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适用于机械化作业的连栋温室设计实例

温室网  来源:陈吉(上海市农业机械研究所 201106) 阅读数:721

  摘要:目前,蔬菜机械的引进和自主研发正在加速进行,与之相配套的设施类型也成为蔬菜机械化进程中不可缺少的一环。通过对配套动力的合理选型,对蔬菜耕整、作畦、播种、收获等机械的技术参数分析,结合上海地区的主要绿叶菜生长农艺和区域的气候特点,本实例设计了一种新型连栋温室,应用于绿叶菜的机械化种植。

  关键词: 温室; 蔬菜种植; 机械化; 可推广

  引言

  设施农业是衡量一个国家农业现代化程度的重要标志之一,目前我国已成为世界设施农业生产大国,截止到 2014 年,我国设施农业面积 410.9 万 hm2,产值超过8000亿元[1],目前,我国设施栽培占全世界的85%以上,总面积和总产量均居第一位。

  2011年上海温室行业的现状与发展报告显示:上海拥有各类钢结构温室面积为6933公顷。这些温室大棚分布在上海市郊区各县、农场和各类现代农业园区内,主要以专业合作社和公司的形式经营。这些温室大棚60%以上用于蔬菜种植[2]。近几年随着农业产业结构的调整,农业劳动力的减少和用工成本的增加,农民对实现设施农业的机械化愿望越来越迫切。设施如何从结构上满足机械化作业需求,是实现设施农业机械化的首要条件。

  1 机械化温室的总体结构

  机械化温室主要由基础、框架、侧移门、电动外遮阳、电器控制系统、喷灌系统等组成(图1)。

  

  2机械化连栋温室基础设计特点

  基础是温室上部载荷传向地基的承重结构,是温室结构不可缺少的组成部分。混凝土独立基础尺寸:210mm×180mm×1200mm,内置钢筋笼组合,顶部有固定螺栓与立柱法兰连接,满足温室的承载要求。四周基础间用混凝土圈梁连接,防止雨水倒灌到温室内。

  3机械化连栋温室框架设计特点

  在全面了解引进的蔬菜机械的技术性能、参数的基础上,根据作畦机所作畦面宽度为1400mm,配套拖拉机轮距需改装至1960mm,轮胎断面宽度约430mm,所以温室跨度定为9m,单跨内做4个畦,合理化利用耕地面积(图2)。久保田704型拖拉机最大高度为2560mm,使中型农业机械能在温室内作业,温室肩高定为4m。机械化连栋温室框架主要由立柱、顶拱、顶纵梁、端面立杆、天沟、水平横梁、桁架、独立基础桩等构件组成(图3)。温室南、北两个端面向内的立柱间距为8m,立柱之间由桁架相连接,形成了宽8m的拖拉机调头区。中间立柱间距4m,立柱之间由天沟连接,形成了种植区。

  

  参照标准GSW8430框架进行改型设计,将立柱尺寸加大到120mm×80mm×3mm、混凝土独立基础尺寸加大到210mm×180mm×1200mm、温室跨度增加到9m、温室间距最大增加到8m等。

  与标准GSW8430主要参数、材料对比(表1)

名称

跨度

间距

肩高

立柱(mm)

基础(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可开闭式电动外遮阳系统

  外遮阳支架与机械化连栋温室框架连成一体,外遮阳设置在温室顶部之上,遮阳系统采用齿轮/齿条传动系统,用于夏天遮光保护作物免遭强光灼伤和降低温室内环境温度。

  5喷灌系统

  本座温室种植区域配置固定悬挂式微喷系统。喷头采用国产优质产品,并配置防滴器。

  悬挂式微喷:每栋设两行旋转式微喷头,行距4.5m,间距2.5m,喷头流量50~70L/m,喷洒直径7.5m,工作压力范围1.5~3.0bar。

  6设计实例

  6.1工程名称:上海农科院庄行基地GSW9440温室项目

  6.2主体结构基本参数

  根据机械化温室的要求,所建温室的跨度为9m,温室间距4m,两端开间8m,便于大型农机具调头转向。温室肩高4m,侧门高3m、宽4m,便于农机具的进出和作业。温室的面积为10368㎡(108m×96m)。

  设备配套模式:配套80~90马力四轮驱动拖拉机的作畦机(图4),配套40马力拖拉机的播种机(图5),自走式蔬菜收割机(图6),可解决蔬菜生产中作畦、播种、收获三个主要环节的机械化作业。

  

  6.4经济效益

  机械化种菜,一台机器1个人操作,只需要20分钟就能播完1.3亩地;而改成人工种菜,4个人6小时只能播完6分地。这样测算下来,机械化种菜每亩地约为人工成本的二十分之一,而效率至少提高10倍。[3]

  7目前绿叶菜蔬菜机械化生产在设施菜田中存在的问题

  在设施菜田方面,被调查园艺场面积从100余亩至1000亩不等,其中设施菜田的基础条件也有较大差异,其中以8m单棚为主,同时还有大量的6m单棚、一部分露地菜田以及少量连栋温室。许多菜地设施建造已有5年甚至10年以上,很多设施大棚建造时没有充分考虑机械化生产,影响农机具顺畅通过,比如,在耕作环节,小马力拖拉机动力不足,现在较大马力拖拉机由于“体型”相对较大,不能顺利通过,耕深等耕作指标大打折扣。[4]

  8结语

  机械化连栋温室的设计,主要根据蔬菜的种植间距和机械化可操作性而确定的,正确、合理确定各种参数、结构、形式,是项目设计成败的关键。在蔬菜耕、种、收各环节采用机械化的方式,可形成精确、可控的生产模式。大大提高了生产效率,保证了蔬菜质量,减少了操作管理人员的劳动强度,减少了生产人员,提高劳动效率。可以为蔬菜种植企业所接受和推广。

  参考文献

  [1]申保珍. 我国设施农业创造近7000万就业岗位[N].农民日报,2015年/7月/9日/第001版.

  [2]齐皓天. 上海市开展设施农业保险的探索与实践[J].中国农垦,2012,(10):64-66.

  [3]欧阳蕾昵.蔬菜“耕种收”全程机械化还需跨过几道坎[N].东方城乡报,2017年/1月/24日/A2A3版

  [4]王琪琛.上海市绿叶菜机械化生产示范点现状与发展讨论[C]. 上海市农业机械学会论文集,2016:86-92

  作者简介:陈吉,男,1982年12 月,上海市农业机械研究所,农业机械领域,地址:上海市闵行区南华街55号,电话:021-62200610-212, 邮箱:sam1228@vip.qq.com

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