מקורי Zhang Zhuoyan חממה גננות הנדסה חקלאית טכנולוגיה 2022-09-09 17:20 פורסם בבייג'ינג

סוגי חממה ומאפיינים נפוצים לגידול פירות יער

פירות היער נקטפים כל השנה בצפון סין ודורשים גידול חממה.עם זאת, נמצאו בעיות שונות בתהליך השתילה בפועל תוך שימוש בסוגים שונים של מתקנים כגון חממות סולאריות, חממות רב-טווח וחממות סרטים.

01 חממת הסרט

היתרון בגידול פירות יער בחממת סרט הוא שיש ארבעה פתחי אוורור משני הצדדים ובחלק העליון של החממה, כל אחד ברוחב של 50-80 ס"מ, ואפקט האוורור טוב.עם זאת, מכיוון שלא נוח להוסיף חומרי בידוד תרמי כגון שמיכות, אפקט הבידוד התרמי גרוע.הטמפרטורה הממוצעת הנמוכה ביותר בלילה בחורף הצפונית היא -9 מעלות צלזיוס, והטמפרטורה הממוצעת בחממת הסרט היא -8 מעלות צלזיוס.אי אפשר לגדל פירות יער בחורף.

02 חממה סולארית

היתרון בגידול פירות יער בחממה סולארית הוא שכאשר הטמפרטורה הממוצעת המינימלית בלילה בחורף הצפוני היא -9 מעלות צלזיוס, הטמפרטורה הממוצעת בחממה הסולארית יכולה להגיע ל-8 מעלות צלזיוס.עם זאת, קיר הקרקע של החממה הסולארית מוביל לקצב ניצול הקרקע הנמוך שלה.במקביל ישנם שני פתחי אוורור בצד הדרומי ובחלק העליון של החממה הסולארית, כל אחד ברוחב של 50-80 ס"מ, ואפקט האוורור אינו טוב.

03 חממה רב-טווח

היתרון של גידול פירות יער בחממה מרובת סרטים הוא שמבנה החממה הרב-שפלה אינו תופס שטחים חקלאיים נוספים, ושיעור ניצול הקרקע גבוה.ישנם בסך הכל שמונה פתחי אוורור בארבעת הצדדים ובחלק העליון של החממה מרובת הטווחים (קחו לדוגמה חממה מרובת טווחים של 30 מ'×30 מ').אפקט האוורור מובטח.עם זאת, כאשר הטמפרטורה הממוצעת המינימלית בלילה בחורף הצפונית היא -9 מעלות צלזיוס, הטמפרטורה הממוצעת בחממה של סרטים רב-טווח היא -7 מעלות צלזיוס.בחורף, צריכת האנרגיה היומית כדי לשמור על הטמפרטורה הפנימית המינימלית ל-15 מעלות צלזיוס לצמיחה נורמלית של פירות יער יכולה להגיע ל-340 קילוואט לשעה/667 מטר².

משנת 2018 עד 2022, צוות המחבר בדק והשווה את השפעות היישום של חממות סרטים, חממות סולאריות וחממות רב-טווח.במקביל תוכננה ונבנתה בצורה ממוקדת חממה חכמה המתאימה לגידול פירות יער.

השוואה בין המאפיינים העיקריים של חממה שונה

חממות סרטים, חממות סולאריות וחממות רב-טווח

חממה כפולה לפירות יער

על בסיס חממות רגילות, צוות המחבר תכנן ובנה חממה כפולה לשתילת פירות יער, וביצע שתילת ניסיון עם פטל כדוגמה.התוצאות הראו שהחממה החדשה יוצרת סביבת גידול המתאימה יותר לשתילת פירות יער, ומייעלת את הטעם והתכולה התזונתית של הפטל.

השוואה של הרכב חומרים מזינים של פירות

חממה כפולה

החממה הכפולה היא סוג חדש של חממה שאפקט האוורור, השפעת התאורה וקצב ניצול הקרקע שלה מתאימים יותר לגידול פירות יער.הפרמטרים המבניים מוצגים בטבלה שלהלן.

פרופיל חממה כפול/מ"מ

פרמטרים של מבנה חממה עם תווך כפול

גובה השתילה של פירות יער שונה מגובה השתילה של ירקות מסורתיים.זני הפטל התרבותיים יכולים להגיע ליותר מ-2 מ'.בצד התחתון של החממה, צמחי היער יהיו גבוהים מדי ויפרצו את הסרט.גידול של פירות יער דורש אור חזק (סה"כ קרינת שמש 400~800 יחידות קרינה (10⁴W/m²).ניתן לראות מהטבלה למטה כי לזמן האור הארוך ולעוצמת האור הגבוהה בקיץ יש השפעה מועטה על פירות היער, ובחורף עוצמת אור נמוכה וזמן אור קצר הביאו לירידה ניכרת בתפוקת פירות היער.כמו כן קיים הבדל בעוצמת האור בצד הצפוני והדרומי של החממה הסולארית, מה שמוביל להבדל בגידול הצמחים בצד הצפוני והדרומי.שכבת הקרקע של בניית דופן הקרקע של החממה הסולארית ניזוקה מאוד, קצב ניצול הקרקע הוא רק חצי, ואמצעי חסינות הגשם נפגעים עם התארכות חיי השירות.

השפעות של עוצמת האור ומשך האור על תפוקת הפטל בחורף ובקיץ

ניצול קרקע

01 אוורור חממה

החממה החדשה במרווח כפול הגדילה את גובה פתח האוורור במורד הרוח במיקום הנמוך ביותר כדי להבטיח שאין סרט באזור השתילה שיכול לחסום את צמיחת הצמחים.בהשוואה לפתחי האוורור התחתונים ברוחב של 0.4-0.6 מ' בחממות סולאריות רגילות, פתחי האוורור ברוחב 1.2-1.5 מ' בחממה כפולה הכפילו את שטח האוורור.

02 שיעור ניצול הקרקע של חממה וחימום ובידוד

החממה הכפולה מסתמכת על טווח של 16 מ' וגובה של 5.5 מ'.בהשוואה לחממות סולאריות רגילות, החלל הפנימי גדול פי 1.5, ו-95% משטח השתילה בפועל מתקבל ללא בניית קירות אדמה, מה שמשפר את שיעור ניצול הקרקע ביותר מ-40%.בשונה מקיר האדמה שנבנה לבידוד תרמי ואגירת חום בחממות סולאריות, החממה הכפולה מאמצת מערכת בידוד תרמי פנימית ומערכת חימום צנרת לחימום רצפתי, שאינה תופסת את שטח השתילה.הטווח הגדול מביא את השטח ואת כמות העברת האור הכפולים, מה שמגדיל את אחסון חום הקרקע ב-0~5°C משנה לשנה.במקביל, מוסיפים לחממה שמיכת בידוד תרמי פנימית וסט מערכות חימום צנרת לחימום הרצפה כדי לשמור על הטמפרטורה הפנימית של החממה למעל 15°C בגל הקור של -20°C בחורף הצפוני, ובכך להבטיח את התפוקה הרגילה של פירות יער בחורף.

03 תאורת חממה

לגידול של פירות יער יש דרישות גבוהות לאור, הדורש קרינת שמש כוללת של 400-800 יחידות קרינה (10⁴W/m²) של עוצמת האור.הגורמים המשפיעים על אור החממה כוללים תנאי מזג אוויר, עונות, קו רוחב ומבני בנייה.שלוש הראשונות הן תופעות טבע ואינן נשלטות על ידי בני אדם, בעוד שהאחרון נשלט על ידי בני אדם.תאורת החממה קשורה בעיקר לכיוון החממה (בתוך 10° דרום או צפון), לזווית הגג (20~40°), אזור ההצללה של חומרי הבניין, העברת אור של סרט פלסטיק וזיהום, טיפות מים, דרגת הזדקנות, אלו הם הגורמים העיקריים המשפיעים על תאורת החממה.בטל את הבידוד התרמי החיצוני ואמץ את מבנה הבידוד התרמי הפנימי, שיכול להפחית את משטח ההצללה ב-20%.על מנת להבטיח את ביצועי העברת האור וחיי שירות יעילים של הסרט, יש צורך להסיר את מי הגשמים והשלג על פני הסרט בזמן.לאחר ניסויים, נמצא כי זווית הגג של 25~27° תורמת יותר לירידת גשם ושלג.הטווח הגדול של החממה והסידור מצפון לדרום יכולים להפוך את התאורה לאחידה כדי לפתור את בעיית גידול צמחים לא עקבי באותה חממה.

חממת פלסטיק בידוד תרמי בטווח גדול במיוחד עבור פירות יער

צוות הכותב חקר ובנה חממה בהיקף גדול.לחממה זו יתרונות גדולים ביעילות הבנייה, תפוקת פירות יער וביצועי בידוד תרמי.

פרמטרים של מבנה חממה בטווח גדול

מבנה חממה גדול

01 יתרון טמפרטורה

החממה הגדולה אינה זקוקה לקירות אדמה, ושיעור ניצול הקרקע של החממה הסולארית הרגילה גדל ביותר מ-30%.נקבע כי חממת הפלסטיק לבידוד תרמי חיצוני גדול יכולה להגיע ל-6 מעלות צלזיוס כאשר הטמפרטורה החיצונית היא -15 מעלות צלזיוס, והפרש הטמפרטורה בין פנים לחוץ הוא 21 מעלות צלזיוס.מבחינת בידוד תרמי, זה דומה לביצועי החממה הסולארית.

השוואה בין ביצועי בידוד תרמי ופיזור חום בין חממה בטווח רחב וחממה סולארית בחורף

02 יתרונות מבניים

למתקן מבנה סביר, בסיס מוצק, עמידות רוח בדרגה 10, עומס שלג של 0.43kN/m², עמידות חזקה לאסונות טבע כמו סופות גשמים והצטברות שלג, וחיי שירות של יותר מ-15 שנים.בהשוואה לחממות רגילות, השטח הפנימי של אותו אזור גדל פי 2~3, דבר נוח לפעולות ממוכנות, ומתאים לשתילה של יבולים עם צמחים גבוהים יותר (2m ±1m).

03 יתרונות סביבת אור וחלל

חממות גדולות מועילות מאוד לניהול כוח אדם ותזמון בשתילה בקנה מידה גדול, ויכולות למנוע ביעילות בזבוז עבודה.עיצוב הגג של החממה בעלת הטווח הגדול לוקח בחשבון באופן מלא את זווית גובה השמש וזווית הפגיעה של אור השמש על פני הסרט בתנאי רוחב שונים, כך שהוא יכול ליצור תנאי תאורה אידיאליים בעונות שונות ובתקופות שונות של אירועי אור שמש (בשילוב כאשר הזווית בין משטח הסרט לקרקע היא 27° כדי שהגשם והשלג יחליקו למטה בצורה מקיפה), כדי להפחית את פיזור ושבירת האור ככל האפשר, ולמקסם את השימוש באנרגיה סולארית.החלל של החממה בעלת הטווח הגדול גדל ביותר מפי 2, וה-CO₂ יחסית לאוויר גדל ביותר מפי 2, מה שמסייע לצמיחה של יבולים ומשיג את המטרה של הגדלת הייצור.

השוואה בין מתקנים שונים לגידול פירות יער

מטרת בניית חממה מתאימה יותר לשתילת פירות יער היא קבלת סביבת גידול חשובה ושליטה סביבתית בנטיעת פירות יער, וגידול הצמחים משקף באופן אינטואיטיבי את היתרונות והחסרונות של סביבת הגידול שלהם.

השוואה של גידול פטל בחממות שונות

השוואה של גידול פטל בחממות שונות

כמות ואיכות תפוקת פירות הפטל תלויות גם בסביבת הגידול ובבקרת הסביבה.שיעור התאימות הסטנדרטי של פירות מהשורה הראשונה הוא יותר מ-70% ותפוקה של 4t/667m² פירושו רווחים גבוהים יותר.

השוואה בין התשואה של חממות שונות ושיעור התאימות הסטנדרטי של פירות מהשורה הראשונה

מוצרי פטל 

מידע ציטוט

Zhang Zhuoyan.מבנה מתקן מיוחד המתאים לגידול פטל [J].טכנולוגיה הנדסית חקלאית, 2022,42(22):12-15.