درسنامه آموزشی دانش فنی پایه امور باغی کلاس دهم امور باغی

مقدمه

رشد سریع اقتصادی و فرهنگی، رشد جمعیت، محدودیت آب و خاک، نیاز جامعه به موادغذایی، وجود بازارهای بزرگ مصرف و علاقه‌مندی به تولید محصولات خارج از فصل در سال‌های اخیر موجب توسعه کشت محصولات گلخانه‌ای شده است. ایجاد محل‌های تحت کنترل و پوشیده به منظور نگهداری و پرورش گیاهان باغی مخصوصاً برای مناطقی که خطر عوامل نامساعد جوی وجود دارد، الزامی است. این موضوع اهدافی را به دنبال دارد که مهمتر از همه می‌توان تولید خارج از فصل یا پیش رس‌کردن بسیاری از محصولات و به دست‌آوردن محصولات در غیر موطن اصلی را نام برد. خوشبختانه در کشور ما با وجود تنوع آب و هوایی اهمیت ساختمان‌های باغبانی آن چنانکه برای دیگر ممالک مطرح است، آشکار نیست؛ با این وجود در چند سال اخیر حداقل در بخش گلکاری پیشرفت‌های چشمگیری ملاحظه می‌شود و بر همین مبنا تأسیسات مختلفی به وجود آمده است که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیرند:

خزانه هوای آزاد

خزانه هوای آزاد عبارت است از کرت یا باغچه‌ای به اندازه‌های مختلف که دارای خاک اصلاح‌شده و با زهکشی مناسب می‌باشد. ابتدا بذر به‌صورت متراکم در آن کاشته شده و پس از رشد کافی نشاهای حاصله به محل کشت اصلی انتقال می‌یابند. از خزانه برای پرورش نشا، پیش رس‌کردن سبزیجات، کشت قلمه و... استفاده می‌شود.

شاسی سرد

شاسی سرد ساده‌ترین وسیله برای حفاظت گیاهان حساس به سرما است. تنها منبع گرمایی آن نور خورشید است. ساده‌ترین شاسی سرد جعبه چهارگوشی است که ارتفاع دیواره جلوئی آن کوتاه‌تر از دیواره عقبی است (ارتفاع دیواره جلویی 20 سانتی‌متر و دیواره عقبی 40 سانتی‌متر است.) این جعبه بدون ته بوده و روی آن با شیشه یا پلاستیک پوشیده می‌شود. از شاسی‌های سرد برای به‌دست آوردن نشا و برای مقاوم‌کردن قلمه‌هایی که در گلخانه ریشه‌دار شده‌اند، استفاده می‌شود.

شاسی گرم

شاسی گرم مانند شاسی سرد است با این تفاوت که در آن از وسیله‌ای برای تأمین حرارت استفاده می‌شود. منبع حرارتی شاسی‌های مدرن امروزی، از سیستم لوله آب گرم، بخار و یا جریان هوای گرم و نیز کابل‌های حرارتی است.

تونل پلاستیک

امروزه با بهره‌گیری از تونل‌های پلاستیک اقدام به کشت و به‌دست‌آوردن محصولات غیر فصل می‌کنند. نکته مهم در ساختن تونل‌های پلاستیک، دقت در مقاومت لوله‌های به‌کار گرفته شده تحت عنوان اسکلت و مقاومت پلاستیک در برابر عوامل نامساعد جوی است.

گلخانه

گلخانه فضایی مناسب جهت رشد و نموگیاهان است که با مواد شفاف برای عبور نور پوشانده شده و می‌توان با کنترل شدت و مدت تأثیر عوامل محیطی (حرارت، رطوبت، تهویه و نور) می‌توان محصولاتی را در خارج از فصل و یا در غیر از موطن اصلی آن‌ها تولید و عرضه نمود.

تولید محصولات گلخانه‌ای در مناطق روستایی کشورهای صنعتی و با آب و هوای ملایم و درجه حرارت معتدل حتی مناطق استوایی روز‌به‌روز در حال افزایش است. پرورش میوه‌های مرغوب در زمین‌های حتی کوچک درآمدهای خوبی را برای ساکنین فراهم آورده است. گلخانه‌ها امکان کشت در برخی مناطق خشک و گرمسیری و غیرقابل کشت را به وجود آورده‌اند.

گلخانه‌های پلاستیکی اغلب مناسب آب و هوای معتدل می‌باشند و در بسیاری موارد برای حداقل سرمایه طراحی می‌شوند؛ زیرا که هدف سیستم‌های کوچک بهره‌وری بالا با هزینه‌های پایین است.

شرایط آب و هوایی

1- تابش 2- دما 3- بارش 4- رطوبت 5- تبخیر 6- سرعت باد 7- تهویه

تابش خورشید

تابش خورشید در جو زمین بر اثر جذب، بازتابش و انعکاس به تدریج کمتر می‌شود. تابش خورشید در سطح زمین بسته به طول و عرض جغرافیایی، فصل، زمان، روز و عوامل موجود در جو مانند ابرها تغییر می‌کند. وجود بخار زیاد در جو تا حد زیادی تابش را کم می‌کند. در مناطق استوایی متوسط تابش خورشید ثابت می‌ماند. برای پرورش محصولات کشاورزی مهم است بدانیم که متوسط ماهانه انرژی تابشی چقدر است؟ در بیشتر مناطق کره زمین تفاوت بین تابش روزانه در زمستان و تابستان زیاد است. حداقل مقدار اشعه موردنیاز گیاهان برای رشد در روز $2 - 2/3kWh/{m^2}$ (کیلو وات ساعت بر مترمربع) می‌باشد. در گلخانه‌های صنعتی در طول فصل‌های پاییز و زمستان کاهش شدت نور، در صورت مقرون به صرفه‌بودن از نور مکمل استفاده می‌شود.

دما

دما گرمایی است که به عوامل زیادی از جمله تابش خورشید، فصل، ارتفاع از سطح آزاد دریا، باد، وجود ابر در جو و... بستگی دارد. از این رو ذکر عباراتی ثابت در این زمینه دشوار است. با افزایش ارتفاع از سطح آزاد دریا دما کاهش می‌یابد.

بارندگی

آب یک عنصر حیاتی برای رشد گیاهان است. در یک ناحیه لازم است که برای حفاظت از رشد گیاهان اطلاعاتی از نرخ بارش، توزیع فصلی، شدت و دوره آن داشته باشیم.

سرعت باد

نقاط مرتفعی که در زمستان بادهای شدید می‌وزد برای استقرار گلخانه مناسب نیست، چون باعث اتلاف گرما و افزایش هزینه سوخت می‌شود. برای جلوگیری از خسارت طوفان‌ها و بادهای شدید منطقه و همچنین کاهش میزان سوخت مصرفی، گلخانه نیاز به بادشکن دارد. بادشکن می‌تواند از مواد غیر زنده مانند دیوار یا تور پلاستیکی سبز رنگ مخصوص احداث شود و یا با کاشت درختان سریع‌الرشد همیشه سبز در مسیر باد سرعت آن را کاهش داد. گلخانه باید حدود 2/5 برابر ارتفاع بادشکن از آن فاصله داشته باشد تا سایه‌اندازی و تأثیر منفی نداشته باشد.

در شکل زیر سازه ضعیف نشان داده شده است که بر اثر باد تخریب گشته است.

آب و هوای گلخانه

علاوه‌بر شرایط آب و هوایی، بسته به نوع کاربری و شرایط زندگی، مصالح و هزینه‌ها، گلخانه‌ها طراحی متفاوتی دارند. گلخانه‌هایی که دوره کاری کوتاه‌تری دارند با چوب ساخته شده و ارزان‌ترند، اما از خوردگی موریانه‌ها در امان نیستند. گلخانه‌های با دوره کاری 6- 4 ساله از لوله‌های فولادی گالوانیزه با پایه‌های چوبی ساخته می‌شوند و طراحی‌شان طوری است که برای گیاهان بلندتر مانند موز مناسب باشند.

انتخاب محل گلخانه

برای انتخاب محل مناسب نکات زیر باید در نظر گرفته شوند:

1- شرایط محیط زیست 2- آب و برق 3- دسترسی به نیروی کار 4- فاصله تا بازار و هزینه‌های حمل ونقل

جهت گلخانه بستگی به عرض جغرافیایی و میزان وزش باد و باران دارد.

دهانه دریچه‌ها باید از نفوذ باران جلوگیری کنند و فن‌ها برای تبخیر و خنک‌کاری باید هم جهت باد باشند.

شرایط طبیعی مانند ساختمان‌های بلند و درختان نباید جلوی هوا را گرفته و سایه ایجاد کنند. با توجه به توپوگرافی خاک، باید جهت تخلیه آب باران کمی به سمت گلخانه شیب داشته باشد.

شرایط بنای گلخانه Greenhouse Structures

گلخانه‌ها برای محافظت از محصولات باید در برابر باد و طوفان یا رطوبت‌های خیلی پایین ایمن باشند. آن‌ها همچنین باید هواکش‌هایی داشته باشند که در شب بسته شوند. در طراحی گلخانه‌ها موارد زیر باید در نظر گرفته شوند:

1- ثبات کافی در برابر بارهای ناشی از باد: برای این منظور معمولأ گلخانه‌ها را به فرم هلالی می‌سازند.
2- نصب و راه‌اندازی با توجه به مشخصات فنی (در ادامه بیشتر توضیح داده می‌شود.)
3- اجزای اتصال‌دهنده بین سازه نباید تحت بار حرکت کند.

4- فونداسیون باید قابلیت تحمل بارهای مکشی و فشاری را داشته باشد. تونل‌های قوس‌دار با توجه به استاندارد گلخانه هلندی NEN3859 محاسبه می‌شوند.

5- فیلم پلاستیک نباید توسط باد کشیده یا جمع شود و باید ساختار محکمی داشته باشد.
6- فیلم‌های پلاستیک نباید مستقیماً با اجزای فولادی که بر اثر تابش گرم شده در تماس باشند. اجزای فولادی در محل تماس باید توسط نوار پلاستیکی عایق‌کاری یا رنگ شوند. آن‌ها در اثر تابش خورشید تا ${70^ \circ }c$ گرم می‌شوند.

7- ذرات آب کندانسه شده نباید از سطح داخلی پوشش روی گیاهان بریزد. سقوط قطرات از سقف، عبور نور را 15-10 درصد کاهش می‌دهد. این قطرات روی گیاه ریخته و علاوه‌بر آسیب‌های فیزیکی، زمینه توسعه بیماری‌ها را فراهم می‌نماید.

8- ناودان‌ها یا چاله‌های عمیق برای تخلیه و جمع‌آوری آب باران ضروری است. هیچ آبی نباید از دیواره‌ها، سقف یا کف به داخل گلخانه نفوذ کند.
9- از مواد با دوام و مقرون به صرفه در طراحی و ساخت‌وساز گلخانه‌ای استفاده شود.
10- در مناطقی که سرعت وزش باد بالاست از بادشکن باید استفاده شود.

کنترل آب و هوای گلخانه

آب و هوای گلخانه بسیار در رشد گیاهان مؤثر است. حفظ درجه حرارت محیط در گرمای روز و سرمای شب، وجود $C{O^2}$ و نور کافی همگی از مواردی است که بایستی به دقت کنترل شوند. 

نیازمندی‌های اصلی در یک گلخانه

1- راندمان مناسب تهویه مطبوع: در گلخانه‌های با چند دهانه اگر متوسط دما از ${27^ \circ }C$ بیشتر شد باید سیستم تهویه از سقف نیز نصب شود.
2- فن‌های قفل شونده باید در مناطقی که دمای هوا از ${12^ \circ }C$ کمتر است، نصب شوند. 
3- کنترل گلخانه‌های بزرگ‌تر در روزهای گرم شرایط مساعدتری دارد. دیوارهای جانبی باید بیشتر از 3 متر باشد؛ لذا با افزایش حجم گلخانه در روزهای سرد که درب‌ها بسته است $C{O_2}$ و نور کافی را فراهم می‌آورد. 
4- فیلم پلاستیک باید طول موج تابش پایینی داشته باشند تا انتقال حرارت از داخل به بیرون کم شود. موادی که طول موج‌های تابشی بلند را منتقل می‌کنند، باعث شده تا حرارت از طریق پوشش‌های سقف خارج شده و در نتیجه دمای محیط کمتر از بیرون گشته و وارونگی دما رخ می‌دهد. اگر درجه حرارت گیاهان به زیر نقطه شبنم برسد، قطره تشکیل می‌شود که برای گیاه خطرناک می‌باشد. برای حفظ دمای محیط در سرمای شب از جاذبه‌های گرمایی استفاده می‌شود.

5- سازه باید درست ساخته شود؛ بسیار مهم است که سازه‌ها دارای منافذ نشتی و درز نباشند تا هوای گرم داخل را به بیرون هدر ندهند. منابع اصلی نشت فن‌ها و درب‌ها می‌باشند. اگر وارونگی دما رخ دهد و در صورتی که رطوبت بیش از حد بالا رود، بهتر است تهویه گلخانه در صبح انجام گیرد.

6- سالن گلخانه در ماه‌های سرد زمستان برای پرورش محصولات کشاورزی نیاز به تجهیزات گرمایشی (گرمایش خورشیدی یا گرمایش از کف) دارد.
7- سیستم گرمایشی: سیستم‌های سرمایشی به دو گروه سیستم‌های خنک‌کننده تابستانه و سیستم‌های خنک‌کننده زمستانه طبقه‌بندی می‌شوند. سیستم پوشال و پنکه و سیستم مه‌پاش دو سیستم خنک‌کننده تابستانه مهم در گلخانه‌ها هستند. در زمستان در صورت نیاز به فرایند خنک‌کردن کافی است مقداری از هوای خنک بیرون وارد گلخانه‌ها شود.

8- از سیستم‌های آبیاری با راندمان بالا و تبخیر پایین باید استفاده شود.

انواع گلخانه براساس کاربرد

گلخانه را بر اساس نوع استفاده و کاربری آن به چهار دسته تقسیم می‌کنند:

1- گلخانه آموزشی 2- گلخانه تحقیقاتی 3- گلخانه تفریحی و سرگرمی 4- گلخانه تجارتی

1- گلخانه آموزشی (Teaching Greenhouse)

هدف اصلی از احداث این نوع گلخانه‌ها آموزش مراحل کاشت، داشت، برداشت و مدیریت گلخانه به‌ کارآموزان و دانشجویان می‌باشد؛ بنابراین گلخانه باید امکانات کشت خاکی و هیدروپونیک را داشته باشد. این گلخانه باید دارای تمامی استانداردهای گلخانه تجارتی بوده و کارآموز با شرایط واقعی کار، آموزش داده شود. فاصله بین ردیف‌های کشت جهت تردد کارآموزان بیشتر از سایر گلخانه‌ها می‌باشد. این گلخانه‌ها مجهز به کلیه تجهیزات جانبی، گرمایشی، سرمایشی، آبیاری و سیستم‌های کنترل دما، رطوبت، $C{O_2}$ و... می‌باشد. تجهیزات دارای کمترین آلودگی صوتی بوده و فضای گلخانه همانند تمامی مکان‌های آموزشی، زیبا و جذاب باشد.

گلخانه آموزشی باید در تمام فصول سال قابل استفاده باشد. نوع پوشش مناسب این گلخانه‌ها از شیشه یا ورقه‌های پلی‌کربنات است، به هیچ‌وجه پوشش‌های پلی اتیلنی (پوشش موقت) توصیه نمی‌گردد. هزینه و بازگشت سرمایه نیز موردنظر نیست.

2- گلخانه تحقیقاتی (Research Greenhouse)

هدف از احداث این نوع گلخانه‌ها تحقیق و اصلاح ساختار ژنتیکی، کشت بافت، تأثیر پارامترهای دما، نور، $C{O_2}$، رطوبت، تهویه، رشد و نمو، بررسی انواع آلودگی‌های میکروبی، ویروسی، قارچی و آفات و بیماری‌ها در گیاهان می‌باشد. بنابراین کنترل پارامترهای محیطی با سایر گلخانه‌ها متفاوت است. تعبیه پنجره کناری و سقفی باید به‌‌صورتی انجام گیرد که هیچ‌گونه درز و شکافی بین پنجره و محل نصب آن نباشد.

از مشخصات مهم این گلخانه‌ها می‌توان موارد زیر را نام برد:

- مجهز به سیستم‌های اتوماسیون هستند.
- پنجره‌ها مجهز به توری ضد حشره می‌باشند.
- معمولاً مساحت گلخانه‌های تحقیقاتی 250 تا 500 متر مربع است.
- پوشش آن‌ها از شیشه یا ورقه پلی‌کربنات است.
- معمولاً نوع کشت، هیدروپونیک و بر روی سکو انجام می‌گیرد.
- هزینه احداث این نوع گلخانه بسیار زیاد است.

3- گلخانه تفریحی و سرگرمی (Hobby Greenhouse)

این نوع گلخانه‌ها بیشتر برای نگهداری گلدان‌ها و درختچه‌های زینتی خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. زیبایی فریم این گلخانه‌ها به جهت استفاده آن‌ها در فضاهای باز منازل و یا باغچه‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. مساحت این گلخانه‌ها به جز مواردی که از فضای داخل آن برای پذیرایی و یا استراحت استفاده می‌گردد، کوچک می‌باشد.

اسکلت اصلی این گلخانه‌ها عمدتاً از آهن گالوانیزه و پوشش آن نیز از شیشه و یا ورقه‌های پلی‌کربنات است.

4- گلخانه تجارتی (Commercial Greenhouse)

اهداف مورد نظر از ساخت گلخانه‌های تجارتی به شرح زیر است:

- تولید محصولات خارج از فصل تولید در فضای باز
- حداکثر تولید در واحد سطح
- کاهش هزینه تولید در واحد سطح نسبت به تولید در فضای باز
- استفاده بهینه از نهاده‌های کشاورزی (آب، بذر،کود، سموم و...)
- استفاده از روش کشت هیدروپونیک (آبکشت)
- کنترل آفات، آلودگی‌ها و بیماری‌ها
- اشتغال‌زایی
- استفاده از زمین‌هایی که امکان کشت باز در آن‌ها وجود ندارد.
- قابلیت رقابت با ریسک کم در بازار

با توجه به نوع محصول موردنظر جهت تولید، ساختار گلخانه مشخص می‌گردد. حداقل مساحت گلخانه که دارای توجیه اقتصادی و مقرون به صرفه باشد 5000 مترمربع و برای مساحت بالاتر از 500 مترمربع نیازمند به کنترل بیشتر پارامترهای محیطی (نور، دما، $C{O_2}$، تهویه، رطوبت، آفات و بیماری‌ها) می‌باشد.

تقسیم‌بندی گلخانه بر اساس شکل ظاهری:

1- سقف شیروانی (A Frame)

وجود زاویه در تاج این نوع گلخانه که شکل آن را شبیه به کلمه A می‌کند دلیل نام‌گذاری این مدل می‌باشد. این شیب تند باعث هدایت برف و باران به سمت ناودانی و همچنین هدایت تعرق داخل گلخانه به طرفین شده و از طرفی باعث شکست اشعه نور به سمت داخل گلخانه برای استفاده از ماکزیمم تابش نور می‌گردد. به دلیل وزن زیاد شیشه نسبت به سایر پوشش‌ها و همچنین ابعاد کم شیشه، فاصله ستون‌ها و کمان‌ها از همدیگر کم بوده، وزن سازه در واحد سطح زیاد است و سایه‌اندازی آن بر گیاهان افزایش می‌یابد. بنابراین سازه سنگین و گران می‌باشد. این سازه معمولاً در مناطق بادخیز و بارش برف سالانه زیاد احداث می‌گردد. ضریب انتقال حرارت شیشه نسبت به سایر پوشش‌ها بالا می‌باشد که از معایب این سازه به‌شمار می‌رود. برای برطرف نمودن این عیب، می‌توان از پوشش‌های دو جداره ورق‌های پلی‌کربنات استفاده نمود که مستلزم صرف هزینه بیشتر است.

پوشش این نوع گلخانه‌ها به دلایل ذیل از شیشه می‌باشد:

- ضریب عبوردهی بالای نور
- بهره‌برداری در چهار فصل سال

2- سقف قوسی (Curved Roof)

این گلخانه‌ها به نام کوانست نیز معروفند. دلایل استفاده از سقف‌های قوسی به قرار زیر است:

- شرایط لازم برای یک گلخانه خوب حجم و فضای کافی است؛ زیرا هر قدر حجم و فضای یک گلخانه بیشتر باشد چرخش هوا در گلخانه بهتر و در نتیجه $C{O_2}$ لازم برای انجام عمل فتوسنتز به مقدار کافی در اختیار گیاه قرار می‌گیرد.
- کاهش سطح تبادل حرارتی
- سازگاری با اقلیم‌های مختلف
- کاهش مصرف سوخت
- امکان احداث در مساحت‌های بزرگ
- نحوه مونتاژ پیچ و مهره‌ای (پرتابل)

در سازه‌های سقف قوسی، پوشش‌های پلی‌اتیلن (نایلونی) در زمان کمتری و به‌راحتی نصب و به سازه توسط پلی لاک پیچ می‌شوند، این سقف‌ها به جهت ظاهر آیرودینامیکی کمترین مقاومت را در برابر باد از خود نشان می‌دهند. وزن کم پوشش‌های پلی‌اتیلنی (نایلون) و همچنین مقاومت این سازه‌ها در برابر باد و برف باعث می‌شود که وزن سازه در واحد سطح کمتر باشد؛ بنابراین قیمت سازه سقف قوسی نسبت به سازه سقف شیروانی (A frame) کمتر است. از دیگر محاسن پوشش‌های پلی‌اتیلنی تبادل حرارتی پایین و همچنین خواص ویژه نور قرمز ضد مه (Anti fog red light) است که جهت جلوگیری از تشکیل قطرات آب و همچنین افزایش گرمای هوای داخل با تبدیل اشعه مادون قرمز نور خورشید می‌توان اشاره نمود.

قابلیت دیگر سازه‌های تونلی، دو پوش‌کردن سازه و تزریق هوای فشرده به داخل آن است که باعث کاهش 40 درصدی مصرف انرژی فسیلی شده و به‌طور قابل ملاحظه‌ای مشکل تعریق را برطرف می‌نماید.

در سازه‌های گلخانه‌ای مولتی اسپن برای کشت و تردد راحت‌تر و استفاده بهینه از تمامی سطح، قوس را بر روی ستون‌های عمودی نصب می‌کنند. حداقل ارتفاع ستون‌ها 2متر می‌باشد. دو مورد را می‌توان به عنوان عیب مشخص این نوع گلخانه‌ها نام برد:

1- سطح پوشش گلخانه در بالاترین نقطه به‌صورت افقی بوده و این امر عدم هدایت صحیح برف و ماندن رطوبت و تعریق در آن نقطه را به همراه دارد. این مشکل را می‌توان با استفاده از دو پوشش‌کردن سازه و یا تغییر سقف قوسی به گنبدی مرتفع می‌شود. البته از روش‌هایی همچون کنترل رطوبت با افزایش دما نیز برای کاستن رطوبت داخل گلخانه استفاده می‌گردد.

2- مشکل دوم این نوع گلخانه‌ها در تهویه می‌باشد. احداث سیستم پنجره برای این نوع گلخانه‌ها مشکل تر از گلخانه‌های A Frame است. با توجه به اینکه تهویه طبیعی هوا برای کاستن هزینه کنترل دما و رطوبت از مهم‌ترین عوامل گلخانه‌های تجاری می‌باشد، لذا اجرای صحیح و کارایی این سیستم بسیار حائز اهمیت است.

روش‌هایی مانند استفاده از پنجره سقفی در مدل‌های مختلف در این نوع گلخانه‌ها اجرا می‌گردد. تهویه با پنجره‌های جانبی (Roll up) نیز برای کارآیی بیشتر در گلخانه‌های تجاری استفاده می‌گردد.

ساخت پنجره با سطح تهویه بالا و استفاده از آن در بالاترین نقطه سازه از مزایا و پارامترهایی می‌باشد که شرکت‌های سازنده بر آن تأکید می‌نمایند.

3- گلخانه با سقف گنبدی (Gothic arch)

اساس گلخانه با سقف گنبدی برای استفاده از گلخانه‌های تونلی با هدف رفع دو نقیصه گلخانه‌های سقف قوسی می‌باشد. در این طرح تاج گلخانه از حالت قوس به حالت گلخانه شیروانی در می‌آید، لذا در این طرح تمام مزایای گلخانه تونلی را به همراه حل مشکلات سقف قوسی خواهیم داشت. از این طرح حتماً باید در گلخانه‌های تونلی با عرض‌های بالا استفاده گردد.

طراحی سیستم آبیاری تحت فشار (قطره‌ای) در گلخانه

طراحی سیستم آبیاری تحت فشار در یک واحد گلخانه‌ای متأثر از شرایط اقلیمی، فصل کشت، الگوی کشت، نوع محصول و... می‌باشد. چنانچه طراحی سیستم آبیاری تحت فشار داخل یک واحد گلخانه‌ای بر اساس الگوی کشت گیاه گوجه‌فرنگی صورت گیرد و الگوی کشت گوجه‌فرنگی به‌صورت $1/20 \times 0/45 \times 0/45$ (فاصله بوته‌ها بر روی ردیف از یکدیگر 0/45 و فاصله ردیف‌ها 0/45 و عرض راهرو 1/20 متر) در نظر گرفته شود، در هر دهانه 8 متری تعداد 5 ردیف دو تایی قرار می‌گیرد. در نتیجه در هر دهانه تعداد 10 ردیف گیاه قرار خواهد گرفت. طول گلخانه برابر با 47/5 متر است که از طرفین گلخانه مجموع 3 متر به عنوان فضای خالی به منظور سهولت در امور گلخانه و... در نظر گرفته می‌شود. بنابراین طول ردیف کشت 44/5 متر می‌باشد. تعداد گیاه در هر ردیف برابر با 99 بوته و در هر دهانه برابر با 990 بوته خواهد بود. برای هر بوته یک عدد خروجی آب 2 لیتر بر ساعت منظور شده است. در نتیجه دبی لحظه‌ای در مورد الگوی کشت گوجه‌فرنگی برابر است با:

$1Lit/s = (45/4450 \times 10 \times 2 \times 2 \times 3600/1)$

برای هر ردیف گیاه نیز دو ردیف لوله تیپ 16 میلی‌متر منظور خواهد شد تا ضمن توانایی بر توزیع آب در مورد الگوی کشت گوجه‌فرنگی بتواند جواب‌گوی تأمین آب سایر الگوهای کشت نیز باشد.

از این‌رو جهت سهولت کار بهره‌بردار در استفاده از سیستم آبیاری برای کشت انواع سبزی و صیفی، شبکه آبیاری واحدهای گلخانه‌ای بر اساس گیاه گوجه‌فرنگی طراحی شده است. چون دبی لحظه‌ای در این مورد از بقیه موارد بیشتر می‌باشد و در نتیجه قطر لوله‌های مورد نیاز داخل گلخانه از سایر الگوهای کشت بزرگ‌تر می‌باشد.

سیستم آبیاری طراحی‌شده به ترتیبی است که در هر بار آبیاری دو دهانه آبیاری خواهد شد. بدین ترتیب که برای هر دو دهانه یک شیر برقی سایز 1 اینچ منظور شده است که با فرمان گرفتن از کنترلر تعبیه شده در گلخانه، باز شده و عمل آبیاری انجام خواهد شد و سپس شیر برقی دوم عمل می‌نماید.

دبی لحظه‌ای مورد نیاز داخل یک گلخانه مستقل از تعداد دهانه‌ها برابر با 1 لیتر بر ثانیه است (در این مورد پیشنهادی) و سیستم آبیاری اتوماتیک داخل گلخانه برای تأمین این میزان آب و قطر لوله‌های داخل گلخانه براساس آن طراحی می‌شود.

عوامل مؤثر بر اتلاف حرارت

اتلافات حرارتی و نفوذ هوا در گلخانه‌ها بستگی به عمر و شرایط گلخانه دارد. گلخانه‌های قدیمی‌تر یا آنهایی که در و دیوارهایش ترک برداشته، هوای سرد بیشتری واردشان می‌شود. گلخانه‌هایی که پوشش شیشه‌ای یا ورق‌های بزرگ پشم شیشه داشته و از یک یا دو لایه پلاستیک انعطاف‌پذیر تشکیل شده‌اند؛ نفوذ هوای کمتری دارد.

سیستم تهویه گلخانه نیز اثر زیادی روی نفوذ هوا دارد. پره‌های ورودی و خروجی فن‌ها اگر به دلیل ضعف در طراحی یا عدم روغن‌کاری به درستی بسته نشوند، هوای زیادی را جابه‌جا می‌کنند. منافذ پنجره‌ها باید کاملاً پوشیده باشند تا جلوی ورود هوای سرد را بگیرند. تابش خورشید توسط گیاهان، خاک و تجهیزات گلخانه جذب می‌شود. سپس آن‌ها دوباره این تابش را به بیرون منتقل می‌کنند.

مقدار افت حرارت تشعشعی به نوع شیشه، دمای محیط و پوشش ابری منطقه بستگی دارد. مواد پلاستیکی محکم کمتر از 4٪ تابش حرارتی را به محیط پس می‌دهند.

محاسبات کاربردی

امروزه، انجام هرگونه فعالیتی در زمینه‌های کشاورزی در یک منطقه مستلزم تهیه یک سری از اطلاعات است که در نحوۀ انجام کار نقش اساسی دارند. این اطلاعات عبارت اند از: اندازه‌گیری طول، شیب زمین، مساحت سطح و حجم.

پیاده‌کردن یک امتداد

در برخی از کارها لازم است که یک امتداد مشخص شود. به عنوان مثال، وقتی که بخواهیم یک طول 100 متری را با یک نوار 20 متری اندازه‌گیری کنیم، برای اینکه هنگام اندازه‌گیری از امتداد موردنظر منحرف نشویم، باید بین نقطه ابتدای مسیر و انتهای آن نقاط دیگری را به فواصل تقریبی 20 متر علامت‌گذاری کنیم، برای این منظور در ابتدا و انتها و نقاط علامت‌گذاری شده نیز ژالن‌هایی قرار می‌دهیم و امتداد را مشخص می‌کنیم.

اخراج عمود بر یک امتداد به کمک متر

برای اخراج عمود به کمک متر، راه‌های مختلفی وجود دارد که ساده‌ترین روش استفاده از قضیه فیثاغورث است. بنابراین قضیه، در مثلث قائم‌الزاویه‌ای که پهلوهای آن 3 و 4 متر باشند، طول وتر برابر 5 متر خواهد بود.

اندازه گیری زاویه توسط متر

می‌خواهیم مقدار زاویه $A\widehat OB$ را به‌وسیلۀ متر محاسبه کنیم.

برای به‌دست‌آوردن زاویه مذکور روش و راه حل‌های مختلفی وجود دارد که ما در اینجا به ذکر یک نمونه از آن اکتفا می‌‌کنیم: 

پیاده‌کردن یک زاویه به کمک متر

برای پیاده‌کردن یک زاویه معین مانند $\alpha $، به رأس A نسبت به امتداد AB ساده‌ترین راه استفاده از تانژانت این زاویه است. روی امتداد AB طولی مثلاً برابر AD را جدا کرده و از نقطه D عمودی به طول ${D_C} = AD\tan \alpha $ بر آن اخراج می‌کنیم، زاویه BAC که بدین ترتیب به‌دست می‌آید همان زاویه مطلوب است.

مساحت مزرعه

تعیین مساحت مزرعه، بسته به شکل زمین، متفاوت است. اگر مزرعه دارای شکل هندسی مشخصی مانند مستطیل و مربع باشد و محاسبه آن با قواعد هندسی به‌راحتی امکان‌پذیر است.

برای تعیین مساحت زمین‌هایی که شکل هندسی مشخصی ندارند، باید آن را به دو یا چند شکل هندسی شناخته شده تبدیل نمایید و مساحت هر یک را جداگانه محاسبه کنید و از جمع آن‌ها به مساحت کل برسید.

کاربرد محاسبات حجم هندسی

واحد اندازه گیری حجم

واحد اندازه‌گیری حجم در سیستم SI مترمکعب می‌باشد و آن عبارت است از حجم مکعبی که طول و عرض و ارتفاع آن 1 متر باشد. 

$1m \times 1m \times 1m = 1{m^3}$

اجزای مترمکعب عبارت‌اند از:

$1{m^3} = 1000d{m^3} = 1000000c{m^3} = 1000000000m{m^3}$

برای سنجش مایعات از لیتر (L) استفاده می‌شود.

هر لیتر برابر است با حجمی معادل یک دسی‌متر مکعب.

$1d{m^3} - 1L$

برای اندازه‌گیری حجم‌های کوچک‌تر از لیتر از اجزای آن استفاده می‌شود و آن‌ها عبارت‌اند از:

$1L = 10dL = 100cL = 1000mL$

محاسبه حجم، سطح جانبی و سطح کل حجم‌های مرکب

برای محاسبه حجم و سطح حجم‌های مرکب، ابتدا آن‌ها را به حجم‌های هندسی تفکیک نموده و پس از محاسبه حجم و یا سطح هر یک از آن‌ها، با جمع جبری مقادیر حاصل، حجم و یا سطح مرکب را به‌دست می‌آورند.

شیب زمین و طرز اندازه‌گیری آن

شیب زمین که از تقسیم اختلاف ارتفاع دو نقطه به فاصلۀ آن‌ها حاصل می‌شود. در بسیاری از موارد تعیین‌کننده است.