幾種育苗裝備的研究

武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所 盧澤民 王銳 廖劍 杜錚 舒虹杰 李旭

幾種育苗裝備的研究

武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所 盧澤民 王銳 廖劍 杜錚 舒虹杰 李旭

我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，規(guī)?；缙鹬匾饔?。本文結(jié)合育苗企業(yè)和育苗用戶在生產(chǎn)中的實(shí)際使用情況，介紹幾種育苗裝備，分析它們的特點(diǎn)以及使用范圍，為指導(dǎo)育苗提供一些指導(dǎo)性意見和建議，從而促進(jìn)現(xiàn)代育苗企業(yè)和育苗用戶的快速良好發(fā)展。

設(shè)施農(nóng)業(yè)；育苗裝備；特點(diǎn)；指導(dǎo)性

0 引言

苗床即培育植物秧苗的小塊土地，分為露天苗床和室內(nèi)苗床。露天苗床于播種后稍加肥料，任其自然長育，這種方法，多用于春、夏、秋3季。室內(nèi)苗床則分溫床和冷床2種，用人工方法加溫，促使秧苗較快生長的叫溫床；只利用玻璃窗等設(shè)備來吸收太陽熱能以保溫的叫冷床。這2種室內(nèi)育苗方法，多用于冬季及早春，待秧苗長成后始移植于大田。我們一般所指的育苗裝備，通常為室內(nèi)苗床。近年來，隨著我國設(shè)施農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，育苗裝備的需求也越來越多。

1 單層苗床育苗裝備

1.1 固定苗床

固定苗床由苗床網(wǎng)和苗床支架組成，如圖1所示。苗床網(wǎng)由鐵絲網(wǎng)組成，通過自攻螺釘或者焊接固定在橫梁上，苗床支架通常由型材焊接而成。固定苗床顧名思義，苗床網(wǎng)不能移動，是最為傳統(tǒng)的育苗裝備，目前在連棟溫室內(nèi)已較少使用。

圖1 固定苗床

1.2 移動苗床

移動苗床由苗床網(wǎng)、苗床支架以及手輪等組成，如圖2所示。移動苗床標(biāo)準(zhǔn)高度0.75 m，可以進(jìn)行微調(diào)，標(biāo)準(zhǔn)寬1.65 m，也可根據(jù)溫室寬度確定，長度可根據(jù)用戶要求定作；移動苗床網(wǎng)格為130 mm×30 mm，苗床采用熱鍍鋅材料，防腐性能高，承重能力好，壽命長。移動苗床可通過手輪驅(qū)動苗床面，向左、右移動300 mm，能使溫室的使用面積達(dá)80%左右，并且操作簡單，移動方便。在移動過程中，設(shè)有限位防翻裝置，防止由于偏重引起的傾斜問題。移動苗床是目前溫室育苗的主要裝備，以其較高的操作便利性和水平面積利用率，廣泛應(yīng)用于連棟溫室中進(jìn)行高經(jīng)濟(jì)作物種植、種苗培育等。

圖2 移動苗床

2 自動覆膜控溫移動苗床

自動覆膜控溫移動苗床是武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究所研制開發(fā)的育苗裝備，它構(gòu)建了基于移動苗床的溫室“小環(huán)境”解決方案，主要包括兩大系統(tǒng)：一是自動收卷、覆膜機(jī)構(gòu)，由管狀電機(jī)驅(qū)動的自動卷、覆膜機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)苗床上塑料薄膜的自動卷收和覆蓋；二是加熱、自動控溫系統(tǒng)，由電熱膜、溫控器和感溫探頭等組成，可實(shí)現(xiàn)苗床加熱、保溫、斷電的自動控制。該育苗裝備能夠降低勞動強(qiáng)度、提高作業(yè)效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。作為工廠化育苗過程中的新型育苗裝備，為工廠化育苗柔性化生產(chǎn)提供了便利，可針對不同種苗的農(nóng)藝要求在同一溫室內(nèi)實(shí)現(xiàn)集群管理[1]。

圖3 自動覆膜控溫移動苗床

3 多層立體苗床

上面所述的移動苗床在連棟溫室中雖然應(yīng)用很廣泛，但也仍然存在問題，目前一般移動苗床只有一層，相對連棟溫室巨大的空間，上部空間未充分利用，空間利用率偏低，單位空間育苗面積少，育苗產(chǎn)出率不高。圖4為育苗中常見的多層苗床，有階梯型的，有抽屜型的。多層苗床一般2～4層，苗床層之間的層高由育苗作物確定，根據(jù)育苗作物的不同，可以增加補(bǔ)光系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)，整個(gè)多層苗床改善了溫室內(nèi)部層次空間，大大提高了溫室空間利用率[2]。

圖4 多層苗床

4 旋轉(zhuǎn)式立體苗床

旋轉(zhuǎn)式立體苗床是一種能夠旋轉(zhuǎn)的苗床，通常通過電機(jī)帶動鏈輪，鏈輪和鏈條嚙合帶動鏈條上的苗床架轉(zhuǎn)動，從而形成周而復(fù)始的旋轉(zhuǎn)。常見的旋轉(zhuǎn)式立體苗床有圓盤式旋轉(zhuǎn)立體苗床、單列式旋轉(zhuǎn)立體苗床以及多列式旋轉(zhuǎn)立體苗床[3]等，如圖5所示。

圖5 旋轉(zhuǎn)式立體苗床

旋轉(zhuǎn)式立體苗床是現(xiàn)在比較新型的一類育苗裝備，它不僅有效地利用了溫室的垂直空間，提高了育苗的產(chǎn)量，還具備以下優(yōu)點(diǎn)：采用鏈傳動結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)育苗架循環(huán)運(yùn)動，保證育苗過程中均勻采光，滿足作物育苗期生長的需要；大量節(jié)省土地使用面積，節(jié)省大量人力，降低勞動成本；灌溉方式簡單，大量節(jié)省用水，減少土質(zhì)營養(yǎng)流失，提高利用率；可在同一溫室內(nèi)實(shí)現(xiàn)集中控制管理，實(shí)現(xiàn)了育秧育苗過程的自動化。

5 植物工廠

植物工廠，從廣義上講涵蓋了從利用自然光到人工光和混合光源的所有設(shè)施園藝，從狹義上講則是專指利用環(huán)境自動控制、電子技術(shù)、生物技術(shù)、機(jī)器人和新材料等進(jìn)行植物生長的溫度、濕度、光照、CO2濃度和營養(yǎng)液等環(huán)境條件進(jìn)行自動控制，使設(shè)施內(nèi)植物生長不受自然氣候制約的省力型生產(chǎn)[4,5]。在植物工廠的育苗階段，利用這些新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)育苗的最優(yōu)化生產(chǎn)，生產(chǎn)出品質(zhì)好、產(chǎn)量高、周期短、速度快、污染少、效益高的育苗產(chǎn)品。雖然植物工廠普通存在成本高、能耗高等問題，但其較高的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率、土地產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率以及優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品等，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段和必然趨勢。

圖6 植物工廠

6 結(jié)論

苗床育苗裝備的種類繁多，上述只是對幾種常見的苗床進(jìn)行了研究和總結(jié)。對于育苗企業(yè)和育苗用戶而言，為了節(jié)約建造初期的成本，通?？梢允褂闷胀ǖ囊苿用绱?，但后期人力成本相對較高。為了提高溫室空間利用率，實(shí)現(xiàn)溫室垂直空間的高效使用，可以選擇多層苗床或者旋轉(zhuǎn)式立體苗床。為了實(shí)現(xiàn)差異化柔性生產(chǎn)，可以選擇自動覆膜控溫移動苗床。為了便于自動控制，實(shí)現(xiàn)全自動化管理，植物工廠是一個(gè)很好的選擇。

[1]廖劍，王銳.自動覆膜控溫移動苗床的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[C].全國設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展與安全高效栽培技術(shù)交流會，2015.

[2]盧澤民，王銳，杜錚等.多層苗床立體架有限元分析與研究[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2016，(4):54-55.

[3]李秋林.多功能全自動立體式育苗設(shè)備,2013/07/03,中國,CN203027814 U.

[4]商守海，周增產(chǎn)，卜云龍等．JPWZ-1型微型植物工廠的研制[J].農(nóng)業(yè)工程，2012，2(1):44-47.

[5]胡永光，李萍萍，堀部和雄．日本的植物工廠及其新技術(shù)[J].世界農(nóng)業(yè)，2002,283(11):45-46.

2017-05-03）