温室大棚种植中温室自动化设备的现状和发展趋势温室大棚种植中温室自动化设备的现状和发展趋势.doc

托普物联网开创智慧农业新时代！ 温室大棚种植中温室自动化设备的现状和发展趋势 摘要：温室种植已经在世界范围内得到了广泛的应用．针对因内外种类繁多的温室种植自动化设备，本文在论述其功能及应用情况的基础上，分析了目前周内外温室自动化种植设备存在的问题和发展趋势． 关键词：温室环境控制；温室自动化设备；自动化移植；图像识别 近年来，温室种植在世界范围内被广泛应用，温室自动化设备各也随着温室种植的推广逐渐发展起来．传统温室种植不仅生产率低下，而且无法突破室外气候环境的影响．目前，在温室内环境控制和育苗过程中，都已有相应的自动化设备问世． 经过近20年的发展，我国温室种植取得了一定的成效。国内温室生产面积(包括日光温室、塑料大棚)已达到120万hm2，跃居世界第一，温室设备产品、实际应用和配套技术研究等方面发展速度较快，形成了不同档次??不同系列化的温室产品，己初步形成一定的产业规模．但温室设备生产和温室种植应用仍然存在着许多的问题．本文主要介绍温室自动化设备的类型和使用状况，并分析了目前我国温室自动化设各存在的问题． 1 温室种植自动化设备的分类 目前，温室自动化设备主要包括以下几类： 1．1温室环境自动化控制 温室环境自动化控制系统是温室种植自动化设备中发展最成熟的系统，能够对温室内的各种环境因子如温度、光照、湿度、C02浓度等进行控制和调节． 20世纪90年代后期，江苏理工大学毛平教授等人研究开发了温室环境自动控制系统，实现对温度、光照、C02施肥的综合控制．近年来，中国科学院石家庄现代化研究所、中国农业大学、中国科学院上海植物生理研究所等单位也都开展了温室设施计算机控制与管理技术方面的研究．但研制出的控制系统，大多只能实现对部分环境因素的控制，自动化程度、可靠性和可操作性与国外同类产品相比还有较大差距．温室环境自动化控制系统主要包括以下几方面装置： (1)温室通风设备．温室通风设备是改善温室内气体成分的主要设备。目前，该设备主要采用齿轮齿条开窗结构、手动及电动卷膜机构、强制通风系统和环境风机等．其中齿轮齿条开窗机构结构简单、消耗动力小。应用最普遍。但在材质及加工方面容易被忽视而产生变形、卡壳或关闭不严等问题． (2)增温设备。增温设各适用于北方寒冷地区．在我国温室设备使用中，增温设备的利用率最高．目前国内的增温装置主要有热水增温、热风炉增温、地面增温和苗床增温．热水增温是最常见的增温方式，结构简单、成本较低、散热面积大、且不会对作物生长造成影响，但燃煤锅炉使用受到一定限制。热风炉增温热量损失少、增温快、易于调节，但温度波动大、成本较高．地面增温和苗床增温均采用电热丝加热，前者在地面上铺设电热线，后者在苗床上铺设电热线。电热丝加热电热交换效率高、控制方便，但成本较高，且容易造成土壤水分和养分流失，只适用于作物后期培植。 (3)降温设备．降温设备主要用于夏季温室内温度的调节，国内多应用于南方城市。主要有室内外遮阳装置、湿帘．风机降温、喷淋降温设各和空调降温设各。外遮阳装置具有抗紫外线、防雹、遮阳降温的作用，内遮阳装置具有防雾防滴、节能保温、节约用水的作用，遮阳装置在国内外应用最为普遍．湿帘．风机降温装置与排风机配合使用，降温效果良好，同时通过湿帘进入温室的空气清新湿润，更适合作物生长．喷淋降温装置主要有喷雾降温和屋面喷淋降温．喷雾降温也称为冷雾降温，是目前在温室中应用的较先进的降温方法．喷雾降温不会引起地表湿度过高，且蒸发速度快，降温效率高，用水少，但受环境湿度影响较大，多应用于于热地区．屋面喷淋装置结构较简单，能有效增加温室顶部的透光率，但耗水量大．对作物生长和温室内空气质量来说，空调降温装置效果最好，但其成本较高，目前只应用于小型温室【4】． (4)补光设备．国内补光设备较好的是农艺纳灯，能输出更为精确的可见蓝光，为作物的生长创造良好的光照环境。 (5)C02补充设备．C02补充装置不仅能排出大量纯净的C02，而且输出暖气流，可作为保温设备使用． (6)自动灌溉设备．自动灌溉方式主要分为喷灌和滴灌．喷灌设各有固定喷灌和移动喷灌两种。固定喷灌装置放置在苗床的上方，进行定期灌溉．这种灌溉方式不易移动，适用于面积较小的温室．移动喷灌易于移动。但成本较高．滴灌系统常用的有滴灌管和滴箭。滴灌管安装操作维修简单，抗阻塞性能好，水流均匀，适用于大田和小面积日光温室灌溉．滴箭装置能提供更均等的水量，适用于盆栽、无土栽培、种植槽的灌溉与施肥． (7)植物营养监测系统。植物营养监测系统能对作物实时生长状况进行监测和分析，并能根据植物生长特性，预测植物生长趋势，可作为作物生产过程中有效的监控手段。该系统可测定的植物参数包括：叶片温度、茎叶流量、茎杆直径、果实生长率、光合作用、光辐射、空气温度、边界层扩散阻力、土壤温度、土壤湿度等．但该系统成本较高，针