农业设施工程资料.docx

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农业设施工程资料

农业设施工程学复习材料

第一章：

1—2设施农业工程的发展现状与趋势

一、设施农业工程的定义

定义：

应用现代工程技术手段进行设施农业生产的科学，主要研究设施农业生产的规律以及工程技术在设施农业生产中的应用。

包含生物工程、建筑工程、机械工程和环境工程等多学科内容

1、设施农业的基本概念（内容+手段＋目的＋技术体系＋目标）

内容：

包括设施栽培和设施养殖，是现代农业技术与工程技术的集成。

手段：

采用现代农业工程技术，改变自然环境

目的：

为动植物生产提供最适宜的环境条件，一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产。

技术体系：

现代农业技术包括现代化的栽培、育种技术，农产品的加工处理技术等：

设施农业工程技术包括温室设施、环境调控和机械设备等。

目标：

实现科学利用资源、能源，提高土地利用率、劳动生产率和单位面积优质农产品产出率，实现早熟、高产、优质、高效的集约化农业生产方式。

2、设施农业工程技术的特点：

1）高效性：

提高工作效率

2）高能性：

减轻劳动强度

3）集约性：

节约劳力，降低成本

4）载体性：

蕴含先进技术

5）精细性：

增强灵活性和适应性

3.设施结构主要有小拱棚，塑料大棚，小型温室，现代化温室，工厂化温室

4.温室产品多样化、特色化、专业化、规模化

二、国外设施农业工程的趋势

2）国外设施农业工程的趋势

1、温室建筑面积呈扩大化趋势（大型化）

2、设施结构与建筑材料多样化

3、温室产品多样化、特色化、专业化、规模化

4、温室栽培管理向智能化、网络化、标准化发展

5、温室节能技术称为研究的重点

6、设施研究趋于多学科综合性研究

三、我国设施农业工程的现状与趋势

我国设施农业应用主要是塑料大棚、日光温室及连栋温室，也有少量应用先进工程技术的只能温室，其中节能、环保的日光温室为我国所独创。

我国设施农业由早期的地膜覆盖栽培、园艺作物温室栽培和无土栽培→工厂化种植和工厂化农业车间生产迅速发展。

二）我国设施农业的发展现状

1、我国设施农业发展迅速

2、设施栽培分布由北向南扩展

3、农业设施逐步向大型化发展

4、设施农业工程关键技术取得进展

1）温室保温节能技术

2）温室夏季降温技术

3）无土栽培技术

4）计算机在温室设施中的应用

5）设施新品种选育方面取得长足进步

6）初步构建了设施农业生产技术体系

三）我国设施农业工程存在的问题

1、设施水平低，调控能力差，抗御灾害能力差

2、机械化程度低，劳动强度大

3、设施栽培技术不配套，科技含量低

4、关键技术和基础性研究不够

5、设施农业的副作用亟待研究

6、某些引进的现代温室设施投资大、管理不善、低产高耗

四）我国设施农业工程的发展趋势

我国设施农业工程的发展将在满足社会需求总量的前提下协调发展，着重增加品种、提高质量，向着节能化、专业化、自动化、机械化、智能化、产业化、高科技的工厂型农业发展，逐步实现规范化、标准化、产业化生产，形成具有中国特色的技术和设施体系。

从生物—环境—工程三方面，将单项技术进行综合配套、规范化、系统化，开展农业生物与环境因素及工程设施间相互作用规律的应用基础研究，开发现代化设施农业的环境调控技术与设施，大力发展农业生物环境与能源工程技术。

1、设施与设施农业产品生产的标准化

2、加强采后加工处理技术的研究开发

3、加强设施旅农业机械化，自动化、智能化研究

4、加强适于工厂化栽培专用新品种的选育

5、加强节能技术研究，注重环境保护，发展绿色食品

6、进行植物工厂的研发

7、设施配套装备与技术研究开发

当前我国农业发展的趋势：

①工业反哺农业，城市支持农村②国家立法推进农业现代化的发展

“十一.五”期间农机化优先发展什么？

四大领域：

①以提高生产率、降低能耗为主的现代农业装备技术

②以提高农民收入为主的农产品加工增值技术

③以改善生态环境为主的环保节能技术

④以发展精准农业为目标的智能型农业装备与电子信息化技术

国家中长期科学技术发展纲要2020

4.农业

发展思路:

（4）积极发展工厂化农业，提高农能劳动生产率。

重点研

究，农业环境调控、超高产高效栽培等设施农业技术，开发现代多功能复式农业机械，加快农业信息技术集集成应用。

优先主题:

（23）多功能农业装备与设施

重点研究开发适合我国农业特点的多功能作业关键装备，经济型农林动力机械，定位变量作业智能机械和健康养殖设施技术与装备，保护性耕作机械和技术，温室设施及配套技术装备。

（24）农业精准作业与信息化

重点研究开发动植物生长和生态环境信息数字化采集技术，实时土壤水肥光热探测技术，精准作业和管理技术系统，农村远程数字化，可视化信息服务技术及设备，农林生态系统检测技术及虚拟农业技术。

自动化、智能化核心技术——“7S”：

1、GPS—GlobalPositioningSystem（全球定位系统）

2、GIS—GeographicalInformationSystem（地理信息系统）

3、RSS—RemoteSensingSystem（遥感系统）

4、SS—SimulationSystem（模拟系统）

5、ES—ExpertSystem（专家系统）

6、DSS—DecisionSupportSystem（决策支持系统）

7、ICS—IntelligenceControlSystem（智能控制系统）

“7S”技术的功能分类：

前“3S”用于信息采集；后“3S”用于信息处理及决策；ICS用于决策的执行

七大研究重点：

1、设施农业机械

2、节水技术及设备

3、新型植保机械

4、农产品加工设备

5、安全高效畜禽养殖技术

6、大田作业机具

7、水产品标准化养殖技术与装备

全国将推广10种农机化技术

1、经济作物机械化生产技术

2、设施农业工程机械化技术

3、农产品加工机械化技术（稻麦、茶叶、食用菌）

4、保护性耕作技术和行走式节水灌溉技术

5、农用航空技术（病虫草害、叶面施肥、人工降水护林防火）

6、玉米营养体移栽机械

7、水稻种植和收获机械

8、秸秆还田机械化技术

9、粮食产地烘干机械化技术

10、木业机械化技术

四．育苗与无土栽培设施

4.1育苗设施

1、园艺植物育苗在生产上的意义：

a缩短占地时间，增加大田复种指数，提高土地利用率。

b育苗能使园艺植物提早或延迟收获，实现反季节栽培及周年均衡供应，提高园艺植物生产的经济效益和社会效益。

c提高园艺植物质量。

d易于应用先进技术。

如近年推广的工厂化育苗、电热温床育苗以及穴盘育苗等新技术。

2、育苗设施：

主要指在育苗生产过程中所使用的机械设备以及辅助设备，主要包括温室、塑料薄膜拱棚、电热温床、扦插床、精量播种设备、补光设备、增施CO2设备、浇水设备、育苗容器、遮荫设备等。

育苗架：

为了充分利用温室空间，广泛采用育苗架进行立体多层式育苗。

育苗架有固定式和移动式两种。

活动式育苗架代替了固定式育苗架，它由支柱、支撑板、育苗盘支持架及移动轮等组成。

育苗钵：

是指培育秧苗用的钵状容器。

按材料不同可分为塑料育苗钵有机质育苗钵。

育苗筒：

是圆形无底容器，按材料分塑料筒和纸筒。

电热温床：

主要由电加温线、控温仪、开关、导线等组成，功率大时，可外加交流接触器。

电加温线：

是将电能转为热能的器件。

分为土壤电加温线和空气电加温线。

温控仪：

使用时温度传感器放到土壤中，控温仪温度旋钮旋到设定温度值。

当温度传感器内的热敏电阻感受的实际温度高于或等于设定温度值时，控温仪的交流电桥便输出正信号或零信号使继电器的触头断开，切断电源.反之则输出负信号，经放大驱动继电器使交流接触器的接通电源，使电加温线通电加温。

交流接触器

交流接触器的线圈电压有220V和380V两种，选用CJ系列的交流接触器较好。

电热温床的功率选择

每平方米所需功率取决于当地的气候、作物需要的温度和温床散热等因素。

一般蔬菜育苗功率取100-150W/M2.

总功率W=总面积（加温面积）X每平方米所需功率

电加温线根数n=总功率W/电加温线额定功率（n取整数）

布线间距计算

设温床的实际加温面积：

长A=15M宽B=1.35M

已选定功率为100W/m2

加温面积S=AXB=15X1.35=20.25m2

总功率W=20.25X100=2.025kw

选择DV21012（电压220V，电流5A,功率100W,长度120M）

型电加温线根数:

n=2025/1000=2.025根取n=2

加温布线条数:

N=（电加温线总长一床宽B）/实际电加温线长A=（120X2—1.35）/15=15.91

布线平均间距t=宽度B/（N-1）=1.35/（16一1）=0.09（m）

为方便接线，使两端导线处在同一边，N应取偶数，本例取n=16

蒸发冷却：

是利用水分蒸发吸热，达到降低空气温度的一种措施.空气热力学过程是绝热加湿过程（近似为等焓过程）。

耗水量少，吸热效率高，装置简便，是一种生产性降温方式，但是它会增加空气湿度，不适于高湿的气候条件下应用。

温室的热平衡原理

1.温室热平衡

温室从外界得到的热量与自身向外界散射的热量的收支状态，称为温室的热量平衡。

温室的热平衡方程

（Qs+Qm+Qh+Qr）－（Qw+Qf+Qvs+Qv1+Qp）=0

日光温室内气温的热量平衡计算：

[温室内空气获得的热量]=[来自文思覆盖材料内表面的对流传热量]+[由内外通风换气产生的传热量]+[来自土壤表面的传热量]+[来自作物表面的传热量]

“温室效应”：

玻璃和塑料薄膜等具有能大量透过短波辐射而很少透过长波发射的特性。

因此，玻璃温室白天能大量透进太阳辐射，但低温物体的长波辐射难以透过玻璃，是大部分太阳辐射能被截留，使温室气温上升。

温室的升温作用中只有1/3是靠“温室效应”起作用，其余的2/3是靠温室副覆盖材料的不透气性，阻断了温室内外气流交换，减少了空气对流的热量损失而起的作用。

日光温室内热量平衡时得热量（Q收）应与放热量（Q支）相平衡。

当得热大于失热时，即Q收>Q支，表达式为：

Q收=Q支+▲Q或▲Q=Q收-Q支

式中▲Q——蓄积于室内的热量，当▲Q为正值时，温室内得热多而升温，反之则反。

热量平衡时日光温室小气候形成的物理基础，也会死日光温室建造设计和栽培管理的依据。

日光温室内的热交换式极为复杂的。

a.热量的表现形式和传递方式多种多样；b.温室板封闭系统中各种物体之间进行着复杂的热交换；c.温室的热状况因地理位置、海拨高度、不同季节与时刻和天气状况的不同而有很大差异；d.温室的热量收支还受结构、管理技术等地影响。

包括“辐射+对流→传导→辐射+对流”三种传热方式在内的传热形式，称为“贯流放热”、“综合放热”或者“投射放热”。

日光温室的放热

贯流放热把透过覆盖物和维护结构的放热过程称为贯流放热。

贯流放热的大小与气温差、覆盖物及维护结构面积、材料的热贯流系数成正比。

贯流系数是指每平方米的表面积，在室内外温差为1°C的情况下每小时放出的热量，它是一项和建筑材料导热率及材料厚度等有关的数值。

贯流放热自温室的全部放热量中占绝大部分。

减少贯流放热的有效途径是讲的覆盖物及维护结构的导热系数。

缝隙放热温室内的热量通过覆盖物及维护结构的缝隙以对流的方式将热量传质室外，这种放热称为缝隙放热。

缝隙放热包括显热热量和潜热热量两部分。

缝隙放热只是贯流放热量的10%左右。

建造中注意温室门的朝向，避免将门设置在与季风方向垂直的方向，尽量减少各种缝隙。

第四章．育苗与无土栽培设施

4.1育苗设施

一概述

1，园艺植物育苗在生产上的意义：

a缩短占地时间，增加大田复种指数，提高土地利用率。

b育苗能使园艺植物提早或延迟收获，