园艺种植机械化、智能化配套技术集成

本科生URP论文论文题目园艺种植机械化、智能化配套技术集成学生姓名赖姝君学号 0809070326专业农业建筑环境与能源工程年级 2008级指导教师张天柱职称教授学院水利与土木工程学院中国农业大学教务处制2011 年 5月中文摘要随着现代农业的发展，实现设施农业综合生态信息自动监控、对环境进行自动控制和智能化管理，是工厂化农业生产的必然趋势。

本文通过对园艺种植机械化、智能化配套技术的研究，主要介绍温室多功能耕作机、园区农业环境远程监控系统及温室生产智能控制系统等设施、设备的集成和试验。

进行国内外发展现状等资料的收集，对机械化、智能化设备进行集成和总结。

关键字：设施园艺机械化智能化温室控制系统AbstractWith the development of modern agriculture, agricultural facilities, ecological information to achieve automatic control, automatic control of the environment and intelligent management, will be the inevitable trend of industrialized agricultural production. Based on the research of mechanized gardening and intelligent technology, multi-function greenhouse farming machines, the agricultural environment, remote monitoring system, intelligent control greenhouse production facilities, equipment integration and testing are introduced. Present development of domestic and international data on the mechanization of intelligent devices are summarized.Key words: Horticultural Mechanization Intelligent Greenhouse Control System目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)目录 (Ⅲ)引言 (5)1、关于设施农业与设施园艺的概念解析 (5)2、设施园艺的特点 (5)2.1 设施农业主体研究对象 (5)2.2 关于设施农业相关设备、技术与保障体系 (6)2.3 设施农业机械化设备技术 (7)2.4 各种类型能源利用技术 (7)2.5 设施农业品种的选择工作 (7)2.6 专家支持系统 (7)2.7 设施农业网络信息支持系统技术研究 (7)3、国外设施农业发展概况 (8)4、我国设施园艺的发展 (9)4.1 蓬勃发展的现实 (9)4.2 愿意发展中存在的问题 (10)4.3 中国设施园艺行业总体发展方向探讨 (11)5、农业机械与设施农业 (12)5.1 设施栽培的机械设备 (12)5.2 设施内的耕作机械 (13)5.3 适宜日光温室及大棚生产的小型农业机械 (15)5.4 设施农业机械化存在的问题 (16)5.5 发展对策 (17)6、设施农业智能化 (17)6.1 设施农业智能化技术的发展 (18)6.2 智能化系统中的模拟技术 (18)6.3 计算机综合控制管理系统的研制 (19)6.4 智能化农业信息技术的研究与示范应用 (19)6.5 人工智能化农业机械 (19)7、设施园艺实用智能化温室 (21)7.1 主体结构 (21)7.2 组合降温系统 (21)7.3 混合式通风系统 (23)7.4 温室控制系统与管理软件 (23)7.5 作物栽培管理系统 (23)8、设施农业灌溉量控制模型和营养液供给自动控制系统 (24)8.1 控制系统研制 (24)9、设施农业智能化的启示 (25)9.1 发达国家设施农业智能化的基本经验 (26)9.2 推进中国设施农业智能化的总体思路、发展重点和关键技术 (27)9.3 推进中国设施农业智能化建设应注意的几个问题 (28)结语 (28)参考文献 (29)园艺种植机械化、智能化配套技术集成0引言设施园艺是我国农业领域一个重要的方面。

蔬菜、花卉、果品是人民生活不可或缺的农产品，随着人民生活水平的日益提高，对设施园艺产品的需求日益增长，产品的附加值也不断提高，经济效益显著；其内容涵盖了建筑、材料、机械、自动控制、品种、栽培、管理等多种学科和多种系统，因而科技含量高，所以设施园艺的发达程度，往往是一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一。

我国是人口众多的农业大国，在耕地资源、水资源和农业能源相对短缺的条件下，要想保证食品安全，解决“三农”问题，增加农民收入，大力发展设施园艺，实行农业高度集约化经营，应是我国农业发展道路的战略性选择之一。

同时发展有中国特色的设施园艺是我国农业的战略性任务。

中国农业大学URP论文设施农业和设施园艺的概念1 关于设施农业和设施园艺业的概念解析“设施农业”和“设施园艺业”是外来词汇，对应英文为：protected agriculture或facility agriculture、protected horticulture，字面意思即为可保护农业和保护园艺业。

设施农业是指通过采用现代化农业工程和机械技术，改变自然环境，为动、植物生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥和气候等环境条件，而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产的农业。

它是一种集约化程度较高的现代农业，由环境设施和技术设施相配套，具有高投入、高技术含量、高品质、高产量、高效益等特点，是最有活力的农业新产业。

中国农业大学URP论文设施农业灌溉量控制模型和营养液供给自动控制系统2设施园艺的特点2.1设施农业主体研究对象设施农业研究的主体对象主要是温室，学术上从不同的角度出发，对温室有各种分类方法，但生产中通用的温室分类还是按照其使用性能来区分，同种类型中不同的变型按覆盖材料的不同来区分。

目前国内常用的温室类型主要有塑料大棚(禽中小拱棚)、日光温室和连栋温室。

2.1.1塑料大棚是指以塑料薄膜作为透光覆盖材料的单栋拱棚，一般跨度在6.0-12.0m。

脊高2.4-3.5m，长度30-100m以上。

它主要在我国南方地区使用，功能是冬季保温，夏季遮用、防雨；在北方地区使用的主要是起春提早、秋延后作用。

一般比露地生产可提早或延后一个月左右。

由于其保温性能较差，在北方地区一般不用它做越冬生产。

2.1.2日光温室是我国科技工作者在一面坡温室的基础上不断完善提高开发出来的一种具有中国特色的温室形式。

它是以太阳能为主要能源，夜间采用活动保温被在前屋面保温进行越冬生产的单屋面塑料薄膜温室。

该类温室的东、西、北三面墙体和后屋面采用高保温建造材料，在我国北方地区使用，正常条件下不用人工加温可保持室内外温差达20-30℃以上。

此类温室现已推广到北纬30º-45º地区，是北方地区越冬生产园艺产品的主要温室形式。

2.1.3连栋温室是将多个单跨的温室通过天沟连接起来的大面积生产温室。

是当今世界和我国发展现代化设施农业的趋势和潮流。

连栋温室根据结构型式和覆盖材料不同，分为连栋玻璃温室、连栋塑料温室和聚碳酸酯板温室(Pc板温室)。

其中连栋塑料温室又根据覆盖塑料薄膜的层数分为单层塑料薄膜温室和双层充气温室。

Pc板温室也根据聚碳酸酯板材料的不同。

分为Pc中空板温室和Pc浪板温室。

温室的屋面型式有拱圆形、锯齿形和人字形等。

上述谈及了几种温室类型，形式给人感觉单一，不多样化，温室建设的关键问题是应遵循切实可行、低成本、高效、高产等原则进行。

对成熟温室全链条构建过程应象其它产品生产一样，针对某一地域配套组装式批量生产，形成产业化，这样可在广大设施保护地中推广。

目前弄清设施农业主体研究对象很重要，我国设施农业主体研究对象就是温室经济，就是研究温室内外、地上和地下最适宜种植和养殖的环境，研究温室里面-种植和养殖什么，怎样更好的种植和养殖所选品种，研究温室里面出产的产品是否能效益最大化、所建温室是否可持续发展等问题。

当然也不应仅包含温室内种植和养殖业生态环境调控。

只要通过控制技术调控农业生产环境以达到最佳农业生产所涉及的相关行业都应考虑在内。

2.2关于设施农业相关设备、技术与保障支撑体系2.2.1设施农业、设施园艺产业的应用基础研究重点开展设施作物生长发育规律及其调控机制；设施作物抗逆性和光能转化效率以及水分、养分利用效率；设施作物的品质形成和调控规律；设施作物的安全优质生产的调控途径与质量控制；设施土壤障碍机制及可持续利用调控机制；设施环境变化规律及其优化调控等方面的研究。

2.2.2环境调控技术是采用计算机技术实施自动监测、自动调控的技术。

自动测量要素主要包括环境因子和生物因子。

其中环境因子有温度、湿度：风速、光照、CO2浓度、土壤营养、营养液成分等，生物因子有叶温、光合速率、气孔阻抗、蒸散、植株含水量等。

生态环境因素自动控制主要是保温、降温、除湿、加湿、增施CO2、通风、充分采光、补光、遮光、土壤湿度、矿质养分等。

多因素综合控制是把各种作物在不同生长发育阶段需要的适宜环境条件要求输入计算机程序，当某一环境因素发生变化时，其余因素自动作出相应的修正或调整。

2.2.3无土栽培技术无土栽培(Soilless Culture)是指不用自然土壤．而用营养液或营养液与基质栽培作物的方法。

无土栽培系统包括作物生长保护设施，如温室、塑料棚等；容纳基质或营养液的槽、筒、盆、床等；提供作物营养液系统，如营养液的制备、贮存、消毒、注入等；监测调控系统．包括监测调控温度、湿度、光照、CO2浓度、气流速度、pH值、电导度、营养液成分及水位等。

无土栽培大致可分为：水培、喷雾(或喷淋)栽培和基质栽培3种。

2.2.4安全无公害栽培技术安全无公害栽培技术是设施农业技术中的重要技术，设施农业生产最终要达到环境安全无公害、产品安全无公害目的。

2.2.5温室主要性能评价体系研究技术2.2.5.1温室的透光性能透光率是评价温室透光性能的一项最基本的指标。

它是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比。

透光率越高，温室的光热性能越好。

2.2.5.2温室的保温性能衡量温室保温性能的指标除了温室围护结构的保温热阻外，温室的保温比是一项最基本的指标，保温比越大，说明温室的保温性能越好。