تعريف
الدفيئة الزراعية، والمعروفة أيضًا باسم الدفيئة. هي منشأة تسمح بمرور الضوء، وتحافظ على الدفء، وتُستخدم لزراعة النباتات. في المواسم غير المناسبة لنمو النباتات، تُوفر هذه الدفيئة فترة نمو مناسبة وتزيد من الغلة. تُستخدم غالبًا لزراعة النباتات أو شتلات الخضراوات والزهور والغابات التي تتحمل درجات الحرارة المنخفضة، وذلك في المواسم ذات درجات الحرارة المنخفضة. تتميز الدفيئة بقدرتها على التشغيل الآلي الذكي بدون سائق، والتحكم الآلي في بيئة الدفيئة، وضمان نمو المحاصيل النقدية. يمكن عرض البيانات التي يجمعها الكمبيوتر بدقة وإحصاؤها، والتحكم فيها تلقائيًا في بيئة زراعة حديثة.
يكتب
هناك العديد من أنواع البيوت الزجاجية، والتي يمكن تقسيمها إلى الفئات الأربع التالية وفقًا لمواد السقف المختلفة، ومواد الإضاءة، والأشكال وظروف التدفئة.
1. دفيئة بلاستيكية
الدفيئات البلاستيكية واسعة النطاق متعددة المساحات هي نوع من الدفيئات الزراعية التي ظهرت في السنوات العشر الماضية وتطورت بسرعة. بالمقارنة مع الدفيئات الزجاجية، تتميز بخفة وزنها، واستهلاكها المنخفض لمواد الإطار، وانخفاض معدل تظليل الأجزاء الهيكلية، وانخفاض تكلفتها، وعمرها الافتراضي الطويل، وغيرها. كما تتميز بقدرتها على التحكم البيئي بشكل أساسي.
ويمكن أن تصل إلى نفس مستوى البيوت الزجاجية، وقبول المستخدمين للبيوت البلاستيكية أعلى بكثير من قبول البيوت الزجاجية في العالم، وأصبحت التيار الرئيسي لتطوير البيوت الزجاجية الحديثة.
2. دفيئة زجاجية
الدفيئة الزجاجية هي دفيئة مغطاة بالزجاج كمادة تغطية شفافة. عند تصميم الأساس، بالإضافة إلى استيفائه لمتطلبات القوة، يجب أن يتمتع أيضًا بثبات كافٍ وقدرة على مقاومة الهبوط غير المتساوي. يجب أن يتمتع الأساس المتصل بالدعامة بين الأعمدة بنقل كافٍ للقوة الأفقية وثبات في المساحة. يجب أن يكون قاع الدفيئة أسفل طبقة التربة المتجمدة، ويمكن لدفيئة التدفئة مراعاة تأثير التدفئة على عمق تجمد الأساس وفقًا لظروف المناخ والتربة. يجب أن يكون الأساس مستقلاً. عادةً ما تُستخدم الخرسانة المسلحة. أساس الشريط. عادةً ما يُستخدم هيكل البناء (الطوب والحجر)، ويتم البناء أيضًا باستخدام البناء في الموقع. غالبًا ما تُوضع عارضة حلقية من الخرسانة المسلحة أعلى الأساس لتثبيت الأجزاء المدمجة وزيادة متانته. دفيئة، مشروع دفيئة، مُصنّع هيكل دفيئة.
ثلاثة، الدفيئة الشمسية
يُغطى المنحدر الأمامي بالعزل الحراري ليلاً، بينما تُشكل الصوبات الزجاجية البلاستيكية أحادية المنحدر ذات الجدران المغلقة، والتي تُعرف مجتمعةً باسم الصوبات الشمسية، جوانبها الشرقية والغربية والشمالية. النموذج الأولي لها هو صوبات زجاجية أحادية المنحدر. استُبدل غطاء المنحدر الأمامي الشفاف بغشاء بلاستيكي بدلاً من الزجاج، والذي تطور إلى صوبات شمسية مبكرة. تتميز الصوبات الشمسية بحفظها الجيد للحرارة، وانخفاض تكلفتها، وتوفيرها للطاقة، مما يجعلها مناسبة جدًا للاستخدام في المناطق الريفية غير المتطورة اقتصاديًا في بلدي. من جهة، يُعد الإشعاع الشمسي مصدر طاقة مهم للحفاظ على درجة حرارة الصوبات الشمسية أو الحفاظ على توازن الحرارة؛ ومن جهة أخرى، يُعد الإشعاع الشمسي مصدرًا للضوء لعملية التمثيل الضوئي للمحاصيل. يتكون نظام الحفاظ على الحرارة في الصوبات الشمسية من جزأين: هيكل الصوبات الحرارية وغطاء الصوبات المتحرك. يجب أن تكون مادة العزل الحراري على المنحدر الأمامي مصنوعة من مادة مرنة لسهولة فكها بعد شروق الشمس وإنزالها عند غروبها. تركز عمليات البحث والتطوير لمواد عزل السقف الأمامي الجديدة بشكل أساسي على متطلبات التشغيل الآلي السهل والسعر المنخفض والوزن الخفيف ومقاومة الشيخوخة ومقاومة الماء وغيرها من المؤشرات.
أربعة، دفيئة بلاستيكية
يمكن للبيت الزجاجي البلاستيكي الاستفادة الكاملة من الطاقة الشمسية، وله تأثير معين في الحفاظ على الحرارة، وينظم درجة الحرارة والرطوبة في السقيفة ضمن نطاق معين عن طريق لف الفيلم.
الصوبات البلاستيكية في المناطق الشمالية: تُستخدم بشكل رئيسي في الزراعة الدافئة في أوائل الربيع وأواخر الخريف. يمكن تقديم موعد الزراعة بـ 30-50 يومًا في الربيع، وتأخيرها بـ 20-25 يومًا في الخريف. لا يُسمح بزراعة النباتات الشتوية. في المناطق الجنوبية: بالإضافة إلى الحفاظ على حرارة الخضراوات والزهور في الشتاء والربيع، وزراعة الخضراوات الورقية الشتوية، يمكن أيضًا استبدالها بمظلة شمسية تُستخدم للتظليل والتبريد، وللوقاية من المطر والرياح والبرد في الصيف والخريف. تتميز الصوبات البلاستيكية بسهولة البناء والاستخدام، وانخفاض تكلفتها، وهي منشأة زراعة ميدانية وقائية بسيطة. مع تطور صناعة البلاستيك، أصبحت هذه الصوبات شائعة الاستخدام في جميع أنحاء العالم.
الجهاز الرئيسي
جهاز زراعة الدفيئة الداخلية، بما في ذلك حوض الزراعة، ونظام إمداد المياه، ونظام التحكم في درجة الحرارة، ونظام الإضاءة المساعد، ونظام التحكم في الرطوبة؛ يتم ضبط حوض الزراعة في أسفل النافذة أو تحويله إلى شاشة لزراعة النباتات؛ يوفر نظام إمداد المياه الماء تلقائيًا بكمية مناسبة وفي الوقت المناسب؛ يتضمن نظام التحكم في درجة الحرارة مروحة العادم، ومروحة ساخنة، ومستشعر درجة الحرارة، وصندوق التحكم في نظام درجة الحرارة الثابتة لضبط درجة الحرارة في الوقت المناسب؛ يتضمن نظام الإضاءة المساعد ضوء النبات والعاكس، المثبت حول حوض الزراعة، ويوفر الإضاءة عندما لا يكون هناك ضوء النهار، بحيث يمكن للنباتات التقدم في عملية التمثيل الضوئي، ويعرض انكسار الضوء منظرًا طبيعيًا جميلًا؛ يتعاون نظام التحكم في الرطوبة مع مروحة العادم لضبط الرطوبة وتقليل درجة الحرارة الداخلية.
أداء
تشتمل البيوت الزجاجية بشكل أساسي على ثلاث وظائف رئيسية: نفاذية الضوء، والحفاظ على الحرارة، والمتانة.
تطبيق الدفيئة
تقنية إنترنت الأشياء (الموسعة)
في الواقع، تُعدّ تقنية إنترنت الأشياء بمثابة تجميع وتطبيق متكامل لتقنيات الإدراك المختلفة، وتقنيات الشبكات الحديثة، وتقنيات الذكاء الاصطناعي والأتمتة. في بيئة الدفيئة، يُمكن لدفيئة واحدة استخدام تقنية إنترنت الأشياء لتصبح منطقة تحكم قياس لشبكة الاستشعار اللاسلكية، باستخدام عُقد استشعار مختلفة ومشغلات بسيطة، مثل المراوح، ومحركات الجهد المنخفض، والصمامات، وغيرها من أدوات التنفيذ منخفضة التيار. تُشكّل المنظمة شبكة لاسلكية لقياس رطوبة الركيزة، وتركيبها، وقيمة الرقم الهيدروجيني، ودرجة الحرارة، ورطوبة الهواء، وضغط الهواء، وشدة الضوء، وتركيز ثاني أكسيد الكربون، وما إلى ذلك، ومن خلال تحليل النماذج، تُنظّم بيئة الدفيئة تلقائيًا، وتُتحكّم في عمليات الري والتسميد، وذلك للحصول على ظروف نمو مناسبة.
بالنسبة للحدائق الزراعية ذات الصوبات الزراعية، يُمكن لإنترنت الأشياء أيضًا تحقيق الكشف والتحكم التلقائي في المعلومات. بفضل تزويدها بعقد استشعار لاسلكية، يُمكن لكل عقدة استشعار لاسلكية مراقبة مختلف المعايير البيئية. من خلال استقبال البيانات المرسلة من عقدة تقارب الاستشعار اللاسلكية، وتخزينها وعرضها وإدارتها، يُمكن جمع معلومات جميع نقاط الاختبار الأساسية وإدارتها وتحليلها ومعالجتها، وعرضها على المستخدمين في كل صوب على شكل رسوم بيانية ومنحنيات بديهية. في الوقت نفسه، تُوفر معلومات إنذار صوتية وضوئية متنوعة ومعلومات إنذار عبر الرسائل النصية القصيرة وفقًا لاحتياجات النباتات المزروعة، مما يُتيح إدارةً عن بُعد مكثفة وشبكية للصوبة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن تطبيق تقنية إنترنت الأشياء على مراحل مختلفة من إنتاج الدفيئة. في مرحلة استعداد الدفيئة للوضع في الإنتاج، من خلال ترتيب أجهزة استشعار مختلفة في الدفيئة، يمكن تحليل المعلومات البيئية الداخلية للدفيئة في الوقت الفعلي، وذلك لاختيار أفضل الأصناف المناسبة للزراعة؛ في مرحلة الإنتاج، يمكن للممارسين استخدام تقنية إنترنت الأشياء لجمع درجة الحرارة في الدفيئة وأنواع مختلفة من المعلومات مثل الرطوبة وما إلى ذلك، لتحقيق إدارة دقيقة. على سبيل المثال، يمكن التحكم في وقت فتح وإغلاق شبكة التظليل بواسطة المستشعر بناءً على معلومات مثل درجة الحرارة والضوء في الدفيئة، ويمكن تعديل وقت بدء تشغيل نظام التدفئة بناءً على معلومات درجة الحرارة التي تم جمعها وما إلى ذلك؛ بعد حصاد المنتج، يمكن أيضًا استخدام المعلومات التي تم جمعها بواسطة إنترنت الأشياء لتحليل أداء النباتات والعوامل البيئية في مراحل مختلفة وإعادتها إلى الجولة التالية من الإنتاج، وذلك لتحقيق إدارة أكثر دقة والحصول على منتجات أفضل.
مبدأ العمل
تستخدم الدفيئة مواد تغطية شفافة ومعدات للتحكم البيئي لخلق مناخ محلي محلي، وتُهيئ منشآت خاصة تُساعد على نمو المحاصيل وتطورها. يتمثل دور الدفيئة في تهيئة ظروف بيئية مناسبة لنمو المحاصيل وتطورها لتحقيق إنتاجية عالية الكفاءة. يدخل الإشعاع الشمسي، الذي يهيمن عليه الإشعاع قصير الموجة، إلى الدفيئة عبر موادها الشفافة. ترفع الدفيئة درجة حرارة الأرض الداخلية وحرارتها، وتحولها إلى إشعاع طويل الموجة.
تحجب مادة تغطية الدفيئة الإشعاع طويل الموجة، مما يؤدي إلى تراكم الحرارة داخل الدفيئة. تُسمى هذه الزيادة في درجة حرارة الغرفة "تأثير الدفيئة". تستخدم الدفيئة "تأثير الدفيئة" لتحقيق غرض إنتاج المحاصيل، وتهيئ بيئة مناسبة لنمو المحاصيل خلال الموسم الذي لا تكون فيه مناسبة للزراعة في الهواء الطلق، وذلك بضبط درجة الحرارة الداخلية، مما يزيد من إنتاجية المحاصيل.
قضايا التوجه والموقع
من الأفضل تجاوز الطبقة المتجمدة. يعتمد التصميم الأساسي للبيت الزجاجي على البنية الجيولوجية والظروف المناخية المحلية. يكون الأساس عميقًا نسبيًا في المناطق الباردة وذات التربة الرخوة.
يجب أن يكون اختيار الموقع مستويًا قدر الإمكان. يُعد اختيار موقع الدفيئة أمرًا بالغ الأهمية. يجب ألا يكون مستوى المياه الجوفية مرتفعًا جدًا، وتجنب الجبال الشاهقة والمباني التي تحجب الضوء، ويُمنع بناء حظائر للزراعة والتكاثر في الأماكن الملوثة. بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة مقاومة الدفيئة المختارة للرياح في المناطق ذات الرياح الموسمية القوية. يجب أن تكون مقاومة الدفيئة للرياح في الدفيئات العامة أعلى من 8 درجات.
يؤثر اتجاه الدفيئة بشكل كبير على سعة تخزين الحرارة فيها، فيما يتعلق بالدفيئات الشمسية. وحسب التجربة، يُفضل أن تكون الدفيئات في الجنوب متجهة نحو الغرب، مما يُسهّل تجميع المزيد من الحرارة. في حال بناء عدة دفيئات، يجب ألا تقل المسافة بينها عن عرض دفيئة واحدة.
اتجاه الدفيئة يعني أن رأسيها يقعان على الجانبين الشمالي والجنوبي على التوالي. هذا الاتجاه يُمكّن من توزيع المحاصيل داخل الدفيئة بالتساوي.
يمكن استخدام مادة جدار الدفيئة طالما أنها تتمتع بحفظ حراري جيد وسعة تخزين حرارية. يجب أن يكون الجدار الداخلي للدفيئة، المشار إليه هنا، قادرًا على تخزين الحرارة، ويجب أن يكون بناء الدفيئة الشمسية مُكيفًا مع الظروف المحلية. لتخزين الحرارة، تُطلق هذه الحرارة ليلًا للحفاظ على توازن درجة الحرارة في السقيفة. تتميز جدران الطوب، وجدران الجص الأسمنتية، وجدران التربة بسعة تخزين حرارية. يُفضل عمومًا استخدام هيكل من الطوب والخرسانة لجدران الدفيئات.
وقت النشر: ٧ أبريل ٢٠٢١