设施农业工程机械化技术.docx

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设施农业工程机械化技术

设施农业及配套机械化技术

第一节导言

一、发展设施农业的意义

我州是农业大州，充分利用有限的土地资源，大力发展设施农业是社会主义新农村建设的重要产业支撑，是促进农民增收、全面落实自治州“十一五”农业发展规划的有效途径和重要举措。

2005年末，全州设施农业总面积3.48万亩，其中温室面积5656亩，大中棚面积13500亩，小棚面积15600亩，为丰富乌昌两地及周边居民的菜篮子，有效地平抑淡季菜价，发挥了积极的作用。

农牧民通过发展设施农业人均纯收入136元。

但近年来由于基础设施老化，设施配套不完善，装备水平低，设施农业的优势并未充分体现。

为此，充分发挥昌吉州地缘优势，光、热、水、土资源优势和设施农业亩效益高、吸纳劳动力量大的优势，加强政策引导和支持，把设施农业发展作为今后一个时期自治州特色农业和农民增收的重要产业，统筹城乡协调发展，加快社会主义新农村建设步伐具有十分重要的现实意义。

二、指导思想和目标任务

指导思想：

紧紧围绕社会主义新农村建设和自治州“十一五”新农村建设发展规划的目标任务要求，以促进农业增效、农民增收为宗旨，以发展和增强龙头企业为核心，全面推行无公害绿色农业生产，实施设施农业的标准化生产、规模化发展、产业化经营，提高设施农业发展的市场化和组织化水平，提升品质、培育特色、优化结构、延伸产业链，提高产品附加值为重点，构建设施农业发展的综合服务支撑体系，提高设施农业整体经济效益，全面促进设施农业的发展。

三、目标任务

2007年全州设施农业面积达到5.3万亩，其中：

温室（菇棚）0.94万亩，大中小棚4.38万亩。

农牧民通过发展设施农业增收3384万元，人均增收47元。

力争到“十一五”末，全州设施农业面积达到8万亩，其中：

温室（菇棚）1.6万亩，大中小棚6.4万亩。

计划农牧民通过发展设施农业人均纯收入320元。

高度重视和大力发展贮藏保鲜业，积极鼓励农户自建和农民经纪人、企业投资兴建贮藏保鲜设施，建成以大型气调库、微型冷库、农家简易贮藏窖相匹配的贮藏保鲜基地，把昌吉州建成新疆贮藏保鲜农产品的集散地，贮藏保鲜能力达到5.6万吨。

设施农业生产的农产品全部达到无公害的质量标准，60％的产品达到绿色食品标准，积极推进部分农产品达到有机食品标准。

四、设施农业发展的基本原则

（一）坚持贯彻和遵循“巩固、完善、提高”和“精管理、高效益”的原则，因地制宜、量力而行，根据本地的实际确定温棚的建设模式，不搞一刀切。

积极改造老旧温室设施，提高现有设施的利用率和生产效益。

（二）坚持科学规划，集中连片，设施配套，分步规划实施的原则，优化资源配置，注重特色、规模和品质，实行示范引路与全面规划发展相结合，一点一品，产业化发展，实行无公害绿色生产，打造品牌，增强产业的整体市场竞争力。

（三）坚持农民和企业为主体、政府引导、多种经济成分参与原则。

五、设施农业发展的区域布局

（一）在东三县、昌吉市和玛纳斯县的逆温带地区，主要以菌草业生产为突破口，建设以淡季蔬菜和反季节食用菌生产并重的日光节能温室（菇棚），配套中小棚的生产基地；在西五县市城郊和人均土地较少的村组为重点的平原地区，主要建设以春提早和秋延晚蔬菜、食用菌、林果、花卉、特稀菜为主的加温温室（菇棚）、大中小棚生产基地。

（二）贮藏保鲜基地布局要围绕乌市大市场建设，重点以西五县（市）城镇为主。

重点建设米泉市、昌吉市、呼图壁县为主的贮藏保鲜集散地。

第二节　设施农业概述

一、设施农业的基本概念

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。

二、国外设施农业发展的基本情况

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。

三、我国设施农业发展现状

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hm2，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；

四是栽培技术不配套。

第三节　温室技术

一、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：

1、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。

2、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。

二、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。

三、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。

  第四节　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、钢木土墙结构、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，北纬35度以南地区温室跨度可选7m以上，但不宜超过8m。

昌吉州设施农业温室多采用钢木土墙结构和钢混凝土结构日光温室建造技术。

 第五节　大型连栋塑料温室　 

  大型连栋塑料温室与玻璃温室相比，其重量轻，骨架材料用量少，结构构件遮光率小，造价低，环境控制能力基本可以达到玻璃温室相同的水平，有快速发展的趋势。

一、大型塑料温室的类型 

 1、根据温室连栋数可分为单栋温室和连栋温室   

2、根据温室侧墙和山墙的形式可分为直壁温室和斜壁温室；   

3、根据温室屋面形式可分为拱圆顶温室、尖屋顶温室、锯齿形温室和屋脊窗温室四种。

另外根据覆盖材料及方式以可分为卷材塑料温室和片材塑料温室以及单层覆盖温室和双层覆盖温室。

二、大型连栋温室的结构   

通用的温室跨度为6－12m，开间4m，檐高3－4m。

自然通风为主的连栋温室在侧窗和屋脊窗联合使用时，温室的最大宽度在50m以内，最好在30m左右，以机械通风为主的连栋温室，温室的最大宽度可以达60m，但最好50m左右，温室的长度主要从操作方便，地势、地形来考虑，最好限在100m以内。

  主体结构一般最好采用热浸镀锌钢管作主体承力结构，工厂化生产，现场安装。

屋面用钢管组合或独立钢管件，立柱大多用圆管。

一般要求在室内第二跨度或第二开间设垂直斜撑，在温室的外围护结构以及屋顶设置空间支撑，在温室的檐口处最好设置斜支撑锚固于基础。

主体结构一般要求抗风能力8－10级，雪载荷不小于35kg/m2　，

三、双层充气温室   

双层充气温室是一种节能温室（40%左右），对不加温地区，比单层塑料温室的春提前和秋延后时间达半个多月，其保温能力低于日光温室，双层充气温室在结构上，主要是不用压膜线，只在四同固定，并设气泵或鼓风机，用气压来支撑塑料膜，使内层塑料膜紧贴骨架，外层塑料膜靠气压与内层膜隔离，形成空气夹层，以利保温。

此外，要求固膜牢固，不漏气，因此，要用专用的固膜卡具，同时尚须备用电源，鼓风机和气压计等。

  大型连栋塑料温室的性能和使用功能基本达到玻璃温室的水平，所以，它的环境控制技术设备也与玻璃温室一样的，其设备基本可以通用。

第六节　玻璃温室技术　   

玻璃温室是指以玻璃为采光材料的温室，在栽培设施中，是透光率最高、使用寿命最长的一种温室形式，适合于多种地区和不同气候条件下使用。

一、玻璃温室的类型  

 1、按建筑造型可分为大层面温室和小层面温室；   

2、按平面单元的组合方式可分为单栋温室和连栋温室；  

 3、按使用功能可分为生产温室、试验温室、商用温室、观赏温室和庭院温室等。

玻璃温室所选用玻璃多为浮法平板玻璃，欧美地区通常采用4mm厚的玻璃，而在我国则多参照民用建筑的市场要