玻璃温室水培设施设计

1、水培设施设计第一部分 水培设施布局本案水培设施集中在 1 号连栋大棚进行布局。该连栋大棚为四连栋， 每跨宽9.6m,长24m。从外至内，分别布置五种类型水培设施。一、深液流栽培设施深液流栽培设施布局：共 6个双联种植槽,种植槽为水泥与砖结构的 永久固定设施。种植槽外部尺寸为槽宽 2.0m，槽长10.0m,中间纵向用砖 砌隔开，槽深20cm。种植槽横向之间留0.8m通道，两边各留1.0m通道； 纵向之间留2.0m通道，两端各留1.0m通道，通道铺装材料为石板。二、营养液膜栽培设施营养液膜栽培设施布局： 共10个种植槽， 种植槽为放置在金属架上的 成品波纹瓦。种植槽外部尺寸为槽宽 0.9m，槽长1

2、0m，槽深4cm。种植槽 横向之间留0.8m通道，两边各留0.95m通道；纵向之间留2.0m通道，两 端各留 1.0m 通道。三、喷雾栽培设施喷雾栽培设施布局： 共 10个种植床， 为放置在水泥浆砌砖槽框内栽培 架。槽框外部尺寸为槽宽1.0m，长10.0m，深0.1m。种植床横向之间留0.75m 通道，两边各留0.8m通道；纵向之间留2.0m通道，两端各留1.0m通道。四、浮板栽培设施浮板栽培设施布局：共 2个栽培槽，为半埋式水泥浆砌砖。种植槽外 部尺寸为槽宽3.3m,槽长10.0m,槽深0.6m （高出地面0.25m）。种植槽横 向之间留1.0m通道，两边各留1.0m通道；与管道式栽培区之间

3、的通道为 2.0 m，端头留1.0m通道。五、管道式栽培设施管道式栽培设施布局：共 4个栽培区，每个栽培区分为三层，每层并列6根栽培管。每个栽培区宽度为1.3m（以支撑架宽度计算），长度为10.0m （包括供液管与回流管所占空间），每个支撑架上下间距0.6m，水平间距0.8m，栽培区之间留，0.8m通道，两边各留1.0m通道；与浮板栽培区之间 的通道为2.0m，端头留1.0m通道。各类型水培设施布局见图 SHP01。第二部分 水培设施设计一、深液流栽培设施深液流技术简称DFT（Deep Flow Technique）,其设施主要由种植槽、定 植板（或定植网框 ）、营养液池、营养液循环流动系统等

4、四大部分组成。1、种植槽种植槽设计为横向双联槽，外形尺寸宽为 2.0m，长10.0m槽深20cm， 纵向用水泥浆砌砖隔开。建造时首先把地整平、夯实，在建槽位置上平铺 35cm粗砂垫层打 底，然后在垫层上现浇 5cm 厚的 C20 砼作槽底。槽底固化后，在槽底上用 M7.5 水泥砂浆浆砌标砖结合成槽周框，再用 M10 耐酸抗腐蚀的水泥砂浆 抹面，抹面厚度S =2.0cm，以达防渗防蚀的效果。由于植株的重量为定植板和槽壁所承担。 当槽内液面低于槽壁顶部时， 定植板底与液面之间形成一段空间，为空气中的氧向营养液中扩散创造条 件。该设计中，需在槽的宽度中央架设支撑柱以支持定植板的重量，使定 植板不会由

5、于植株长大增重而向下弯成孤形。支撑柱为水泥锥台体，沿槽 的宽度中线每隔70cm左右设置1个。水泥锥台体底面直径为10cm，顶面 直径为5cm。墩的高度加上供液管的直径应等于种植槽内壁的高度，墩顶 面要有一小凹槽，使硬塑料供液管放置其上时不会滑落。架在墩上的供液 管应紧贴于定植板底，一方面起供液作用，同时承受定植板的重力而保持 其水平状态。深液流设施结构与种植槽设计见图 SHP02。 种植槽设计相关说明： 种植槽是永久性建筑，槽体比较沉重，不能拆卸搬迁，必须建在坚 实的地基上，否则会因地基下陷造成断裂渗漏。 新建成的水泥结构种植槽和营养液池，会有碱性物质渗出，要用稀 硫酸或磷酸浸渍中和，除去碱性

6、后方可使用。开始时先用水浸渍数天洗刷 去大部分碱性物质，然后再放酸液浸渍，开始时酸液调至 pH= 2左右，浸 渍时pH值会再度升高，应继续加酸进去，浸渍到pH值稳定在67之间, 排去浸渍液，用清水冲洗23次即可。 换茬时应对种植槽进行消毒后，方可种植下茬作物。2、定植板与定植杯（1）定植板 定植板采用硬泡沫聚苯乙烯板块，定植板的宽度与种植槽外沿宽度一致，每块定植板宽度为100cm,长度为150cm,厚度2.53.0cm。定植板 可根据工作方便而伸缩，定植板一块接一块地将整条种植槽盖住，使光线 透不进槽内。板面开若干个孔径为 5cm 的定植孔（果菜和叶菜可通用） ， 定植孔的中心距为15.017

7、.0cm。使定植板的两边能架在种植槽的槽壁上， 以使定植杯嵌入定植板中的定植孔内，将其固定并悬挂起来。（2）定植杯定植杯为塑料成品，嵌入定植板的定植孔内，高 7.5cm,杯口的直径 与定植孔相同， 杯口外沿有一宽约 5mm 的唇，以卡在定植孔上， 不掉进槽 底。杯的下半部及底部开有许多 ?3mm 的园孔或矩形孔，以利植株根系伸 出。建造时，要保证槽壁顶面是水平的状态，以使定植板的板底连同定植 杯的杯底与液面之间各点都应是等距的， 所有植株接触到液面的机会均等。 要避免有些植物的根系已触到营养液，而另一些则仍然悬在空间而造成生长不均。定植板设计参见图 SHP 03；定植杯规格参见图 SHP04。

8、3、营养液池 营养液池也称为营养液池，是贮存和供应营养液的容器，是作为增大 营养液的缓冲能力，为根系创造一个较稳定的生存环境而设置。营养液池 要求不渗漏，也不能影响营养液的成分。其功能主要有：是营养液调节 的场所，营养液 pH 值的调整、作物所需养分及水分的补充等均在营养液 池中进行。增大每株占有营养液量，使每株占有的营养液量增大，使营 养液的浓度、组成、 pH 值、溶解氧以及液温等不易发生较剧烈的变化，较 长期地保持稳定。便于调节营养液的状况，例如调节液温等。如无营养 液池而直接在种植槽内增减温度，势必要在种植槽内安装复杂的管道，既 增加了费用也造成了管理不便。又如调 pH，如无营养液池，势

9、必将酸碱母 液直接加入槽内，容易造成局部过浓的危险。由于采取循环式供液方式，营养液池应建在供液系统的最低点。可按 每5m3的容积进行营养液池设计，营养液池容积尺寸为：长X宽X深=2.5m x 1.25mX 1.6 m.o建造营养液池时，先按营养液池容积要求挖出毛坯，将池底平整夯实 后铺设 820钢筋网，然后现浇10cm厚的C20砼作池底。在池底四周上 用M7.5水泥砂浆浆砌标砖作池壁，池壁厚度 18cm,待池壁收浆后再用 M10耐酸抗腐蚀的水泥砂浆抹面，抹面厚度 S =2.0cm。营养液池的池口要 高出地面 10cm 并加盖板，一是防止污水或其它杂物落入池中，二是保持 池内黑暗以防藻类滋生。为

10、了方便调节营养液，在营养液池旁修建一个长X宽x深=0.3mx 0.3m X 0.25m的母液加注口与营养液池相连。营养液池设计参见图 SHP 02o4、循环供液系统包括管道、水泵及定时器。（1）管道1）供液管道 供液管道指从地下营养液池经由水泵抽向各个种植槽的各级管道。所 有的管道均需采用塑料管，不能使用镀锌水管或其它金属管。由水泵从营养液池中将营养液抽起后，分成两条支管，每支管各自有 阀门控制。一条转回营养液池上方，将一部分营养液喷回池中作增氧用； 若要清洗整个种植系统时，此管可作彻底排水之用。另一条支管接到总供 液管上， 总供液管再分出许多分支通到每条种植槽边， 再接上槽内供液管。 槽内供

11、液管为一条贯通全槽的长塑料管，每隔一定距离开有喷液小孔，使 营养液均匀分到全槽。在该设计中的供液管， 连接水泵的主管为 ?50mmPVC 供水管， 种植槽 内的支管为 ?25mm 的 PVC 供水管，每距 50cm 左右（两端距槽壁为 25cm）， 开一对孔径为 2mm 的小孔，位置在管的水平直径线以下的两侧， 小孔至管 圆心线与水平直径之间的夹角为 45，每条种植槽的供液管在其进槽前设 有控制阀门，以便调节流量。2）回流管道及液位调节装置 在种植槽的靠地下营养液池一端的底部设一回流管（ ?50mmPVC 排水 管），管口与槽底面持平，管下段埋于地下外接到总回流管上去。 槽内回流 管口如无塞子

12、塞住，进入槽内的营养液可彻底流回营养液池中。为使槽内 存留一定深度的营养液，要用一段带橡胶塞的液面控制管（ ?40mmPVC 排 水管）塞住回流管口。当液面由于供液管不断供液而升高，超过液面控制 管的管口时，便通过管口回流。此外，在液面控制管的上段再套上一段活 动的胶管，将其提高，液面随之升高，将其压低，液面随之下降。液面控 制管外再套上一个宽松的围堰圆筒（筒内径比液面控制管大 1 倍左右，可 用 ?75mmPVC 排水管与堵头自制） ，筒高要超过液面控制管管口，筒脚有 锯齿状缺刻，使营养液回流时不能从液面流入回流管口，迫使营养液从围 堰脚下缺刻通过才转上回流管口，这样可使供液管喷射出来的富氧

13、营养液 驱赶槽底原有的比较缺氧的营养液回流，同时围堰也可阻止根系长入回流 管口。若将整个带胶塞的液面控制管拔去，槽内的营养液便可彻底排净。 液位调节装置见图SHP 05。每条槽的回流管道与总回流管道的直径，应根据进液量来确定。回流 管的直径应大到足以及时排走需回流的液量，以避免槽内进液大于回液而 溢出。(2)水泵和定时器水泵应遵循耐用与出水量满足需要的原则，保证供液时从小孔中射出 的小液流有足够的压力，提高增氧效果。一般采用耐酸碱与耐腐蚀的潜水 泵或自吸泵。同时，水泵应与定时控制器配套，以方便按需要控制水泵的 工作时间。本设计将深水流种植槽分为 2组，每组有一供液控制阀，由定 时器控制，分组轮

14、流供液。本案栽培面积不足120m2，按照叶菜类作物计算，日耗水量 5.3m3, 5 天循环一次，120m2 一次需泵水约26.5m3，本设计将深水流种植槽分为2 组，每组一次需泵水约13.5m3，因此水泵可选用Q(D)N10-10-0.75型单相潜 泵，完全能满足要求。该潜泵性能指标如下：型号流量| m3/h |1扬TI功率 | kW可选电制电压(V)/频率(Hz)配管内径mmQ(D)N10-10-0.75| 10 |11010.75| 220/50，380/5050二、营养液膜栽培设施营养液膜技术也称为薄层营养液膜技术，或浅液流(膜)技术，简称为NFT( Nutrient Film Tech

15、nique)。营养液膜技术的设施主要由种植槽、营 养液池、营养液循环流动装置与自动控制系统等部分组成。NFT的种植槽按种植作物种类的不同可分为两类：一是栽培大株型作 物用的；二是栽培小株型作物用的。本设计以栽培小株型作物进行考虑。1、种植槽 营养液膜栽培要保证营养液从高端流向低端，因此种植槽要有一定的 坡降，坡降不同，营养液流速不同，根据不同植物，坡降不能太小，也不 能太大，以保证营养液从高端顺畅地流向低端为好，一般控制在 1:75 或 1:100 左右为宜，本设计采用坡降为 1:100。槽底要平滑，不能有坑洼，以 免槽内积液。以营养液，株型小的作物种植密度应增加，才能保证单位面 积产量。营养

16、液在槽内要以浅层流动，液层深度宜控制在5mm10mm范围内。本设计推荐瓦型 -T830 型 PVC 波纹瓦作种植槽。波纹瓦的厚度 3.0mm， 宽度为90cm,长度为1000cm,可种植8行。如果波纹瓦长度不够而需接 连时，叠口要有足够深度而吻合，以防营养液漏掉。种植槽架设在金属架 上，金属架高度为60cm （图SHP 06）。波纹瓦上面要加盖定植板，使其 不透光。定植板用硬泡沫塑料板制作,上面钻有定植孔孔距按种植的株 行距来定，板盖的长宽与波纹瓦槽底相匹配，厚度 2.5cm左右。瓦型-T830 型 PVC 波纹瓦规格与小株型作物种植槽设计参见图 SHP07。为改善作物的吸水和通气状况，可在槽

17、内底部铺垫一层无纺布，它可 以吸水并使水扩散，而根系又不能穿过它，然后将植株定植于无纺布上。 其作用主要是：浅层营养液直接在塑料薄膜上流动会产生乱流，在植株 幼小时，营养液会流不到根系中去，造成缺水。无纺布可使营养液扩散到 整个槽底部，保证植株吸到水分；根系直接贴住塑料薄膜生长，植株长 到足够大时， 根量多， 重量大， 形成一个厚厚的根垫与塑料薄膜贴得很紧， 营养液在根的底部流动不畅，造成根垫底下缺氧，容易出现坏死。有一层 根系穿不过的无纺布，根只能长在无纺布上面，根与塑料薄膜之间隔一层 无纺布，营养液可在其间流动，解决了根垫底缺氧问题；无纺布可吸持 大量水分，当停电断流时，可缓解作物缺水而迅

18、速出现萎蔫的危险。2、营养液池营养液膜栽培一般在槽底净宽 90cm、槽长不超过10m的槽内进行，每分钟注入24L营养液较为适宜。根据该要求的中限取值，本案栽培面 积为220m2，每小时需泵营养液约4.5m3,因此营养液池容积选择5.0m3较 为合适，池内尺寸：长X宽X深=2.5mx 1.25mx 1.6 m.,营养液池建造材 料和建造方法可参深液流栽培相关设计。3、营养液循环流动装置营养液循环流动装置主要由水泵、管道及流量调节阀等组成。(1) 水泵本案营养液膜栽培设施每小时需泵营养液4.5m3，因此水泵可选择Q(D)N5-7-0.25型单相潜水泵，完全能满足使用要求。该潜泵性能指标如下:型号I

19、 m;量h I1扬程11功率| kW可选电制电压(V)/频率(Hz)配管内径mmQ(D)N5-7-0.25570.25220/50，380/5040NFT的特点决定了种植槽内的液层很薄，一旦停电或水泵故障而不能 及时循环供液，很容易因缺水而使作物萎蔫。所以NFT系统必须配置备用 电机和水泵。此外，还应在循环系统中装有报警装置，当水泵失灵时可以 及时发出警报以便及时补救。(2) 管道在种植槽(波纹瓦)的上、下端分别安装供液管与回流管。管道均应采 用牙接或粘接的PVC塑料管道，以防止腐蚀。管道安装时要严格密封。从 水泵接出？40 mmPVC主管，在主管上接出三条PVC支管：第一条支管是 排水管，在

20、进行清池时可通过排水管将营养液池中的水排干；第二条支管 是循环管，通过循环管使一部分抽起来的营养液引回营养液池中，一方面 起搅拌营养液作用，使之更均匀并增加液中的溶存氧，另一方面可通过其 上的阀门调节流量；第三条支管为供液管，将营养液输送到每个种植槽的 高端，再通过许多引入种植槽中的 PE毛管将营养液放入种植槽。种植槽 内每个凹槽（波谷）内一般设 4条?5mm的PE毛管，毛管数量以控制到 每槽24L/min的流量为度。多设几条PE毛管的目的是在其中有12条 堵塞时，还有12条畅通，以保证不会缺水。二是回流管。种植槽的低端 设排液管，用管道接到集液回流主管上，再引回营养液池中。集液回流的 主管要

21、有足够大的口径，以免滞溢。排液管的设计见图 SHP08。4、自动控制系统 营养液膜因营养液用量少，致使营养液变化比较快，必须经常进行调 节。为减轻劳动强度并使调节及时， 可选用自动化控制系统进行自动调节。 自动控制系统包括与计算机相连的电导率仪、 pH 计、温湿度计、光照测定 装置及报警装置等，可以随时对营养液的浓度、酸碱度、温度进行监测， 对温室的温度、湿度和光照进行监测， 并按照设定程序自动调节营养液 EC、 pH 等。自动控制系统可选择 ARN-WPK 雾培/水培控制系统、 BY-WPK 雾 培/水培控制系统、HL-WPK雾培控制系统或FM-WPK雾培/水培控制系统。 在采购监控设备时，

22、一定要注意查看型号、电流限量、电压大小、检测范 围等，做到与栽培需要相适应。三、喷雾栽培设施喷雾栽培（Spray Culture）又称气雾培或雾培。喷雾栽培可分为雾培和 半雾培两种类型，本设计为雾培。雾培设施主要包括种植床、定植板、营 养液池、营养液循环流动系统和自动控制系统等部分。1、种植床 喷雾栽培种植床的形状和大小要考虑到植株的根系伸入到床内之后， 安装在床内的喷头要有充分的空间将营养液均匀喷射到各株的根系上。因 此，种植床不能做得太狭小而使雾状的营养液喷洒不开，但也不能做得太 宽大，否则喷头也不能将营养液喷射到所有的根系上。本案喷雾培的种植 床设计选用硬质泡沫塑料板，断面形状为 A 形

23、（三角形）。种植床的底部现浇C20混凝土 5cm作槽底，槽底固化后，在槽底上用 M7.5 水泥砂浆浆砌标砖结合成槽框，再用 M10 耐酸抗腐蚀的水泥砂浆抹 面，抹面厚度S =2.0cm,以达防渗防蚀的效果。槽框内壁尺寸为宽 0.76m, 深0.1m，长9.6m,用于盛接多余的营养液。而在槽的上部采用 ？25PVC硬 管做成 A 形框架，然后将已开了定植孔的泡沫塑料定植板放置在这个框架 上方，即可定植作物。栽培作物时营养液从安装在槽底部中间位置管道上 的喷头中喷出， 槽底有一定坡比， 可使多余的营养液随时流回营养液池中。 种植床设计及 A 形框架制作见图 SHP09。2、定植板 定植板采用聚苯乙

24、烯硬质泡沫板，定植板的宽度与种植床外沿宽度一致，每块定植板宽度为60cm，长度为90cm，厚度2.5cm （也可根据泡沫 板实际规格进行调整）。定植板一块接一块地靠在种植槽的框架外部， 将整 条种植槽框架盖住，种植槽框架两段要用硬质泡沫板密封，使光线透不进 槽内。板面开若干个孔径为2.5-3.0cm的定植孔，定植孔的中心距为15.0cm 左右（可根据作物调整） 。定植时，可直接用岩棉、聚氨酯纤维或海绵裹住 的幼苗塞入定植孔中，裹住幼苗的岩棉、聚氨酯或海绵的量以塞入定植孔 后幼苗不会从定植孔中脱落为宜，不宜塞得过紧，以防影响作物生长。3、营养液池 营养液池建造方法可参考深液流栽培设施相关部分。

25、营养液池容积根据喷雾栽培面积与作物日耗水量进行计算。本案喷雾栽培面积为120m2，每株作物日耗水1.5L，按满足I天的耗水需要设计， 营养液池容积应为8m3,营养液池容积尺寸为：长X宽X深=4mx 1.25m X 1.6 m.。4、营养液循环流动系统 供液循环系统主要包括水泵、管道、过滤器、喷头与自动控制系统等部分组成。1 ）水泵水泵应选用耐腐蚀的潜水泵，功率应与雾培种植面积的大小、管道的 布置以及选用的喷头及其所要求的工作压力来综合考虑而确定。本案选用 喷头流量为40L/h ,压力2.5-4kg，共100个喷头，每次喷雾15分钟，流 量为1m3/h，因此拟选用Q(D)N3-30-0.75型潜

26、水泵。该潜泵性能指标如下：型号I流量I扬程1功率可选电制配管内径型号| m3/h1 m | kW电压(V)/频率(Hz)mmQ(D)N3-30-0.751 31 30 11 0.75|220/5050(2) 管道管道应选用塑料管，各级管道的大小应根据选用的喷雾装置上的喷头 工作压力大小而定。(3) 过滤器因水或配制营养液的原料中含有一些杂质，可能会堵塞喷头，因此， 要选择过滤效果良好、不易出现阻滞液流的状况，而且清洗要方便的过滤 器。本案建议选用？50mm150目叠片式过滤器，并配套尼龙滤网使用。(4) 喷头喷头的选用以营养液能够喷洒到设施中所有的根系并且雾滴较为细小 为原则。建议选用流量40

27、L/h左右、射程0.7m、开阀压力0.25Mpa的四出 口雾化喷头(配防滴阀)。5、自动控制系统自动控制系统可参考营养液膜栽培设施相关部分。四、浮板水培设施浮板水培简称 FHT ( Floati ng Hydrop on ics Tech niqu，是指植物定植 在浮板上，浮板在营养液池中自然漂浮的，是DFT的一种水培模式。根据池中营养液的深浅，可分为深水漂浮栽培系统(DWFS，deep water floating system)和浅池漂浮栽培系统，本设计为深水漂浮栽培。深水漂浮栽培主要设施包括栽培床（槽） 、定植板、过滤池、营养液循 环增氧系统、自动控制系统。1、栽培床 深池浮板栽培技术与

28、普通水培技术最大的区别在于水培池的不同。普通水培的栽培床宽度为80-120cm,深度为15-25cm；而深池浮板栽培是根 据温室大小，将整个温室地面建设成一个或若干个大型的水池作为栽培床。 本案栽培床为砖和水泥砌成的水池,栽培床的建造方法参深液流栽培种植 槽设计部分。本案每个栽培床宽 3.3m,长为10.5m,净深60cm,高出地面 25cm,中间以走道分隔。栽培床设计见图 SHP10。栽培床中放入 50cm 深的营养液。在水池底部安装有连接压缩空气泵 的出气口以及连接浓缩液分配泵的出液口。池中的营养液通过池底回流管 道与营养液池相连接,通过水泵进行整个营养液池中营养液的自体循环。2、定植板定

29、植板为白色聚苯乙烯硬质泡沫板制成， 长120 cm,宽60cm,厚3cm, 用以固定植株。根据所种作物的不同时期按 1：4：16的比例开有 288孔、 72 孔和 18 孔等三种不同规格的定植孔,也可根据不同作物作适当调整, 每个定植孔直径约2.5cm。定植板依靠浮力承载作物在水面上漂浮移动， 从栽培池的一端移动到另一端,没有其他支撑,以保证各时期的作物生长 顺利完成。3、营养液池营养液池容积一般可按每亩栽培面积需要 2025 m3左右进行计算。 本案营养液池与管道水培设施共建,营养液池容积应为5m3 较为适宜,营养液池容积尺寸为：长X宽X深=2.5mx 1.25mX 1.6 m.。营养液池建

30、造方 法参考深液流栽培设施相关部分并见图 SHP11。4、营养液循环和增氧系统营养液循环增氧系统主要包括过滤池、循环水泵、PVC供液管、PVC 回流管、空气压缩机与水气混合器、定时器等。（1）过滤池 过滤池采用三级设计主要作用是对营养液进行过滤、净化沉淀、消毒 和增氧。第一级为沉淀池，装有生化棉、海绵等；第二级为过滤池，装有 活性炭等过滤材料；第三极为消毒池，安装有消毒紫外灯、循环水泵、水 气混合装置等。过滤池第一级池底部有 PVC 回流管与栽培池底部系统， 使栽培池的营 养液经回流管循环至该池与生化棉接触进行生物净化沉淀，然后池上部的 缺口流入第二级池，经活性炭过滤后从池底流入第三极池。第三

31、极为消毒 池，安装有消毒紫外灯、循环水泵、水气混合装置等。营养液经紫外灯消 毒后由循环水泵和水气混合装置将混有空气的营养液经均匀分布的 PVC 供液管和喷头抽回至栽培池中，从而完成沉淀、过滤、净化、增氧和消毒 等循环过程。循环水泵与空气压缩机由定时器控制，定时器的时间设定可 依天气情况而定，保持溶氧量不低于 10mg/L,以满足作物根系对氧的需求。（2）水泵浮板水培水泵选型可参见深液流栽培设施相关部分。（3）管道管道包括 PVC 供液管、 PVC 回流管，其设计参见深液流栽培设施相 关部分（4）空气压缩机与水气混合器空气压缩机可选择海利 ACO-009D 电磁式空气压缩机；水气混合器可 选择