天津市集約化育苗增溫技術(shù)及裝備

摘 要： 天津市集約化育苗過程中存在技術(shù)水平與設(shè)備不夠成熟完善的問題，其中冬季低溫是培育壯苗最大的阻力因素，過低的溫度會導(dǎo)致僵苗或者死苗情況的發(fā)生。介紹了4 種可應(yīng)用于集約化育苗的增溫技術(shù)及裝備，并在天津興有農(nóng)業(yè)科技有限公司設(shè)施園區(qū)內(nèi)進行試驗，從能耗、溫度、增溫效果、使用成本等方面進行分析對比。結(jié)果表明，智能溫控電采暖設(shè)備增溫效果最好，地能水空調(diào)設(shè)備使用成本最低。用戶需根據(jù)實際情況因地制宜選擇合適的增溫設(shè)備。

關(guān)鍵詞：設(shè)施農(nóng)業(yè)；集約化育苗；增溫裝備；電采暖設(shè)備；熱風(fēng)爐；地能；生物質(zhì)

中圖分類號：S62 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1795（2024）08-0054-04

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.08.009

0 引言

2022 年中央1 號文件提出“集中建設(shè)集約化育苗工廠設(shè)施”。2023 年中央1 號文件進一步明確提出“加快發(fā)展集約化蔬菜育苗中心”?？梢钥闯?，中央不僅高度重視設(shè)施農(nóng)業(yè)，而且高度重視蔬菜育苗和開展種源卡脖子技術(shù)攻關(guān)。

目前，天津市蔬菜育苗發(fā)展仍存在技術(shù)水平與設(shè)備不夠成熟完善的問題，其中冬季低溫是培育壯苗最大的阻力因素，過低的溫度會導(dǎo)致僵苗或者死苗情況的發(fā)生，所以，選擇合理、有效的設(shè)施增溫技術(shù)及裝備，以提升棚內(nèi)溫度、降低冬季育苗生產(chǎn)風(fēng)險、提高種苗收益是增強天津市集約化育苗產(chǎn)業(yè)中優(yōu)勢種苗競爭和發(fā)展急需解決的重要問題[1-4]。

1 溫度對育苗的影響

任何種子的發(fā)芽、生長都需要適合的溫度，即要在最低溫度和最高溫度之間。當(dāng)設(shè)施內(nèi)的溫度高于生長最高溫度或低于生長最低溫度時，作物的生長發(fā)育就會停止，在作物生長的最高溫度和最低溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，作物的生長發(fā)育加快，所以冬季溫室中保持較高的適宜溫度是種苗茁壯成長的關(guān)鍵[5-8]。冬季育苗可以延長作物生長周期，來年可以提前進入大田栽種生產(chǎn)；集約化育苗管理精細，生長環(huán)境好，可以提高出苗率，有利于培育健壯種苗，使種植戶獲得高產(chǎn)。

2 天津市集約化育苗典型園區(qū)介紹

天津興有農(nóng)業(yè)科技有限公司創(chuàng)建于2017 年，是一家集引種育種、蔬菜育苗、新品種新機械新技術(shù)示范推廣、科技培訓(xùn)、蔬菜回收為一體的綜合性發(fā)展農(nóng)業(yè)公司。公司有8 000 m2 的智能玻璃溫室和41 棟育苗溫室，年培育番茄、西甜瓜、茄子、辣椒和黃瓜等各種蔬菜的自根苗和嫁接苗3 000 萬株以上。

3 增溫技術(shù)及裝備

3.1 智能溫控電采暖設(shè)備

智能溫控電采暖設(shè)備（圖1）利用高效電熱轉(zhuǎn)換方式將電能轉(zhuǎn)換為熱能，這種方式預(yù)熱時間短，進行自動控制較容易，使用簡便，無須外機，熱能恒定輸出，具有漏電保護、相序保護、缺相保護、熱源部分保護、高溫高壓、低壓保護和阻轉(zhuǎn)保護功能[9]。設(shè)備所需電功率為3 檔，分別為14.5、14.5 和21.5 kW，根據(jù)所需供熱面積來選擇不同檔位的輸入功率，3 檔全開時可供1 200 m2 溫室在冬季增溫使用（溫度可達17 °C 以上）。智能溫控電采暖設(shè)備技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

3.2 甲醇燃燒熱風(fēng)爐

甲醇燃燒熱風(fēng)爐（圖2）是集燃燒與換熱為一體高熱效率的空氣加熱裝置，其以清潔能源甲醇為燃料，將加熱后的空氣輸送到大棚內(nèi)進行循環(huán)換熱，對大棚起到升溫作用，提供促進植物生長所需的環(huán)境溫度，燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水，對環(huán)境沒有污染。同時，該熱風(fēng)爐還可將一部分二氧化碳返回到溫室中，促進植物生長所需的光合作用。工作原理為加熱工作時，先將甲醇霧化，霧化后的甲醇在燃燒室（圖3）中燃燒，產(chǎn)生的熱量通過翅式換熱器進行熱交換，將水加熱[10]。經(jīng)過換熱后的低溫?zé)煔鈴臒煔馀欧趴谂懦?，同時循環(huán)泵把翅式換熱器中的液體進行循環(huán)，進入翅式散熱片中，最后利用軸流風(fēng)機工作時形成的負壓，通過回風(fēng)管道接口進入的低溫回風(fēng)把翅式散熱片上的熱量帶走，再由引風(fēng)風(fēng)機將熱空氣經(jīng)過熱風(fēng)管均勻輸送到大棚內(nèi)，完成整個循環(huán)換熱過程。甲醇燃燒熱風(fēng)爐主要技術(shù)參數(shù)如表2 所示。

3.3 地能水空調(diào)設(shè)備

地能水空調(diào)設(shè)備（圖4）是集制冷、制熱為一體的經(jīng)濟型組合，該設(shè)備在增溫過程中熱量來源于兩個方面，一是抽取地下水，將常溫地下水中的熱量抽取一部分，二是加熱室內(nèi)空氣，將兩方面的熱量進行結(jié)合，然后通過帶有大直徑離心風(fēng)葉的送風(fēng)系統(tǒng)實現(xiàn)遠距離送風(fēng)，同時在夏季溫室也可通過該設(shè)備進行制冷降溫。該設(shè)備能耗較低，單機有5 和7 kW 兩種選擇，因該機不配備風(fēng)管，建議在實際使用中溫室兩端各放1 臺單機，形成對流模式。地能水空調(diào)設(shè)備技術(shù)參數(shù)如表3 所示。

3.4 生物質(zhì)顆粒燃燒增溫設(shè)備

生物質(zhì)顆粒燃燒增溫設(shè)備是以玉米、小麥、水稻及木材廢料等為原料，對其進行壓縮后定型成顆粒狀物質(zhì)的設(shè)備（圖5）。該設(shè)備燃燒效率高，燃盡率可達98%，料倉采用隔離送料方式，不會發(fā)生回火和脫火現(xiàn)象，可設(shè)置自動啟停、低溫分段燃燒模式。生物質(zhì)顆粒燃燒增溫設(shè)備技術(shù)參數(shù)如表4 所示。

4 不同增溫設(shè)備能耗及增溫情況對比試驗

通過試驗對不同增溫設(shè)備能耗及增溫情況進行對比。2024 年1 月19—25 日，天津市夜間最低溫度分別為?7.1、?6.0、?12.60、?10.80、?6.80、?5.40 和?4.0 °C，在天津興有農(nóng)業(yè)科技有限公司溫室內(nèi)，對4套不同增溫設(shè)備分別從溫度、用電量、原料使用量、實際產(chǎn)生費用等方面進行7 d 的跟蹤測試（增溫設(shè)備運行時間為20： 00—次日7： 00），試驗結(jié)果如表5 所示（表中數(shù)值為7 d 平均值）[11-13]。

由表5 可知，智能溫控電采暖設(shè)備增溫效果最好。從使用成本分析，甲醇燃燒熱風(fēng)爐產(chǎn)生的使用成本最高，主要來源于原料甲醇，但甲醇燃燒后會產(chǎn)生CO2，反補到溫室中可以提高植物的光合作用，對提高農(nóng)作物產(chǎn)量具有一定的作用；地能水空調(diào)設(shè)備產(chǎn)生的使用成本最低。幾種溫室采暖方式能耗與采暖費用的比較，由于是在相同采暖負荷前提下的比較，其對比結(jié)論對于普通連棟溫室也是適用的[14-15]。用戶在選用時，應(yīng)根據(jù)栽培作物品種和產(chǎn)量，以及價格、投資回報率、設(shè)備使用壽命、折舊率及殘值、維修和維修費用、操作難易程度和使用安全性等因素綜合考察[16]。

5 結(jié)束語

增溫設(shè)備的應(yīng)用可以有效解決冬季溫度過低造成的僵苗、死苗問題，同時可以提高設(shè)施農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，也可以提高設(shè)施園區(qū)低溫雨雪冰凍災(zāi)害防御能力，降低冬季育苗生產(chǎn)成本和風(fēng)險，為設(shè)施農(nóng)業(yè)在冬季高質(zhì)量生產(chǎn)提供裝備保障和技術(shù)支撐。介紹4 種不同的集約化育苗增溫技術(shù)及裝備，并在天津興有農(nóng)業(yè)科技有限公司設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)進行試驗，分別從溫度、用電量、原料使用量、實際產(chǎn)生費用等方面進行7 d 的跟蹤測試，結(jié)果表明，智能溫控電采暖設(shè)備增溫效果最好，地能水空調(diào)設(shè)備產(chǎn)生的使用成本最低。用戶在選擇時，應(yīng)因地制宜選擇最適合的增溫技術(shù)及裝備。

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