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　　1 現代溫室及其發展前景

　　現代溫室是利用溫室效應,采用溫室自動控制、物聯網技術、溫室環境監測等高新科技的一項產業亮點,它能夠改變小環境氣候,為作物的生長發育創造良好的條件,擺脫自然條件和氣候條件的制約,從而延長生產季節,獲得最佳的產出,甚至可以實現作物的反季節栽培以及品種的改良。現代溫室不僅使單位面積產量大幅度的增長,減少了資源投人,而且使全年蔬菜瓜果的供應得到了保證和平衡。

　　世界各國的現代溫室是于20世紀60年代逐步完善并發展的。二戰后,各國都致力于本國的經濟發展,因此經濟迅速恢復和快速發展,人們的生活質量大幅度提高,對農產品提出了更高的要求。隨著科學技術的進步和工業化水平的提高,也加快了農業工業化的進程,現代溫室應運而生,在全球迅速崛起。

　　從世界上現代設施園藝發展情況來看,特別是發達國家,現代溫室大都以大型連棟溫室為主。在今后一個時期,隨著科學技術的發展,全球經濟的一體化和社會的進步,現代溫室將以節能、環保和改善工作條件為核心,深人廣泛采用新技術、新工藝、新材料等新技術,向高度自動化智能化、工廠化的方向穩步持續快速地發展。

　　2 現代溫室的環境原理與控制技術

　　一切生物的生長都需要一個適宜的環境,包括光照、溫度、水分、土壤、大氣等,各個環境因子是相互聯系、相互促進和相互制約的,而且它們對作物的影響是隨著生長發育階段的推移而變化的。

　　2.1光照控制

　　光照是現代溫室環境因子中的一個重要組成,光合作用的效果不僅與光的波段、光照強度所決定,而且還受光照的累積時間和光照周期所影響,因此對光照的研究和控制則尤為重要。光照控制主要有光照強度控制和光照周期控制兩種方式,在控制中,利用光照強度測定儀和定時器等基本的傳感器控制部件,實時檢測動態光照強度變化,配合時鐘控制,從而完成對光照的控制。常采用遮陽和人工補光兩方面的措施。

　　溫室遮陽是利用具有一定透光率的材料遮擋一部分多余的光照,這樣既保證溫室作物正常生長所需要的光照,又防止多余的太陽輻射能在溫室聚集,造成室內溫度過高。溫室遮陽分為室外遮陽和室內遮陽。

　　在冬春季節,光照時間較短,光線較弱,光照就成了作物生長發育的主要限制因素。人工補光即根據作物生長發育所需要的光照強度、周期和時間,采用不同的人工光源來對作物進行補光。

　　2.2溫控技術

　　溫度是作物賴以生存和生長的環境因子,溫度過高和過低都會對作物造成致命的災害。溫度控制是現代溫室環境因子中控制手段最完善的環節。溫度控制包姆退室溫度管理及各種保溫、加溫、降溫措施。

　　2.2.1溫室保溫

　　溫室保溫可以有效地減少溫室熱損失,提高溫室溫度,節約能源。目前采用較多的保溫措施主要有:溫室外附加保溫材料;降低溫室高度,減少溫室外表面積;改變溫室結構形式,增加采光量;設置內保溫幕;改進覆蓋材料;選用導熱性差的透光覆蓋材料;改進覆蓋材料的安裝方法,提高溫室的密閉性等。

　　2.2.2溫室加溫

　　溫室采暖系統一般由熱源、室內散熱設備和熱媒輸送系統組成?，F在溫室中常用的采暖方式主要有熱水采暖、蒸汽采暖、熱風采暖、電熱采暖和輻射采暖等。供暖方案的選擇要依據當地的氣候特點、溫室的采暖負荷、當地燃料的供應情況和投資管理水平等。

　　2.2.3溫室降溫

　　溫室降溫主要有通風降溫、遮陽降溫和蒸發降溫等方式。通風又有自然通風和強制通風;遮陽有室內遮陽系統和室外遮陽系統及在溫室表面刷涂料的遮陽方法;蒸發降溫主要有彌霧降溫和濕簾降溫。2.3CO:施肥技術C仇影響作物的光合作用,與作物生長有直接關系。增施C02、提高溫室中CO:濃度,可以促進作物生長,提高作物的產量和質量。CO:施肥技術包括施肥適宜濃度和施肥時間。Co:施肥時間需要根據作物的種類具體對待。一般來講,作物光合作用主要集中在上午進行,在晴天日出后30min后開始進行CO:施肥。

　　2.4灌溉與施肥技術

　　溫室是一個相對封閉的生產設施,自然降水不能被直接利用,因此溫室內作物需要的水分完全依靠人工灌溉措施來保證?，F代溫室兼具自動化和智能化的特點,即可以根據作物的需要自動及時提供作物適宜的生長環境。在現代化溫室中,采用微灌方式,即利用微灌系統設備按照作物需水要求,通過管道系統與安裝在末級管道上的特制灌水頭,將水和作物生長所需要的養分以較小的流量,均勻、準確的直接輸送到作物根部附近的土壤表面和土層作物葉片,實現局部灌溉,使作物葉面或根部保持在水、肥、氣最佳的狀態。

　　現代溫室施肥技術是隨著微噴灌同時進行的,即采用水肥的方式,這樣可以迅速、大面積地完成,并且施肥均勻、省力、省時、安全,避免浪費。施肥器受計算機或小型控制器控制,可以實現精確施肥。其自動控制結構框圖如下所示。

　　自動控制施肥系統采用分塊結構和模塊化的設計方案,是一個兩級分布式系統,具有靈活性強、功耗低、可靠性高等優點。上位機主要完成溫室測控數據的顯示、編輯、存儲和打印輸出等數據管理以及智能決策、歷史資料統計分析等功能;下位機在現場對溫室就地測控,可巡回檢測多個環境參數,并根據設定的數學模型,直接控制被控對象,可通過Rs422或RS485串行接口接收上位機的指令或將測控數據送至上位機進行存儲。

　　2.5溫室環境的自動監測技術

　　現代溫室控制系統就是依據溫室內外裝設的溫濕度傳感器、光照傳感器、CO:傳感器采集數據信息,通過控制設備對驅動以行機構對溫室內的環境氣候和灌溉施肥進行調節控制,以滿足作物生長發育的需要。溫室控制方式分為手動控制和自動控制兩種方式;根據控制因素又可以分為單因子控制、多因子控制、“環境模型+生理模型”的綜合控制和最優控制。

　　2.6溫室節能技術

　　現代溫室生產是一種高產出高能耗的新產業。

　　本著綠色農業和可持續發展戰略,溫室節能非常重要,溫室節能技術是指降低溫室作物生產中能耗的各種措施。溫室能耗的能量包括光、熱、水、電、肥等。我們可以考慮的節能措施重要有以下幾個方面:?溫室選址規劃時,注意選擇向陽、近熱源的場地,并避開風口;?溫室構造設計時,使用高保溫性能的圍護材料,雙層充氣,保溫遮陽,降低溫室冷風滲透,進行周邊保溫與冷處理;?溫室管理中采用變溫管理。

　　3 小結

　　現代溫室受環境因子的制約,采用先進的控制技術,對溫室環境因子加以控制,使之為作物的生長提供適宜的條件,能夠實現高品質、高產出,并可以均衡周年蔬菜瓜果的供應,并可以種植名貴花草、中藥、蔬菜、瓜果等,市場的發展潛力巨大。