著者：周昌吉、李紅波など。

記事の出典: 温室園芸農業工学技術

ここは海淀区農業科学研究所の実験拠点であり、海淀区農業ハイテク展示科学園でもあります。2017年、筆者は韓国から高断熱多スパンプラスチックフィルム試験温室を導入しました。現在、鄭所長はそれを技術展示、観光摘み取り、レジャー・エンターテイメントを融合させたイチゴ生産温室へと改造しました。「5Gクラウドイチゴ」と名付けましたので、ぜひ皆さんにも体験していただきたいと思います。

イチゴ温室栽培とその空間利用

持ち上げ可能なイチゴ棚と吊り下げシステム

栽培スロットと栽培方法

栽培溝は、給排水を栽培溝底に集中させ、栽培溝底面の中央部には長手方向に沿って外側に盛り上がった縁部を設けています（栽培溝の内側から底部に底溝を形成しています）。栽培溝への主給水はこの底溝に直接敷設され、栽培培地から浸出する水もこの溝に均一に集められ、最終的に栽培溝の一端から排出されます。

栽培ポットでイチゴを栽培する利点は、栽培ポットの底が栽培溝の底面から分離しているため、基質下部に高い帯水層が形成されず、基質全体の通気性が向上することです。さらに、灌漑水の流れによって水が拡散します。さらに、栽培ポットに基質を設置した際に水漏れがなく、栽培棚全体がすっきりと美しくなります。この方法の欠点は、主に点滴灌漑と栽培ポット栽培により設備投資が増加することです。

スロットとポットの成長

栽培ラック吊り上げ・吊り上げシステム

栽培棚の吊り下げ・昇降システムは、従来のイチゴ用昇降栽培棚と基本的に同じです。栽培スロットの吊り下げバックルは栽培スロットを囲み、長さ調節可能な花かごネジ（栽培スロットの設置高さの一貫性を調整するために使用）で吊り下げバックルと反転ホイールを接続します。下側の弦のもう一方の端は、モーター減速機の駆動軸に接続されたホイールに巻き付けられます。

栽培棚吊り下げシステム

全体的なユニバーサルハンガーシステムに基づいて、栽培スロットの特殊な断面形状のニーズと観光展示のニーズを満たすために、いくつかのパーソナライズされたアクセサリと施設もここで革新的に設計されています。

（1）栽培棚ハンガー。栽培棚の吊り下げバックルは、まず閉ループバックルで、鋼線を曲げ溶接して形成されます。吊り下げバックルの各部の断面は同一で、機械的性質は一貫しています。スロットの底部も対応する半円形の曲げ加工を採用しています。3つ目は、バックルの中央を鋭角に折り曲げ、上部のバックルを曲げ点に直接引っ掛けることで、栽培スロットの重心の安定を確保するだけでなく、横方向の変形も発生せず、バックルが確実に引っ掛けられ、ずれたり外れたりしないことも保証します。

栽培棚バックル

（2）安全吊りロープ。従来の吊りロープシステムをベースに、栽培スロットの長さに沿って6mごとに安全吊りロープを増設する。増設する安全吊りロープシステムへの要求は、第一に駆動吊りロープシステムと同期運転すること、第二に十分な支持力を有することである。上記の機能要件を満たすために、栽培スロットの吊りロープを巻き取るスプリング巻き上げ装置吊りロープシステムを設計・選定した。スプリング巻き上げ装置は駆動吊りロープと平行に配置し、温室トラスの下弦材に吊り下げて固定する。

追加の安全サスペンションシステム

栽培ラックの補助生産設備

（1）植物カーディングシステム。ここで言及する植物カーディングシステムは、主に植物カーディングブラケットと銀色のロープの2つの部分で構成されています。このうち、植物カーディングブラケットは、部分的に折り曲げられ、全体的にU字型の折り畳みカードと、二重の制限棒を備えたU字型カードで構成されるアセンブリです。U字型折り畳みカードの下部と下半分は栽培スロットの外形寸法に一致し、栽培スロットを下から囲みます。その二重の枝が栽培スロットの開口位置を超えた後、曲げ加工を施して二重の制限棒を連結し、栽培スロットの開口部の変形を制限する役割も果たします。これは、イチゴの果葉分離ロープを固定するための、上方に凸状の小さなU字型曲げ部です。U字型カードの上部は、イチゴの枝葉梳きロープを固定するためのW字型曲げ部です。U字型折り畳みカードと二重の制限棒は、いずれも亜鉛メッキ鋼線を曲げ加工して形成されています。

果葉分離ロープは、イチゴの枝葉を栽培スロットの開口幅内に集め、イチゴの果実を栽培スロットの外側に吊るすために使用されます。これは、果実の摘み取りに便利なだけでなく、液体薬の直接散布からイチゴを保護し、イチゴ栽培の観賞品質を向上させることができます。

工場カーディングシステム

（2）移動式黄色ラック。移動式黄色ラックは特別に設計されており、黄色と青色の板を吊るすための垂直の支柱が三脚に溶接されており、温室の床に直接設置でき、いつでも移動できます。

（３）自動運転型植物防疫車両。この車両には、植物防疫散布機、すなわち自動運転散布機を搭載することができ、コンピューターが計画した経路に従って、屋内で無人植物防疫作業を実施することができ、温室作業者の健康を守ることができる。

植物保護機器

栄養供給と灌漑システム

本プロジェクトの養液供給・灌漑システムは、清水準備部分、イチゴ灌漑・施肥システム、イチゴ栽培液循環システムの3つの部分に分かれています。清水準備設備と養液供給システムを総称して灌漑ヘッドと呼び、作物への給水・還水設備を灌漑設備と呼びます。

栄養供給と灌漑システム

灌漑前線

浄水装置には通常、砂を除去するための砂利ろ過装置と、塩分を除去するための軟水化装置が備え付けられています。ろ過・軟化された浄水は、後で使用するために貯水タンクに貯蔵されます。

養液構成設備は、一般的にA肥料とB肥料の原料タンク3つ、pH調整用の酸タンク1つ、および肥料混合機1セットで構成されています。運転中は、Aタンク、Bタンク、酸タンク内の原液が、設定された配合に従って肥料製造機によって配合・混合され、原液養液が形成されます。肥料製造機によって生成された原液養液は、原液貯蔵タンクに貯蔵され、待機状態となります。

栄養液調製装置

イチゴ栽培のための給水・還水システム

イチゴ栽培用給水・返水システムは、栽培溝の一端に集中給水・返水する方式を採用しています。栽培溝は吊り下げ式であるため、栽培溝の給水管と返水管には、固定式の硬質管と栽培溝とともに上下に動くフレキシブル管の2種類の形式が採用されています。灌水施肥時には、清水タンクと原液貯槽からの給液が水肥料一体機に送られ、設定された比率で混合され（簡単な方法としては、動力付きま​​たは駆動なしのベンチュリーなどの比例施肥機を使用することができる）、主給水管（主給水管は温室のスパンに沿って温室トラスに設置されている）を通じて栽培ハンガーの上部に送られ、フレキシブルゴムホースが主給水管からの灌水水を各栽培ラックの端部に導き、栽培スロットに設置された給水枝管に接続します。栽培スロット内の給水枝管は栽培スロットの長さに沿って配置され、途中、栽培ポットの配置位置に応じて点滴管が接続され、点滴管を通じて養分が栽培ポットの培地に滴下されます。培地から滲み出した余分な養液は、栽培ポット底部の排水口から栽培溝に排出され、栽培溝底部の排水溝に集められます。栽培溝の設置高さを調整し、端から端まで一定の流れを形成します。傾斜地では、溝底から集められた灌水戻り液は最終的に溝の端部に集まります。栽培溝の端部には戻り液接続タンクを接続するための開口部が設けられ、集水タンクの下に液戻り管が接続され、集められた戻り液は最終的に液戻りタンクに集められ、排出されます。

灌漑用水供給・返水システム

戻り液の利用

この温室灌漑用戻り液は、イチゴ生産システムの閉ループ循環運転を採用せず、イチゴ植え付け口から戻り液を回収し、直接観賞用野菜の植え付けに使用します。温室の四周壁にイチゴ栽培と同じ高さの定置栽培口を設け、栽培口に栽培基質を充填して観賞用野菜を栽培します。イチゴの戻り液はこれらの観賞用野菜に直接灌漑され、日常灌漑には貯水槽のきれいな水を使用します。また、給水管と戻り管の設計では、栽培口の給水管と戻り管を一体化しています。栽培口では潮汐灌漑モードを採用しています。給水期間中は、給水管のバルブを開き、戻り管のバルブを閉じます。パイプバルブは閉じ、排水バルブは開きます。この灌漑方法は、栽培スロット内の灌漑用水供給枝管と副管を節約し、投資を節約し、基本的に観賞用野菜の生産に影響を与えません。

リターンリキッドを使った観賞用野菜の栽培

温室および関連施設

温室は2017年に韓国から全面輸入された。長さ47メートル、幅23メートル、総面積1081平方メートル。² 温室のスパンは7m、ベイは3m、軒高は4.5m、棟高は6.4mで、合計3スパン15ベイです。温室の断熱性を高めるため、温室の周囲に幅1mの断熱回廊を設け、室内には二重断熱カーテンを設計しました。構造改造の際に、元の温室のスパン間の柱上部の水平弦材をトラス梁に交換しました。

温室構造

温室断熱システムの改修では、屋根と壁の二重内部断熱システムの元の設計が維持されています。しかし、3年間の運用を経て、元の断熱シェードネットは部分的に老朽化し、損傷していました。温室の改修では、すべての断熱カーテンを更新し、より軽量で断熱性の高い国産のアクリル綿断熱キルトに交換しました。実際の運用から、屋根断熱カーテンの継ぎ目、壁断熱キルトと屋根断熱キルトの重なり、断熱システム全体の密閉性が向上しました。

温室断熱システム

作物の生育に必要な光量を確保するため、温室改修時に補助照明システムが追加されました。この補助照明は生物発光LED照明システムを採用しており、各LEDライトの出力は50Wで、1スパンあたり2列配置されています。各列の照明間隔は3mです。総光出力は4.5kWで、4.61W/mに相当します。² 単位面積あたり。高さ1mの光量は2000lx以上に達します。

補助照明の設置と同時に、各スパンに2m間隔でUVBライト列も設置されます。これらは主に温室内の空気の不定期消毒に使用されます。UVBライト1灯の出力は40Wで、設置総電力は4.36kW（4.47W/m）です。² 単位面積あたり。

温室暖房システムは、より環境に優しいエネルギーである空気源ヒートポンプを採用し、熱交換器を通して温風を温室内に送り込みます。温室内の空気源ヒートポンプの総出力は210kWで、38台の熱交換ファンが室内に均等に配置されています。ファン1台あたりの放熱量は5.5kWで、北京の最も寒い日に外気温が-15℃になる場合でも、温室内の空気温度を5℃以上に保ち、温室でのイチゴの安全な生産を保証します。

温室内の空気の温度と湿度の均一性を確保し、室内に一定の空気の流れを形成するため、温室には水平循環ファンが設置されています。循環ファンは温室スパンの中央に18m間隔で設置されており、ファン1台あたりの電力は0.12kWです。

温室支援環境制御機器

引用情報:

周昌吉、紅波、李、何正など。周博士、十二六観光型昇降式イチゴハンガーと付属施設・設備を視察[J]. 農業工学技術,2022,42(7):36-42.