種質資源庫設計與建設中常遇見的問題
1、 如何確定建設面積
    建設種質資源庫, 最主要的問題是建多大面積才能滿足需要。現以中期庫貯藏水稻種子來計算說明, 一般中期庫貯藏種子每份為300g, 一般在685 mm×585 mm×115 mm種子筐中可擺放40份種子,那么設計一間擺放10排,每排擺放10列的移動種子架的冷庫,其面積需[0.72×10+1.4]m ×[0.62×10+2.0]m=70.52 m2, 若種子架高度為擺放15筐, 則種子架高度需2.2m,庫的凈高度需3.2 m。使用面積為70.52 m2, 凈高為3.2 m的儲藏冷庫, 其可存放水稻種子份數為6萬份。那么若要建設一座存放12萬份的典型低溫種質資源庫,則可按以下內容估算出所需的使用面積: 冷庫140 m2, 機房20~40 m2, 緩沖間20~40 m2, 接納室20~40 m2, 清選室20~40m2, 發芽室40~60 m2, 干燥及包裝室60~80 m2, 水分測定室20~40 m2, 臨時庫20~40 m2, 值班室30m2, 配電及控制室20~40 m2, 臨時存放室20~40m2, 會議室100 m2, 計算機室100 m2, 廁所及走廊130~170 m2, 總使用面積為760~1 000 m2。因此,要建設一座保存12萬份的種質資源庫,則需要申請建筑面積為970~1 300 m2, 即需在使用面積基礎上增加30%。若需要配備研究實驗室、拷種室和晾曬場等,可在上述面積基礎上增加。
2、 地面保溫防凍處理
    冷庫地面保溫防凍處理也需引起注意, 曾出現過因沒有做地面保溫處理,而使冷庫地面發生凍裂現象。防凍保溫處理一般做法是做架空層,在架空層上再做防水處理并鋪墊抗壓的保溫材料,然后在保溫層上再做水泥地面,內鋪設鋼筋以加強抗壓強度。
3、 制冷機組安裝位置
    目前,機組存放有以下3種安裝位置:(1)放在同一層, 即擺放在庫的兩側或其中一側。該安裝方式聯接管道短,易操作且維修方便,但占用了使用面積; (2)安裝在屋頂。制冷機組與對應的蒸發器對接安裝方便, 易操作維修。不占使用面積, 可減少工程投資。缺點是影響建筑物美觀,噪聲大,在北方地區的屋頂,須設有相應的采暖和照明措施。另外須增加樓板承重力,為消除機組運行的振動必須采用減振措施。管道須穿過屋面, 也必須增加防水防漏措施。(3)安裝在地下層。可減少噪聲影響, 備件和備用機組可存放在地下夾層,這樣檢修方便并且安全。相對于屋頂, 制冷系統管路穿過樓板防水措施容易處理。缺點是須設計通風和排熱系統, 以保證機組夏季正常運行。機組在地下室,則防水防漏也要求較高, 工程建筑費用較高。若種質資源庫建設地區有足夠的用地,推薦采用第一種方式安裝制冷機組。
4、 長期庫和中期庫的配置
    對建有長期庫和中期庫的種質資源庫, 有人推薦庫中庫的方式配置,即長期庫套在中期庫里面, 認為該方式有節省能源的優點(Tay,1991)。但從實際操作的角度出發, 該配置方式使用起來不方便,建議長期庫和中期庫的庫門都與緩沖間相連。
5、 中期庫溫度的選擇
    中期庫的貯藏溫度在設計上應選擇(-4±2)℃或(4±2)℃,不要設計(0±2)℃,即不要使種子處于結冰與化冰的狀態,因它對延長種子的貯藏壽命不利。
6、 每間冷庫面積的大小
    每一間冷庫的面積到底是大還是小好, 其各有利弊。如建有一間面積為150 m2, 高度為4 m的冷庫, 安裝了3臺機組, 在調試時3臺都需開啟, 但當正常運行時, 僅2臺機組運行就足夠了, 其中1臺可作為備用, 這樣運行過程就有安全保障。但其缺點是建成后庫內種子在短時間內可能存放不滿, 造成能源的浪費。若是分成3個小冷庫, 每間50 m×50 m×4 m, 則同樣需3臺機組, 在使用時, 則可用一個開一個庫以節約能源,臨時不用的庫還可存放其他物品,其優點是最大程度地發揮其作用,但缺點是每間冷庫無備用機組, 在安全方面存在隱患。
7、 除濕系統的選擇
    對于種質資源的保存, 最好對庫內的相對濕度進行控制, 一般要求控制在65%以下。因此也需考慮安裝除濕系統,對于0℃以下低溫庫,目前多采用電加熱熔霜,其缺點是耗電量較大,且電加熱管易燒壞。另外還有采用熱氟除霜等方式。2001年國家種質庫在-18℃采用一種國外進口的除濕制冷系統,它能控制庫內相對濕度(RH)≤50%, 其除濕方式不屬于電加熱熔霜。該制冷機組還有另一優點,即機房環境溫度比采用電加熱熔霜機組平均低10℃左右。
8、 每間冷庫熱負荷Q計算
    在種質資源庫設計中, 需配多大制冷量機組也是非常重要的問題。每間冷庫熱負荷Q計算一般需考慮圍護結構的熱負荷、保存種子/種子架的熱負荷、每天開門及人員進出次數的熱負荷, 以及照明、蒸發器風機和電加熱熔霜的熱負荷等。制冷機組工作時間系數應以50%來計算為宜, 實際運行中制冷機組工作時間系數不應高于75%, 設計人員就可依據此要求來計算配多大制冷量機組。
9、 干燥系統的選擇
    在種質資源庫建設中, 種子干燥系統的建設也是較難選擇的一個環節。降低種子含水量是延長種子壽命的重要因素,但在種子干燥脫水過程中,應避免干燥溫度過高而對種質活力產生潛在的損傷,因此,FAO/IPGRI(1994)推薦采用“雙15”干燥系統: RH<20%, 溫度(15±2)℃。國家種質庫已建造一間容積為3.4 m×3.1 m×2.6 m的“雙15”干燥間, 但其建造費用需40萬元。國家種質庫也建造另一套干燥系統, 即采用最高溫度為70℃的進口植物培養箱, 再配置自制的預冷除濕系統,使進入箱內的入口相對濕度控制在7%±2%, 這樣在30~35℃干燥溫度條件下, 能使大部分作物種子含水量在2~4天內降到5%~8%, 建造這樣一套干燥系統, 其費用需20萬元(配置5臺進口植物培養箱)。此外,國家種質庫早期也采用另一干燥系統,即建造一間具有較好密封和保溫效果的干燥間,環境條件控制在25~40℃, RH≤40%, 然后將干燥箱放置在干燥間內,而不用配置預冷除濕系統,該干燥系統也能使種子達到較好的干燥效果,其建造費用大為降低。
10、 設計單位的選擇
    種質資源庫建設是一項專業性很強的農業工程, 一般的設計單位都沒有這方面的設計經驗,因此,在一般情況下,設計單位負責土建設計就可以,保溫庫板和制冷機組工程設計可由制冷設備專業供應商來承擔。若由設計單位來承擔制冷與保溫庫板工程的設計,其不但收取了高額的設計費,而且設計出來的東西又往往無法采用, 有時反而幫倒忙。因此, 在土建初步設計階段,可預先進行制冷和庫板工程的招標,當進行土建施工圖設計時, 制冷設備廠家就可介入,與土建設計單位相互配合,在電力等方面設計出最佳施工方案圖。

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