天津市集约化育苗增温技术及装备

摘 要： 天津市集约化育苗过程中存在技术水平与设备不够成熟完善的问题，其中冬季低温是培育壮苗最大的阻力因素，过低的温度会导致僵苗或者死苗情况的发生。介绍了4 种可应用于集约化育苗的增温技术及装备，并在天津兴有农业科技有限公司设施园区内进行试验，从能耗、温度、增温效果、使用成本等方面进行分析对比。结果表明，智能温控电采暖设备增温效果最好，地能水空调设备使用成本最低。用户需根据实际情况因地制宜选择合适的增温设备。

关键词：设施农业；集约化育苗；增温装备；电采暖设备；热风炉；地能；生物质

中图分类号：S62 文献标识码：A 文章编号：2095-1795（2024）08-0054-04

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.08.009

0 引言

2022 年中央1 号文件提出“集中建设集约化育苗工厂设施”。2023 年中央1 号文件进一步明确提出“加快发展集约化蔬菜育苗中心”。可以看出，中央不仅高度重视设施农业，而且高度重视蔬菜育苗和开展种源卡脖子技术攻关。

目前，天津市蔬菜育苗发展仍存在技术水平与设备不够成熟完善的问题，其中冬季低温是培育壮苗最大的阻力因素，过低的温度会导致僵苗或者死苗情况的发生，所以，选择合理、有效的设施增温技术及装备，以提升棚内温度、降低冬季育苗生产风险、提高种苗收益是增强天津市集约化育苗产业中优势种苗竞争和发展急需解决的重要问题[1-4]。

1 温度对育苗的影响

任何种子的发芽、生长都需要适合的温度，即要在最低温度和最高温度之间。当设施内的温度高于生长最高温度或低于生长最低温度时，作物的生长发育就会停止，在作物生长的最高温度和最低温度范围内，随着温度的升高，作物的生长发育加快，所以冬季温室中保持较高的适宜温度是种苗茁壮成长的关键[5-8]。冬季育苗可以延长作物生长周期，来年可以提前进入大田栽种生产；集约化育苗管理精细，生长环境好，可以提高出苗率，有利于培育健壮种苗，使种植户获得高产。

2 天津市集约化育苗典型园区介绍

天津兴有农业科技有限公司创建于2017 年，是一家集引种育种、蔬菜育苗、新品种新机械新技术示范推广、科技培训、蔬菜回收为一体的综合性发展农业公司。公司有8 000 m2 的智能玻璃温室和41 栋育苗温室，年培育番茄、西甜瓜、茄子、辣椒和黄瓜等各种蔬菜的自根苗和嫁接苗3 000 万株以上。

3 增温技术及装备

3.1 智能温控电采暖设备

智能温控电采暖设备（图1）利用高效电热转换方式将电能转换为热能，这种方式预热时间短，进行自动控制较容易，使用简便，无须外机，热能恒定输出，具有漏电保护、相序保护、缺相保护、热源部分保护、高温高压、低压保护和阻转保护功能[9]。设备所需电功率为3 档，分别为14.5、14.5 和21.5 kW，根据所需供热面积来选择不同档位的输入功率，3 档全开时可供1 200 m2 温室在冬季增温使用（温度可达17 °C 以上）。智能温控电采暖设备技术参数如表1 所示。

3.2 甲醇燃烧热风炉

甲醇燃烧热风炉（图2）是集燃烧与换热为一体高热效率的空气加热装置，其以清洁能源甲醇为燃料，将加热后的空气输送到大棚内进行循环换热，对大棚起到升温作用，提供促进植物生长所需的环境温度，燃烧产物为二氧化碳和水，对环境没有污染。同时，该热风炉还可将一部分二氧化碳返回到温室中，促进植物生长所需的光合作用。工作原理为加热工作时，先将甲醇雾化，雾化后的甲醇在燃烧室（图3）中燃烧，产生的热量通过翅式换热器进行热交换，将水加热[10]。经过换热后的低温烟气从烟气排放口排出，同时循环泵把翅式换热器中的液体进行循环，进入翅式散热片中，最后利用轴流风机工作时形成的负压，通过回风管道接口进入的低温回风把翅式散热片上的热量带走，再由引风风机将热空气经过热风管均匀输送到大棚内，完成整个循环换热过程。甲醇燃烧热风炉主要技术参数如表2 所示。

3.3 地能水空调设备

地能水空调设备（图4）是集制冷、制热为一体的经济型组合，该设备在增温过程中热量来源于两个方面，一是抽取地下水，将常温地下水中的热量抽取一部分，二是加热室内空气，将两方面的热量进行结合，然后通过带有大直径离心风叶的送风系统实现远距离送风，同时在夏季温室也可通过该设备进行制冷降温。该设备能耗较低，单机有5 和7 kW 两种选择，因该机不配备风管，建议在实际使用中温室两端各放1 台单机，形成对流模式。地能水空调设备技术参数如表3 所示。

3.4 生物质颗粒燃烧增温设备

生物质颗粒燃烧增温设备是以玉米、小麦、水稻及木材废料等为原料，对其进行压缩后定型成颗粒状物质的设备（图5）。该设备燃烧效率高，燃尽率可达98%，料仓采用隔离送料方式，不会发生回火和脱火现象，可设置自动启停、低温分段燃烧模式。生物质颗粒燃烧增温设备技术参数如表4 所示。

4 不同增温设备能耗及增温情况对比试验

通过试验对不同增温设备能耗及增温情况进行对比。2024 年1 月19—25 日，天津市夜间最低温度分别为−7.1、−6.0、−12.60、−10.80、−6.80、−5.40 和−4.0 °C，在天津兴有农业科技有限公司温室内，对4套不同增温设备分别从温度、用电量、原料使用量、实际产生费用等方面进行7 d 的跟踪测试（增温设备运行时间为20： 00—次日7： 00），试验结果如表5 所示（表中数值为7 d 平均值）[11-13]。

由表5 可知，智能温控电采暖设备增温效果最好。从使用成本分析，甲醇燃烧热风炉产生的使用成本最高，主要来源于原料甲醇，但甲醇燃烧后会产生CO2，反补到温室中可以提高植物的光合作用，对提高农作物产量具有一定的作用；地能水空调设备产生的使用成本最低。几种温室采暖方式能耗与采暖费用的比较，由于是在相同采暖负荷前提下的比较，其对比结论对于普通连栋温室也是适用的[14-15]。用户在选用时，应根据栽培作物品种和产量，以及价格、投资回报率、设备使用寿命、折旧率及残值、维修和维修费用、操作难易程度和使用安全性等因素综合考察[16]。

5 结束语

增温设备的应用可以有效解决冬季温度过低造成的僵苗、死苗问题，同时可以提高设施农作物的产量和品质，也可以提高设施园区低温雨雪冰冻灾害防御能力，降低冬季育苗生产成本和风险，为设施农业在冬季高质量生产提供装备保障和技术支撑。介绍4 种不同的集约化育苗增温技术及装备，并在天津兴有农业科技有限公司设施农业园区内进行试验，分别从温度、用电量、原料使用量、实际产生费用等方面进行7 d 的跟踪测试，结果表明，智能温控电采暖设备增温效果最好，地能水空调设备产生的使用成本最低。用户在选择时，应因地制宜选择最适合的增温技术及装备。

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