originale Zhang Zhuoyan Serra Orticoltura Ingegneria agricola Tecnologia 09/09/2022 17:20 Inserito a Pechino

Tipi e caratteristiche comuni delle serre per la coltivazione dei frutti di bosco

Le bacche vengono raccolte tutto l'anno nel nord della Cina e richiedono la coltivazione in serra. Tuttavia, sono stati riscontrati vari problemi nell'effettivo processo di semina utilizzando vari tipi di strutture come serre solari, serre a più campate e serre cinematografiche.

01 Serra cinematografica

Il vantaggio di coltivare bacche in una serra con film è che ci sono quattro aperture di ventilazione su entrambi i lati e sulla parte superiore della serra, ciascuna con una larghezza di 50-80 cm, e l'effetto di ventilazione è buono. Tuttavia, poiché è scomodo aggiungere materiali di isolamento termico come le trapunte, l’effetto di isolamento termico è scarso. La temperatura media più bassa notturna nell'inverno settentrionale è di -9°C, e la temperatura media nella serra cinematografica è di -8°C. Le bacche non possono essere coltivate in inverno.

02 Serra solare

Il vantaggio di coltivare frutti di bosco in una serra solare è che quando la temperatura media minima notturna nell'inverno settentrionale è di -9°C, la temperatura media nella serra solare può raggiungere gli 8°C. Tuttavia, la parete del terreno della serra solare porta ad un basso tasso di utilizzo del suolo. Allo stesso tempo, sul lato sud e sulla parte superiore della serra solare ci sono due aperture di ventilazione, ciascuna con una larghezza di 50-80 cm, e l'effetto di ventilazione non è buono.

03 Serra a più campate

Il vantaggio di coltivare frutti di bosco in una serra con film a più campate è che la struttura della serra a più campate non occupa ulteriore terreno agricolo e il tasso di utilizzo del terreno è elevato. Ci sono un totale di otto aperture di ventilazione sui quattro lati e sulla parte superiore della serra a più campate (prendiamo come esempio una serra a più campate di 30 x 30 m). L'effetto di ventilazione è garantito. Tuttavia, quando la temperatura media minima notturna nell'inverno settentrionale è di -9°C, la temperatura media nella serra con film a più campate è di -7°C. In inverno, il consumo energetico giornaliero per mantenere la temperatura interna minima a 15°C per la normale crescita delle bacche può raggiungere i 340 kW•h/667 m².

Dal 2018 al 2022, il team dell'autore ha testato e confrontato gli effetti applicativi di serre cinematografiche, serre solari e serre multi-campata. Allo stesso tempo è stata progettata e costruita in modo mirato una serra intelligente adatta alla coltivazione di piccoli frutti.

Confronto delle caratteristiche principali di diverse serre

Serre cinematografiche, serre solari e serre multi-campata

Serra a doppia campata per frutti di bosco

Sulla base di serre comuni, il team dell'autore ha progettato e costruito una serra a doppia campata per la piantagione di frutti di bosco e ha effettuato una semina di prova usando come esempio i lamponi. I risultati hanno mostrato che la nuova serra crea un ambiente di coltivazione più adatto alla piantagione di piccoli frutti e ottimizza il gusto e il contenuto nutrizionale dei lamponi.

Confronto della composizione nutrizionale della frutta

Serra a doppia campata

La serra a doppia campata è un nuovo tipo di serra il cui effetto di ventilazione, effetto di illuminazione e tasso di utilizzo del terreno sono più adatti alla coltivazione di bacche. I parametri strutturali sono riportati nella tabella seguente.

Profilo serra a doppia campata/mm

Parametri della struttura della serra a doppia campata

L'altezza di semina dei frutti di bosco è diversa dall'altezza di semina delle verdure tradizionali. Le varietà di lamponi coltivate possono raggiungere più di 2 m. Sul lato inferiore della serra le piante di bacche saranno troppo alte e romperanno la pellicola. La crescita delle bacche richiede una luce intensa (radiazione solare totale 400~800 unità di radiazione (10⁴W/m²). Dalla tabella seguente si può vedere che il lungo tempo di luce e l'elevata intensità luminosa in estate hanno poco effetto sui frutti di bosco, mentre in inverno la bassa intensità luminosa e il breve tempo di luce hanno comportato una marcata diminuzione della resa dei frutti di bosco. C'è anche una differenza nell'intensità della luce sui lati nord e sud della serra solare, che porta alla differenza nella crescita delle piante sui lati nord e sud. Lo strato di terreno della costruzione della parete di terreno della serra solare è gravemente danneggiato, il tasso di utilizzo del terreno è solo la metà e le misure antipioggia vengono danneggiate con l'aumento della durata di servizio.

effetti dell'intensità e della durata della luce sulla resa dei lamponi in inverno ed estate

utilizzazione del suolo

01 Ventilazione della serra

La nuova serra a doppia campata ha aumentato l'altezza della presa d'aria sottovento nella posizione più bassa per garantire che non vi sia alcuna pellicola nell'area di semina che possa bloccare la crescita delle piante. Rispetto alle prese d'aria inferiori con una larghezza di 0,4-0,6 m nelle normali serre solari, le prese d'aria con una larghezza di 1,2-1,5 m nella serra a doppia campata hanno raddoppiato l'area di ventilazione.

02 Tasso di utilizzo del territorio delle serre e Riscaldamento e Isolamento

La serra a doppia campata ha una campata di 16 me un'altezza di 5,5 m. Rispetto alle normali serre solari, lo spazio interno è 1,5 volte più grande e il 95% dell'effettiva area di semina è ottenuta senza costruire muri di terreno, il che migliora il tasso di utilizzo del terreno di oltre il 40%. Diversamente dal muro di terreno costruito per l'isolamento termico e l'accumulo di calore nelle serre solari, la serra a doppia campata adotta un sistema di isolamento termico interno e un sistema di riscaldamento a tubi di riscaldamento a pavimento, che non occupa l'area di semina. L'ampia campata raddoppia l'area e la quantità di trasmissione della luce, aumentando l'accumulo di calore nel suolo di 0~5°C anno dopo anno. Allo stesso tempo, alla serra vengono aggiunti una trapunta isolante termica interna e una serie di sistemi di riscaldamento con tubi di riscaldamento a pavimento per mantenere la temperatura interna della serra al di sopra di 15°C sotto l'ondata di freddo di -20°C nell'inverno settentrionale, garantendo così la normale produzione di bacche in inverno.

03 Illuminazione della serra

La crescita delle bacche ha elevate esigenze di luce, che richiede un irraggiamento solare totale di 400-800 unità di radiazione (10⁴W/m²) di intensità luminosa. I fattori che influenzano la luce della serra includono le condizioni meteorologiche, le stagioni, la latitudine e le strutture dell'edificio. I primi tre sono fenomeni naturali e non sono controllati dall'uomo, mentre il secondo è controllato dall'uomo. L'illuminazione della serra è principalmente correlata all'orientamento della serra (entro 10°sud o nord), all'angolo del tetto (20~40°), all'area ombreggiata dei materiali da costruzione, alla trasmissione luminosa della pellicola di plastica e all'inquinamento, alle gocce d'acqua, al grado di invecchiamento, questi sono i principali fattori che influenzano l'illuminazione della serra. Annullare l'isolamento termico esterno e adottare la struttura di isolamento termico interno, che può ridurre la superficie d'ombra del 20%. Al fine di garantire le prestazioni di trasmissione della luce e l'effettiva durata della pellicola, è necessario rimuovere tempestivamente l'acqua piovana e la neve sulla superficie della pellicola. Dopo gli esperimenti, si è scoperto che l'angolo del tetto di 25~27° favorisce maggiormente la caduta di pioggia e neve. L'ampia luce della serra e la disposizione nord-sud possono rendere uniforme l'illuminazione per risolvere il problema della crescita incoerente delle piante nella stessa serra.

Speciale serra in plastica a isolamento termico di grandi dimensioni per frutti di bosco

Il team dell'autore ha studiato e costruito una serra di grandi dimensioni. Questa serra presenta grandi vantaggi in termini di efficienza dei costi di costruzione, resa delle bacche e prestazioni di isolamento termico.

Parametri della struttura della serra di grandi dimensioni

Struttura della serra di grandi dimensioni

01 Vantaggio termico

La serra di grandi dimensioni non necessita di muri di terra e il tasso di utilizzo del terreno della normale serra solare è aumentato di oltre il 30%. È stato stabilito che la serra in plastica con isolamento termico esterno di grandi dimensioni può raggiungere i 6°C quando la temperatura esterna è di -15°C e la differenza di temperatura tra interno ed esterno è di 21°C. In termini di isolamento termico, è simile alla prestazione della serra solare.

Confronto delle prestazioni di isolamento termico e dissipazione del calore tra una serra di grandi dimensioni e una serra solare in inverno

02 Vantaggi strutturali

La struttura ha una struttura ragionevole, fondamenta solide, resistenza al vento di grado 10, carico di neve di 0,43 kN/m², forte resistenza ai disastri naturali come temporali e accumulo di neve e una durata di servizio di oltre 15 anni. Rispetto alle serre ordinarie, lo spazio interno della stessa area è aumentato di 2~3 volte, il che è conveniente per le operazioni meccanizzate ed è adatto per la semina di colture con piante più alte (2m ±1m).

03 Vantaggi della luce e dell'ambiente spaziale

Le serre di grandi dimensioni sono molto utili per la gestione del personale e la programmazione delle piantagioni su larga scala e possono efficacemente evitare sprechi di manodopera. Il design del tetto della serra a grande campata tiene pienamente conto dell'angolo di altitudine del sole e dell'angolo di incidenza della luce solare sulla superficie della pellicola in diverse condizioni di latitudine, in modo che possa formare condizioni di illuminazione ideali nelle diverse stagioni e nei diversi periodi di incidenza della luce solare (combinati con l'angolo tra la superficie della pellicola e il terreno è di 27° affinché la pioggia e la neve possano scivolare completamente), in modo da ridurre il più possibile la dispersione e la rifrazione della luce e massimizzare l'uso dell'energia solare. Lo spazio della serra di grandi dimensioni è aumentato di oltre 2 volte e la CO₂ rispetto all'aria è aumentato di oltre 2 volte, il che favorisce la crescita dei raccolti e raggiunge lo scopo di aumentare la produzione.

Confronto tra diverse strutture per la coltivazione di frutti di bosco

Lo scopo di costruire una serra più adatta alla piantagione di bacche è quello di ottenere un ambiente di crescita importante e un controllo ambientale nella piantagione di bacche, e la crescita delle piante riflette intuitivamente i vantaggi e gli svantaggi del loro ambiente di crescita.

Confronto tra la crescita dei lamponi in diverse serre

Confronto tra la crescita dei lamponi in diverse serre

La quantità e la qualità della resa dei frutti di lampone dipendono anche dall'ambiente di coltivazione e dal controllo ambientale. Il tasso di conformità standard della frutta di prima classe è superiore al 70% e la produzione è di 4 t/667 m² significa profitti più alti.

confronto tra la resa di diverse serre e il tasso di conformità standard dei frutti di prima classe

Prodotti al lampone 

Informazioni sulla citazione

Zhang Zhuoyan.Una struttura speciale adatta alla coltivazione dei lamponi [J]. Tecnologia dell'ingegneria agraria, 2022,42(22):12-15.