中國粉體網(wǎng)訊 深冬季節(jié)，對于從事蔬菜育苗產(chǎn)的朋友來說，想必都有同樣的煩惱，那就是設(shè)施內(nèi)溫度容易偏低。要是碰上陰雨和下雪天氣，溫度低，濕度大，苗不長不說，還容易生病。如何做好育苗保溫工作對于育苗大戶和育苗單位來說，非常重要。
傳統(tǒng)增溫方式有燃煤水熱、燃油風熱和電熱線（毯）、電熱風等，由于高能耗、低安全、不環(huán)保、安裝復(fù)雜、專業(yè)操作技術(shù)性強等問題，致使種苗成本較高，不利于規(guī)�；a(chǎn)，也不符合我國低碳經(jīng)濟政策要求。
今天小編就跟大家介紹一種能在蔬菜集約化育苗上應(yīng)用的綠色環(huán)保新能源——石墨烯遠紅外電暖加溫，它既能減少育苗設(shè)施大量燃煤供暖造成的環(huán)境污染，又能解決苗床溫度穩(wěn)定性問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。
一、什么是石墨烯遠紅外電暖加溫？
石墨烯是一種從石墨材料中剝離出來的單層碳原子材料，有著超強的導熱性和優(yōu)異的電學性能，作為熱電材料目前主要應(yīng)用于地暖、暖畫、理療暖貼和發(fā)熱服裝等。
石墨烯電熱加溫板使用的是一種通電后即能發(fā)熱的石墨烯水性碳納米材料，發(fā)熱過程中會輻射大量波長為8～14μm的遠紅外線，能被生物體有效吸收（植物最適宜的遠紅外生命光線為6～14μm）。
石墨烯遠紅外電暖工程的有效電熱能總轉(zhuǎn)換率達99%以上，發(fā)熱性能穩(wěn)定長久，與傳統(tǒng)鍋爐相比可節(jié)省30%～50%的能耗。
二、它在蔬菜集約化育苗中應(yīng)用效果如何？
安徽宿州市農(nóng)業(yè)科學院及宿州市埇橋區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心的工作人員針對石墨烯遠紅外電暖加溫的應(yīng)用效果，于2017年12月在宿州市蔬樂園農(nóng)業(yè)科技有限公司育苗基地進行了安裝試驗示范。
試驗溫室為PC板連棟溫室，面積3168平方米，內(nèi)部四周用絲綿被保溫。溫室內(nèi)有移動苗床59個，總面積2171.7平方米，苗床上搭建小拱棚，4絲農(nóng)膜覆蓋，夜間加蓋保溫被。
▲石墨烯遠紅外電暖安裝和使用效果
試驗采用地面式石墨烯電熱板（宿州新研石墨烯工貿(mào)有限公司提供），產(chǎn)品額定功率330W，規(guī)格（長×寬×厚）為300cm×50cm×6cm，按苗床方向安裝在苗床下面的橫支撐上，電熱板面積∶苗床面積為1∶4，電熱板距離苗床底部約40cm。
試驗配套安裝了石墨烯遠紅外電熱板自動控制系統(tǒng)，每個移動苗床安裝1個自動控溫儀和控制開關(guān)，設(shè)定分時分區(qū)控制，溫度區(qū)間可自動設(shè)置調(diào)控，溫度經(jīng)設(shè)定后可自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，達到恒溫效果。設(shè)定石墨烯電熱板表面溫度恒溫45℃，預(yù)計在室外低溫-2℃以下時室內(nèi)溫度可以達到10～35℃，苗床棚內(nèi)溫度控制在夜間15～25℃、白天25～35℃。以西瓜嫁接育苗為試材，對石墨烯遠紅外電暖在西瓜集約化育苗中的應(yīng)用效果進行觀測記錄，包括溫濕度、種苗生長狀況等。
1、應(yīng)用效果
（1）增溫效果
從記錄結(jié)果看，在夜間室外溫度-15～-2℃的情況下，室內(nèi)溫度整體可達到2～15℃，育苗床上小拱棚內(nèi)溫度可達16～26℃，正常維持在21℃，增溫效果穩(wěn)定。按需求預(yù)置恒溫數(shù)據(jù)，以保證西瓜嫁接苗順利越冬生長。
（2）育苗效果
2017年12月26日接穗播種、12月31日砧木播種，2018年1月6日開始嫁接，至2月3日西瓜嫁接苗達到三葉一心的壯苗標準，歷時38天。整個管理過程為苗床每隔1天補水1次，不施肥，沒有病菌感染，苗壯葉旺，長勢良好。通過石墨烯遠紅外電暖加溫后，種子出苗率達到98%左右，嫁接苗成活率達到98%以上，與普通加熱方法種苗80%左右的出苗率相比較提高10%。
應(yīng)用石墨烯遠紅外電暖加熱過程中，沒有進行消毒、噴灑農(nóng)藥、施肥等工序，根壯苗旺，大大減少人工作業(yè)，降低生產(chǎn)成本。同時也縮短了種苗培育時間，石墨烯遠紅外電暖加溫與其他加溫方式相比，西瓜嫁接苗提前10～15天出圃，且長勢良好。
2、成本分析
（1）安裝成本
石墨烯遠紅外電暖系統(tǒng)的安裝成本包括電熱板、智能溫控儀及安裝、調(diào)試費等，折計成電熱板價格約合每片560.00元，共安裝使用365片，投入20.44萬元，折合單位造價為64.52元/平方米。
該試驗溫室原安裝燃煤鍋爐供暖系統(tǒng)，包括2.5噸鍋爐和配套的鍋爐房、熱水管道、管道熱水泵、散熱器（鍍鋅翹片管）、高溫水閥等，投入24.12萬元，折合單位造價為76.14元/平方米。石墨烯遠紅外電暖與燃煤鍋爐水暖安裝成本相當，沒有進行變壓器增容。
（2）應(yīng)用成本
經(jīng)測算，該石墨烯遠紅外電暖系統(tǒng)的日加溫費用為672元。之前采用燃煤鍋爐供暖的話，考慮到每天用煤的投入及鍋爐工作人員每天的工資，測算得到的每天綜合費用超過1000元，費工費力不安全。
工作人員還對石墨烯遠紅外電暖和電熱線加溫效果進行了比較，取相鄰2個相同規(guī)格的苗床（1.8m×17.5m）分別安裝4盤電熱線（1000W）和4片石墨烯電熱板（330W，300cm×50cm×6cm）。經(jīng)測算，采用石墨烯遠紅外電暖，可節(jié)省能耗30%～50%。
目前，試驗基地以前采用的傳統(tǒng)鍋爐水暖、地熱線等加溫采暖方式，因效果不佳、能耗過高，已停用。
三、存在哪些問題？應(yīng)用前景如何？
存在問題：
石墨烯遠紅外電暖前期一次性投入相對較高，但是使用成本低、應(yīng)用效果好、使用壽命長（電熱板壽命50年，溫控器壽命3～8年）。石墨烯遠紅外電暖在集約化育苗中初次應(yīng)用，具體數(shù)據(jù)、參數(shù)還需要進一步試驗總結(jié)，進而形成產(chǎn)品標準和安裝、操作技術(shù)規(guī)程。
在今后的應(yīng)用中，石墨烯電熱板使用面積與苗床面積比率可為1∶5～1∶4，并進一步運用智能化，采用可全觸摸操控集成控制系統(tǒng)，通過恒溫分時分區(qū)控制，如升級基于GPRS的遠程訪問功能，利用互聯(lián)網(wǎng)對溫控器進行遠程控制和管理，支持長達180天的歷史記錄存儲，可查詢歷史溫度曲線和加熱狀態(tài)，分多區(qū)域控制在網(wǎng)，實現(xiàn)集約化育苗產(chǎn)業(yè)化精準作業(yè)。
應(yīng)用前景：
石墨烯電加熱產(chǎn)品經(jīng)3750V耐壓測試，不存在漏電、觸電的危險，防水等級高達IPX7標準，是通電后即能快速發(fā)熱，達到設(shè)定溫度的高科技綠色環(huán)保新能源材料。優(yōu)點是：
能耗低，使用壽命長，安全性高，防水、防漏電，能夠解決冬季燃煤、燃油、燃甲、乙醇、燃氣等供暖污染的難題，且有凈化空氣的功能。
該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、熱效率高，大大縮短了安裝工期，電熱轉(zhuǎn)換率高達99.15%，熱能利用率高，節(jié)能效果顯著。
石墨烯電熱板通電后產(chǎn)生的8～14μm遠紅外“生命光波”，容易被植物吸收并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，種苗無需進行定期消毒、噴灑農(nóng)藥和施肥等工序，大大減少病蟲害防治次數(shù)，降低了生產(chǎn)成本，培育的種苗綠色環(huán)保。
綜上，石墨烯遠紅外電暖加溫系統(tǒng)一次性投入較高，但綜合成本低，經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)境效益突出，可以在瓜菜類集約化育苗中推廣應(yīng)用。
來源：本文摘自《中國蔬菜》2019年第1期文章“石墨烯遠紅外電暖在蔬菜集約化育苗中的應(yīng)用初探與前景分析”。
作者：王建軍 代晉 沈維元 張瑞芳 付玲 李成江 任懷富
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青禾）
