轻简化、自动化、节能化,国外设施农业发展的三大特点

文章来源:聚英云农 发布时间: 2022-05-09 17:55:34
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温室规模大,温室结构简单。建设大型温室有利于提高土地利用率,促进机械化运行和产业化生产,提高环境控制稳定性,节约投资。

建设大型温室有利于提高土地利用率,促进机械化运行和产业化生产,提高环境控制稳定性,节约投资。

因此,国外温室一般倾向于大规模、工厂、简化温室结构。温室材料的研究热点也集中在以下五个方面:降低设施结构的遮阳面积;提高结构材料的隔热性能;提高温室和连接部件的密封性;延长设施温室墙的使用寿命;便于温室的安装和拆卸。加利福尼亚新建温室的单体面积超过1hm2,无土栽培技术生产的番茄产量可达75kg/m2。荷兰大部分设施类型为文洛式连栋温室,布置为平行三段结构,单体温室面积为4~5hm2。

温室北部为办公管理区,中部为操作车间区,南部为作物栽培区。每个温室通道安装自动玻璃感应门进行隔断,严格消毒管理进出人员,防止和控制病虫害。

此外,由于铁沟散热约占温室散热的16%,荷兰和以色列一般采用中空铝合金骨架代替传统温室的单层铁沟,不仅减少了设施温室的支撑结构,而且减少了支撑结构的遮光面积,有效增加了设施温室的采光,提高了保温效果。

工业技术引进温室生产,设施农业自动机械化。

美国、荷兰、以色列等发达国家将工业先进技术嫁接到设施农业生产管理,使设施农业具有工厂+农业内涵,温室生产进入高投资、高产出、高效管理模式,实现温室环境因素进入作物生长发育最合适的条件,基本摆脱或避免外部环境因素干扰作物生长,实现作物周年生产和平衡上市的目的。

 

 

目前,以美国、日本政府、荷兰、以色列为代表的发达国家也形成了集温室研究制造、生产要素聚集、生产数据支持、储存运输为一体的设施农业产业体系,具有设施农业设备完善、技术规范、产量稳定、质量安全可靠等特点。例如,荷兰开发了一种用于清洁温室屋顶灰尘的温室清洁装置,以提高温室的透光率。用智能机器人代替人工生产管理,改善设施环境,提高劳动生产率,确保设施运行的统一性和一致性。

设施农业转向低碳节能、绿色环保。

在国外设施农业发展过程中,在保护环境、低碳节能的前提下,对温室能源的有效利用和生态环境的保护进行了大量的研究。节能新材料、新技术、新能源的利用是温室研究的热点和难点。相变储热技术和太阳能的有效利用是最有前途的节能技术。

一些国家通过对温室覆盖材料的涂层处理来改变材料的特性,使其具有防止长波向外辐射、减少热损失的特点,从而达到节能效果。瓦赫宁根大学开发了一种太阳能集热器,可用于温室加热和冷却。集热器可将储存的多余太阳能转化为电能,从而在冬季加热和夏季冷却,节约能源消耗。欧盟明确要求所有温室作物的生产都采用无土栽培,取代传统的种植方式,避免土壤连作障碍,生产健康安全的农产品。

 

 

一些国家使用营养液闭路循环系统,而不是传统的营养液无土栽培技术。通过营养液的回收、过滤、消毒等技术手段,实现了30%~40%的节水、35%~40%的节肥,大大提高了营养液的利用效率,减少了营养液过度排放造成的面源污染。此外,探索温室新光源LED也是节能设备开发的热点之一。

物联网与农业深度融合,促进智慧农业。

随着互联网、大数据、云平台等技术的普及,温室环境控制逐步实现智能化、网络化管理。荷兰已将环境智能控制系统应用于现代设施的花卉生产。根据花卉生长阶段对不同环境因素的需求,物联网技术可以对温度、光照、空气、湿度、化肥等环境因素进行多维控制,结合遥感技术、管理专家系统、地理信息系统等高科技技术,实现花卉生产的高度自动化。

通过研究温室作物生长发育与环境与营养的定量关系,日本政府和以色列将作物生长发育模式和环境控制信息模型应用于温室生产管理,进一步降低了温室系统的能耗和运行成本。日本政府大力发展植物工厂系统,利用传感器自动收集和验证温室内的环境因素,将数据传输到计算机、手机等终端,实现生产过程的自动化、智能化和可视化。

2009年底,日本政府为支持植物工厂建设提供了500亿日元的预算补贴,植物工厂建设迎来了快速发展时期。截至2020年2月底,日本政府拥有386家植物工厂,在数量和面积上位居世界第一。其中,253多家是封闭空间的人工光、人工光、阳光并用植物工厂,建立了农作物连续产出。

 

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