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適用于機械化作業的連棟溫室設計實例

溫室網  來源:陳吉(上海市農業機械研究所 201106) 閱讀數:729

  摘要:目前,蔬菜機械的引進和自主研發正在加速進行,與之相配套的設施類型也成為蔬菜機械化進程中不可缺少的一環。通過對配套動力的合理選型,對蔬菜耕整、作畦、播種、收獲等機械的技術參數分析,結合上海地區的主要綠葉菜生長農藝和區域的氣候特點,本實例設計了一種新型連棟溫室,應用于綠葉菜的機械化種植。

  關鍵詞: 溫室; 蔬菜種植; 機械化; 可推廣

  引言

  設施農業是衡量一個國家農業現代化程度的重要標志之一,目前我國已成為世界設施農業生產大國,截止到 2014 年,我國設施農業面積 410.9 萬 hm2,產值超過8000億元[1],目前,我國設施栽培占全世界的85%以上,總面積和總產量均居第一位。

  2011年上海溫室行業的現狀與發展報告顯示:上海擁有各類鋼結構溫室面積為6933公頃。這些溫室大棚分布在上海市郊區各縣、農場和各類現代農業園區內,主要以專業合作社和公司的形式經營。這些溫室大棚60%以上用于蔬菜種植[2]。近幾年隨著農業產業結構的調整,農業勞動力的減少和用工成本的增加,農民對實現設施農業的機械化愿望越來越迫切。設施如何從結構上滿足機械化作業需求,是實現設施農業機械化的首要條件。

  1 機械化溫室的總體結構

  機械化溫室主要由基礎、框架、側移門、電動外遮陽、電器控制系統、噴灌系統等組成(圖1)。

  

  2機械化連棟溫室基礎設計特點

  基礎是溫室上部載荷傳向地基的承重結構,是溫室結構不可缺少的組成部分。混凝土獨立基礎尺寸:210mm×180mm×1200mm,內置鋼筋籠組合,頂部有固定螺栓與立柱法蘭連接,滿足溫室的承載要求。四周基礎間用混凝土圈梁連接,防止雨水倒灌到溫室內。

  3機械化連棟溫室框架設計特點

  在全面了解引進的蔬菜機械的技術性能、參數的基礎上,根據作畦機所作畦面寬度為1400mm,配套拖拉機輪距需改裝至1960mm,輪胎斷面寬度約430mm,所以溫室跨度定為9m,單跨內做4個畦,合理化利用耕地面積(圖2)。久保田704型拖拉機最大高度為2560mm,使中型農業機械能在溫室內作業,溫室肩高定為4m。機械化連棟溫室框架主要由立柱、頂拱、頂縱梁、端面立桿、天溝、水平橫梁、桁架、獨立基礎樁等構件組成(圖3)。溫室南、北兩個端面向內的立柱間距為8m,立柱之間由桁架相連接,形成了寬8m的拖拉機調頭區。中間立柱間距4m,立柱之間由天溝連接,形成了種植區。

  

  參照標準GSW8430框架進行改型設計,將立柱尺寸加大到120mm×80mm×3mm、混凝土獨立基礎尺寸加大到210mm×180mm×1200mm、溫室跨度增加到9m、溫室間距最大增加到8m等。

  與標準GSW8430主要參數、材料對比(表1)

名稱

跨度

間距

肩高

立柱(mm)

基礎(mm)

桁架

GSW8430

8m

4m

3m

100×50×2.5

180×180×1000

GSW9440

9m

4m/8m

4m

120×80×3

210×180×1300

  4可開閉式電動外遮陽系統

  外遮陽支架與機械化連棟溫室框架連成一體,外遮陽設置在溫室頂部之上,遮陽系統采用齒輪/齒條傳動系統,用于夏天遮光保護作物免遭強光灼傷和降低溫室內環境溫度。

  5噴灌系統

  本座溫室種植區域配置固定懸掛式微噴系統。噴頭采用國產優質產品,并配置防滴器。

  懸掛式微噴:每棟設兩行旋轉式微噴頭,行距4.5m,間距2.5m,噴頭流量50~70L/m,噴灑直徑7.5m,工作壓力范圍1.5~3.0bar。

  6設計實例

  6.1工程名稱:上海農科院莊行基地GSW9440溫室項目

  6.2主體結構基本參數

  根據機械化溫室的要求,所建溫室的跨度為9m,溫室間距4m,兩端開間8m,便于大型農機具調頭轉向。溫室肩高4m,側門高3m、寬4m,便于農機具的進出和作業。溫室的面積為10368㎡(108m×96m)。

  設備配套模式:配套80~90馬力四輪驅動拖拉機的作畦機(圖4),配套40馬力拖拉機的播種機(圖5),自走式蔬菜收割機(圖6),可解決蔬菜生產中作畦、播種、收獲三個主要環節的機械化作業。

  

  6.4經濟效益

  機械化種菜,一臺機器1個人操作,只需要20分鐘就能播完1.3畝地;而改成人工種菜,4個人6小時只能播完6分地。這樣測算下來,機械化種菜每畝地約為人工成本的二十分之一,而效率至少提高10倍。[3]

  7目前綠葉菜蔬菜機械化生產在設施菜田中存在的問題

  在設施菜田方面,被調查園藝場面積從100余畝至1000畝不等,其中設施菜田的基礎條件也有較大差異,其中以8m單棚為主,同時還有大量的6m單棚、一部分露地菜田以及少量連棟溫室。許多菜地設施建造已有5年甚至10年以上,很多設施大棚建造時沒有充分考慮機械化生產,影響農機具順暢通過,比如,在耕作環節,小馬力拖拉機動力不足,現在較大馬力拖拉機由于“體型”相對較大,不能順利通過,耕深等耕作指標大打折扣。[4]

  8結語

  機械化連棟溫室的設計,主要根據蔬菜的種植間距和機械化可操作性而確定的,正確、合理確定各種參數、結構、形式,是項目設計成敗的關鍵。在蔬菜耕、種、收各環節采用機械化的方式,可形成精確、可控的生產模式。大大提高了生產效率,保證了蔬菜質量,減少了操作管理人員的勞動強度,減少了生產人員,提高勞動效率。可以為蔬菜種植企業所接受和推廣。

  參考文獻

  [1]申保珍. 我國設施農業創造近7000萬就業崗位[N].農民日報,2015年/7月/9日/第001版.

  [2]齊皓天. 上海市開展設施農業保險的探索與實踐[J].中國農墾,2012,(10):64-66.

  [3]歐陽蕾昵.蔬菜“耕種收”全程機械化還需跨過幾道坎[N].東方城鄉報,2017年/1月/24日/A2A3版

  [4]王琪琛.上海市綠葉菜機械化生產示范點現狀與發展討論[C]. 上海市農業機械學會論文集,2016:86-92

  作者簡介:陳吉,男,1982年12 月,上海市農業機械研究所,農業機械領域,地址:上海市閔行區南華街55號,電話:021-62200610-212, 郵箱:[email protected]

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