二氧化硫、二氧化氮、氟化氢、乙烯、氨、汞蒸汽等。在选址时，应尽量避开城市污染地区，选在造成上述污在选址时，应尽量避开城市污染地区，选在造成上述污染的城镇、工矿的上风向，以及空气流通良好的地带。染的城镇、工矿的上风向，以及空气流通良好的地带。调查了解时要注意观察该地附近建筑物是否受公路、工调查了解时要注意观察该地附近建筑物是否受公路、工矿灰尘影响及其严重程度。矿灰尘影响及其严重程度。2)地形与地质条件地形与地质条件 平坦的地形便于节省造价和便平坦的地形便于节省造价和便于管理，同时，同一栋

27、温室内坡度过大会影响室内温于管理，同时，同一栋温室内坡度过大会影响室内温度的均匀性，过小的地面坡度又会使温室的排水不畅，度的均匀性，过小的地面坡度又会使温室的排水不畅，一般认为地面应有不大于一般认为地面应有不大于1%的坡度为宜。要尽量避的坡度为宜。要尽量避免在向北面倾斜的斜坡上建造温室群，以避免造成遮免在向北面倾斜的斜坡上建造温室群，以避免造成遮档朝夕的阳光和加大占地面积。对于建造玻璃温室的档朝夕的阳光和加大占地面积。对于建造玻璃温室的地址，有必要进行地质调查和勘探，避免因局部软弱地址，有必要进行地质调查和勘探，避免因局部软弱带、不同承载能力地基等原因导致不均匀沉降，确保带、不同承载能力地基等

28、原因导致不均匀沉降，确保温室安全。温室安全。3)土壤条件土壤条件 对于进行有土栽培的温室，由于室内要对于进行有土栽培的温室，由于室内要长期高密度种植，因此要对地面土壤进行选择。选择的长期高密度种植，因此要对地面土壤进行选择。选择的基本原则是：就土壤的化学性质而言，砂土储藏阳离子基本原则是：就土壤的化学性质而言，砂土储藏阳离子的能力较差，养分含量低，但是养分输送快。粘土则相的能力较差，养分含量低，但是养分输送快。粘土则相反，它需要的人工总施肥量低。对于现代高密度种植作反，它需要的人工总施肥量低。对于现代高密度种植作物而言需要精确而又迅速地达到施肥效果，因而选用砂物而言需要精确而又迅速地达到施肥效

29、果，因而选用砂土比较合适；土壤的物理性质包括土壤的团粒结构好坏、土比较合适；土壤的物理性质包括土壤的团粒结构好坏、渗透排水能力快慢、土壤吸水力的大小以及土壤的透气渗透排水能力快慢、土壤吸水力的大小以及土壤的透气性等都与温室建造后的经济效益有密切的关系，选择时性等都与温室建造后的经济效益有密切的关系，选择时要选择土壤改良费用较低而产量较高的土壤。值得注意要选择土壤改良费用较低而产量较高的土壤。值得注意的是，排水性能不好的土壤比肥力不足的土壤更难于改的是，排水性能不好的土壤比肥力不足的土壤更难于改良。良。4)水、电及交通条件 水量和水质也是温室选址时必须考虑的因素。虽然室内的地面蒸发和作物的叶面蒸

30、腾比露地要小得多，然而用于灌溉、水培、供热、降温等用水的水量、水质都必须得到保证，特别是对大型温室群，这一点更为重要。要避免将温室置于污染水源的下游，同时，要有排、灌方便的水利设施。对于大型温室而言，电力是必备条件之一，特别是有采暖、降温、人工光照、营养液循环系统的温室，应有可靠、稳定的电源，以保证不间断供电。温室产品如能及时运送到消费地，便可保证产品的新鲜，减少保鲜管理的费用。因此，温室应选择在交通便利的地方，但应避开主干道，以防车来人往，尘土污染覆盖材料。（2）场地的规划 建设单栋温室，只要方位正确，不必考虑场地规划，如建设温室群，就必须合理地进行温室及其辅助设施的布置，以减少占地、提高土

31、地利用率、降低生产成本。1)建筑组成及布局 一定规模的温室群，除了温室种植区外，还必须有相应的辅助设施，才能保证温室的正常、安全生产。这些辅助设施主要有水暖电设施、控制室、加工室、保鲜室、消毒室、仓库以及办公休息室等。在进行总体布置时，应优先考虑种植区的温室群，使其处于场地的采光、通风等的最佳位置。辅助设施的仓库、锅炉房、水塔等应建在温室群的北面，以免遮阳；烟囱应布置在其主导风向的下方，以免大量烟尘飘落于覆盖材料上，影响采光；加工、保鲜室及仓库等既要保证与种植区的联系，又要便于交通运输。2)温室的间距 为减少占地、提高土地利用率，前后栋相邻的间距不宜过大，但必须保证在最不利情况下，不至于前后遮

32、荫为前提。一般以冬至日中午12时前排温室的阴影不影响后排采光为计算标准。纬度越高，冬至日的太阳高度角就越小，阴影就越长，前后栋间距就越大。3)温室的方位 在温室群总平面布置中，合理选择温室的建筑方位也是很重要的，温室的建筑方位通常与温室的造价没有关系，但是它同温室形成的光照环境的优劣以及总的经济效益都有非常密切的关系。所谓温室的建筑方位就是温室屋脊的走向，朝向为南的温室，其建筑方位为东西。我国对玻璃温室的初步研究成果表明，随着温室所在地理位置的不同，纬度增高则东西方位温室的日平均透光率比南北方位的日平均透光率将增大。经过分析，大致可以归纳成如下规律：对于以冬季生产为主的玻璃温室（直射光为主）温

33、室，以北纬40为界，大于40地区，以东西方位建造为佳；相反，在小于40地区则一般以南北方位建造为宜。对于东西方位的玻璃温室，为了增加上午的光照，以利于植物在光合作用强度较高的时段的需要，建议将玻璃温室朝向略向东偏转5100为宜。主要包括耕整地机械化，种植机械化，农产品加工、处理机械化和环境控制机械化等。8.3 设施农业中的机械化设施农业中的机械化设施农业中的机械化 设施农业机械化的发展首先是引进国外通用农业机械，然后再研制和推广专用机械。西欧和美国等国家在蔬菜生产各个环节机械化水平很高。前苏联、东欧和日本等也都很重视蔬菜生产机械的应用和推广工作，生产水平也较高。在日本，小型旋耕机和双向犁等在温

34、室耕作中发挥了重要作用；英国不但研制了精密播种机，而且还成功研制了液体播种催芽种子的方法及其机具；美国把种子包衣材料制成饼片，用于蔬菜的精量播种；荷兰、日本等国发展自动化温室。因受到空间、技术水平和经济能力等因素的限制，我国设施农业起步比较晚，相应的机械化和自动化程度也很低。耕整地作业是蔬菜生产过程中重要环节，它包括翻耕、旋耕、深松、起垄、作畦等。其目的是疏松土壤，恢复土壤团粒结构，以便积蓄水分和养分，覆盖杂草、肥料，防治病虫害，为蔬菜提供土、肥、水、气等方面良好的生长发育条件是蔬菜获得优质高产的基础。土壤耕作在设施农业中极为重要，是恢复和提高土壤肥力的重要措施。8.3.1 机械耕整地 棚室内

35、翻耕作业有两种方式：小四轮拖拉机配套1LXF220型悬挂翻转双铧犁；工农51、长江61型小手扶拖拉机配套1L120型单铧双向犁。标准钢架式大棚内两种方式均可完成作业，但在立壕式大棚内只能采用后一种的小型手扶拖拉机作业。翻耕作业的农艺要求是：土垡翻转良好，立垡、回垡率不大于3%；耕后地表残株、杂草和肥料应能充分覆盖，地表干净；耕深一致，作业深度达到农艺要求。（1）翻耕 旋耕是耕整地作业的主要方式。旋耕机旋耕后，地表平整，土壤细碎，一次即可完成耕耙作业。机具配备有三种形式：小四轮拖拉机配套GL-70型旋耕机；工农51型、长江61型小手扶拖拉机配G500型、1G700型后置式旋耕机；MI3型、青岛4

36、1型等半轴式自走式旋耕机。第一种机组为标准钢架大棚主要作业机具，后两种机组主要用于立壕式大棚内作业。作业质量标准：旋耕深度12cm以上，菜田平整细碎，地表土直径不大于3cm，深度一致，不重耕，不漏耕，松实适宜。(2)旋耕 为加深耕层，增加棚室内土壤通透性，采用1015马力小四轮拖拉机趟沟扣垄犁，配装松土铲作业。最大耕深可达32cm。不足之处是此机组只能在标准钢架式大棚内使用。农艺要求：要有良好的翻士、碎土性能，土壤细碎，地表平整，表层松软，下层密实。采用该机组作业，可以在清除干净的原茬地上翻耕并起出新垄，也可在旋耕后的菜田上扣出新垄。二者均起到深松作用。(3)深松 棚室蔬菜垄作直播时，首先要进

37、行起垄作业。标准钢架式棚室内以小四轮拖拉机配LJ1.5三铧犁或趟沟扣垄犁作业为主；立壕式大棚内以1LZ1B型手扶拖拉机为主，作业效率为24亩/小时。农艺要求：垄壁应坚实光滑，垄形规整，垄沟清洁。垄高1215cm，垄距5060cm。(4)起垄 我国的许多企业都在研究小型轻便、多功能、经济实用的农用管理机。目前国内的管理机产品基本分4个档次(表8-1)。(1)农用管理机1）国产自制简易型 这种管理机产品结构简单，功能少，性能低，价格便宜，大多数农民能够接受，但产品寿命周期短。2）引进国外技术样机自制型 该产品为引进国外样机进行测绘，国产化制造。该产品结构、技术性能先进，但存在制造精度低，使用性能和

38、可靠性能差等缺点。3）引进国外产品经销型 该产品为国外整机进口，性能、质量、可靠性均较好。但价格太贵，普通农民家庭不能接受，市场销路很小，缺乏竞争力。4）合资型 中外合资生产，性能、质量及可靠性较好，价格稍贵，有较强的市场竞争能力。因温室内空间比较小，所以使用的耕耘机械动力比较小，一般为2.2kW左右，且应满足体积小、重量轻、转弯灵活、操作方便等要求。一般温室内用的小型旋耕机分成带驱动轮行走式和不带驱动轮行走式两种。日本、韩国使用的多为有驱动轮式，而我国多采用后者。图8-6 不带驱动轮行走式旋耕机 图8-7 带驱动轮行走式旋耕机 （图8-6）工作时，发动机的动力经变速箱减速后传至旋耕机刀轴，由

39、刀轴带动的圆形刀片在旋耕作业过程中起切土、碎土和翻土等作用。同时，由于土壤对旋耕机刀片的反作用力，使得旋耕机能够向前行驶。这种旋耕机无须专门的行走机构。优点是机构简单、操作方便、造价低。（图8-7）主要由发动机、变速箱、驱动轮、旋耕刀和扶手等组成。其优点是驱动性好，不会产生耕深不够和不能行驶等问题。但机构复杂，造价比较高，功耗较大。不带驱动轮行走式旋耕机带驱动轮行走式旋耕机 土壤病虫害是影响蔬菜正常生长的主要因素之一。连年耕种的菜田，土壤中常常留有某些病毒和虫卵，因为多数蔬菜栽培作物品种单一，调节倒茬期较长，土壤温度相对较高，这些条件有利于土壤中有害病菌的增长，严重影响下茬蔬菜的正常生长。因此

40、，播种前，进行土壤消毒是十分必要的。长期以来人们采用轮作，灌水处理，以至更新土壤等栽培或耕作方法来消除这种危害。但是，由于土地利用率不断提高，上述措施往往不容易实现，而采用物理和化学方法进行土壤消毒是行之有效的、也是积极的。8.3.2 土壤消毒 就是利用土壤消毒机将药液与土壤均匀混合，采用喷雾、旋转搅拌的方法。土壤消毒机与小四轮拖拉机配套，由药箱、胶管、喷嘴、旋耕机等组成，主要在标准钢架式大棚内使用。药箱由耐压钢筒制成，安装固定在驾驶员座位后的安装架上。拖拉机刹车装置的气泵通过胶管与药箱相通，气压由此传向药箱，同时药箱通过胶管连接多个喷嘴，安装在拖拉机后、旋耕机前，离地表约15cm，药液在压力

41、作用下，通过喷嘴均匀地喷洒在地表，旋耕机随即进行旋耕作业，将药液搅入土中。耕深可达到11.5cm，机械作业效率可达1.5亩/小时以上。经过土壤消毒机喷洒、旋耕作业后的菜田，可以进行正常的蔬菜生产。土壤消毒机械化技术 国外用于土壤消毒的蒸汽、热风消毒设备等发展比较快。目前的土壤消毒机可以把液体药剂注入土壤达一定深度，并使其汽化扩散。土壤消毒机有人力和机动两种。人力土壤消毒器（图8-8）由活塞、药液箱、吸排液阀、注入针、喷头等组成，适用于小面积作业。机动土壤消毒机（图8-9）安装在手扶拖拉机上，由药液箱、液泵、注入棒、压封滚轮等组成。由动力将注入棒打入土壤一定深度(15m左右)再点注药液。左右相距

42、30cm的两根注人棒交替进行，以减少机体振动。注入棒达到最大深度时，喷头喷出药液，其后以滚轮压封土壤表面，减少汽化药液的泄露，这种机具效率比较高。图8-8 人力土壤消毒机 图8-9 机动土壤消毒机 根据作物品种、播种方式、地块大小等因素选择适用播种机型。目前可供选用的机型主要有三种：该机适于播种芸豆、白菜、萝卜等，可与小四轮拖拉机配套，作业效率0.33hm2/h。在深耕或旋耕整地基础上，一次完成起垄、开沟(压沟)、播种、覆土、镇压等作业。：该机适于播种芸豆、白菜、萝卜等，与8.8kW的小四轮拖拉机配套，作业效率0.330.4hm2/h。在趟沟扣垄整地或LJ1.5型三铧犁起垄的基础上，一次完成开

43、沟、播种、覆土、镇压作业。：该机适于播种菠菜、葱、小白菜等，与8.8kW小四轮拖拉机配套，作业效率0.270.33 hm2/h。在旋耕整地基础上，一次完成作畦、平畦、筑埂、压埂、开沟、播种、覆土、镇压等作业。8.3.3 播种LJ-B2型起垄播种机2B型作畦播种机2B型小双行垄上播种机 地膜覆盖栽培是一项有效的农业增产措施，在蔬菜种植上已大面积应用，但铺膜作业工序较复杂，占用人工多，工效低。采用机械铺膜可有效地缓解这些问题，如3DL1.0(1.2)型地膜覆盖机用于垄上铺膜，与人工铺膜相比，可提高工效49倍。由于机械铺膜拉伸均匀，地膜铺得严密，紧贴垄面，作业质量优于人工铺膜，同时，与人工铺膜相比，

44、每亩节省地膜0.81kg。垄作铺膜机在机械化套种栽培新工艺中是必不可少的。其铺膜的农艺要求为：薄膜两侧边分别压埋在垄侧壁上。要求薄膜与垄面贴合紧密，膜的纵向、横向拉伸适宜，无皱折，覆土均匀，覆盖高度达到畦高的3/4以上，以不超过畦面为原则。8.3.4 地膜覆盖 该机与8.8kW小四轮拖拉机配套使用，可完成开沟、铺膜、压膜、培土等项作业，行走路线为梭形。该机与奔野-25型拖拉机配套使用，机组形式为2011Z型旋耕机后接地膜机，在拖拉机右侧偏悬挂。行走路线为顺时针环形离心路线，机组从地块（作业小区）的中间进入，使两侧宽度一致，到地头后右转弯。2.3DF1.2L 型地膜覆盖机3DL1.0(1.2)型

45、地膜覆盖机保护地栽培蔬菜灌溉方法有下列五种：（1）沟灌 棚室栽培中黄瓜、番茄等作物，在成株期间耗水量大，一般都用沟灌。通常是开明沟引水入棚室，水量以不超畦面，水分应通过畦侧，渗透灌入畦内。沟灌切忌大水漫灌。（2）壶浇 在保护地设施中进行蔬菜育苗，一般都用喷壶浇水。其优点是能根据当时当地实际情况，酌情增减浇水量，如塑料薄膜棚内四周因水汽凝结后落下，土壤水分多，温度低应少浇，相反地棚的中间温度高，水分少应多浇。（3）喷灌 现代化的蔬菜温室在屋梁上装有自动人工降雨设施，需灌溉时只需按电钮，梁上喷水设施在室内自行来回喷水，至水量足够后关闭。在温室内用流动喷水车，在温室中间走道上来回往复喷灌。8.3.5

46、 灌溉 （4）渗灌 蔬菜保护地栽培的条件最好是空气中相对湿度较低，土表干燥，中下层土壤水分充足，这样有利于根系的发育和减少杂草、病虫害的发生。因此，先进的保护地设施中常常采用地下埋设带孔的塑料管道或素烧陶瓷管道。土壤中缺水时可以打开阀门，水分通过带孔的管道，均匀地灌到土壤中下层；土壤积水时，可以通过管道排水。这种地下管道可以灌排两用，减少明沟，提高土地利用率。（5）滴灌 滴灌是一种新型的灌水方法，它是将水加压过滤，通过一系列的管道，使水一点一滴地浸润蔬菜根系附近的土壤，水滴缓慢地滴向作物根部，湿润根部附近的土壤，减少棵间蒸发的损失，避免地表径流和渗漏，省水保墒，具有明显的增产效果。滴灌系统（图

47、8-10）由控制首部、输水管路和滴头三部分组成。控制首部设在供水水源处，控制首部包括水泵、压力表、流量计、肥料罐。水先与化肥混合，然后经过过滤消除杂物，输送入管路系统。压力表检查通过过滤器时的压差，估量过滤器的堵塞情况。流量计测量进入输水管路的水量。滴灌系统工作压力一般为13巴，采用低功率的离心泵即可。肥料罐的容积一般为50100L。把肥料和水拌和，在一定压力下把含有肥分的水注入主管。过滤器中的滤网用铜丝或塑料丝做成，每平方厘米的孔数在30个以上，使用时过滤器应常加清洗，以防堵塞。图8-10 滴灌系统示意图1.水源 2.水泵 3.压力表 4.肥料罐 5.过滤器 6.流量计 7.主管 8.支管

48、9.毛管 10.滴头 管路系统包括主管、支管和毛管。主管、支管一般用硬聚氯乙烯管、软聚氯乙烯管、陶瓷管等材料，不要用容易沉淀化学物质的铁管、铝管或石棉管。毛管材料多采用掺有炭黑的中、高密度聚乙烯半软管，有的采用低密度聚乙烯管或聚丙烯管。管道布置一般是支管与主管相垂直，毛管和支管相垂直，毛管在支管两侧相对布置，以防滴头滴水不匀。为防止老化，延长使用寿命，主管、支管一般埋在地下。毛管大部铺在地面，直接与滴头相连。毛管布置应与作物耕作方向相平行。灌溉水通过滴头成点滴方式滴入土壤。滴头安装在毛管上，间距一般为0.51.0m。滴头有管式滴头、插式滴头、孔滴头和发丝孔口式滴头等。（1）喷雾机 小四轮拖拉机

49、配打药机：该机利用小四轮拖拉机的刹车气泵对药箱充气形成喷雾压力，结构简单，可连接2个喷头，输液胶管长度可达百米，由人手执喷雾，药箱容积为56L，生产率达到12亩/小时。金蜂40型担架式机动喷雾机：工农51型手扶拖拉机配带金蜂40型担架式机动喷雾机，并配0.5t挂车（安放盛装0.5t药液的药箱）；配工农36型担架式机动喷雾机和1t挂车（盛装1t药液箱）；采用金蜂40活塞式隔膜泵的机动喷雾机，流量达到40 L/min，吸水高度为4m，工作压力12.5MPa，最大耗用功率2.6kW，喷雾量2.23L/min。MI-3型手扶拖拉机也可在牵引架上配装药泵，由动力输出轴通过皮带传动，药液箱放在挂车箱内。背

50、负式喷雾喷粉机：东方红18型背负式弥雾喷粉机由一台1kW发动机、一个风机、药液箱和喷头等组成，整机重9kg左右，射程达9m以上，通过更换不同形式的喷头等部件该机还可进行喷粉作业。如图8-11所示，药液箱通过一个软管与风机的高压出口相连通，在喷粉作业时，其内的药液由药箱经另一个软管流向喷头。喷头上带有叶片，在风机产生的高压气流作用下能高速旋转，转速一般为800012000r/min。药液先在圆盘中形成水膜，利用高速旋转产生的离心力把水膜分散成细小的雾滴向四周飞溅出去。因喷出去的药液雾滴很细(80100m)，故可实现超低量喷雾。喷粉机喷撒的粉状固体制剂，颗粒在351m左右。喷粉的优点是作业效率高，