设施农业机械与设备

东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学设施农业机械与设备王金武东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学内容结构设施农业机械与设备第一节概述第二节土壤处理机械与耕作机械第三节蔬菜播种机械第四节育苗工程化与无土栽培第五节嫁接机械第六节温室自动控制简介第七节卷帘机械东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学概述设施农业机械与设备设施农业是集生物工程、农业工程、环境工程为一体，跨部门、多学科综合的系统工程，是在外界不适宜季节，通过设施及环境调控，为作物营造较为适宜的生长环境，达到适时成熟、高产、优质、高效的集约化生产方式。由于自动化和智能化高科技的运用，栽培环境不受自然条件影响而得到有效控制，使农产品工厂化生产成为现实，这便是设施农业发展到高级阶段的工厂化农业。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学概述设施农业机械与设备设施内生产管理的机械化与设施环境调控自动化是工厂农业的重要方面，目的是提高作业与控制的精度、作业效率、作业者的安全性与舒适性，实现省力化。设施栽培作业包括：耕耘、育苗、定植、管理、病虫害防治、收获、产品包装等。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学土壤处理机械与耕作机械设施农业机械与设备常用的土壤处理机械与耕作机械有：碎土筛土机械土壤肥料搅拌机械土壤消毒与耕作机械东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学蔬菜播种机械设施农业机械与设备蔬菜播种常采用通用播种机械：条播机、单体播种机、和蔬菜专用播种机。目前，蔬菜播种机正向着精密播种方向发展，各种气动播种机应用比较多。为适应播种机播种，通常用包衣材料将蔬菜种子处理成丸粒或饼状，还出现了一些播种催芽的新方法。我国研制了一些蔬菜播种机，可播种白菜、萝卜、菠菜、油菜和豆类等。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学蔬菜播种机械设施农业机械与设备一、精密播种机蔬菜精密播种可以节省种子，减少苗间用工量，出苗齐，群体结构合理，成熟期一致，便于一次收获。国外实现精密播种的有：莴苣、番茄、洋葱、圆白菜、花椰菜、芹菜、大白菜、萝卜和黄瓜等。常用的精密播种机有饼片播种机、冲穴播种机、吸嘴是气力播种机、板式育苗播种机。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学蔬菜播种机械设施农业机械与设备1、饼片播种机由种箱、右锥体、播种盘、限深环、左锥体、冰片槽、定向锥、冰片槽口、冰片滑道组成。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学蔬菜播种机械设施农业机械与设备2、冲穴播种机东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学蔬菜播种机械设施农业机械与设备3、吸嘴式气力播种机东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学蔬菜播种机械设施农业机械与设备4、板式育苗播种机。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学蔬菜播种机械设施农业机械与设备二、蔬菜液体播种机蔬菜播种机多为条播机，有人力手推式液体播种机、小型拖拉机配套式多行液体播种机。特点：种子的发芽条件好，播种后出苗率高，播种前，种子在催芽设备内集中催芽，可为种子发芽提供最好的温度、水分、光照和通风条件，并能克服种子的休眠问题；出苗迅速一致，增加了蔬菜有价值的生育天数，提高产量；对种子尺寸要求不严，能播种大小不同、形状各异的种子。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学育苗工厂化与无土栽培设施农业机械与设备一、蔬菜育苗工厂化蔬菜育苗工厂化，又叫做蔬菜工厂化育苗或蔬菜快速育苗。它是指从种子处理、播种、催芽出苗、幼苗绿化、花芽分化、幼苗发育生长、疫苗囤苗，到提供保护地或露地栽培用苗的过程中，根据蔬菜生长发育的要求，用一定的技术措施和集约管理的方法，成批生产规格齐全的优质壮苗的过程。与该过程相关联的设施、机具、仪器等构成了蔬菜育苗工厂化设备。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学育苗工厂化与无土栽培设施农业机械与设备蔬菜育苗工厂化意义：缩短在定植田中的生育期，提高土地利用率，增加单位面积产量；节省种子，提早成熟，提高经济效益；在控制条件下育苗，提高秧苗质量；在盐碱地采用育苗栽培方法，可以克服立苗难、幼苗生长缓慢等问题；可以实现集约化生产、降低生产成本和育苗风险，保证秧苗质量；有利于推动传统农业向现代农业转变。工厂化育苗的特点：育苗设施的现代化和智能化，生产技术的标准化和工艺过程的规范化，生产管理科学化。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学育苗工厂化与无土栽培设施农业机械与设备1、电加热温床的制作及构成苗床加温常见的方法有电加热和燃料加热等，加热具有低温容易控制、成本低和无污染等优点。电加热温床主要由床体、电加温线和电控制设备等组成。温床制作工序为：按要求挖出温床断面的床土平整床底铺5-10cm隔热材料在隔热层上铺3-5cm床土或细沙整平土面按要求布置电加温线覆盖培养土东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学育苗工厂化与无土栽培设施农业机械与设备2、电加热温床的温度控制原理东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学育苗工厂化与无土栽培设施农业机械与设备二、无土栽培亦称营养液栽培、水耕栽培、蔬菜工厂，是利用无机营养液向植物提供生长发育必需的营养元素，代替土壤和有机质向植物提供营养。无土栽培是以认为调控的方式提供作物根系生长发育最佳的的生态环境为主导，使作物在满足的状态下发挥最大的生产潜能。它是在一个全封闭式的人工气候里，用人工控制环境条件，使蔬菜生产不受自然条件的影响，按计划均衡地、定时定量地生产蔬菜的过程。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学育苗工厂化与无土栽培设施农业机械与设备下图为蔬菜工厂示意图，它由栽培室、育苗室、营养液制备与供给系统、温室温度控制系统、湿度控制系统、二氧化碳浓度控制系统等组成。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学嫁接机械设施农业机械与设备嫁接机械对植物品种的改良、抗病虫害、提高产量、改善品质等方面都起着重要作用。机械嫁接优点：速度快，成活率高。嫁接机主要由：操作部分、单片机控制部分和控制面板组成。其中操作部分是嫁接机的核心工作部件。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学温室自动控制简介设施农业机械与设备一、温度对温室作物生长的影响与温度调节温度是影响作物生长发育的最敏感因子，作物的光合作用、呼吸作用等各种生理活动都需要适宜的温度才能顺利进行。温室的温度控制主要有保温、加温和降温三种功能。保温通常采用草帘、塑料薄膜等材料，用电动机、减速器和绞盘机构等组成的卷帘机作为控制的执行机构。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学温室自动控制简介设施农业机械与设备一、温度对温室作物生长的影响与温度调节加温主要方法有：酿热加温、明火加温、电热加温、水暖加温、汽暖加温和暖风加温等。降温主要方法有：自然换气降温、人工降温和湿帘降温。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学温室自动控制简介设施农业机械与设备二、湿度对温室作物生长的影响与湿度调节水是植物进行光合作用的主要原料，也是植物细胞的主要组成部分，植物体内含有充足的水分才能保证各种生理活动的正常进行。水分供应不足，植株的生长就会受到抑制，发生萎蔫，甚至枯干死亡；水分过剩，植株易徒长，易引起病害、根系生长不良，甚至发生沤根，造成死亡。温室内湿度调节主要有：加湿和降湿两种作业，降湿方法主要有换气和加温两种，加湿的方法主要有灌水和湿帘加湿等。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学温室自动控制简介设施农业机械与设备三、光照对温室作物的影响与光照调节光照是温室作物进行光合作用的能源，所有作物都是靠太阳能通过光合作用生成碳水化合物而进行自身的生长和发育的。光照条件不仅对作物的光合作用和呼吸作用有很大的影响，而且还影响作物的开花、结实、产量和品质。温室光照调节的措施有：补光和遮光。作为人工补光的光源主要有白炽灯、卤钨灯、高压水银荧光灯、高压钠灯、低压钠灯及金属卤化物灯。遮光的主要材料有草帘、白布、遮阳幕、遮阳网等。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学温室自动控制简介设施农业机械与设备四、CO2浓度对温室作物生长的影响与调节CO2是绿色植物进行光合作用的碳素来源，没有它绿色植物就不能进行光合作用、制造有机物质。增加二氧化碳浓度的方法通常有：化学反应法、燃煤法、燃油法等。降低二氧化碳浓度的方法是通风。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学温室自动控制简介设施农业机械与设备五、温室自动控制原理分析温室自动控制的方法有多种，但其基本原理相似，下图为系统的控制原理。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学卷帘机械设施农业机械与设备日光温室在寒冷冬季必须在透明无上覆盖保温材料，通常是草帘、保温被等。根据作物对温度的需要，在日照较强的时候，还必须及时将保温帘卷起。由于卷帘工作时间性强，劳动强度大，且具有一定的危险性，故很有必要实现机械化。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学卷帘机械设施农业机械与设备常见的卷帘机有人工和电动两种。