温室智能装备系列之二十二设施蔬菜标准园生长期管理先进技术设备应用

设施蔬菜作物在种植生长期，为了满足有机绿色作物生长的要求，需要采用先进的技术设备实现作物的增产和农户增收，同时提高劳动生产率，降低劳动强度。采用先进声、磁、电等物理技术调控设施环境，可以实现零污染，没有化学残留，是实现高产、高效的理想选择：采用智能控制技术，可以全面的提升设施装备的技术水平，实现高效安全的生产要求。同时，蔬菜标准园建设中不断有新的技术设备成果经过推广示范后，充分熟化从而也可达到标准园蔬菜生产的生长期管理要求。因此，蔬菜标准园生长期的相关技术设备目前已经具有很好的发展潜力和市场需求。

声波助长技术

声波助长技术的原理是蔬菜作物经声波刺激后，植物生化反应增强，合成代谢得到促进，根系中的可溶性糖含量显著提高。由于糖类是植物体内的主要成分之一，其含量占植物体干重的60％-90％，而且作为作物的重要成分，可为植物体内各种生命过程提供能量，也是合成各种物质的碳骨架，如细胞壁的纤维素，果胶物质以及组成膜等的重要成分。丰富的蛋白质是细胞进行生理活动的物质基础。植物经过声波刺激后，根系中的可溶性蛋白明显提高。高水平的可溶性蛋白质含量保证了细胞旺盛的分裂和生长能力。

在北京市密云统军庄温室生产基地的长期试验表明：通过采用声波助长技术可使叶类蔬菜、食用菌增产20％以上：花卉花期延长，病虫害明显减少，果类菜座果率提高，果实含糖量提高1-3个百分点，提早成熟时间5天以上。

植物声频发生器是根据上述技术研制的设施生产设备，该设备根据植物的声学特性，对植物施加特定频率的声波，使声波的频率与植物本身固有的生理系统波频相一致，产生共振，从而提高植物活细胞内电子流的运动速度，促进各种营养元素的吸收、传输和转化，增强植物的光合作用和吸收能力，促进生长发育。达到增产、增收、优质、抗病的目的。如图1所示。

空间电场促蕾防病技术

空间电场促蕾防病技术是一种可以解决设施病害和生长速度问题的新技术。基于空间电场促营防病技术开发的蔬莱设施环境促蕾增产系统在温室生产中能够有效地解决设施果、蔬类生产中遇到的多种生理性问题，可作为蔬菜生产的安全保障技术系统。可使植物产量增加20％以上，果实糖度显著增加，预防气传病害效果大于90％。

空间电场防病促生技术工作原理

空间电场防病促生系统在温室建立空间电场，以及电极线放出高能带电粒子、臭氧和氮氧化物，使土壤与植株微观环境体系中形成微弱的直流电流，利用这种电场实现土传、气传病害的防治，同时可以持续提高植物的光合作用强度并获得显著的增产效果。另外，系统产生的电场对温室密闭环境下困扰生产的静化粉尘、空气微生物、有害气体的吸附和分解，也具有较好的作用。

设施蔬菜病害臭氧防治技术

设施蔬菜病害臭氧防治技术主要解决冬季温室植物产品生产中诸如灰霉病、霜霉病等气传病害，以及疫病、蔓枯病等部分土传病害的防治问题。气传病害综合防治效果大于70％，同时可以节省氮肥施入量。

臭氧杀毒的原理

臭氧(O3)是氧的同素异形体，其密度是氧气的1.5倍，在水中的溶解度是氧气的10倍，是一种强氧化剂，它在水中的氧化还原电位为2.07V，仅次于氟(2.5V)，能破坏分解细菌的细胞壁，很快地扩散透进细胞内，氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶等，也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏细胞、核糖核酸(RNA)，分解脱氧核糖核酸(DNA)、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的代谢和繁殖过程遭到破坏。细菌被臭氧杀死是由细胞膜的断裂所致，臭氧的杀菌能力不受pH值变化和氨的影响，其杀菌能力比氯大600-3000倍，它的灭菌、消毒作用几乎是瞬时发生的，在水中臭氧浓度0.3mg/L-2mg/L时，30s-60s内就可以致死细菌。

需要注意的是，系统需要配备臭氧浓度监测传感器和浓度自动调控模块，否则，不合适的臭氧浓度会对蔬菜作物造成伤害，严重的可导致大面积绝收。

电动卷膜遥控系统

设施农业是劳动密集型产业，劳动强度大，尤其在日常管理中，每天要打开和关闭大棚塑料薄膜，费时费力，并存在安全隐患，有时还会将棚膜捅破造成浪费。电动卷膜机能降低劳动强度，提高设施农业的生产效率和效益，促进设施农业可持续发展，图4为温室电动卷膜系统。配套的遥控系统可以实现远距离无线方式控制电动卷膜，遥控器体积小，控制灵活。

功能特点

只需按动遥控器按钮就可实现温室棚膜的开启和关闭，保证温室的空气流通，实时调节温室内的温、湿度。无需攀爬棚顶，无需用长杆搂拽，减少登高摔伤隐患，降低棚膜损坏。人工开启关闭一次棚膜需要10mm-1.5mm，使用该机构开启关闭一次用时2mm-5min。据调查，在中国现有的温室大棚中，有相当一部分适宜安装遥控电动卷膜机，随着新棚的建设和旧棚改造速度的加快，数量还要继续增大，遥控卷膜机也将占有越来越大的市场份额。图5为遥控系统实物图。

另外，由于遥控电动卷膜比人工卷膜缩短了作业时间，能够做到适时卷放，这样就相对延长了光照时间，增加了室内积温。在同等条件下，间接提高了蔬菜的产量和品质。

相关参数

最大开膜宽度0.5m。

最大开膜长度60m。

开启一次时间少于5min。

配套动力为60W电机，220V电压。

遥控距离30m。

绑蔓器、授粉枪

长期以来，番茄、黄瓜等果类莱的绑蔓完全是人工手工作业的，作业效率低、耗时长，并且作业枯燥单调。小型结蔓器是针对结蔓作业工艺和农业要求，用塑料带和书钉通过机械手将植株绑在架杆上，从而替代人工手绑作业，达到提高作业效率、减轻劳动强度的一种半机械化的作业器具。使用结蔓器作业比人工作业提高效率5倍，相对人工结蔓可节约人工成本。见图6。蔬菜根部注药机蔬菜根部注药机可广泛应用于温室蔬菜等作物根部直接施药，针对重茬栽培的土传病虫害防治，可用于治疗多种土壤病虫害。目前困扰设施农业生产的根结线虫，主要危害各种蔬菜的根部，并在幼根的须根上形成球形或圆锥形太小不等的白色根瘤，有的呈念珠状。感染的植株上部生长矮小、缓慢、叶色异常，结果少，产量低，甚至造成植株早死亡。该设备可有针对性的防治根结线虫，用药量精准控制。

功能特点

电动加压，药液自动加压。

药液可直接注射到蔬菜根部土壤深处。

药箱可背负单人操作，方便温室内移动使用。

采用反复充电的蓄电池电源，充电快，寿命长。

结束语

用于设施蔬菜标准园作物生长期管理的相关新技术、新设备、新机械是信息化技术武装传统农机装备的结晶，是运用传感器技术、生物物理技术、自动化技术提升设施蔬菜装备的尝试性推广应用，对于完善和发展现代农业技术体系具有重要意义。生长期管理技术关于灌溉、施肥、植保的其他智能设备，此前已有介绍，不再赘述。关于温室气候自动调节的相关设备，市场上有诸多产品可以选择，在标准园建设过程中，应该做到“抓大不放小”，重点关注那些重点研究单位忽略的、看不上的处女地去开垦、研究，把设施蔬菜标准园管理环节的每一个角角落落都规范化，“细节决定成败”，标准园的发展应是一个循序渐进的过程，让我们有目的、有计划、有步骤的不断在蔬菜标准园管理过程中研究探讨更好、更成熟的技术设备服务“三农”。