设施农业工程机械化技术

设施农业工程机械化技术

设施农业是具有一定的设施，能在局部范围改善或创造环境气象因素，为动植物生度发育提供良好的环境条件，而进行有效生产的农业。设施农业主要包括设施栽培和设施养殖，前者的主要设备有各类塑料棚、各类温室、人工气候室及其配套设备。后者主要设施有各种保温、遮荫棚和现代集约饲养的畜禽及配套设施设备。设施农业是农业工程学科领域，是依靠科技进行形成的高新技术产业，是当今世界最具活力的产业之一，也是世界上各国用以提高新鲜农产品的重要技术措施。设施农业是一个工程问题，同时也是个新的生产技术体系。设施农业属于高投入、高产出、资金、技术、劳动力密集型的产业。

一、发达国家设施农业的基本情况

二战后的几十年来，设施农业在全球迅速崛起，目前发达国家的设施农业己形成成套技术，完备的设施设备、生产规范、产量的可靠性与质量的保证体系，并在向高层次、高科技和自动化、智能化方向发展，将形成全新的技术体系。

荷兰是土地资源极度贫乏的国家，主要靠围海造田等手段来扩大耕地，全国有13000多公顷玻璃温室，设施园艺己成为国民经济的支柱产业，农产品出口多达400多亿美元，成为

仅次于美、法的第三大农产品出口国。他们依靠设施发展花卉产业，成为世界上第一大花卉出口国，是世界的花卉贸易中心，从荷兰拍卖市场出口的鲜切共占世界贸易出口量的70%，而我国仅为1%。

日本的栽培设施主要是塑料大棚和临时采暧的塑料温室，也有部分玻璃温室。法国、西班牙等国主要发展塑料温室栽培，以色列国以其节水灌溉技术先进而闻名于世，多采用大型塑料温室、全自动控制，全国有1800多公顷塑料温室，年产10亿支以上鲜切花，其出口量居世界的第三位。美国农业素来以适地栽培著称，但近年设施栽培也有加快发展的势态。

二、我国设施栽培的现状

我国设施栽培历史悠久，但现代设施栽培起步较晚，近年来发展迅速，其类型主要是塑料中、小拱棚、塑料大棚、日光温室和现代温室。所栽培的作物以蔬菜、花卉及瓜果类为主。据统计，到1997年，全国设施栽培面积达到120万hm

2，己成为总面积最大的设施栽培的国家，其中塑料中、小棚面积56万hm2，塑料大棚面积29万hm2，各类温室面积35万hm2，其中日光温室34万面积hm2，我国在北纬40度以上地区发展的日光温室技术令世人瞩目。

我国设施栽培虽有长足的进步，但也存在以下主要问题：一是总体水平特别是科技水平低；二是设施水平低，抗御谈虎色变自然灾害的能力差；三是机械化水平低，其劳动生产率

只相当于日本的五分之一；四是栽培术不配套。三、塑料棚技术

塑料棚是一种简易的保护地栽培设施，由于其建造容易、使用方便、投资较少，而被世界各国所普遍采用。从塑料棚的结构和建造材料上分析，应用较多的主要有如下四种类型：（一）中、小拱棚

中、小拱棚是我国目前应用最为广泛的一种简易栽培设施，约占全国设施栽培面积的47%。中、小拱棚的跨度一般为1.5－4m，高度为0.8－2m，长度为30－40m。建造材料主要为竹片、细竹竿、树枝、钢筋和钢管。把竹片等弯成圆弧形，两端插入地下（30－50cm），顶端形成拱形，用一根纵向拉竿将各拱杆连接起来，拱架上覆盖薄膜，拉紧后端头插入土中，构成中、小棚。

在长江中下游，工厂化生产的钢管装配式塑料中、小棚有较多的应用，常采用直径22mm的热镀锌钢管构成主要构件，用专用卡具连接，现场组装。其跨度为4m，高度1.8－2m，长度20－40m。

（二）简易竹木结构大棚

简易竹木结构大棚的跨度为6－12m，肩高1－1.5m，顶高1.8－2.5m，按跨度方向每2m设一立柱，地下埋深50cm，将竹片固定在立柱顶端，形成拱形，两端加横木埋入地下夯实，拱架产距1m，并用纵拉杆连接，形成整体，拱架上覆

盖薄膜，拉紧后膜的端头埋入四周的土中，拱架间的薄膜上用压膜线或8铁丝，用竹竿等压紧薄膜。其优点是取材方便，造价较低，建造容易，缺点是棚内柱子多，遮光率高，作业不方便，寿命短，抗风雪载荷能力差。

（三）焊接钢结构大棚

焊接钢结构大棚拱架是用钢筋、钢管或两种结合焊接而成的平面桁架，上弦用直径16mm钢筋或20mm的钢管下弦用12mm的钢筋、纵拉杆用9－12mm的钢筋。跨度8－12m，顶高2.6－3m，长度30－60m，拱间距1－1.2m，拱架上覆盖薄膜，在拱间的膜上设压线压紧薄膜。其优点是骨架坚固无立柱，棚内空间大，透光性好，作业方便，但需一至二年给骨架涂刷一次油漆防锈，一般使用寿命可达6－7年。（四）热镀锌钢管装配式大棚

热镀锌钢管装配式大棚的拱架、纵拉杆、端头立柱均为薄壁钢管，用专用卡具连接形成整体，所有插件和卡具采用热镀锌防锈处理，我国己形成有20多种工厂化生产的系列产品，其跨度6－12m，肩高2.5－3m，拱间距0.5－1m，长度20－60m，用纵向拉杆连接各拱架，使其固定成整体，骨架上覆盖薄膜，拱架间的膜外用压膜线压紧，可设卷膜机构卷膜透风，用保温幕保温，遮荫网遮荫和降温。

这种大棚为组装式结构，建造方便，有利于作物生长，构件抗腐蚀，整体强度高，承受风雪载荷能力强，使用寿命可达

15年以上，是世界各国普遍采用的最先进的大棚骨架结构。GP系列塑料大棚骨架，均采用内外热镀锌的炭素钢管作为主体构件材料。整体骨架由拱秆。纵横向拉杆等主要构件和专用卡具构成。各构件间主要有管与管、管与卡槽、卡槽与卡槽三种连接方式，其棚形主要有圆弧落地拱形和倾斜壁拱圆形顶两种类型。该棚形的基本参数是：管径22mm＊

1.2mm；5mm＊1.2mm，跨度4－13m，肩高1－1.5m，脊高

2.5－3m，长度20－60m，承载风压31－35kg/m，承载雪压23－35kg/m，承载作物吊重15kg/m，耐久年限15年以上。

四、日光温室技术

日光温室是采用较简易的设施，充分利用太阳能，在寒冷地区一般不加温进行蔬菜越冬栽培的设施，也是我国独有的一种设施。主要在北纬40度以上的寒冷地区适用，因此在我国北方地区，主要依靠日光温室从事设施栽培。日光温室的结构主要有竹木结构、钢木结构、钢－钢混凝土结构，全钢结构，全钢筋混凝土结构、悬索结构、热镀锌钢管装配式结构等。

日光温室主体结构参数是；温室跨度一般在5－8m，温室脊高一般为2.5－3.2m，温室后墙高度一般为1.8－2.0m，后坡仰角一般为30－45度之间，温室长度一般取50－60m，温室面积是跨度与长度的积，在北纬40度以上地区，温室跨度在6m以下，北纬35－40度地区，温室跨度在6－7m，北