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水力循环高架设施栽培装置优化设计及试验分析

摘要:高架设施栽培模式提升了温室作物的产量和质量ꎮ为此ꎬ针对固定式高架设施遮荫问题ꎬ通过测定３０°、４０°、

５０°、６０°等不同角度栽培装置的光照遮阴变化情况ꎬ确定了基于光照因素的最优高架栽培架式角度为５０°ꎮ为了解决固定

式高架设施角度过大、底层作物光照不足等问题ꎬ利用温室控温管路系统中水的压力ꎬ创新设计了一种以水轮机为动力的

自动循环高架装置ꎬ分析了结构组成及工作原理ꎬ采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件设计了三维模型ꎮ同时ꎬ通过Ｆｌｕｅｎｔ模拟分析不同

型号叶轮作用下的水力压力和速度变化ꎬ确定了双列直线型六叶轮为最优叶轮选型ꎮ装置是以水力产生动力使栽培槽围

绕支架匀速转动ꎬ为高架设施架式设计提供一种新思路ꎬ在创造良好光照条件的同时减少能源的消耗ꎬ具有较高的经济效

益ꎬ在实际生产中具有一定的推广应用价值ꎮ

关键词:高架设施栽培装置ꎻ水力循环ꎻ优化设计

莓物联网栽培模式ꎬ使草莓栽培便利化和远程化ꎬ节省

０引言

了劳动力ꎬ可准确用药施肥ꎬ大大增加草莓的产量和品

高架栽培是指在不影响植株正常生长发育的条件[１２]

质ꎮ张豫超等分析了各架型优缺点ꎬ得知４层阶梯

下进行的立体栽培ꎬ可充分利用温室太阳能和空间ꎬ从形架型结构层次丰富、种植密度高ꎬ具有较大的增产潜

[１]

而增加土地利用率和单位面积产量ꎮ设施高架装置力ꎬ适合大型草莓种植基地使用ꎬ并具有较高的观光性

的相关参数对其性能影响较大ꎬ同时随着社会经济的能ꎬ如果进一步改善３、４层的光照环境ꎬ提高光合利用

发展ꎬ高架栽培模式逐步成为农业园区观光旅游业的率ꎬ产量将进一步提高ꎮ

[２]

亮点工程ꎮ国内外相关学者对高架栽培装置设计、但是ꎬ目前总体来说我国对于高架栽培的形式方

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[３４][５]

基质摊铺、移栽育苗等展开了研究ꎮ宗静等研面还处于技术探索研究阶段ꎬ绝大部分高架设施为静

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究发现:在日光温室中ꎬ高架栽培上层植株温湿度和光态设施[１３１４]ꎬ如图１所示ꎮ

[６]

照条件较好ꎬ而下层相对较差ꎮ张永豪对Ａ型和Ｈ大量研究发现:光照强度影响幼苗的芽、根鲜质量

型栽培架进行多方面的分析ꎬ发现Ａ型架比Ｈ型架具及生长状况ꎬ光质影响幼苗光形态建成、叶绿素合成、

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有较好的光照环境ꎮ周明源等通过促成栽培得出草碳氮代谢及品质ꎮ由图１(ａ)可以看出:为了使农作物

[８]

莓高架栽培模式产量最高的结论ꎮ吴杨焕等研究表充分光照ꎬ整体高架张开角度较大ꎻ而由图１(ｂ)则可

明:采用立架栽培模式种植的草莓ꎬ其叶面积指数与产以明显看出:下层的农作物光照受到较大干扰ꎬ光照强