美國設(shè)施農(nóng)業(yè)

1、2021/8/61By teclee1.設(shè)施農(nóng)業(yè)的類型及溫室建筑材料2.溫空技術(shù)進展3.不同地域的發(fā)展現(xiàn)狀4.生物圈2號與航天植物栽培目 錄1.設(shè)施農(nóng)業(yè)的類型及溫室建筑材料1.設(shè)施農(nóng)業(yè)的類型及溫室建筑材料美國設(shè)施農(nóng)業(yè)的類型美國的設(shè)施農(nóng)業(yè)不包括地膜覆蓋，主要有3種類型。(1) 小拱棚 用支撐物托住塑料薄膜，高度在1m左右，兩側(cè)薄膜埋入土中，方法簡單，比不覆蓋的露地栽培早熟1020d左右。 (2) 塑料大棚 外型與溫室類似，以塑料薄膜為覆蓋物。沒有機械通風(fēng)和烘暖設(shè)施，在北部和中部，冬季寒冷的地區(qū)，一年有4個月的寒冷季節(jié)不能使用。 (3) 溫室 用透明材料覆蓋，以最人限度透入自然光，有供暖、通風(fēng)、灌

2、溉和增施二氧化堿等比較完善的設(shè)備，作物可以周年生產(chǎn)。因此也叫做“控制環(huán)境的農(nóng)業(yè)設(shè)施”。發(fā)展階段第一階段（19501969） 第二次世界大戰(zhàn)后，美國農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，形成了以芝加哥為中心的溫室群。溫室內(nèi)種菜和種花并重。當時建筑的溫室以木結(jié)構(gòu)為主，覆蓋材料幾乎全部用玻璃。溫室的數(shù)量不少，但面積很少有超過1.5hm2的溫室。有加溫設(shè)備和自然通風(fēng)，室內(nèi)以土壤栽培為主。自動化設(shè)備得少應(yīng)用。第二階段（19701989） 金屬骨架溫室逐步增加，80年代以后建的溫室，幾乎全部用鍍鋅鋼、鍍鋅管和鋁合金的屋頂。覆蓋材料除了玻璃以外，出現(xiàn)廠玻璃鋼(FRP板)和雙層充氣薄膜溫室，這樣可以減輕屋架的重量，降低建筑成本，80

3、年代中期，二氧化碳技術(shù)、應(yīng)用計算機控制溫室環(huán)境及滴灌技術(shù)、無土栽培技術(shù)己普遍應(yīng)用，溫室降溫采用電扇強力通風(fēng)，以及用冷水墻加強力通風(fēng)的技術(shù)也比較普及。第三階段（1990年到現(xiàn)在） 進入9O年代，美國溫室又有較大的發(fā)展，首先是建筑材料上，聚碳酸酯板（PoIycarbonate Panel，PC已進入實用階段，該板透光與保溫性能好，耐用，個易破損，防火性能強，可制成三層的中空板，保溫性能更佳，現(xiàn)在每平方米售價為140180元人民幣。由于價格偏高，現(xiàn)在多用作溫室側(cè)墻。隨著技術(shù)的進步，價格會逐步降低，將來可以整個溫室都用這種PC板。其保溫性能好，耗能較低。溫室建筑與工業(yè)材料的發(fā)展密切相關(guān)。由于建筑材料的

4、迅速發(fā)展，溫室建筑的技術(shù)也不斷提高，50年來，美國溫室建筑大體上可以分為3個階段溫室屋脊與自然風(fēng)利用在美國西南部業(yè)利桑那州沙漠地帶，建立了大片溫室，從地面到屋脊的高度為7m，到天溝的高度為5.56.0m，跨度為6.4m的荷蘭文羅式溫室，屋頂在天溝處安裝一條自來水管，每隔3m設(shè)一個噴頭，3min自動噴水30s，這樣就能降低室內(nèi)溫度，必要時在屋頂噴白灰，室內(nèi)加上遮陰網(wǎng)，通風(fēng)全部在屋頂，只有一半的屋頂天窗可以啟閉。室內(nèi)可比室外低5左右，種植作物效果很好。番茄年產(chǎn)量可達54kgm2，平均為50kg/m2大大降低廠生產(chǎn)成本。將溫室的屋脊提高，利用自然通風(fēng)可大大地降低成本。光譜選擇薄膜光譜選擇薄膜從199

5、5年研究到現(xiàn)在進展很快。這種紅外線薄膜可以降低溫室內(nèi)的溫度，可使植株矮化，這種新型薄膜的光譜選擇能促使作物生長與發(fā)育良好，多年來的研究發(fā)現(xiàn)在雙層玻璃中加入流動的4硫酸銅液體，就可以降低溫室內(nèi)溫度。現(xiàn)在已研究出將一種類似硫酸銅的染料，加入到塑料薄膜中，這種薄膜就能降低遠紅外光的透射率，使溫室內(nèi)溫度降低，西歐和日本也已研究出這種光譜選擇薄膜的產(chǎn)品，并在生產(chǎn)上逐步推廣。2.溫空技術(shù)進展2.溫空技術(shù)進展2.溫空技術(shù)進展 1. 無土栽培 美國50年代就已經(jīng)用無土栽培的方法生產(chǎn)蔬菜。70年代中期，無土栽培已有相當規(guī)模，新建的溫室均已采用無土栽培，80年代以來，溫室栽培幾乎郡被無土栽培代替，其主要原因是土壤

6、消毒成本高，而無土栽培技術(shù)不斷改進，成本不斷降低，淡季還能賣個好價錢。2. 營養(yǎng)液供給系統(tǒng) 營養(yǎng)液供給系統(tǒng)是按照每一種化合物單獨裝在一個營養(yǎng)液罐內(nèi)，用計算機統(tǒng)一指揮，按照不同比例溶在水中，再輸送到作物種植床上。營養(yǎng)液的調(diào)整是根據(jù)一天中幾次抽取回流的營養(yǎng)液，自動分析。然后根據(jù)分析結(jié)果，由計算機下達新的營養(yǎng)液修正的配方指令，混合成新的營養(yǎng)液，供給植物根系吸收，其主要根據(jù)是依太陽輻射強度而改變，夜間沒有太陽輻射，營養(yǎng)配方就不改變了。2.溫空技術(shù)進展3二氧化碳的應(yīng)用 近20年來美國溫室內(nèi)已普及增施二氧化碳的技術(shù)，增施的濃度達到空氣二氧化碳的三倍量，主要是采用燃燒碳氫化合物的方法。4. 熊蜂授粉 從19

7、91年開始，把振蕩授粉改為熊蜂授粉。熊蜂比普通蜜蜂個頭大，身體強壯，而已不傷人。一般采用這種方法能使作物產(chǎn)量提高20左右。人工授粉不如熊蜂均勻，熊蜂的工作時間是日出授粉，日落休息。熊蜂由專業(yè)戶飼養(yǎng)，可以租用，每個蜂箱80只蜂。能授1500m2的面積，平均每頭蜂授粉面積為20m2，租金很便宜，蜂箱每月更換一次。2.溫空技術(shù)進展6. 基質(zhì)消毒 現(xiàn)在正在研究太陽能消毒法。因為這樣可以節(jié)約能源，而且消毒效果也是可以接受的，雖然不能百分之百地把病蟲害全部殺死，但可以大大減輕病蟲的傳播。因為蒸氣消毒太貴，化學(xué)消毒法污染環(huán)境，太陽能消毒法是比較理想的發(fā)展途徑。5. 機器人移苗 現(xiàn)在蔬菜、花卉和苗木生產(chǎn)數(shù)量不

8、斷增加。美國南北各地，都有許多專門生產(chǎn)蔬菜、花卉和觀賞植物的苗木農(nóng)場，穴盤育苗全國各地普遍應(yīng)用。播種時先播在小苗孔的穴盤上，過一段時間冉移栽到大苗孔的穴盤上。由于育苗中移苗工作需要很多人工。因此應(yīng)用機器人移苗技術(shù)就應(yīng)運而生。所謂機器人，實際上是一個機器手，前面有兩個類似大頭釘?shù)挠|角傳感器，將育苗盤上小苗孔的幼苗，移到大苗孔的苗盤上，平均L2s移一株，移栽幾十萬株幼苗的繁重勞動，對機器來說是很容易的事，機器人能辨別苗的好壞，把木好的苗拋到一邊，只移栽好苗。3.不同地域的發(fā)展現(xiàn)狀3.不同地域的發(fā)展現(xiàn)狀3.不同地域的發(fā)展現(xiàn)狀據(jù)不完全的統(tǒng)計，美國全國有4520hm2溫室，它的分布主要在南方的加州、亞利

9、桑那州和東南部的佛羅里達州。從發(fā)展的過程來看，70年代中期石油危機之前，是以芝加哥為中心的大片溫室為主，石油危機以后，美國中部、北部只發(fā)展冬季下加溫的塑料大棚，蔬菜則主要靠南方的加州、佛羅里達州、得克薩斯州和亞利桑那州生產(chǎn)。然后運到北方各州，此外，冬季也從墨兩哥進口大量蔬菜。把溫室企業(yè)發(fā)展中心轉(zhuǎn)移到南方，可以節(jié)省大量能源，70年代中期到現(xiàn)在，這種發(fā)展趨勢沒有改變。3.不同地域的發(fā)展現(xiàn)狀美國溫室以種花為主，蔬菜大約400hm2左右，盆花和切花為銷售量最大的部分，大體上分為兩大季，春季和秋冬季。春季生產(chǎn)盆花和部分切花供客戶需要，秋冬季為在圣誕節(jié)前供應(yīng)大量的盆花，圣誕節(jié)后到開春沒什么重要節(jié)日，花的需

10、要量不多，因此中部和北部的塑料大棚也相應(yīng)地停產(chǎn)，南方的溫室則可周年生產(chǎn)。冬季即使在美同南部各州，喜溫蔬菜如黃瓜、番茄等也不能露地生產(chǎn)，大量從墨西哥熱帶地區(qū)進口蔬菜運到美國北方各州，而墨西哥的蔬菜質(zhì)量不大好。因此就想在美國南部建立溫室，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蔬菜，供應(yīng)北方各州的需要。3.不同地域的發(fā)展現(xiàn)狀在南方選擇建立溫室的條件是：冬季日照充足，氣溫較高，耗能少，同時土地價格要便宜的地方，正好美國亞利桑那州沙漠地帶，全年陽光充足，氣溫較高，地價便宜，地下水也足以供給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。因此他們和荷蘭人合作，90年代初，先建立一些12hm2一棟的溫室試生產(chǎn)蔬菜成功，1994年建立8hm2一棟的溫室運轉(zhuǎn)良好，現(xiàn)在已多

11、處建成20hm2棟的溫室，一般一個農(nóng)場只有2棟溫室，共40hm2。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)管理，每平方米年產(chǎn)番前54kg，每平方米產(chǎn)黃爪70kg，用高投入、高產(chǎn)出的辦法來降低生產(chǎn)成本，與墨西哥的露地低成本的生產(chǎn)方式相抗衡，已取得良好的效益。因此亞利桑那州的大型現(xiàn)代溫室仍在不斷發(fā)展中。4.生物圈2號與航天植物栽培4.生物圈2號與航天植物栽培建立在美國亞利桑那州圖森市郊的“生物圈2號”，是個建筑面積為1.2hm2的特殊建筑物。里面模仿地球上的海洋、熱帶雨林、熱帶草原地帶、沙漠地帶、灌木叢地帶、溫帶草原和作物集約耕作區(qū)，生產(chǎn)食物，自給自足?，F(xiàn)在7年時間已經(jīng)過去了，雖然不算十分成功。但生物圈內(nèi)的食物生產(chǎn)比地球上高16倍，我們居住的地球被稱為生物圈1號，生物圈3號和4號要建在南北極，生物圈5號準備發(fā)射到月球上，時間預(yù)定為2020年。航天上應(yīng)用的植物生產(chǎn)技術(shù)，已進行了20多