1、设施农业机械与设备设施农业是集生物工程、农业工程、环境工程为一体，跨部设施农业是集生物工程、农业工程、环境工程为一体，跨部门、多学科综合的系统工程，是在外界不适宜季节，通过设施及门、多学科综合的系统工程，是在外界不适宜季节，通过设施及环境调控，为作物营造较为适宜的生长环境，达到适时成熟、高环境调控，为作物营造较为适宜的生长环境，达到适时成熟、高产、优质、高效的集约化生产方式。产、优质、高效的集约化生产方式。这一领域已成为当今世界各这一领域已成为当今世界各国展示农业科技发展水平的重要标志国展示农业科技发展水平的重要标志，是农业发展中最具有活力，是农业发展中最具有活力的新兴产业之一，是向人类提供大
2、量无污染绿色农产品最为理想的新兴产业之一，是向人类提供大量无污染绿色农产品最为理想的种植和养殖方式。的种植和养殖方式。设施内生产管理的机械化与设施环境调控自动化是工厂化农设施内生产管理的机械化与设施环境调控自动化是工厂化农业的重要方面，业的重要方面，目的是提高作业与控制的精度、作业效率、作业目的是提高作业与控制的精度、作业效率、作业者的舒适性与安全性，实现省力化。者的舒适性与安全性，实现省力化。荷兰、日本、以色列、美国、韩国、西班牙、意大利、法国、荷兰、日本、以色列、美国、韩国、西班牙、意大利、法国、加拿大等国设施农业十分发达，其设施的标准化程度、种苗技术加拿大等国设施农业十分发达，其设施的标
3、准化程度、种苗技术及规范化栽培技术、植物保护及采后加工商品化技术、新型覆盖及规范化栽培技术、植物保护及采后加工商品化技术、新型覆盖材料开发与应用技术、设施综合环境调控及农业机械化技术等有材料开发与应用技术、设施综合环境调控及农业机械化技术等有较高的水平，居世界领先地位。较高的水平，居世界领先地位。第二节 土壤处理机械及耕作机械一、碎土筛土机械一、碎土筛土机械二、土壤肥料搅拌机械二、土壤肥料搅拌机械三、土壤消毒与耕作机械三、土壤消毒与耕作机械 在蔬菜育苗生产过程中，需要在蔬菜育苗生产过程中，需要将苗床或制钵用的土壤破碎、过筛，将苗床或制钵用的土壤破碎、过筛，如图为一种由旋转碎土刀与振动筛如图为一
4、种由旋转碎土刀与振动筛配合的组合式机具。发动机的动力配合的组合式机具。发动机的动力经皮带传动，使碎土滚筒旋转，同经皮带传动，使碎土滚筒旋转，同时通过曲柄摆杆机构带动筛子摆动。时通过曲柄摆杆机构带动筛子摆动。土壤经过喂料漏斗进入粉碎室，在土壤经过喂料漏斗进入粉碎室，在高速旋转的滚筒碎土机打击下，通高速旋转的滚筒碎土机打击下，通过碎土刀与凹板的挤搓作用后，抛过碎土刀与凹板的挤搓作用后，抛向碎土板上撞击破碎。破碎的土壤向碎土板上撞击破碎。破碎的土壤经过振动筛分离后，细碎的土壤通经过振动筛分离后，细碎的土壤通过筛网落在滑土板上滑出机外，而过筛网落在滑土板上滑出机外，而未被粉碎的大土块，则经筛面从大未被
5、粉碎的大土块，则经筛面从大土块出口送出机外。土块出口送出机外。碎土筛土机械碎土筛土机械1发动机底座发动机底座滑土板滑土板碎土滚筒皮带轮碎土滚筒皮带轮喂料斗喂料斗筛子筛子1. 6大杂质出口大杂质出口 土壤肥料搅拌机用于土壤肥料搅拌机用于将土壤肥料搅拌均匀。工将土壤肥料搅拌均匀。工作过程中，电动机通过传作过程中，电动机通过传动箱内的皮带带动搅拌滚动箱内的皮带带动搅拌滚筒回转，搅拌滚筒轴上装筒回转，搅拌滚筒轴上装有一定数量交错排列的钩有一定数量交错排列的钩形刀，滚筒在料斗内回转形刀，滚筒在料斗内回转时，可进一步松碎土壤和时，可进一步松碎土壤和肥料，并进行搅匀。混合肥料，并进行搅匀。混合均匀后，转动料
6、斗将土壤、均匀后，转动料斗将土壤、肥料到处斗外。肥料到处斗外。土壤肥料搅拌机械土壤肥料搅拌机械1. 1. 喂料斗喂料斗 2. 2. 搅拌滚筒搅拌滚筒3. 3. 发动机发动机 4. 4. 传动箱传动箱 土壤消毒就是用土壤消毒就是用物理或化学的方法对物理或化学的方法对土壤进行处理，消除土壤进行处理，消除线虫或其它病菌的危线虫或其它病菌的危害。害。 图为一种注入棒图为一种注入棒式土壤消毒机，它安式土壤消毒机，它安装在手扶拖拉机上，装在手扶拖拉机上，由药液箱、液泵、注由药液箱、液泵、注入棒、压封滚轮等组入棒、压封滚轮等组成。成。 日本、荷兰、西班牙、韩国等国家，为了适应设施园艺的日本、荷兰、西班牙、韩
7、国等国家，为了适应设施园艺的发展，生产了多功能管理机。今年来，我国从韩国引进了此项发展，生产了多功能管理机。今年来，我国从韩国引进了此项技术，生产了类似机械。技术，生产了类似机械。注入棒式土壤消毒机注入棒式土壤消毒机1. 1. 药液箱药液箱 2. 2. 手扶拖拉机手扶拖拉机 3. 3. 注入棒注入棒土壤消毒方法O 化学方法 一、利用土壤熏蒸剂的方法O 物理方法 一、太阳能消毒技术 四、土壤循环消毒技术 二、蒸气消毒技术 五、 火焰消毒技术 三、热水消毒技术 六、臭氧消毒技术 七、射频消毒技术机器一次性可以完成松土、施药、开沟、铺膜、粘胶、压膜等操作。通过最少4天的熏蒸，及一个月的消毒时间，对土
8、壤起到有效的杀菌除虫作用 蔬菜播种常采用通用的条播机、单体播种机和蔬蔬菜播种常采用通用的条播机、单体播种机和蔬菜专用播种机。目前，蔬菜播种正向着精密方向发展，菜专用播种机。目前，蔬菜播种正向着精密方向发展，各种气动播种机应用比较多。由于蔬菜种子多为不规各种气动播种机应用比较多。由于蔬菜种子多为不规则形状，为了保证精密播种，通常用包衣材料把蔬菜则形状，为了保证精密播种，通常用包衣材料把蔬菜中子处理成丸粒，还有将种子制成饼片状。为了播种中子处理成丸粒，还有将种子制成饼片状。为了播种发芽缓慢的小粒蔬菜种子，英国发明了液体播种催芽发芽缓慢的小粒蔬菜种子，英国发明了液体播种催芽种子的方法，已有相应的播种
9、设备。我国研制了一些种子的方法，已有相应的播种设备。我国研制了一些蔬菜播种机，可播种白菜、萝卜、菠菜、油菜和豆类蔬菜播种机，可播种白菜、萝卜、菠菜、油菜和豆类等，能满足农业技术要求。等，能满足农业技术要求。一、精密播种机一、精密播种机二、蔬菜液体播种机二、蔬菜液体播种机 蔬菜精密播种蔬菜精密播种可以节省种子，减少间苗用工量，可以节省种子，减少间苗用工量，出苗齐，群体结构合理，成熟期一致，便于一次收获，出苗齐，群体结构合理，成熟期一致，便于一次收获，提高蔬菜产量和质量提高蔬菜产量和质量。目前，国外实现精密播种的有：。目前，国外实现精密播种的有：莴苣、番茄、洋葱、圆白菜、花椰菜、芹菜、大白菜、莴苣
10、、番茄、洋葱、圆白菜、花椰菜、芹菜、大白菜、萝卜和黄瓜等。蔬菜种子差别大，重量轻，形状复杂，萝卜和黄瓜等。蔬菜种子差别大，重量轻，形状复杂，有些种子如胡萝卜、番茄等，表面粗糙，带有绒毛，有些种子如胡萝卜、番茄等，表面粗糙，带有绒毛，要精确的分成单粒比较困难；有些种子存在高温休眠要精确的分成单粒比较困难；有些种子存在高温休眠和低温休眠的问题，要求在理想条件下发芽后才能播和低温休眠的问题，要求在理想条件下发芽后才能播种。为此，种。为此，精密播种前需将种子预先进行清选、分级、精密播种前需将种子预先进行清选、分级、包衣等处理包衣等处理。清选分级处理多用于球形种子和丸粒化。清选分级处理多用于球形种子和丸
11、粒化种子，其目的在于提高种子纯度并使其尺寸一致，以种子，其目的在于提高种子纯度并使其尺寸一致，以便于播种。便于播种。 饼片播种机饼片播种机 冲冲穴播种机穴播种机饼片播种机饼片播种机1. 1. 种子箱种子箱 2. 2. 右锥体右锥体 3. 3. 播种盘播种盘 4. 4. 限深环限深环 5. 5. 左锥体左锥体 6. 6. 饼片槽饼片槽 7. 7. 定向锥定向锥 8. 8. 饼片槽口饼片槽口 9. 9. 饼片滑道饼片滑道冲冲穴播种机穴播种机1. 1. 排种轮排种轮 2. 2. 冲穴轮冲穴轮3. 3. 饼片种子饼片种子 4. 4. 地面地面5. 5. 磁性冲头磁性冲头 6. 6. 种子箱种子箱1 机
12、架 2 驱动盘 3 鸭嘴销轴 4 接苗桶5 端面凸轮 6 滚珠 7 连杆 8 偏心转盘9鸭嘴 10驱动转轴 12 轴承支座 13动力输入装置 吸嘴式气力播种机吸嘴式气力播种机吸嘴式气力播种机吸嘴式气力播种机1. 1. 种子种子 2. 2. 吸气管吸气管 3. 3. 盛种盘盛种盘 4. 4. 吸嘴吸嘴 5. 5. 吸气管吸气管 6. 6. 压板压板 7. 7. 顶针顶针8. 8. 带孔铁板带孔铁板 9. 9. 斜槽板斜槽板 10. 10. 电木板电木板 11. 11. 下档板下档板 12. 12. 排种板排种板 13. 13. 营养钵块营养钵块14. 14. 吸气道吸气道 15. 15. 输送带
13、输送带 板式育苗播种机板式育苗播种机板式育苗播种机板式育苗播种机1. 1. 吸孔吸孔 2. 2. 吸种板吸种板 3. 3. 吸气道吸气道 4. 4. 漏种板漏种板 5. 5. 种子种子 6. 6. 育苗盘育苗盘 蔬菜液体播种机是将已催芽的种子悬浮于液体凝胶中，再播蔬菜液体播种机是将已催芽的种子悬浮于液体凝胶中，再播入土壤中的机具。此法可用于菠菜、胡萝卜、番茄、芹菜、莴苣入土壤中的机具。此法可用于菠菜、胡萝卜、番茄、芹菜、莴苣等苗床播种。等苗床播种。 液体播种法的主要技术设备是种子催芽方法和设备、催芽种液体播种法的主要技术设备是种子催芽方法和设备、催芽种子的贮存设备、子的贮存设备、凝胶介质凝胶介
14、质的选择、发芽种子与未发芽种子的分离的选择、发芽种子与未发芽种子的分离及液体播种机等。因此，应用液体播种要有相应的全套设备。及液体播种机等。因此，应用液体播种要有相应的全套设备。 液体播种机多为条播机，有人力手推的液体播种机，也有与液体播种机多为条播机，有人力手推的液体播种机，也有与小型拖拉机相配套的多行液体播种机。特点是：小型拖拉机相配套的多行液体播种机。特点是：种子的发芽条件种子的发芽条件好，播种后出苗率高，播种前，种子催芽设备内集中催芽，可为好，播种后出苗率高，播种前，种子催芽设备内集中催芽，可为种子发芽提供最好的温度、水分、光照和通气条件，并能克服种种子发芽提供最好的温度、水分、光照和
15、通气条件，并能克服种子的休眠问题；出苗迅速一致，增加了蔬菜有价值的生育天数，子的休眠问题；出苗迅速一致，增加了蔬菜有价值的生育天数，能提高产量；对种子尺寸要求不严，能播种大小不同、形状各异能提高产量；对种子尺寸要求不严，能播种大小不同、形状各异的种子。的种子。液体播种机液体播种机1. 1. 软导管软导管 2. 2. 转子转子 3. 3. 种子箱种子箱4. 4. 开沟器开沟器5. 5. 地轮地轮6. 6. 链条链条第四节 育苗工厂化与无土栽培 蔬菜育苗工厂化，又叫做蔬菜工厂育苗或蔬菜快速育苗。它蔬菜育苗工厂化，又叫做蔬菜工厂育苗或蔬菜快速育苗。它是指从种子处理、播种、催芽出苗、幼苗绿化、花芽分化
16、、幼苗是指从种子处理、播种、催芽出苗、幼苗绿化、花芽分化、幼苗发育生长、移苗囤苗，到提供保护地或露地栽培用苗的过程中，发育生长、移苗囤苗，到提供保护地或露地栽培用苗的过程中，根据蔬菜生长发育的要求，用一定的技术措施和集约管理的方法，根据蔬菜生长发育的要求，用一定的技术措施和集约管理的方法，成批生产规格齐全的优质壮苗的过程。成批生产规格齐全的优质壮苗的过程。 工厂化育苗对蔬菜生产的意义在于：工厂化育苗对蔬菜生产的意义在于：缩短在定植田中的生育缩短在定植田中的生育期，提高土地利用率，从而增加单位面积产量；节省种子，提早期，提高土地利用率，从而增加单位面积产量；节省种子，提早成熟，提高经济效益；在控
17、制条件下育苗，提高秧苗质量；在盐成熟，提高经济效益；在控制条件下育苗，提高秧苗质量；在盐碱地采用育苗栽培方法，可以克服立苗难、幼苗生长缓慢等问题；碱地采用育苗栽培方法，可以克服立苗难、幼苗生长缓慢等问题；可实现集约化生产、降低生产成本和育苗风险，保证秧苗质量；可实现集约化生产、降低生产成本和育苗风险，保证秧苗质量；有利于推动传统农业向现代化农业转变。工厂化育苗的主要特点有利于推动传统农业向现代化农业转变。工厂化育苗的主要特点是：育苗设施的现代化和智能化，生产技术的标准化和工艺过程是：育苗设施的现代化和智能化，生产技术的标准化和工艺过程的规范化，以及生产管理的现代化。的规范化，以及生产管理的现代
18、化。 无土栽培是利用无机营养液向植物提供生长发育必需的营养无土栽培是利用无机营养液向植物提供生长发育必需的营养元素，代替由土壤和有机质向植物提供营养的栽培方式。无土栽元素，代替由土壤和有机质向植物提供营养的栽培方式。无土栽培亦称为营养液栽培、水耕栽培、蔬菜工厂。培亦称为营养液栽培、水耕栽培、蔬菜工厂。营养液栽培工艺原理营养液栽培工艺原理1. 1. 栽培床栽培床 2. 2. 供液管供液管 3. 3. 电动机电动机 4. 4. 液泵液泵 5. 5. 加液管加液管6. 6. 储液槽储液槽 7. 7. 吸液管吸液管 8. 8. 回液管回液管蔬菜工厂蔬菜工厂第五节第五节 嫁接机械嫁接机械 嫁接对植物的嫁
19、接对植物的品种改良、抗病害和耐低温、提高产量、改善品种改良、抗病害和耐低温、提高产量、改善品质品质等都起着重要作用。但是我国目前仍采用人工嫁接方法。人等都起着重要作用。但是我国目前仍采用人工嫁接方法。人工嫁接速度太慢，太繁琐，成活率低。机械嫁接的突出优点是速工嫁接速度太慢，太繁琐，成活率低。机械嫁接的突出优点是速度快，成活率高。度快，成活率高。图为一种中韩合资生产的图为一种中韩合资生产的JZZ-JZZ-1 1型嫁接机，它主要用于南瓜、型嫁接机，它主要用于南瓜、黄瓜和西瓜等作物的嫁接黄瓜和西瓜等作物的嫁接嫁接机嫁接机第六节第六节 温室自动控制简介温室自动控制简介 温室内作物生长的好坏，产品产量和
20、质量的高低，温室内作物生长的好坏，产品产量和质量的高低，关键在于环境条件对于作物生育需求的适应程度。除关键在于环境条件对于作物生育需求的适应程度。除了应进行温室结构的优化设计外，在生产过程中还应了应进行温室结构的优化设计外，在生产过程中还应经常对与作物生长密切相关的各种环境因素进行必要经常对与作物生长密切相关的各种环境因素进行必要的调节，以确保高产、高效、优质、低消耗。的调节，以确保高产、高效、优质、低消耗。温度是影响作物生长发育的最敏感因子，作物的光合作用、温度是影响作物生长发育的最敏感因子，作物的光合作用、呼吸作用等各种生理活动都需要适宜的温度条件才能顺利进行。呼吸作用等各种生理活动都需要
21、适宜的温度条件才能顺利进行。温室的温度控制主要有保温、加温和降温等三种功能。温室的温度控制主要有保温、加温和降温等三种功能。几种蔬菜在不同生长期内的积温（几种蔬菜在不同生长期内的积温（）水分供应不足，植株的生长就会受到抑制，发生萎蔫，甚至水分供应不足，植株的生长就会受到抑制，发生萎蔫，甚至枯干死亡；水分过剩，植株易徒长，易引起病害、根系生长不良，枯干死亡；水分过剩，植株易徒长，易引起病害、根系生长不良，甚至发生沤根，造成死亡。温室内的湿度调节主要有：降湿和加甚至发生沤根，造成死亡。温室内的湿度调节主要有：降湿和加湿两种作业。湿两种作业。蔬菜对空气湿度的需求蔬菜对空气湿度的需求 光照是温室作物进
22、行光合作用的能源光照是温室作物进行光合作用的能源，所有作物都是靠太阳，所有作物都是靠太阳能通过光合作用生成碳水化合物而进行自身的生长和发育的。光能通过光合作用生成碳水化合物而进行自身的生长和发育的。光照条件不仅对作物的光合作用和呼吸作用有很大的影响，而且还照条件不仅对作物的光合作用和呼吸作用有很大的影响，而且还影响作物的开花、结实、产量和品质。影响作物的开花、结实、产量和品质。 一般植物的光合作用主要一般植物的光合作用主要吸收波长为吸收波长为0.40.7 0.40.7 m m的蓝、紫、红的蓝、紫、红光光。目前，作为人工补光的光源主要有白炽灯、卤钨灯、高压水。目前，作为人工补光的光源主要有白炽灯
23、、卤钨灯、高压水银荧光灯、高压钠灯、低压钠灯及金属卤化物灯等。用于温室遮银荧光灯、高压钠灯、低压钠灯及金属卤化物灯等。用于温室遮光的材料主要有草帘、白布、遮阳幕、遮阳网、遮阳膜等。遮阳光的材料主要有草帘、白布、遮阳幕、遮阳网、遮阳膜等。遮阳幕的控制系统一般可以用手动控制、时间控制、光控制和智能控幕的控制系统一般可以用手动控制、时间控制、光控制和智能控制等方法。所谓智能控制是由计算机系统综合分析作物不同品种、制等方法。所谓智能控制是由计算机系统综合分析作物不同品种、不同生长期所需要的光照条件，根据自然光照度和作物所需要的不同生长期所需要的光照条件，根据自然光照度和作物所需要的光照度之间的偏差，自
24、动调整最佳的补光和遮光动作过程。光照度之间的偏差，自动调整最佳的补光和遮光动作过程。COCO2 2是绿色植物进行光合作用的碳素来源，没有它绿色植物就不是绿色植物进行光合作用的碳素来源，没有它绿色植物就不能进行光合作用、制造有机物质。能进行光合作用、制造有机物质。燃油法是蔬菜生产中供给燃油法是蔬菜生产中供给COCO2 2的新方法。的新方法。燃油法生产燃油法生产COCO2 2原理图原理图1. 1. 燃油炉燃油炉 2. 2. 集气罩集气罩 3. 3. 输油管输油管 4. 4. 过滤器过滤器 随着信息技术、计算机技术和自动控制技术的进步与发展，随着信息技术、计算机技术和自动控制技术的进步与发展，现已能
25、将各种信息准确的通过传感器检测出来并方便的转换成电现已能将各种信息准确的通过传感器检测出来并方便的转换成电量，进而通过计算机实行智能化控制。量，进而通过计算机实行智能化控制。温室控制系统工作原理温室控制系统工作原理 日光温室在寒冷冬季必须在透明物上覆盖保温材料，通常日光温室在寒冷冬季必须在透明物上覆盖保温材料，通常是草帘、保温被等。根据作物对温度的需要，还必须将保温帘是草帘、保温被等。根据作物对温度的需要，还必须将保温帘卷起。由于卷帘工作时间性强，劳动强度大，棚上作用还有一卷起。由于卷帘工作时间性强，劳动强度大，棚上作用还有一定的危险性，故很有必要实现机械化。常见的卷帘机有人工和定的危险性，故很有必要实现机械化。常见的卷帘机有人工和电动两种形式。电动两种形式。人力卷帘机人力卷帘机电动卷帘机电动卷帘机滑轮滑轮 2. 2. 摇把摇把 3. 3. 绕线轮绕线轮 4. 4. 牵牵引索引索 5. 5. 卷帘轮卷帘轮 6. 6. 卷帘卷帘 7. 7. 放帘线放帘线1. 1. 卷帘轴卷帘轴 2. 2. 拉绳拉绳 3. 3. 保温被保温被 4. 4. 固定套固定套 5. 5. 固定架固定架6. 6. 电机和减速机电机和减速机 7. 7. 链轮链轮
