Penulis: Changji Zhou, Hongbo Li, dll.

Sumber Artikel: Teknologi Rekayasa Pertanian, Hortikultura, dan Rumah Kaca

Ini adalah basis eksperimental Institut Ilmu Pertanian Distrik Haidian, serta Pameran Teknologi Tinggi Pertanian dan Taman Sains Haidian. Pada tahun 2017, penulis memimpin pengenalan rumah kaca uji film plastik multi-bentang dengan insulasi termal tinggi dari Korea Selatan. Saat ini, Direktur Zheng telah mengubahnya menjadi rumah kaca produksi stroberi yang mengintegrasikan tampilan teknologi, wisata dan pemetikan, rekreasi dan hiburan. Rumah kaca ini diberi nama “5G Cloud Strawberry”, dan saya akan mengajak Anda untuk mengalaminya bersama.

Penanaman Stroberi di Rumah Kaca dan Pemanfaatan Ruangnya

Rak stroberi yang dapat diangkat dan sistem penggantung

Slot budidaya dan metode budidaya

Lubang budidaya memusatkan pasokan dan drainase air di bagian bawah lubang budidaya, dan sebuah tepi ditinggikan ke arah luar di tengah permukaan bawah lubang budidaya searah panjangnya (dari bagian dalam lubang budidaya, sebuah alur dasar terbentuk di bagian bawah). Pasokan air utama ke lubang budidaya langsung diletakkan di alur dasar ini, dan air yang tercuci dari media budidaya juga terkumpul secara merata di alur ini, dan akhirnya dibuang dari salah satu ujung lubang budidaya.

Keuntungan menanam stroberi dengan pot budidaya adalah bagian bawah pot budidaya terpisah dari permukaan bawah lubang tanam, sehingga tidak akan terbentuk genangan air di bagian bawah media tanam, dan ventilasi media tanam secara keseluruhan meningkat; media tanam akan menyebar mengikuti aliran air irigasi; ketiga, tidak akan ada kebocoran saat media tanam dipasang di pot budidaya, dan rak budidaya terlihat rapi dan indah secara keseluruhan. Kerugian dari pendekatan ini terutama adalah irigasi tetes dan penanaman dalam pot budidaya meningkatkan investasi dalam pembangunan peralatan.

Slot dan pot tanam

Sistem penggantung dan pengangkatan rak budidaya

Sistem penggantung dan pengangkat rak budidaya pada dasarnya sama dengan rak budidaya pengangkat stroberi tradisional. Gesper penggantung slot budidaya mengelilingi slot budidaya, dan menghubungkan gesper penggantung dan roda pembalik dengan sekrup keranjang bunga yang panjangnya dapat disesuaikan (digunakan untuk menyesuaikan konsistensi ketinggian pemasangan slot budidaya). Pada tali bagian bawah, ujung lainnya dililitkan pada roda yang terhubung ke poros penggerak reduktor motor.

Sistem rak gantung untuk budidaya

Berdasarkan sistem gantungan universal secara keseluruhan, untuk memenuhi kebutuhan bentuk penampang khusus dari tempat budidaya dan kebutuhan tampilan wisata, beberapa aksesori dan fasilitas yang dipersonalisasi juga dirancang secara inovatif di sini.

(1) Gantungan rak budidaya. Gesper gantung rak budidaya pertama-tama adalah gesper lingkaran tertutup, yang dibentuk dengan membengkokkan dan mengelas kawat baja. Penampang setiap bagian gesper gantung sama, dan sifat mekaniknya konsisten; Bagian bawah slot juga mengadopsi pembengkokan setengah lingkaran yang sesuai; ketiga adalah melipat bagian tengah gesper menjadi sudut lancip, dan gesper atas langsung dikaitkan pada titik pembengkokan, yang tidak hanya memastikan pusat gravitasi slot budidaya yang stabil, tetapi juga tidak terjadi deformasi lateral, dan juga memastikan bahwa gesper dikaitkan dengan andal dan tidak akan tergelincir dan bergeser.

Gesper rak budidaya

(2) Tali gantung pengaman. Berdasarkan sistem gantung tradisional, satu set sistem gantung pengaman tambahan dipasang setiap 6m sepanjang panjang slot budidaya. Persyaratan untuk sistem gantung pengaman tambahan adalah, pertama, berjalan sinkron dengan sistem gantung penggerak; kedua, memiliki daya dukung yang cukup. Untuk mencapai persyaratan fungsional di atas, satu set sistem gantung perangkat penggulung pegas dirancang dan dipilih untuk menarik tali gantung slot budidaya. Penggulung pegas diatur sejajar dengan tali gantung penggerak, dan digantung serta dipasang pada bagian bawah rangka rumah kaca.

Sistem Suspensi Keselamatan Tambahan

Peralatan produksi tambahan untuk rak budidaya

(1) Sistem penyisiran tanaman. Sistem penyisiran tanaman yang disebutkan di sini terutama terdiri dari dua bagian: braket penyisiran tanaman dan tali perak berwarna. Di antaranya, braket penyisiran tanaman merupakan rakitan yang terdiri dari kartu lipat berbentuk U yang sebagian ditekuk dan seluruhnya berbentuk U serta kartu berbentuk U dengan batang pembatas ganda. Bagian bawah dan setengah bagian bawah kartu lipat berbentuk U sesuai dengan dimensi luar slot budidaya, dan mengelilingi slot budidaya dari bawah; setelah cabang gandanya melebihi posisi terbuka slot budidaya, dibuat lekukan untuk menghubungkan batang pembatas ganda, dan juga berperan untuk membatasi deformasi bukaan slot budidaya; ini adalah lekukan kecil berbentuk U yang cembung ke atas, yang digunakan untuk menahan tali pemisah daun buah stroberi; bagian atas kartu berbentuk U adalah lekukan berbentuk W untuk menahan tali sisir cabang dan daun stroberi. Kartu lipat berbentuk U dan batang pembatas ganda semuanya dibentuk dengan membengkokkan kawat baja galvanis.

Tali pemisah daun dan buah digunakan untuk mengumpulkan cabang dan daun stroberi di dalam lebar bukaan lubang tanam, dan menggantung buah stroberi di luar lubang tanam. Hal ini tidak hanya memudahkan pemetikan buah, tetapi juga melindungi stroberi dari semprotan langsung obat cair, dan dapat meningkatkan nilai estetika penanaman stroberi.

Sistem penyisiran tanaman

(2) Rak kuning bergerak. Rak kuning bergerak dirancang khusus, yaitu tiang vertikal untuk menggantung papan kuning dan biru dilas pada tripod, yang dapat langsung diletakkan di lantai rumah kaca dan dapat dipindahkan kapan saja.

(3) Kendaraan perlindungan tanaman yang dapat mengemudi sendiri. Kendaraan ini dapat dilengkapi dengan alat penyemprot perlindungan tanaman, yaitu alat penyemprot otomatis yang dapat melakukan operasi perlindungan tanaman tanpa operator di dalam ruangan sesuai dengan jalur yang direncanakan komputer, sehingga dapat melindungi kesehatan operator rumah kaca.

peralatan perlindungan tanaman

Sistem Penyediaan Nutrisi dan Irigasi

Sistem penyediaan larutan nutrisi dan irigasi pada proyek ini dibagi menjadi 3 bagian: pertama, bagian persiapan air bersih; kedua, sistem irigasi dan pemupukan stroberi; ketiga, sistem daur ulang cairan untuk budidaya stroberi. Peralatan untuk persiapan air bersih dan sistem larutan nutrisi secara kolektif disebut sebagai kepala irigasi, dan peralatan untuk memasok dan mengembalikan air ke tanaman disebut sebagai peralatan irigasi.

Sistem Penyediaan Nutrisi dan Irigasi

Garis depan irigasi

Peralatan pengolahan air bersih umumnya harus dilengkapi dengan filter pasir dan kerikil untuk menghilangkan pasir, dan peralatan pelunak air untuk menghilangkan garam. Air bersih yang telah disaring dan dilunakkan disimpan dalam tangki penyimpanan untuk digunakan kemudian.

Peralatan konfigurasi larutan nutrisi umumnya meliputi tiga tangki bahan baku untuk pupuk A dan B, dan sebuah tangki asam untuk menyesuaikan pH, serta satu set pengaduk pupuk. Selama pengoperasian, larutan stok dalam tangki A, B, dan tangki asam dikonfigurasi dan dicampur secara proporsional oleh mesin pupuk sesuai dengan formula yang telah ditetapkan untuk membentuk larutan nutrisi mentah, dan larutan nutrisi mentah yang telah dikonfigurasi oleh mesin pupuk disimpan dalam tangki penyimpanan larutan stok untuk cadangan.

Peralatan persiapan larutan nutrisi

Sistem pasokan dan pengembalian air untuk penanaman stroberi

Sistem pasokan dan pengembalian air untuk penanaman stroberi mengadopsi metode pasokan dan pengembalian air terpusat di salah satu ujung slot budidaya. Karena slot budidaya mengadopsi metode pengangkatan dan penggantungan, dua bentuk digunakan untuk pipa pasokan dan pengembalian air slot budidaya: satu adalah pipa kaku tetap; yang lain adalah pipa fleksibel yang bergerak naik turun bersama slot budidaya. Selama irigasi dan pemupukan, pasokan cairan dari tangki air bersih dan tangki penyimpanan cairan mentah dikirim ke mesin terintegrasi air dan pupuk untuk dicampur sesuai dengan rasio yang telah ditetapkan (metode sederhana dapat menggunakan aplikator pupuk proporsional, seperti Venturi, dll., yang dapat digerakkan dengan tenaga penggerak atau tanpa tenaga penggerak) dan kemudian dikirim ke bagian atas gantungan budidaya melalui pipa pasokan air utama (pipa pasokan air utama dipasang pada rangka rumah kaca di sepanjang bentang rumah kaca), dan selang karet fleksibel mengalirkan air irigasi dari pipa pasokan air utama ke ujung setiap rak budidaya, kemudian dihubungkan ke pipa cabang pasokan air yang dipasang di slot budidaya. Pipa cabang pasokan air di dalam lubang tanam disusun sepanjang lubang tanam, dan di sepanjang jalurnya, pipa tetes dihubungkan sesuai dengan posisi penempatan pot tanam, dan nutrisi diteteskan ke media tanam melalui pipa tetes. Larutan nutrisi berlebih yang keluar dari substrat dialirkan ke dalam lubang tanam melalui lubang pembuangan di bagian bawah pot tanam dan dikumpulkan ke dalam parit drainase di bagian bawah lubang tanam. Sesuaikan ketinggian pemasangan lubang tanam untuk membentuk aliran konstan dari satu ujung ke ujung lainnya. Pada lereng miring, cairan irigasi yang kembali yang dikumpulkan dari bagian bawah lubang tanam pada akhirnya akan terkumpul di ujung lubang tanam. Sebuah lubang dibuat di ujung lubang tanam untuk menghubungkan tangki penghubung cairan yang kembali, dan pipa pengembalian cairan dihubungkan di bawah tangki pengumpul, dan cairan yang kembali yang terkumpul akhirnya dikumpulkan dan dibuang ke dalam tangki pengembalian cairan.

Sistem pasokan dan pengembalian air irigasi

Pemanfaatan cairan yang dikembalikan

Cairan pengembalian irigasi rumah kaca ini tidak menggunakan operasi sirkulasi tertutup seperti sistem produksi stroberi, tetapi mengumpulkan cairan pengembalian dari lubang tanam stroberi dan langsung menggunakannya untuk penanaman sayuran hias. Lubang tanam dengan ketinggian tetap yang sama seperti budidaya stroberi dipasang di keempat dinding luar rumah kaca, dan lubang tanam diisi dengan media tanam untuk menanam sayuran hias. Cairan pengembalian dari stroberi langsung diairi ke sayuran hias ini, menggunakan air bersih di tangki penyimpanan untuk irigasi harian. Selain itu, pipa pasokan dan pengembalian air dari lubang tanam digabungkan menjadi satu dalam desain pipa pasokan dan pengembalian air. Mode irigasi pasang surut diterapkan di lubang tanam. Selama periode pasokan air, katup pipa pasokan air dibuka dan katup pipa pengembalian ditutup. Katup pipa ditutup dan katup pembuangan dibuka. Metode irigasi ini menghemat pipa cabang dan pipa sub-pipa pasokan air irigasi di lubang tanam, menghemat investasi, dan pada dasarnya tidak berdampak pada produksi sayuran hias.

Menanam Sayuran Hias dengan Menggunakan Cairan yang Dikembalikan

Rumah kaca dan fasilitas pendukungnya

Rumah kaca ini diimpor sepenuhnya dari Korea Selatan pada tahun 2017. Panjangnya 47 meter, lebarnya 23 meter, dengan luas total 1081 m².² Bentang rumah kaca adalah 7m, bentangannya 3m, tinggi atap terjal 4,5m, dan tinggi puncak atap 6,4m, dengan total 3 bentang dan 15 bentang. Untuk meningkatkan insulasi termal rumah kaca, koridor insulasi termal selebar 1m dibuat di sekitar rumah kaca, dan tirai insulasi termal dua lapis di bagian dalam dirancang. Selama transformasi struktural, balok horizontal di bagian atas kolom di antara bentang rumah kaca asli diganti dengan balok rangka.

Struktur rumah kaca

Renovasi sistem insulasi termal rumah kaca mempertahankan desain asli sistem insulasi termal atap dan dinding dengan insulasi termal internal ganda. Namun, setelah 3 tahun beroperasi, jaring peneduh insulasi asli sebagian telah menua dan rusak. Dalam renovasi rumah kaca, semua tirai insulasi diperbarui dan diganti dengan selimut insulasi katun akrilik, yang lebih ringan dan lebih kedap panas, buatan dalam negeri. Dari pengoperasian aktual, sambungan tumpang tindih antara tirai insulasi atap, selimut insulasi dinding, dan selimut insulasi atap, dan seluruh sistem insulasi tertutup rapat.

Sistem Isolasi Rumah Kaca

Untuk memastikan kebutuhan cahaya bagi pertumbuhan tanaman terpenuhi, sistem pencahayaan tambahan ditambahkan dalam renovasi rumah kaca. Pencahayaan tambahan ini menggunakan sistem pencahayaan LED efek biologis, setiap lampu LED pertumbuhan memiliki daya 50 W, disusun 2 kolom per bentang. Jarak antar kolom lampu adalah 3m. Total daya cahaya adalah 4,5 kW, setara dengan 4,61 W/m².² per satuan luas. Intensitas cahaya pada ketinggian 1 meter dapat mencapai lebih dari 2000 lx.

Bersamaan dengan pemasangan lampu tambahan tanaman, deretan lampu UVB juga dipasang pada setiap bentang dengan jarak 2 m, yang terutama digunakan untuk disinfeksi udara secara tidak merata di dalam rumah kaca. Daya satu lampu UVB adalah 40 W, dan total daya terpasang adalah 4,36 kW, setara dengan 4,47 W/m².² per satuan luas.

Sistem pemanas rumah kaca menggunakan pompa panas sumber udara yang lebih ramah lingkungan, yang mengirimkan udara panas ke dalam rumah kaca melalui penukar panas. Daya total pompa panas sumber udara di rumah kaca adalah 210 kW, dan 38 unit kipas penukar panas didistribusikan secara merata di dalam ruangan. Disipasi panas setiap kipas adalah 5,5 kW, yang dapat memastikan suhu udara di rumah kaca di atas 5℃ pada suhu luar ruangan -15℃ pada hari terdingin di Beijing, sehingga menjamin produksi stroberi yang aman di rumah kaca.

Untuk memastikan keseragaman suhu dan kelembapan udara di dalam rumah kaca dan untuk membentuk pergerakan udara tertentu di dalam ruangan, rumah kaca ini juga dilengkapi dengan kipas sirkulasi udara horizontal. Kipas sirkulasi tersebut ditempatkan di tengah bentang rumah kaca dengan jarak 18 m, dan daya masing-masing kipas adalah 0,12 kW.

Peralatan pengendalian lingkungan pendukung rumah kaca

Informasi kutipan:

Changji Zhou, Hongbo, Li, He Zheng, dll.Dr. Zhou memeriksa gantungan stroberi tipe wisata Shiling (Seratus Dua Puluh Enam) beserta fasilitas dan peralatan pendukungnya[J]. Teknologi Rekayasa Pertanian, 2022, 42(7):36-42.