Tác giả: Changji Zhou, Hongbo Li, v.v.

Nguồn bài viết: Công nghệ Kỹ thuật Nông nghiệp Trồng trọt trong Nhà kính

Đây là cơ sở thực nghiệm của Viện Khoa học Nông nghiệp huyện Hải Điền, đồng thời là Khu Triển lãm Công nghệ cao Nông nghiệp và Khoa học Hải Điền. Năm 2017, tác giả đã dẫn đầu việc nhập khẩu nhà kính thử nghiệm màng nhựa nhiều nhịp có khả năng cách nhiệt cao từ Hàn Quốc. Hiện nay, Giám đốc Zheng đã cải tạo nó thành nhà kính sản xuất dâu tây tích hợp trưng bày công nghệ, tham quan và hái dâu, giải trí và thư giãn. Nó được đặt tên là “Dâu tây Mây 5G”, và tôi sẽ cùng bạn trải nghiệm điều đó.

Trồng dâu tây trong nhà kính và việc tận dụng không gian.

Giá để dâu tây có thể nâng hạ và hệ thống treo.

Vị trí canh tác và phương pháp canh tác

Máng trồng tập trung hệ thống cấp và thoát nước ở đáy máng, và một mép được nhô ra ở giữa bề mặt đáy theo chiều dài của máng (từ bên trong máng, một rãnh đáy được hình thành ở đáy). Hệ thống cấp nước chính cho máng trồng được dẫn trực tiếp vào rãnh đáy này, và nước rỉ ra từ môi trường trồng cũng được thu gom đồng đều vào rãnh này, cuối cùng được thải ra từ một đầu của máng trồng.

Ưu điểm của việc trồng dâu tây trong chậu là đáy chậu được tách biệt với đáy rãnh trồng, do đó sẽ không hình thành tầng nước ngầm cao ở phần dưới của giá thể, và sự thông thoáng tổng thể của giá thể được cải thiện; nó sẽ lan tỏa theo dòng nước tưới; thứ ba, sẽ không có hiện tượng rò rỉ khi giá thể được cho vào chậu, và giá thể trồng trông gọn gàng và đẹp mắt. Nhược điểm của phương pháp này chủ yếu là việc tưới nhỏ giọt và trồng trong chậu làm tăng chi phí đầu tư vào thiết bị.

Các khe và chậu trồng cây

Hệ thống treo và nâng giá đỡ trồng trọt

Hệ thống treo và nâng của giá trồng về cơ bản giống với giá trồng dâu tây nâng hạ truyền thống. Khóa treo của rãnh trồng bao quanh rãnh trồng, và kết nối khóa treo với bánh răng đảo chiều bằng vít giỏ hoa có thể điều chỉnh độ dài (dùng để điều chỉnh độ cao lắp đặt của rãnh trồng cho đồng đều). Ở dây cáp phía dưới, đầu còn lại được quấn vào bánh răng nối với trục truyền động của bộ giảm tốc động cơ.

Hệ thống giá treo trồng trọt

Trên cơ sở hệ thống giá treo đa năng tổng thể, để đáp ứng nhu cầu về hình dạng mặt cắt ngang đặc biệt của khe trồng và nhu cầu trưng bày tham quan, một số phụ kiện và tiện ích cá nhân hóa cũng được thiết kế một cách sáng tạo tại đây.

(1) Móc treo giá trồng trọt. Khóa treo của giá trồng trọt trước hết là một khóa vòng kín, được tạo thành bằng cách uốn và hàn dây thép. Tiết diện của mỗi phần của khóa treo đều giống nhau và các đặc tính cơ học nhất quán; Phần đáy của rãnh cũng được uốn cong hình bán nguyệt tương ứng; thứ ba là gấp phần giữa của khóa thành một góc nhọn, và khóa trên được móc trực tiếp vào điểm uốn, điều này không chỉ đảm bảo trọng tâm ổn định của rãnh trồng trọt mà còn không xảy ra biến dạng ngang, đồng thời đảm bảo khóa được móc chắc chắn và sẽ không bị trượt và lệch.

Khóa giá đỡ trồng trọt

(2) Dây treo an toàn. Trên cơ sở hệ thống treo truyền thống, một bộ hệ thống treo an toàn bổ sung được lắp đặt cứ mỗi 6m dọc theo chiều dài của rãnh trồng. Yêu cầu đối với hệ thống treo an toàn bổ sung là, thứ nhất, phải hoạt động đồng bộ với hệ thống treo truyền động; thứ hai, phải có khả năng chịu tải đủ. Để đáp ứng các yêu cầu chức năng trên, một bộ hệ thống treo thiết bị cuộn lò xo được thiết kế và lựa chọn để thu dây treo của rãnh trồng. Bộ cuộn lò xo được bố trí song song với dây treo truyền động, và được treo và cố định trên thanh giằng dưới của giàn mái nhà kính.

Hệ thống treo an toàn bổ sung

Thiết bị phụ trợ sản xuất của giàn trồng

(1) Hệ thống chải cây. Hệ thống chải cây được đề cập ở đây chủ yếu gồm hai phần: giá đỡ chải cây và dây bạc màu. Trong đó, giá đỡ chải cây là một cụm gồm một tấm gấp hình chữ U uốn cong một phần và một tấm gấp hình chữ U có thanh giới hạn kép. Phần đáy và nửa dưới của tấm gấp hình chữ U khớp với kích thước bên ngoài của rãnh trồng và bao quanh rãnh trồng từ phía dưới; sau khi hai nhánh của nó vượt quá vị trí mở của rãnh trồng, nó uốn cong để nối với thanh giới hạn kép, đồng thời đóng vai trò hạn chế sự biến dạng của miệng rãnh trồng; đó là một đoạn uốn cong hình chữ U nhỏ lồi lên trên, được sử dụng để cố định dây tách lá quả dâu tây; phần trên của tấm gấp hình chữ U là một đoạn uốn cong hình chữ W để cố định dây chải cành và lá dâu tây. Tấm gấp hình chữ U và thanh giới hạn kép đều được tạo thành bằng cách uốn dây thép mạ kẽm.

Dây tách lá quả được sử dụng để gom các cành và lá dâu tây trong phạm vi chiều rộng của rãnh trồng, và treo quả dâu tây bên ngoài rãnh trồng. Điều này không chỉ thuận tiện cho việc thu hoạch quả mà còn bảo vệ dâu tây khỏi bị phun thuốc trừ sâu trực tiếp, đồng thời nâng cao giá trị thẩm mỹ của vườn dâu tây.

Hệ thống chải cây

(2) Giá đỡ màu vàng di động. Giá đỡ màu vàng di động được thiết kế đặc biệt, tức là một cột thẳng đứng để treo các tấm màu vàng và xanh lam được hàn trên một giá ba chân, có thể đặt trực tiếp trên sàn nhà kính và có thể di chuyển bất cứ lúc nào.

(3) Xe bảo vệ thực vật tự lái. Xe này có thể được trang bị máy phun thuốc bảo vệ thực vật, tức là máy phun thuốc tự lái, có thể thực hiện các hoạt động bảo vệ thực vật mà không cần người vận hành trong nhà theo lộ trình được lập kế hoạch bằng máy tính, có thể bảo vệ sức khỏe của người vận hành nhà kính.

thiết bị bảo vệ thực vật

Hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng và tưới tiêu

Hệ thống cung cấp dung dịch dinh dưỡng và tưới tiêu của dự án này được chia thành 3 phần: một là phần chuẩn bị nước sạch; hai là hệ thống tưới và bón phân cho cây dâu tây; ba là hệ thống tuần hoàn nước cho canh tác dâu tây. Thiết bị chuẩn bị nước sạch và hệ thống dung dịch dinh dưỡng được gọi chung là đầu tưới, còn thiết bị cung cấp và tuần hoàn nước cho cây trồng được gọi là thiết bị tưới.

Hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng và tưới tiêu

Mặt trận thủy lợi

Thiết bị chuẩn bị nước sạch thường được trang bị bộ lọc cát và sỏi để loại bỏ cát, và thiết bị làm mềm nước để loại bỏ muối. Nước sạch đã được lọc và làm mềm được lưu trữ trong bể chứa để sử dụng sau này.

Thiết bị pha chế dung dịch dinh dưỡng thường bao gồm ba bể chứa nguyên liệu thô cho phân bón A và B, một bể chứa axit để điều chỉnh độ pH, và một bộ máy trộn phân bón. Trong quá trình vận hành, dung dịch gốc trong các bể A, B và bể chứa axit được máy trộn phân bón pha chế và trộn theo tỷ lệ đã định sẵn để tạo thành dung dịch dinh dưỡng thô, và dung dịch dinh dưỡng thô do máy trộn phân bón pha chế được lưu trữ trong bể chứa dung dịch gốc để dự trữ.

Thiết bị chuẩn bị dung dịch dinh dưỡng

Hệ thống cấp và hồi nước cho việc trồng dâu tây

Hệ thống cấp và hồi nước cho việc trồng dâu tây sử dụng phương pháp cấp và hồi nước tập trung ở một đầu của luống trồng. Do luống trồng được thiết kế dạng nâng và treo, nên có hai loại ống cấp và hồi nước: một là ống cứng cố định; loại kia là ống mềm di chuyển lên xuống cùng với luống trồng. Trong quá trình tưới và bón phân, nước từ bể chứa nước sạch và bể chứa nước thô được dẫn đến máy trộn nước và phân bón tích hợp để trộn theo tỷ lệ đã định (có thể sử dụng phương pháp đơn giản là dùng máy trộn phân bón theo tỷ lệ, ví dụ như Venturi, có thể dùng động cơ hoặc không dùng động cơ) và sau đó được dẫn lên đỉnh của giá treo luống thông qua ống cấp nước chính (ống cấp nước chính được lắp đặt trên giàn mái nhà kính dọc theo chiều dài nhà kính), và ống mềm dẫn nước tưới từ ống cấp nước chính đến cuối mỗi giá treo luống, sau đó nối với ống nhánh cấp nước được đặt trong luống trồng. Các ống dẫn nước nhánh trong rãnh trồng được bố trí dọc theo chiều dài của rãnh, và dọc theo đó, các ống nhỏ giọt được kết nối theo vị trí bố trí của chậu trồng, và chất dinh dưỡng được nhỏ giọt vào môi trường trồng trong chậu thông qua các ống nhỏ giọt. Dung dịch dinh dưỡng dư thừa tiết ra từ giá thể được dẫn vào rãnh trồng thông qua lỗ thoát nước ở đáy chậu trồng và được thu gom vào rãnh thoát nước ở đáy rãnh trồng. Điều chỉnh chiều cao lắp đặt của rãnh trồng để tạo thành dòng chảy liên tục từ đầu này đến đầu kia. Trên các rãnh dốc, nước tưới hồi lưu được thu gom từ đáy rãnh cuối cùng sẽ được thu gom vào cuối rãnh. Một lỗ được bố trí ở cuối rãnh trồng để kết nối với bể chứa nước hồi lưu, và một ống dẫn nước hồi lưu được kết nối bên dưới bể chứa, và nước hồi lưu được thu gom và xả vào bể chứa nước hồi lưu.

Hệ thống cấp và hồi nước tưới tiêu

Tận dụng chất lỏng hồi lưu

Hệ thống tưới hồi trong nhà kính này không sử dụng hệ thống tuần hoàn khép kín như hệ thống trồng dâu tây, mà thu gom nước hồi từ luống trồng dâu tây và sử dụng trực tiếp để tưới rau cảnh. Bốn luống trồng có chiều cao cố định, tương tự như luống trồng dâu tây, được bố trí trên bốn bức tường ngoại vi của nhà kính, và được lấp đầy bằng giá thể để trồng rau cảnh. Nước hồi từ trồng dâu tây được tưới trực tiếp cho các loại rau cảnh này, sử dụng nước sạch trong bể chứa để tưới hàng ngày. Ngoài ra, thiết kế đường ống cấp và hồi nước của luống trồng được kết hợp thành một. Chế độ tưới thủy triều được áp dụng trong luống trồng. Trong thời gian cấp nước, van của đường ống cấp nước được mở và van của đường ống hồi nước được đóng. Khi van đường ống được đóng và van xả được mở, phương pháp tưới này giúp tiết kiệm các đường ống nhánh và đường ống phụ cấp nước trong luống trồng, tiết kiệm chi phí đầu tư và về cơ bản không ảnh hưởng đến năng suất rau cảnh.

Trồng rau cảnh bằng phương pháp thu hồi nước thải.

Nhà kính và các cơ sở hỗ trợ

Nhà kính này được nhập khẩu nguyên chiếc từ Hàn Quốc vào năm 2017. Chiều dài 47m, chiều rộng 23m, tổng diện tích 1081 m².² Nhịp của nhà kính là 7m, chiều rộng mỗi nhịp là 3m, chiều cao mái hiên là 4,5m và chiều cao đỉnh mái là 6,4m, tổng cộng có 3 nhịp và 15 ô. Để tăng cường khả năng cách nhiệt cho nhà kính, một hành lang cách nhiệt rộng 1m được bố trí xung quanh nhà kính, và một lớp rèm cách nhiệt hai lớp bên trong được thiết kế. Trong quá trình cải tạo kết cấu, các thanh ngang trên đỉnh các cột giữa các nhịp của nhà kính ban đầu đã được thay thế bằng dầm giàn.

Cấu trúc nhà kính

Việc cải tạo hệ thống cách nhiệt nhà kính vẫn giữ nguyên thiết kế ban đầu của hệ thống cách nhiệt mái và tường với hai lớp cách nhiệt bên trong. Tuy nhiên, sau 3 năm sử dụng, lưới che nắng cách nhiệt ban đầu đã bị lão hóa và hư hỏng một phần. Trong quá trình cải tạo nhà kính, tất cả các tấm rèm cách nhiệt đều được nâng cấp và thay thế bằng chăn cách nhiệt bằng bông acrylic, nhẹ hơn và có khả năng cách nhiệt tốt hơn, được sản xuất trong nước. Qua thực tế sử dụng, các mối nối giữa các tấm rèm cách nhiệt mái, chăn cách nhiệt tường và chăn cách nhiệt mái khớp với nhau, tạo nên một hệ thống cách nhiệt kín khít.

Hệ thống cách nhiệt nhà kính

Để đảm bảo đủ ánh sáng cho sự phát triển của cây trồng, hệ thống chiếu sáng bổ sung đã được lắp đặt trong quá trình cải tạo nhà kính. Hệ thống chiếu sáng bổ sung sử dụng đèn LED hiệu ứng sinh học, mỗi đèn LED có công suất 50 W, bố trí 2 cột trên mỗi nhịp. Khoảng cách giữa mỗi cột đèn là 3m. Tổng công suất chiếu sáng là 4,5 kW, tương đương 4,61 W/m².² trên mỗi đơn vị diện tích. Cường độ ánh sáng ở độ cao 1m có thể đạt hơn 2000 lx.

Cùng lúc lắp đặt đèn chiếu sáng bổ sung cho cây trồng, một hàng đèn UVB cũng được lắp đặt trên mỗi nhịp với khoảng cách 2 m, chủ yếu được sử dụng để khử trùng không khí không thường xuyên trong nhà kính. Công suất của một đèn UVB là 40 W, và tổng công suất lắp đặt là 4,36 kW, tương đương 4,47 W/m².² trên mỗi đơn vị diện tích.

Hệ thống sưởi ấm nhà kính sử dụng bơm nhiệt nguồn không khí thân thiện với môi trường hơn, bơm không khí nóng vào nhà kính thông qua bộ trao đổi nhiệt. Tổng công suất của bơm nhiệt nguồn không khí trong nhà kính là 210kW, và 38 quạt trao đổi nhiệt được phân bố đều trong phòng. Công suất tản nhiệt của mỗi quạt là 5,5kW, có thể đảm bảo nhiệt độ không khí trong nhà kính trên 5℃ ngay cả khi nhiệt độ ngoài trời là -15℃ vào ngày lạnh nhất ở Bắc Kinh, từ đó đảm bảo an toàn cho việc sản xuất dâu tây trong nhà kính.

Để đảm bảo nhiệt độ và độ ẩm không khí đồng đều trong nhà kính và tạo ra sự lưu thông không khí nhất định bên trong, nhà kính cũng được trang bị quạt tuần hoàn không khí nằm ngang. Các quạt tuần hoàn được bố trí ở giữa nhịp nhà kính với khoảng cách 18 m, và công suất của mỗi quạt là 0,12 kW.

Thiết bị hỗ trợ kiểm soát môi trường cho nhà kính

Thông tin trích dẫn:

Changji Chu, Hongbo, Li, He Zheng, v.v.Tiến sĩ Zhou đã kiểm tra giàn treo dâu tây có thể nâng hạ kiểu tham quan Shiling (Một trăm hai mươi sáu) và các cơ sở vật chất và thiết bị hỗ trợ[J]. Công nghệ kỹ thuật nông nghiệp, 2022, 42(7):36-42.