Teknologi Rekayasa Pertanian Hortikultura Rumah Kaca Zhang Zhuoyan asli 09-09-2022 17:20 Diposting di Beijing

Jenis dan karakteristik rumah kaca yang umum untuk budidaya buah beri

Buah beri dipanen sepanjang tahun di Tiongkok utara dan membutuhkan budidaya rumah kaca. Namun, berbagai permasalahan ditemukan dalam proses penanaman sebenarnya dengan menggunakan berbagai jenis fasilitas seperti rumah kaca tenaga surya, rumah kaca multi bentang, dan rumah kaca film.

01 Film Rumah Kaca

Keuntungan menanam buah beri di rumah kaca film adalah terdapat empat lubang ventilasi di kedua sisi dan bagian atas rumah kaca, masing-masing lebar 50-80cm, dan efek ventilasinya baik. Namun, karena menambahkan bahan insulasi termal seperti selimut tidak nyaman, efek insulasi termalnya buruk. Suhu rata-rata terendah pada malam hari di musim dingin utara adalah -9°C, dan suhu rata-rata di rumah kaca film adalah -8°C. Buah beri tidak bisa ditanam di musim dingin.

02 Rumah Kaca Tenaga Surya

Keuntungan menanam buah beri di rumah kaca tenaga surya adalah ketika suhu rata-rata minimum pada malam hari di musim dingin utara adalah -9°C, suhu rata-rata di rumah kaca tenaga surya bisa mencapai 8°C. Namun, dinding tanah rumah kaca tenaga surya menyebabkan rendahnya tingkat pemanfaatan lahan. Pada saat yang sama, terdapat dua lubang ventilasi di sisi selatan dan atas rumah kaca tenaga surya, masing-masing lebarnya 50-80cm, dan efek ventilasinya kurang baik.

03 Rumah kaca multi bentang

Keuntungan menanam buah beri di rumah kaca film multi-bentang adalah struktur rumah kaca multi-bentang tidak menempati lahan pertanian tambahan, dan tingkat pemanfaatan lahannya tinggi. Ada total delapan bukaan ventilasi di empat sisi dan bagian atas rumah kaca multi-bentang (ambil contoh rumah kaca multi-bentang berukuran 30m×30m). Efek ventilasi terjamin. Namun, ketika suhu rata-rata minimum pada malam hari di musim dingin utara adalah -9°C, suhu rata-rata di rumah kaca film multi-bentang adalah -7°C. Di musim dingin, konsumsi energi harian untuk menjaga suhu minimum dalam ruangan hingga 15°C untuk pertumbuhan buah beri normal dapat mencapai 340 kW•h/667m².

Dari tahun 2018 hingga 2022, tim penulis telah menguji dan membandingkan efek penerapan rumah kaca film, rumah kaca tenaga surya, dan rumah kaca multi-bentang. Pada saat yang sama, rumah kaca cerdas yang cocok untuk budidaya buah beri dirancang dan dibangun dengan cara yang ditargetkan.

Perbandingan fitur utama dari berbagai rumah kaca

Rumah kaca film, rumah kaca tenaga surya, dan rumah kaca multi-bentang

Rumah kaca bentang ganda untuk buah beri

Berdasarkan rumah kaca biasa, tim penulis merancang dan membangun rumah kaca bentang ganda untuk penanaman buah beri, dan melakukan percobaan penanaman dengan raspberry sebagai contoh. Hasilnya menunjukkan bahwa rumah kaca baru ini menciptakan lingkungan tumbuh yang lebih cocok untuk penanaman buah beri, serta mengoptimalkan rasa dan kandungan nutrisi raspberry.

Perbandingan Komposisi Nutrisi Buah

Rumah kaca bentang ganda

Rumah kaca bentang ganda merupakan jenis rumah kaca baru yang efek ventilasi, efek pencahayaan, dan tingkat pemanfaatan lahannya lebih cocok untuk budidaya buah beri. Parameter struktural ditunjukkan pada tabel di bawah.

Profil rumah kaca bentang ganda/mm

Parameter struktur rumah kaca bentang ganda

Ketinggian tanam buah beri berbeda dengan tinggi tanam sayuran tradisional. Varietas raspberry yang dibudidayakan bisa mencapai lebih dari 2m. Di bagian bawah rumah kaca, tanaman berry akan terlalu tinggi dan menembus lapisan film. Pertumbuhan buah beri membutuhkan cahaya yang kuat (total radiasi matahari 400~800 unit radiasi (10⁴W/m²). Dapat dilihat dari tabel di bawah bahwa waktu cahaya yang lama dan intensitas cahaya yang tinggi di musim panas tidak banyak berpengaruh pada buah beri, dan di musim dingin intensitas cahaya yang rendah dan waktu cahaya yang pendek mengakibatkan penurunan hasil buah beri yang nyata. Terdapat pula perbedaan intensitas cahaya pada sisi utara dan selatan rumah kaca surya yang menyebabkan perbedaan pertumbuhan tanaman pada sisi utara dan selatan. Lapisan tanah pada konstruksi dinding tanah rumah kaca surya rusak parah, tingkat pemanfaatan lahan hanya setengahnya, dan tindakan tahan hujan rusak seiring dengan bertambahnya umur layanan.

pengaruh intensitas cahaya dan durasi cahaya terhadap hasil raspberry di musim dingin dan musim panas

pemanfaatan lahan

01 Ventilasi rumah kaca

Rumah kaca bentang ganda yang baru telah meningkatkan ketinggian ventilasi melawan arah angin pada posisi terendah untuk memastikan tidak ada lapisan tipis di area penanaman yang dapat menghalangi pertumbuhan tanaman. Dibandingkan dengan ventilasi bawah dengan lebar 0,4-0,6 m pada rumah kaca tenaga surya biasa, ventilasi dengan lebar 1,2-1,5 m pada rumah kaca bentang ganda memiliki luas ventilasi dua kali lipat.

02 Tingkat pemanfaatan lahan rumah kaca dan Pemanasan & Isolasi

Rumah kaca bentang ganda mengandalkan bentang 16m dan tinggi 5,5m. Dibandingkan dengan rumah kaca tenaga surya biasa, ruang internalnya 1,5 kali lebih besar, dan 95% dari luas tanam sebenarnya diperoleh tanpa membangun dinding tanah, sehingga meningkatkan tingkat pemanfaatan lahan lebih dari 40%. Berbeda dengan dinding tanah yang dibangun untuk insulasi termal dan penyimpanan panas di rumah kaca tenaga surya, rumah kaca bentang ganda mengadopsi sistem insulasi termal internal dan sistem pemanas pipa pemanas lantai, yang tidak menempati area tanam. Bentang yang besar menyebabkan area dan jumlah transmisi cahaya menjadi dua kali lipat, yang meningkatkan penyimpanan panas tanah sebesar 0~5°C tahun-ke-tahun. Pada saat yang sama, selimut isolasi termal internal dan satu set sistem pemanas pipa pemanas lantai ditambahkan ke rumah kaca untuk menjaga suhu di dalam rumah kaca hingga di atas 15°C di bawah gelombang dingin -20°C di musim dingin utara, sehingga memastikan hasil buah beri yang normal di musim dingin.

03 Penerangan rumah kaca

Pertumbuhan buah beri memiliki kebutuhan cahaya yang tinggi, yang memerlukan total penyinaran matahari sebesar 400-800 unit radiasi (10⁴W/m²) intensitas cahaya. Faktor-faktor yang mempengaruhi cahaya rumah kaca antara lain kondisi cuaca, musim, garis lintang dan struktur bangunan. Tiga yang pertama merupakan fenomena alam dan tidak dikendalikan oleh manusia, sedangkan yang terakhir dikendalikan oleh manusia. Penerangan rumah kaca terutama terkait dengan orientasi rumah kaca (dalam 10°selatan atau utara), sudut atap (20~40°), area naungan bahan bangunan, transmisi cahaya film plastik dan polusi, tetesan air, tingkat penuaan, ini adalah faktor utama yang mempengaruhi pencahayaan rumah kaca. Batalkan insulasi termal eksternal dan gunakan struktur insulasi termal internal, yang dapat mengurangi permukaan peneduh sebesar 20%. Untuk memastikan kinerja transmisi cahaya dan masa pakai film yang efektif, air hujan dan salju di permukaan film perlu dihilangkan tepat waktu. Setelah percobaan, ditemukan bahwa sudut atap 25~27° lebih kondusif untuk jatuhnya hujan dan salju. Bentang rumah kaca yang besar dan penataan utara-selatan dapat membuat pencahayaan seragam untuk mengatasi masalah pertumbuhan tanaman yang tidak konsisten dalam satu rumah kaca.

Rumah kaca plastik isolasi termal bentang besar khusus untuk buah beri

Tim penulis meneliti dan membangun rumah kaca berukuran besar. Rumah kaca ini memiliki keunggulan besar dalam efektivitas biaya konstruksi, hasil buah beri, dan kinerja isolasi termal.

Parameter struktur rumah kaca bentang besar

Struktur rumah kaca bentang besar

01 Keunggulan suhu

Rumah kaca berukuran besar tidak memerlukan dinding tanah, dan tingkat pemanfaatan lahan rumah kaca tenaga surya biasa meningkat lebih dari 30%. Telah ditentukan bahwa rumah kaca plastik insulasi termal eksternal bentang besar dapat mencapai 6°C ketika suhu luar ruangan -15°C, dan perbedaan suhu antara dalam dan luar ruangan adalah 21°C. Dalam hal insulasi termal, kinerjanya serupa dengan kinerja rumah kaca tenaga surya.

Perbandingan kinerja isolasi termal dan pembuangan panas antara rumah kaca bentang besar dan rumah kaca surya di musim dingin

02 Keuntungan struktural

Fasilitas ini memiliki struktur yang wajar, fondasi yang kokoh, ketahanan angin tingkat 10, beban salju 0,43kN/m², ketahanan yang kuat terhadap bencana alam seperti hujan badai dan akumulasi salju, dan masa pakai lebih dari 15 tahun. Dibandingkan dengan rumah kaca biasa, ruang internal di area yang sama bertambah 2~3 kali lipat, sehingga nyaman untuk pengoperasian mekanis, dan cocok untuk menanam tanaman dengan tanaman yang lebih tinggi (2m ±1m).

03 Keunggulan lingkungan cahaya dan ruang

Rumah kaca dengan bentang besar sangat bermanfaat bagi manajemen personel dan penjadwalan penanaman skala besar, dan secara efektif dapat menghindari pemborosan tenaga kerja. Desain atap rumah kaca bentang besar sepenuhnya memperhitungkan sudut ketinggian matahari dan sudut datang sinar matahari pada permukaan film dalam kondisi garis lintang yang berbeda, sehingga dapat membentuk kondisi penerangan ideal pada musim yang berbeda dan periode datangnya sinar matahari yang berbeda (gabungan dengan sudut antara permukaan film dan tanah adalah 27° agar hujan dan salju dapat meluncur ke bawah secara menyeluruh) , sehingga mengurangi hamburan dan pembiasan cahaya sebanyak mungkin, dan memaksimalkan penggunaan energi matahari. Ruang rumah kaca bentang besar meningkat lebih dari 2 kali lipat, dan CO₂ relatif terhadap udara meningkat lebih dari 2 kali lipat, yang kondusif bagi pertumbuhan tanaman dan mencapai tujuan peningkatan produksi.

Perbandingan berbagai fasilitas untuk menanam buah beri

Tujuan membangun rumah kaca yang lebih cocok untuk penanaman buah beri adalah untuk mendapatkan lingkungan pertumbuhan yang penting dan pengendalian lingkungan dalam penanaman buah beri, dan pertumbuhan tanaman secara intuitif mencerminkan kelebihan dan kekurangan lingkungan tumbuhnya.

Perbandingan pertumbuhan raspberry di berbagai rumah kaca

Perbandingan pertumbuhan raspberry di berbagai rumah kaca

Kuantitas dan kualitas hasil buah raspberry juga bergantung pada lingkungan tumbuh dan pengendalian lingkungan. Tingkat kepatuhan standar buah kelas satu lebih dari 70% dan output 4t/667m² berarti keuntungan yang lebih tinggi.

perbandingan hasil dari berbagai rumah kaca dan tingkat kepatuhan standar buah kelas satu

Produk raspberi 

Informasi kutipan

Zhang Zhuoyan.Struktur fasilitas khusus yang cocok untuk budidaya raspberry [J]. Teknologi Rekayasa Pertanian, 2022,42(22):12-15.