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无土栽培需要一定的设施。最基本的设施应包括两部分,一是栽培保护设施,如温室、塑料大棚等;二是无土栽培的设施,这些设施及设备材料等组成无土栽培的系统,包括栽培床、基质、灌溉供液系统、自动化控制系统等。
(1)栽培床栽培床是作物根系生长的地方,主要分为栽培槽和栽培袋两种。
①栽培槽。栽培槽内盛装栽培基质和营养液,在其内种植作物。栽培槽有不同的规格类型,按其形状分为平底槽、W底槽和V形槽几种类型。平底槽营养液分布均匀,多用于水培。栽培槽内宽20~80厘米。栽培槽的有效深度为15~20厘米,水培用槽一般深15厘米,固体基质用槽深20厘米左右。栽培槽的长度应根据灌溉能力、温室结构以及人工操作所需走道等因素而定。
②栽培袋。栽培袋是用0.1~0.2毫米的黑色、乳白色或黑白双色等不透明塑料薄膜加工制成一定大小和形状的塑料袋,袋内盛装基质。栽培时,在袋上切10厘米直径的孔,于孔中定植作物,并由定植孔滴入营养液或清水。在底部斜向排水沟一侧切开几道1厘米左右长的小缝,作为排水孔。栽培袋一般制成长形枕头状,长90~100厘米、直径35~40厘米,装基质后厚度10厘米以上。
(2)灌溉供液系统灌溉系统的主要作用是将营养液或水浇灌到栽培床中。一般采用滴灌或微喷灌的方式灌溉营养液或水。
无机营养无土栽培的微喷灌系统由供液装置、输液管道及滴液装置三部分组成。①供液装置。主要作用是使营养液具有一定的压力。供液装置包括贮液池(罐)及其附属部分。地上贮液池或罐一般高1.5米左右,依靠自身的压力将营养液送入栽培床内。地下贮液池或罐需要配备水泵,从池中提取营养液并加压,将营养液打入输液管道。②输液管道。输液管道将营养液由贮液池(罐)送入滴液装置。输液管道由主管和支管组成。输液管道大多使用不透明的黑色硬质塑料管。③滴液装置。滴液部分是指铺设于作物行间,并将营养液滴入栽培床内的部分,分为硬脂塑料管和软脂塑料管带两种。硬脂塑料管滴液部分由毛管和滴头管组成。毛管用有弹性的硬脂塑料,直径为12~16毫米,长度同种植行长。滴头管是向作物滴液的最后一级管,用有弹性的硬脂塑料制成,分为发丝管和水阻管两种类型。软脂塑料管带上有特制的出液孔,不需再安装滴头管。
有机营养无土栽培的灌溉系统组成,与普通的滴灌和微喷灌基本一致,只是没有施肥装置。
设施园艺是指利用人工设施、人工控制环境因素,完全或部分地摆脱传统农业生产受自然气候和土壤等条件制约,使植物获得最适宜的生长条件,从而延长生产季节、获得最佳产出的农业生产方式。设施园艺是把生物技术、农业工程和环境控制有机地结合在一起,创造植物最适宜生长的环境,从而实现优质、高产、高效的集约化农业,是现代化农业的重要组成部分,也是当今世界各国最有活力的新兴产业之一。21 世纪以来,由于设施园艺不断利用先进设备、仪器、技术、成果和新材料,逐步体现出环境可控性、效益高效性和土地高效利用、节水省力、美化环境、造富于民等特点,符合我国建设资源节约型和环境友好型社会的基本国策,越来越受到各级政府的高度重视,倍受生产者和农民的欢迎。[1]近年来,我国设施园艺产业得到了蓬勃的发展,取得了令人骄傲的成就。
1、我国设施园艺的发展现状
我国设施栽培历史悠久,但现代设施栽培起步较晚,我国现代温室和塑料大棚起步于20世纪80年代。我国自1979年至1994年先后从荷兰、日本、美国、保加利亚、罗马尼亚引进大型连栋温室21.2hm2,但由于种种原因,特别是耗能过大,运行费用高,管理不善,仅个别勉强维持生产,绝大部分不得不宣告失败。20世纪90年代中期,由于我国经济形势进一步好转,设施园艺的发展又掀起了新的热湖,以北京中以农场引进以色列大型塑料温室为标志,又开始了新一轮较大规模地引进目外先进的大型连栋温室,与以前不同的是这一次引进的不仅是温室的主体骨架,同时引进了成套设备和栽培技术。主要集中在经济发达地区,如北京、上海和广州等地,突出地反映了国内对先进的设施栽培成套设备和技术的迫切需要,与此同时,国外温室厂家亦蜂拥而来,他们采取压低主体结构价格,提高内部设施价格的措施。试图占领市场。我国预计2023~2023年,设施栽培面积将达到167万hm2,2030~2031年将增至200万hm2以上。设施类型主要为塑料拱棚和日光温室,居世界第一位。目前,在一些大中城市郊区,蔬菜设施栽培面积已超过当地菜田总面积的10%以上,个别地区已接近30%,与发达国家的差距明显缩小。设施栽培分布的地域不断扩大,20世纪80年代设施园艺主要在“三北”地区发展,而现在正向南方迅速扩展,发展势头已超过北方,尤其在东南沿海经济发达地区发展更为迅速。
2、我国设施园艺的发展趋势
2.1温室大型化、现代化,管理操作机械化
由于大型温室具有投资少、土地利用率高,便于实行机械化自动管理和产业化规模化生产,室内温度相对稳定、日温差较小,便于环境控制等优点,因此,设施园艺温室类型有向大型化、超大型化方向发展的趋势,温室单栋规模将会从几公顷发展到几十公顷以上。随着温室大型化的发展,对设施环境调控技术和设备要求越来越高,计算机控制系统、栽培管理技术、环境因子采集自动化等现代技术装备将会成为未来设施园艺研究的重点。
2.2现代化大型温室面积不断增长
2.3温室日趋大型化,环境调控趋于智能化
大型温室设施具有投资省、土地利用率高、便于实行机械化自动管理、实现产业化规模生产、室内环境相对稳定的优点,因此,设施园艺发达的国家如荷兰、加拿大等温室逐渐向大型化方向发展; 温室园艺的核心是能够对设施内栽培环境进行有效地控制,创造出适于作物生育的最佳环境条件,因此,未来的人工智能控制系统不仅要做到栽培环境全自动控制,还要与市场、气象站、种苗公司、病虫害测报等相连接,进行产量、产值的预测,为生产者提供更为广泛的信息情报和确切的决策依据。
2.4设施园艺的生态社会功能更加突出
随着人们对农产品安全和生态环境保护的日益关注,温室环境友好、资源高效利用技术得到广泛重视,设施栽培产品及对环境的无污染化成为必然。设施园艺在都市美化绿化、环境保护、园艺健康、休闲观光等方面将会得到蓬勃发展,将在提高社会生态文明和精神文明建设中做出突出的贡献。
2.5科学研究工作受到国家的重点支持
设施园艺工程的科学研究受到建国以来从未有过的重视与支持,“九五”期间,国家科技部所列的国家级工厂化高效农业示范工程项目,总体目标是瞄准21世纪农业发展趋势,集成国内外设施园艺高新技术,在北京、上海、辽宁、浙江、广东等不同生态气候型及不同区域经济特点的五省市,建设一批以市场为导向,科技为先导,产业化为目标的科技经济一体化超前型示范工程模式。围绕蔬菜设施栽培的高产、优质、高效,主要研究内容有种子种苗工程、种植工艺工程、采后处理工程、设施环境控制工程、相关产业工程(包括温室制造、环控仪器设备、农机具、穴盘生产、蔬菜包装保鲜、专用肥料、生物农药厂等)五大方面。该项目科研经费总投入高达5000万元,相当于“七五”、“八五”有关设施园艺重点项目经费总和的10倍,足以说明国家对设施园艺工程的重视。与设施园艺工程有关的科研项目,不仅有应用技术的研究,还有基础理论的研究。1998年国家自然科学基金委将“设施园艺高产优质的基础研究”列为重点项目正式启动,这在我国设施园艺工程学科领域,是建国以来第一次,反映出我国的设施园艺工程学科水平已跃上新台阶。
结论
设施园艺作为我国的一项新型产业,它的发展需要一个过程,也会遇到很多问题,这些都是正常现象。而且,设施园艺在促进我国国民经济发展和提高人民生活水平方面做出了历史性贡献,是我国农业由粗放型向集约型方向转变的重要途径,并将成为农业现代化和可持续发展的必然选择,也将为世界设施农业的发展提供宝贵经验。
参考文献:
[1] 郭世荣,孙锦,束胜等. 我国设施园艺概况及发展趋势[J]. 中国蔬菜, 2023(18):1-14.
[2] 郭爱民,谭益民,汪小伟. 我国设施园艺的现状及发展趋势[J]. 西南园艺, 2001(4):62-63.
摘要:现在,在市场上的水培蔬菜的价格比肉类还贵,水培蔬菜是指大部分根系生长在营养液液层层中,只通过营养液为其提供水分、养分、氧气的一种栽培形式,那培蔬菜需要哪些设施与设备?一、水培蔬菜需要哪些设施与设备
水培蔬菜的培育与种植通常是在温室大棚中进行。为保证蔬菜正常健康的生长,温室大棚内必须设有光照调节设施、通风设施、以及温湿度调节设施等。在夏季还挂上防虫板,以防止虫害发生。
水培设施与设备的构成由营养液槽、育苗设备、培育池和栽培板、加液系统、排液系统、循环系统等组成。
1、营养液槽
营养液槽是用来储存营养液的,一般用砖和水泥砌成水槽置于地下。营养液槽的具体宽窄可根据温室地形灵活设计。
2、育苗设备
育苗设备是用来播种和育苗的,由育苗盘和育种基质组成。育苗盘多使用平底不漏水的塑料制成,盘长60厘米,宽30厘米,高3厘米。育种基质可选用孔隙度较大的海绵块儿或可降解的岩棉块儿。
3、培育池和栽培板
培育池是蔬菜生长的主要场地,也是水培设施的主体部分。蔬菜被种植在栽培板上,放置在培育池中。蔬菜的根部从池中的营养液中得到水分、养分和氧气等,从而满足正常生长的生理需要。
培育池一般用水泥砌成,其形状、大小则根据不同蔬菜的种类而有所不同,栽培叶菜类的培育池一般较大,长可达上百米,宽达数十米,具体大小则根据温室大棚的面积而定。栽培果菜类的培育池一般较小,长不过3米,宽为1.5米。这两种培育池均为长方形,池深要求为30厘米。此外,培育池还有沟渠型和管道型的,不过这两种培育池多用于小规模生产和观赏目的。
栽培板也称定植板,是用以固定蔬菜根部,防止灰尘侵入,遮挡光线射入,防止藻类产生并保持培育池内营养液温度稳定的设备。栽培板一般由聚苯板制成,根据蔬菜的种类和不同生长期的需要,其规格、大小也有所不同,一般长为80至100厘米,宽为50至70厘米,厚为3厘米,上面排列直径3厘米的定植孔,根据孔距大小分为288孔板、99孔板、72孔板、24孔板、18孔板、6孔板等。
4、加液、排液系统及营养液循环系统
水培设施的给液,一般是由水泵把营养液抽进培育池。池中保持5至8厘米深的水位,向培育池加液的设施由铁制或塑料制的加液主管和塑料制的加液支管组成。
营养液由水泵从营养液槽中抽出,经加液主管、加液支管进入培育池,被蔬菜的根部吸收。高出排液口的营养液,则顺排液口通过排液沟流回营养液槽,从而完成一次循环。
二、自制水培蔬菜种植设备
材料:PVC水管直径110系列、直径75系列、直径50系列、110转75补芯、75转50补芯、110角
弯、50角弯、PVC胶水、一个30L以上的水桶或水箱、潜水泵(扬程2.5米以上)、硅胶管、喉箍、
定时插头。
工具:锯子、电钻、开孔器、卷尺、记号笔
制作过程:
1、打算放置水培管道的地方一定要阳光充足,朝南最好。观察光照情况,在适合种植的地方安放水培管道。水培设备有很多种形式,有报架式、箱式水培装置,虽然结构不一样,但原理都是植物的根系伸入水中吸收营养液,营养液循环流动将养份、氧气输送到水培系统中的植物根部。有些特别的植物,如:空心菜、绿萝的根部对营养液中的含氧量要求并不高,也可以采取静水培植的方式。但总的来说流动的营养液更好,适合大多数蔬菜和植物。
2、可以在淘宝上找到很多水培设备的产品,选择合适的直接订购。但如果想要一套适合自家的水培系统,只能DIY了。测量好尺寸,计算出所需要的PVC管道长度就可以采购材料了。建议使用直径为110mm的PVC管,除了可以种植叶菜类的蔬菜以外,也可以用来种植辣椒、蕃茄、秋葵、草莓一类的茄果类蔬菜。甚至在110的管道里种植黄瓜、丝瓜这种根系发达的瓜果类蔬菜也取得了成功。直径75mm的管道里只适合种植叶菜类蔬菜,如生菜、白菜、菠菜、香菜等。
3、设计的时候要注意110的管子最后用2次补芯转换成了50的管子,种植管之间都是用50尺寸的管子连接的。这样做是为了在种植管道里留住一定深度的营养液,让植物的根系始终浸泡在营养液中。如果只用一次补芯从110转到75尺寸也可以,只是这样留在管道里的营养液会少一些,初期当植物的根系不发达的时候可能够不着液面。整个水培管道要形成一个循环系统。在水桶里的潜水泵将营养液抽至进水口,溢水口将循环了一圈的营养液再流回到水桶里。设计的时候要考虑水流方向、水平位的高低、流量大小、低位的管道会不会溢出等因素。4、将管道的尺寸测量好、料下好以后就用电钻加开孔器在管道上钻出定植篮的孔位。开孔器的大小根据定植篮的尺寸来确定。每个种植孔之前间距为20cm,能够满足大多数蔬菜的生长要求。可以把孔距调小到10cm,这样苗期的时候可以节省很多空间,等蔬菜长大了以后再间掉中间的菜苗,仍然保持_距在合理距离。5、将量好尺寸打好孔的管道及配件用PVC胶水粘合起来,注意尽量多用些胶水以免漏水。粘好以后24小时才能试水,观察水流情况是否正常,有没有漏水及溢水现象。如果设计合理,施工仔细,试水应该不会有太大问题。
6、试水成功以后就可以给潜水泵电源处加一个定时器了。由于植物在晚上根部是不需要太多氧气的,所以可以设定为从早上7点到晚上7天潜水泵不停工作,晚上7点以后每小时循环一次,一次循环10分钟即可。
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