本文是一篇研究农业科技论文,本文从东北地区蔬菜大棚的实际出发,对于传统的大棚从大棚的发展过程和不同时间段的状况进行分析研究,针对东北地区上特殊的气候条件,在传统的保温技术上进行分析,对于蔬菜大棚能耗和节能方面进行研究。最后针对蔬菜大棚维护结构墙体、前坡面、后坡面、地面等进行深入研究,对于目前存在的问题进行优化性设计。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景
改革开放以来,我国的社会主义经济发展迅速,国家提出的“菜篮子”工程使得设施园艺有了飞跃式发展。我国的蔬菜种植结构由数量型向经济型、效益型转变。蔬菜种植面积提高,还有产量也提高,到目前为止,全国的蔬菜种植面积总共 2167 万公顷左右,产量大约 80006 万吨左右。我国是传统的农业国家,在蔬菜生产方面是大国,也是蔬菜消费的大国。因此,在保证人民群众菜篮子充实的基础之上,应该首先确保新鲜蔬菜在四季不间断的供应,而不是蔬菜在淡季供不应求。应该优先发展无公害,有机蔬菜产业,随着国家对蔬菜产业结构性调整和优化,生产布局区域化已经基本形成,河北、辽宁等区域已经形成蔬菜产业基地,生产的蔬菜产品不仅对外出口,而且对内销往全国各地。国家的经济建设发展到目前为止,在蔬菜生产方面虽然我国取得了很大进步,仅仅是产量上的大国,不是技术上的强国,与国外有很大的差距。
在党的 18 届五中全会上提出的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》,对于指导新农村建设工作提出了重要建议和决策。各省市自治区各部门政府单位要树立科学发展观,应该拥有创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,在新时期的建设中应该把推进农业现代化作为首要目标,充分调控现有各类农业科技方面的各类资源,发展现代化的农业。必须在技术方面有自己优势,抢占科技制高地,建设适应我国发展的现代化农业技术科技创新基地,激活广大科研工作者的工作积极性,在农业科技创新重点工程项目中,集中攻关科技含量高的生物育种,新型农业机械设备、农业管理系统智能化,生态环境友好型农业等方面的关键技术。
在我国严寒地区,蔬菜大棚是在近几年来发展起来的,为实现蔬菜自给,特别是在解决蔬菜市场供应方面的问题发挥了重大作用。特别是那些温度比较低的地方,仅仅依靠日常生活中的日光照射,就可以把大棚内的温度维持在一定的水平上,作物才可以在这样的温度下满足自身生长的需要。栽培的作物已经由过去的蔬菜为主,到扩展到现在的果树、花卉和养殖业方面的应用。蔬菜大棚已经是现代化农业的一个重要组成部分,而且农业又是严寒地区农村发展的一个非常重要的支柱产业,蔬菜大棚研究对于东北地区农村具有至关重要的作用,能够提高蔬菜单位产量,促进农业可持续发展,激活农村地区经济发展的活力,带动农户创收的积极性、安置就业、提高农村居民生活水平、稳定社会发展做出巨大的贡献。
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1.2 研究的目的和意义
1.2.1 研究目的
本课题是关于东北地区农村蔬菜大棚保温技术研究,主要研究目的有以下几个方面:
1.2.1.1 确定东北地区农村蔬菜大棚保温技术
通过参考国内外蔬菜大棚产业的保温技术,发展符合我国国情的蔬菜大棚产业,在分析和研究国外现代化大棚在智能化管理和科学技术应用方面的资料,适当引进新的技术,要有计划、有策略地发展我国特色的蔬菜大棚,不能盲目照搬单一的模式,必须与我国多样化的地理环境和地域差异相适应。总结出适合东北地区气候的农村蔬菜大棚保温技术,为未来更高要求的蔬菜大棚产业标准规范提供可以参考与借鉴的现实意义。
1.2.1.2 东北地区农村蔬菜大棚保温技术综述
为了能够进一步的推动蔬菜大棚产业规模化发展,必须对既有的大棚进行现代化改造。其中对大棚的保温技术研究是很关键的。根据蔬菜大棚保温的原理,选择合适保温被、墙体结构形式及防寒沟,设计出符合东北地区农村的蔬菜大棚。蔬菜大棚产业是一种高投资高回报的产业,只有掌握了核心技术才能在市场上占据一定的规模,才可以形成强大的品牌优势,同时也会对蔬菜大棚保温技术进行进一步的优化。
1.2.1.3 蔬菜大棚保温性能关键技术研究
蔬菜大棚产业的发展必须要有创新技术为支撑,没有科技含量或者还是延续以前农村大棚的发展模式,将没有办法确保大棚产业的良好发展。在加大科研投入力度的同时,必须能够解决大棚产业中的关键技术问题,重视大棚保温性能关键技术研究,针对现有的蔬菜大棚保温性能不足,结合国内外先进的保温技术,对蔬菜大棚保温性能进行技术上的探讨,同时结合蔬菜大棚配套技术的研究,确立蔬菜大棚保温性能关键技术研究的一手资料。
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第 2 章 东北地区农村蔬菜大棚保温技术综述
2.1 蔬菜大棚的定义
蔬菜大棚是一种简易园艺设施,主要是利用太阳能资源,尤其是寒冷地区不需要任何人为形式的加热加温,就可以在越冬的时候进行蔬菜栽培。新鲜蔬菜可以在四季不间断的供应,此类型的园艺栽培设施独具中国色彩,如图 2-1 所示。是适应我国经济发展独有的大棚设施,而且大棚在我国各地区的结构形式都不是相同的,大棚的类型也是比较多。干打垒土大棚,砖石结构大棚,复合结构大棚等是依据大棚墙体所使用的材料进行分类的,也可以根据大棚后屋面的长度分类,分为长后坡和短后坡两种类型;大棚前屋面的类型主要有拱圆式、微拱式、二次折式,三次折式等。从大棚使用结构形式来看,有竹木、钢材和木头组合、钢筋混凝土、轻钢材等结构组成。在夜间用保温被来覆盖大棚的前坡面,围护结构的墙体材料是有由东西北三面塑料组成的,称为蔬菜大棚。最早的型式是单坡面塑料大棚,后期大棚前坡面的覆盖材料是用透光性能好的玻璃材料组成的。蔬菜大棚投资成本低、节能、保温性能好,和我国现有经济发展相吻合。
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2.2 蔬菜大棚保温原理
蔬菜大棚的保温主要是由围护结构和保温被组成的。对于前坡面的处理,在保温方面主要使用柔性材料,这样方便收起和放下。现在新开发的前屋面材料应该首先满足易于批量化生产、价格合适、重量轻、耐腐蚀、防水性能优越等多方面的要求。
蔬菜大棚最主要的三个部分是围护墙体、后坡面和前坡面,前坡面是大棚采光面最为集中的部分,白天在采集光照时段,只需要打开用于前屋面的覆盖塑料薄膜,当大棚外面的光照强度减弱的时候,按时用易于折叠的保温被覆盖住塑料薄膜,来加强大棚的保温效果。随着塑料技术的不断发展,传统的玻璃材料容易破碎,在我国农村地区的蔬菜大棚大多数都是以塑料薄膜作为主要材料。尤其是在我国北方地区,多数蔬菜大棚都是在土墙基础上建立的起来的,再搭配上简易塑料棚膜,这种大棚建造成本低,节能效果一般,但是可以满足农户的基本需求,在广大农业劳动者中有一定发展基础。对于发展高效的、优质的、科技含量高的大棚有很大发展潜力,将会在未来飞速发展。根据有关资料显示,在我国最寒冷的地区,利用塑料蔬菜大棚,可以在冬季满足农作物越冬需要的温度,使得作物更好生长。
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第 3 章 东北地区蔬菜大棚保温性能的关键技术研究....................19
3.1 控制性指标限定值确定.........................19
3.2 蔬菜大棚围护结构优化设计.................19
第 4 章 东北地区蔬菜大棚保温技术案例分析........................29
4.1 工程项目概况介绍.................29
4.2 既有工程存在的问题.................29
第 5 章 结论与展望.........................55
5.1 主要研究工作与结论.....................55
5.2 课题展望........................55
第 4 章 东北地区蔬菜大棚保温技术案例分析
4.1 工程项目概况介绍
试点工程位于吉林省长春市二道区华世园艺花卉批发基地,基地成立于 1999年,是吉林省花卉产业的重点龙头企业。位于京哈高速公路与东荣大路的交汇处,基地内的大棚是连栋式排列的,按照公共建筑节能设计标准中气候分区的划分,属于严寒 C 区,而且单栋大棚建筑面积是 320m2,大棚东西延长 108m,大棚保温用的草帘子比较薄,平均厚度仅为 5.4cm,背光面由夯土加秸秆组成,大棚保温性能比较差,属于典型的夯土结构。农作物对于大棚棚内的环境要求越来越高,特别是对于东北地区来讲,冬季大棚的供热技术至关重要,试点工程采用两台功率为 28KW 的热管型热水锅炉进行供热实验研究,热水锅炉对称布置,散热器沿着大棚东西方向布置共计 180m。为节能计算提供了重要参数。
该基地由20栋大棚组合而成,配备有专业的供热装置,基地拥有植物温棚5000平方米。由于基地内大棚建造年代久远,所使用的建筑材料也参差不齐,不管是在设计前期还是施工过程中都存在着很多问题。大棚保温性能差,已经影响到作物生长,对企业发展造成一定的困扰。因此,我们应该用节能技术指标对基地内的大棚进行改造,加强使用功能上的要求,促进大棚作物的更好生长。
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第 5 章 结论与展望
5.1 主要研究工作与结论
最近一些年蔬菜大棚能够蓬勃发展主要的原因在