CN106717381B - 一种设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置及起垄方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置及起垄方法。该装置包括一硬质槽体，所述硬质槽体的上部和底部开口，所述硬质槽体的侧壁为栅格状结构。优选地，所述硬质槽体的上边缘为由丝状或条状的硬质材料构成的四边形结构，在其下方沿竖直方向固定连接若干根丝状或条状的硬质材料，形成所述栅格状结构；位于所述四边形结构的四个角处的垂直向下的硬质材料比其他位置的垂直向下的硬质材料长，且其底端成锥尖状。本发明针对上述问题，提供一种设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置及起垄方法，能够方便地、低成本地实现起垄，实现设施蔬菜的内嵌式基质栽培生产。

Description

一种设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置及起垄方法

技术领域

本发明属于设施蔬菜生产技术领域，具体涉及一种设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置及起垄方法

背景技术

设施蔬菜是我国农业的支柱性产业，到2015年底全国的设施蔬菜栽培面积高达410万公顷，居世界首位。日光温室蔬菜生产是我国设施蔬菜生产的主体，栽培面积已达100多万公顷，分布地域广。然而，当前绝大多数日光温室仍采用土壤栽培方式(96％以上)，生产模式粗放，水肥资源利用率低，地下水硝酸盐污染严重，连作障碍发生和农药使用频繁，蔬菜产量低且品质差，而且在冬春季易遭受低温危害，优质高产稳产根本无法保障，难以实现设施蔬菜产业的可持续发展。

众所周知，设施无土栽培是国际上设施园艺强国蔬菜生产的主流技术，在根区与冠层调控、水肥利用率、环境保护及优质高产稳产方面具有诸多土壤栽培无法比拟的优势。然而，我国日光温室冬春季生产过程中常发生低温危害，由于基质和营养液等非土壤栽培介质易随环境温度的变化骤升骤降，热稳定性差，故冬春季节低温下以基质和营养液为栽培介质的设施无土栽培技术难以在日光温室中应用，成为日光温室无土栽培应用的技术瓶颈，亟待解决。

日光温室蔬菜起垄内嵌式基质栽培(SRSC)是一种新型环保、抗低温、抗连作障碍、高效蔬菜无土栽培工程技术(图1)，其栽培方法和装置已获得专利授权(ZL201410342395.3、ZL201520053632.4、ZL201420397263.6和ZL201520141376.4)，属国内首创。该方法是将侧向开孔的塑料膜嵌套于一定规格的网槽栽培装置中，随后在其内填装基质，随后将网槽嵌在一定规格的土垄中间，再以干燥土壤培覆两侧成垄状，垄外再覆上白膜，形成起垄内嵌式基质栽培垄系统，该系统采用水肥一体化滴管技术供给水肥。SRSC方法利用工程手段，充分发挥了土壤栽培和基质栽培的双重优势，既发挥了土壤栽培根区蓄热保温和热温缓冲性高的优点，又发挥了基质水肥利用率高和高产高效的优势，该方法通过改善温室作物根区温热、水肥环境，达到促进作物的生长和产量的目的。前期试验结果表明，与土壤栽培相比，采用该方法栽培甜椒可增产50％以上，水肥利用率提高50％以上，高效环保。SRSC方法的发明成功地将基质栽培技术引入日光温室，是设施蔬菜变革性栽培工程技术，在我国日光温室蔬菜生产领域极具推广应用价值，将为我国日光温室蔬菜生产的提质增效发挥重要作用。该技术不仅能够解决当前设施蔬菜土壤生产存在的环境污染严重、水肥资源利用率低、连作障碍、产量低品质差等问题，也为盐碱地、非可耕地和连作障碍农田的设施农业利用和日光温室蔬菜生产可控化、工厂化管理提供了基础性技术支撑。

上述SRSC方法的关键工程步骤就是构建内嵌式基质栽培土垄，即起垄。传统方法包括有2种：(1)制造具有支撑隔离作用的金属网槽，将塑料布等隔离膜嵌入其中，填充基质，在在金属网槽外附上土壤，构成内嵌式基质栽培土垄；(2)先人工堆起较宽的土垄，用工具在中间开沟嵌膜填充基质，形成内嵌式基质栽培土垄。这两种方法均存在不足之处，前者成本高，操作复杂，不易推广应用；后者标准化程度较差，土壤工程量大，费力费时。基于上述问题，亟待开发一种省人力，标准化，成本低，易操作，可重复利用，效率高的内嵌式基质栽培起垄方法。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置及起垄方法，能够方便地、低成本地实现起垄，实现设施蔬菜的内嵌式基质栽培生产。

本发明采用的技术方案如下：

一种设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置，其特征在于，包括一硬质槽体，所述硬质槽体的上部和底部开口，所述硬质槽体的侧壁为栅格状结构。

进一步地，所述栅格状结构由丝状或条状的硬质材料联接构成，或者由实体的硬质材料进行镂空形成。

进一步地，所述硬质槽体的上边缘为由丝状或条状的硬质材料构成的四边形结构，在其下方沿竖直方向固定连接若干根丝状或条状的硬质材料，形成所述栅格状结构。

进一步地，位于所述四边形结构的四个角处的垂直向下的硬质材料比其他位置的垂直向下的硬质材料长，且其底端成锥尖状。

进一步地，沿所述竖直方向的若干根硬质材料的间距为5-15厘米，位于所述四边形结构的四个角处的垂直向下的硬质材料比其他位置的垂直向下的硬质材料长2-5厘米。

进一步地，所述硬质材料为钢筋。

进一步地，所述硬质槽体为长方体形、立方体形或圆桶形。

一种采用上述设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置的起垄方法，包括以下步骤：

1)将权利要求1所述起垄装置插入地面以下一定距离；

2)在所述起垄装置的位于地面以上部分的内部放入柔性材料薄膜，所述柔性材料薄膜贴覆在所述起垄装置的内壁上；

3)在所述柔性材料薄膜形成的槽内填充栽培基质；

4)在所述起垄装置的外侧培土，形成垄形；

5)将所述起垄装置拔出，形成内嵌有所述柔性材料薄膜的栽培垄；

6)重复步骤1)～5)，利用所述起垄装置在已形成的栽培垄的两侧继续起垄。

进一步地，所述起垄装置的上边缘为由丝状或条状的硬质材料构成的四边形结构，在其下方沿竖直方向固定连接若干根丝状或条状的硬质材料；位于所述四边形结构的四个角处的垂直向下的硬质材料比其他位置的垂直向下的硬质材料长，且其底端成锥尖状；步骤1)将所述起垄装置插入地面时，将四个角处的硬质材料插入地面，直至其它垂直向下的硬质材料与地面接触。

进一步地，所述柔性材料薄膜预先开孔，然后放入所述起垄装置；或者先将所述柔性材料薄膜放入所述起垄装置，然后进行打孔。

本发明的有益效果如下：

1)本发明的设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置可重复利用，能够方便地实现起垄，节省人力，起垄方法易于实现标准化，成本低，易操作，是高效率实现设施蔬菜内嵌式基质栽培的关键技术方法，支撑了设施蔬菜内嵌式基质栽培技术的推广应用；

2)作物根系被限制在柔性材料薄膜形成的槽中，可有效吸收利用养分和水分，提高了养分和水分的利用效率；柔性材料薄膜上的开孔用于气体交换和土壤热传递，维持栽培槽内基质的气热环境；少量根系通过柔性材料薄膜上的孔伸到外部，可吸收土壤中的养分和水分，提高了作物的稳定性和支撑性，抗倒伏，减少了土传病害感染几率；

3)柔性材料薄膜的底部是密闭的，可有效阻断水肥流失，避免了土壤污染、盐渍化等问题的发生，周围的土壤可增加柔性材料薄膜的保温能力。

附图说明

图1是实施例中内嵌式基质栽培起垄装置示意图。

图2和图3是另外两种形状的起垄装置示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步说明。

图1为本实施例的内嵌式基质栽培起垄装置的示意图。该装置为钢筋焊接而成的金属条架结构，整体上为长方体形状，向上向下开口。该装置长1.5-2米，宽5-30厘米，高10-30厘米。该装置的上边缘为长方形四边结构1(口字形)，在其下方焊接若干垂直向下的钢筋2(直径5-10毫米)，间距为10厘米。其中四个角向下的钢筋较其他向下的钢筋长出2厘米，即12-32厘米，且其底端成锥尖状(如图1所示)，便于插入土中，以将该装置固定。该装置的两端面无垂直钢筋。

采用上述装置进行起垄的方法为：

1)将上述起垄装置在下挖1厘米(也可不下挖，地面平整即可)的平整地面上放置好；

2)将四角处的钢筋插入地面下0.5-2厘米(视泥土粘稠度而定)固定住，其它向下的钢筋与地面接触即可；

3)在上口嵌入柔性材料薄膜如塑料布，紧贴起垄装置内壁，柔性材料薄膜的上边缘伸出起垄装置口外2-10厘米；

4)向内填充栽培基质，压实后在塑料布上打孔；

5)沿着起垄器的两侧培土起垄，待成垄型后，向上拔出起垄器；

6)起垄器可在已成垄两侧进行延伸，继续起垄。进一步可在垄上覆膜，以保持墒情。

该方法由于培宽垄、挖浅沟、嵌膜、装填基质的方法，能够节省人力，形成的栽培垄形状规整，适宜标准化。该方法优于现有技术中的起垄方法，成本低，易操作，可重复利用，效率高。

本发明使用的塑料布等柔性材料薄膜用于阻隔基质和土壤环境，形成一个“栽培容器”，这样可以在冬春季节低温时保持栽培容器内的温度，提高基质温度缓冲能力，防止冻害发生。起垄有利于行间通风，以及操作人员行走；也有利于垄上覆膜，提高垄内温度，防止杂草产生，保墒效果好。

柔性材料薄膜上的开孔用于气体交换和土壤热传递，维持栽培槽内基质的气热环境；少量根系通过柔性材料薄膜上的孔伸到外部，可吸收土壤中的养分和水分，提高了作物的稳定性和支撑性，抗倒伏，减少了土传病害感染几率。优选地，在靠近柔性材料薄膜的靠近底部的位置开孔，距离底部2～5cm，开孔行数为1-3行，行距2-3cm，水平方向两孔的间距为3-5cm，孔径1～3cm。相邻两行孔可以呈交叉排列，即上排某孔位于相邻的下排两孔之间，呈三角形排列，间接增加孔的密度。

进一步的，在采用上述方法起垄后，可以通过灌溉装置向柔性材料薄膜形成的槽内浇灌营养液。灌溉装置包括营养液池(营养液容器)，并配置泵动系统和滴灌管路，由控制装置进行控制，进行水肥供给。此外，灌溉装置还可包括水分传感器，通过水分传感器监测基质水分含量，指导设施栽培灌溉，使栽培容器保持合适的持水率。

本发明的起垄装置除图1中示意形状外，也可以是其它形状，如图2、图3所示的形状。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (5)

1.一种设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置，其特征在于，包括一硬质槽体，所述硬质槽体的上部和底部开口，所述硬质槽体的侧壁为栅格状结构；所述硬质槽体的上边缘为由丝状或条状的硬质材料构成的四边形结构，在其下方沿竖直方向固定连接若干根丝状或条状的硬质材料，形成所述栅格状结构；位于所述四边形结构的四个角处的垂直向下的硬质材料比其他位置的垂直向下的硬质材料长，且其底端成锥尖状；所述硬质材料为钢筋；所述硬质槽体为长方体形或立方体形。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，沿所述竖直方向的若干根硬质材料的间距为5-15厘米，位于所述四边形结构的四个角处的垂直向下的硬质材料比其他位置的垂直向下的硬质材料长2-5厘米。

3.一种采用权利要求1所述设施蔬菜内嵌式基质栽培起垄装置的起垄方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将权利要求1所述起垄装置插入地面以下一定距离；

2）在所述起垄装置的位于地面以上部分的内部放入柔性材料薄膜，所述柔性材料薄膜贴覆在所述起垄装置的内壁上；

3）在所述柔性材料薄膜形成的槽内填充栽培基质；

4）在所述起垄装置的外侧培土，形成垄形；

5）将所述起垄装置拔出，形成内嵌有所述柔性材料薄膜的栽培垄；

6）重复步骤1）~5），利用所述起垄装置在已形成的栽培垄的两侧继续起垄。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1）将所述起垄装置插入地面时，将四个角处的硬质材料插入地面，直至其它垂直向下的硬质材料与地面接触。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述柔性材料薄膜预先开孔，然后放入所述起垄装置；或者先将所述柔性材料薄膜放入所述起垄装置，然后进行打孔。

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