育苗溫室環境調控設施設備研究

陳韶慶

（南寧市花卉公園，廣西 南寧 530001）

0 引言

高質量發展是現代農業發展的主要目標，基于科學的農業種植技術與經營模式，能夠獲得更多高產高質的農產品，在滿足農業市場需求的同時，也能夠促進農業經濟的發展。而育苗環節是決定農作物生長狀態以及農產品質量的重要前提，從育苗溫室環境的角度，對其中應用的各類調控設施設備進行分析，對提升育苗溫室環境質量效果，提升育苗成活率，培育優質種苗具有積極的意義。

1 育苗溫室環境調控要求

1.1 遵循地區氣候環境

從育苗生長的角度來看，植物生長環境的優劣會直接影響到育苗生長的質量效果，進而關系育苗成活率和植物的生長質量。廣西地區屬亞熱帶季風氣候，雨熱資源豐富，南寧市位于廣西中部偏南，年平均氣溫在21.8℃左右，年降雨量1286mm，具有降水充沛，長夏短冬的特點。南寧地區夏季潮濕而冬季干燥，干濕季節分明，由于夏季時間較長，炎熱潮濕環境持續狀態也較長。為植物營造一個適宜其生長特點和需求的溫室環境，應充分考慮該地區這一氣候變化情況對植物生長的影響。從氣候變化對植物生長環境中的光照、溫度、水分、土壤養分等方面的影響入手，選擇應用合適的設施設備來實現對溫室內環境條件的有效調控[1]。

1.2 構建溫室環境因子分析系統

在當前先進科學技術不斷發展的背景下，能夠應用于育苗溫室環境調控的裝置技術水平也在不斷提升。以營造智慧溫室環境為主要目的，現階段已經能夠嘗試將一些自動化智能化的溫室環境控制設施和系統用于溫室育苗栽培工作。基于溫室育苗環境營造的要求，提出以圍繞溫室環境因子來對溫室環境質量進行分析的方式，促進育苗質量的提升，將這一思路與營造溫室育苗環境的系統設施結合起來，可以通過構建溫室環境因子分析系統的方式，利用該系統從溫室環境因子的角度來衡量溫室環境對提升育苗質量的作用效果[2]。基于這一目的，溫室環境因子分析系統應包括總體監控設備以及能夠實現各溫室控制管理的設施設備。其中，對各溫室環境進行控制管理的設施設備，如排氣風機、補光燈設備等，可以基于系統對環境采集監測數據的判斷來控制其啟停狀態，從而實現對育苗溫室環境的自動化和智能化監測控制。

2 育苗溫室環境所需調控設施設備

在充分考慮以上育苗溫室環境調控要求的基礎上，結合廣西南寧地區育苗作業的實際情況，探討在育苗溫室環境調控中應用的各類設施設備，以總結分析的方式，明確以下幾種基本的調控設施設備類型和功能作用。

2.1 溫度調控方面

考慮種苗生長培育所需的溫室環境條件，育苗溫室環境中應用的調控設施設備，應能夠滿足對溫室內環境溫度變化的有效調控。南寧地區為典型的亞熱帶季風氣候，在冬季氣溫明顯下降的情況下，可以在育苗溫室內部設置安裝暖氣供暖設備，依靠暖氣供暖來在溫室環境內部散發熱量，提升溫室溫度。從暖氣供暖設備的運行原理與動力支持角度來看，考慮天然氣這一熱力來源的成本較高，在基于環保與溫室增溫要求的前提下，可以選擇在冬季午夜后以間歇性加溫的方式來運行暖氣供暖設備。溫室內溫度應能夠保持在15～18℃，在白天室內溫度低于13℃、夜間室內溫度低于15℃的情況下，再啟動設備進行供暖加溫[3]。

而由于南寧地區夏季高溫炎熱持續時間較長，為防止過度日照和溫度升高對育苗生長培育情況產生影響，還可以在溫室設置頂開窗和側翻窗的方式，達到對溫室內進行降溫的目的。頂開窗和側翻窗通常由電機、控制箱、傳動主軸、弧狀齒條、防蟲網以及玻璃窗構成，啟動電機能夠帶動傳動主軸及弧狀齒條，在打開或關閉頂開窗或側翻窗的過程中，依靠室內外的氣壓差來達到氣體交換的目的。那就可以讓室內的熱量及時排出，同時也能夠通過氣體交換來降低室內空氣的潮濕程度[4]。在這一過程中應注重對開窗速度進行合理控制，避免因開窗速度過快而導致室內外氣體猛烈交換，產生燒苗現象。對實際應用于溫室環境的頂開窗和側翻窗也需要進行定期檢查與維護，確保其在調控育苗溫室環境條件中的作用。

在考慮營造現代育苗溫室環境要求與設施設備開發優化情況的基礎上，南寧地區還可以選擇應用風機-濕簾來達到對溫室內進行降溫的目的。風機-濕簾主要包括軸流風機、濕簾、水泵、蓄水池、管道、過濾器等裝置，在溫室環境中，同時啟動軸流風機和水泵，室外空氣會透過充滿水分的濕簾進入室內，在水分與室外空氣接觸后，能夠基于吸取空氣熱量蒸發的原理實現降溫，再依靠軸流風機的運轉帶走室內熱量排出。這一方法主要用于以天窗或其他遮陽方式難以達到有效降溫目的的情況。在實際應用該方法時，需要強調定期對裝置中的管道過濾器、蓄水池進行清洗清掃，使用前應對管道閥門、濕簾水泵等裝置的運行狀態進行檢查。

2.2 光照調控方面

光照條件是能夠保證植物健康生長的基本環境條件之一，充足的光照不僅能夠為溫室環境營造良好的溫度條件，同時也能夠滿足植物本身的光合作用需求。基于育苗溫室環境的調控需求，還應能夠配置好具備光照調控功能的設施設備。結合南寧地區光照的實際情況，當地常用的光照調控設施設備以植物補光燈和遮陽網為主。

由于營造育苗溫室環境條件的覆蓋材料透光率往往難以達到100%，再加上陰雨霧霾等天氣條件會造成光照不足，很容易導致種苗生長緩慢或出現黃化的情況。南寧地區的降雨量較大，降雨天氣占比也較多，可以在相關天氣應用補光燈來保障植物的光照時間。針對這一方面的問題，在現代農業的發展中主要選擇應用植物補光燈來達到延長光照時間和提高光照效果的目的。基于現代背景下的育苗溫室環境，通常選擇高壓鈉燈或金鹵燈來進行植物補光。在考慮植物光合作用原理的基礎上，植物體內的葉綠體能夠基于相關酶的作用來捕捉環境中的二氧化碳，同時吸收太陽光中的紅橙光以及藍紫光來合成有機物，釋放氧氣。基于這一原理，以高壓鈉燈為例，高壓鈉燈中的紅橙光占比40%，藍紫光占比10%，具有較高的發光效率[5]。在育苗溫室環境中，通常需要將植物補光燈安裝于溫室頂部，在應用系統監測溫室內每日平均光照量未達到100W/m2標準或日照時長小于4.5h/d 的情況下，將補光燈之間的距離控制在4m×3m 左右。以進一步提升植物補光效率為主要目的，部分育苗溫室，在應用植物補光燈的基礎上還能夠開發利用手動升降調節裝置的方式來控制補光燈與植物之間的距離。

受到南寧地區夏季炎熱氣候的影響，還可以在育苗溫室環境中安裝遮陽網來達到降低光照強度的目的。遮陽網通常由遮陽網架構、控制箱、電機及其齒條傳動部分、幕線與幕布等部件構成。基于溫室環境因子控制系統的研究開發與應用，在遮陽網的安裝應用方面已經能夠實現自動控制。在溫室環境價格發展光照強度過高時，可以直接操控控制箱來啟動遮陽網。以溫室內的育苗植物種類能夠承受的最大光照強度為標準，讓內外遮陽網能夠相互配合，有效保障種苗的正常光合作用。

2.3 水肥管理調控方面

水肥管理也是種苗培育和生長過程中的重要內容，為實現對育苗過程中水肥管理的有效調控，現階段常用于溫室環境的水肥調控設施，以潮汐式苗床和調速噴灌機為主。

潮汐式苗床主要通過底部灌溉的方式來達到為種苗提供充足生長水分的目的，其具體包括苗床、循環管路以及控制3 個部分，依賴苗床底部設置的排水孔和基質毛細管，將水或水溶肥以泵入方式進入苗床的整個基質空間，從而達到灌溉和供應水分的目的。應用這一方法可以達到節省水肥的目的，同時也能夠降低種苗培育生長中病蟲害的發生概率。在實際應用該裝置時，需要結合三室環境培育種苗的具體類型和生長習性特點，在規劃合適的灌溉頻度、時間以及肥料濃度的基礎上，有效提升灌溉的實際效果。現階段常用于育苗溫室環境的潮汐式苗床床體承重標準在50kg/m2左右，且苗床上應避免放置其他重物。對苗床中的溢出基質以及過濾裝置，也應能夠定期清理，避免因管道堵塞影響苗床應用的實際效果。

調速噴灌機也是能夠實現對育苗溫室環境灌溉進行有效控制的主要設施。基于現代農業育苗技術以及溫室環境因子控制系統的發展背景，現階段用于育苗溫室環境的調速噴灌機，已經能夠實現全自動調速與灌溉，基于育苗水肥管理的主要目的，依賴主機、軌道、供水與控制系統程序，依據水泵加壓和電機控制的原理來實現噴射灌溉。在實際應用該設施設備時，應基于溫室環境中培育的種苗種類和生長習性特點，確定好噴灌機的行進速度和時間。在現代溫室環境中，通常需要設置偏快的噴灌機運行速度，以往返澆灌的方式進行水肥灌溉。這一過程中也應注意控制噴淋機的噴水量，讓其能夠與種苗和基質單位時間的吸水量保持平衡，避免造成環境濕度增加或水資源浪費等情況，但影響育苗效果的同時，容易提升育苗病害的發生概率。

2.4 二氧化碳調控方面

基于育苗溫室環境的要求來選擇設置用于環境調控的設施設備，除營造適宜種苗生長的基本環境條件外，還應能夠結合植物的光合作用原理，考慮二氧化碳這一植物進行光合作用的主要原料，從氣體環境因子的角度來選擇合適的溫室二氧化碳調控裝置。在冬春季節，受到氣候條件變化的影響，處于密閉情況下的溫室室內二氧化碳濃度僅在100mg/L 左右。而大部分種苗正常生長過程中對二氧化碳濃度的需求在500～800mg/L，為保證植物正常的光合與呼吸作用，需要對溫室環境下的二氧化碳濃度進行有效調控。

在現代育苗溫室的發展過程中，主要依賴二氧化碳發生裝置來達到提升溫室內二氧化碳濃度的目的。基于化學反應生成二氧化碳的原理，二氧化碳發生裝置依賴的化學反應包括硫酸與碳酸鹽反應、電加熱碳酸氫銨和碳酸氫鈣等原理，除此之外也可以通過燃燒煤或其他碳氫化合物等燃料，壓縮氣態二氧化碳儲存釋放等方式來提升溫室內的二氧化碳濃度。考慮保障疫苗環境空氣的環保質量和育苗生長要求，應對基于化學反應和燃料燃燒方法形成的生成物去除有毒氣體。在考慮種苗生長階段的前提下，應用二氧化碳發生裝置，通常需要以種苗生長至五片真葉時，于每日日出1.5h 后開始，在通風前1h 停止。在種苗生長早期，應將二氧化碳的釋放濃度控制在0.5mg/L 左右，待種苗生長到一定階段，可以將二氧化碳的釋放濃度逐漸增至0.8mg/L。應用二氧化碳發生裝置應確保溫室環境的氣密性，更多選擇在晴朗天氣啟動裝置，這一過程中也應注重對種苗施加的氮肥、磷鉀肥量進行控制，避免出現種苗陡長的情況。

2.5 環境監測調控方面

除具體用于育苗溫室環境的各類調控設施設備外，還應能夠基于環溫室環境因子的概念和原理，以構建針對溫室環境的監測調控系統的方式，實現對育苗過程中溫室環境的光照、二氧化碳濃度、空氣與土壤溫濕度等相關參數的監測，進而依據監測的結果來啟動相應的環境調控裝置，實現對溫室環境的有效調節。

具體而言，在環境監測調控方面，可以發揮物聯網技術的作用依靠傳感器和顯示屏來獲取溫室環境中的實時數據并顯示出來。這一過程主要涉及顯示屏、傳感器、測量儀等裝置設備。以傳感器的應用為例，在單室環境因子監測系統徒長中，傳感器部分主要包括針對光照空氣溫濕度，二氧化碳濃度以及土壤溫濕度檢測的傳感單元，可以基于采集監測到的相關數據來實現對各類溫室環境因子的動態調節，應用基于系統程序的相關指令來自動控制加溫加濕等方面能夠提升溫室環境質量效果的操作。這樣不僅能夠滿足溫室環境育苗的要求，同時也能夠基于對溫室環境中相關參數的采集分析和處理，滿足不同類型種苗生長的要求，推動溫室育苗工作朝著精細化的方向發展，提升育苗的質量效果。

3 結語

綜上所述，為育苗提供更舒適的溫室生長環境，要求能夠結合不同植物的生長習性和特點，在考慮地區氣候環境對植物生長影響的前提下，選擇合適的調控設施設備來進行育苗工作。溫室環境能夠有效幫助育苗克服氣候環境與條件對植物生長的影響，是農業領域發展的重要內容，選擇合適的育苗溫室環境調控設施設備，能夠有效提升溫室環境對種苗培育的效果，從而促進農業經濟的發展。