CN108901446A - 一种栽培装置及补偿作物根层氧损耗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种栽培装置及补偿作物根层氧损耗的方法，该栽培装置包括含有底部且可容置栽培介质的腔体，所述腔体的侧壁和/或底部的表面设有多孔膜，所述腔体的侧壁和/或底部设有透气孔，所述多孔膜中孔径为150～500μm的孔占比大于45％，所述多孔膜的孔隙率大于60％。本发明提供的栽培装置以及补偿作物根层氧损耗的方法可以有效补偿栽培装置内壁面根区的氧消耗，增加了根系氧供应，改善了作物生长环境。本发明提供的方法操作简单，节药了成本。

Description

一种栽培装置及补偿作物根层氧损耗的方法

技术领域

本发明涉及作物培养技术领域，更具体地，涉及一种栽培装置及补偿作物根层氧损耗的方法。

背景技术

在现代农业生产中，经常会需要用到各种容器进行作物育苗或栽培，譬如平盘、穴孔盘、育苗杯、花盆等。在使用时，一般先往这些容器中装填栽培土，然后栽培作物，由于这些容器一般是采用不透气的材料制成，为了给栽培土中补充氧气，这些栽培装置的底部中央一般开有小孔。然而，在一些条件下，譬如，当栽培土处于浸湿状态时，土壤间的空隙被水分所填充，氧气无法通过土壤间空隙进入土壤，只能先扩散溶入水中进入土壤，由于氧气在水中的扩散系数很低，其进入速度大大降低，而由于土壤微生物以及作物根系会不停地消耗氧气，消耗速度远大于氧气通过水扩散补偿的速度，导致栽培土中的氧浓度迅速降低，从而使作物根系处于缺氧状态，影响了作物正常的生长发育。

在作物栽培中，为了增加作物根区氧气供应，一般是通过各种农艺措施，譬如翻耕土壤、控制水分以加强土壤通透性、施加可缓慢释放氧气的过氧化物等，这些措施除了需要掌握相应的农艺技术外，也额外增加了劳动力或者物资投入。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种栽培装置。该栽培装置包括含有底部且可容置栽培介质的腔体，所述腔体的侧壁和/或底部的表面设有多孔膜，所述腔体的侧壁和/或底部设有透气孔，所述多孔膜中孔径为150～500μm的孔占比大于45％，所述多孔膜的孔隙率大于60％。

在本发明一个优选实施方式中，所述多孔膜中孔径为150～300μm的孔占比至少为45％，所述多孔膜的孔隙率至少为80％。

在本发明一个优选实施方式中，所述多孔膜的厚度为0.1mm～1mm，优选为0.2～0.4mm。

在本发明一个优选实施方式中，本发明的多孔膜可以为本领域中常用的膜，优选为无纺布膜、麻纤维膜或麻育秧膜。

在本发明一个优选实施方式中，所述透气孔为多个，所述多孔膜覆盖至少一个透气孔。

在本发明一个优选实施方式中，多个透气孔均匀分散在侧壁和/或底部，优选均匀分散在底部。每个透气孔的孔径优选为2～3mm，每个透气孔之间的孔距优选为15～20mm。

其中，栽培介质优选为土壤。

本发明的另一目的在于提供一种补偿作物根层氧损耗的方法，该方法包括使用上述栽培装置对作物进行土培。

使用本发明提供的装置对作物进行土培，可以简单且方便的有效补偿作物的氧气消耗，增加土壤的氧气持续供应。

在本发明一个优选实施方式中，将所述多孔膜辅设在所述侧壁和/或底部，以覆盖所述侧壁和/或底部上至少一个透气孔，将土壤铺设在所述多孔膜上，将所述作物置于土壤中栽培。进一步优选为，将所述多孔膜辅设在所述底部，以覆盖所述底部至少一个透气孔，将土壤铺设在所述多孔膜上，将所述作物置于土壤中栽培。

在本发明一个优选实施方式中，所述作物为黄瓜或是水稻。

在本发明一个优选实施方式中，本发明提供的作物栽培方法包括：在侧壁和底部的表面均设有多孔膜的栽培装置中装上土壤，向其中播种黄瓜种子，浇水培养；所述底部设有透气孔，所述多孔膜中孔径为150～300μm的孔占比为50％～60％，所述多孔膜的孔隙率为80％～90％；所述多孔膜的厚度为0.2～0.3mm。

其中，栽培装置可以为带有侧壁和底部的可容置栽培土壤的腔体，如花盆。

其中，所述多孔膜中孔径为150～300μm的孔占比为55％～60％。

在本发明一个优选实施方式中，本发明提供的作物栽培方法包括：在底部的表面设有多孔膜的栽培装置中装上育秧土，播种育秧，按照常规湿润育秧规程进行苗期管理；所述栽培装置为设有透气孔的育秧平盘；所述多孔膜为多孔麻育秧膜，所述多孔麻育秧膜中孔径为150～300μm的孔占比为45％～50％，所述多孔麻育秧膜的孔隙率为80％～90％，所述多孔麻育秧膜的厚度为0.3～0.4mm。

其中，上述育秧平盘上孔的孔径为2～3mm，孔距为15～20mm。

使用本发明提供的装置可以有效补偿容器内壁面根区的氧消耗。在采用本发明的装置进行栽培作物时，作物根系伸长至容器内壁面受阻时，会沿着内壁面生长，从而形成一层沿着内壁面的根层，由于多孔膜含有大量孔径为150～500μm的孔隙，在湿润状态下其中的水分容易为土壤所吸附从而使得空隙处于中空状态，使得氧气分子可在膜中进行微孔扩散，氧气分子通过栽培容器底面的透气孔进入多孔膜后，可经由其中的孔隙迅速转移到多孔膜膜面，并与紧贴其上的作物根系直接接触，从而被吸收利用，故而补偿了容器内壁面根区的氧消耗，增加了根系氧供应，改善了作物生长环境。本发明提供的栽培方法操作简单，节药了成本。

附图说明

图1为本发明实施例1方法中所使用的栽培装置示意图；

图2为本发明实施例2方法中所使用的栽培装置示意图；

图3为本发明实施例1中浇水24h、48h以及72h后土壤中氧浓度值；

图4为本发明实施例2中麻育秧膜面和育秧盘底面氧浓度变化曲线图；

图5为本发明试验例3中三种麻纤维膜的琼脂块颜色示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种补偿黄瓜根层氧损耗的方法。该方法包括以下步骤：

如图1所示，采用底部带孔4的直径10cm的花盆1，将无纺布薄膜3沿其底面以及侧面内壁铺好，然后装上土壤2，播种黄瓜种子。所用无纺布厚0.6mm，孔隙率为83.4％，其中150μm-300μm孔占比57.2％。

实施例2

本实施例提供一种补偿水稻根层氧损耗的方法。该方法包括以下步骤：

如图2所示，采用市面上购买的9寸水稻机插育秧硬盘5，盘底成行列均匀分布有孔径3mm的小孔4，孔距20mm。采用采购自哈尔滨井竹农业科技有限公司的麻育秧膜6，将其垫铺在育秧平盘底面，然后装上育秧土7，播种育秧，采用常规湿润育秧规程进行苗期管理。所用麻育秧膜厚度约0.3mm，孔隙率93.5％，其中150μm-300μm孔占比48.6％。

试验例1

测定实施例1中花盆底面的氧浓度，以不使用无纺布薄膜为对照，测定方法如下：将氧探头垂直缓慢插入土中，直至盘底，分别在浇水24小时后、48小时后和72小时后测定土壤氧浓度，结果见图3。从图3中可以看出，随着浇水后时间延长，土壤含水率降低，土壤氧浓度有所升高，但在3次测定中，采用本发明方法的花盆土壤底面的氧浓度均明显高于对照的。

将氧探头紧密接触置于育秧膜膜面(有膜处理)或盘面(无膜对照，以盘底不垫铺麻育秧膜为对照)，模拟根系与育秧膜或育秧盘底面紧密接触的情况，然后填充育秧土，浇透水，连续测定实施例2中氧浓度变化，结果见图4。如图4所示，有膜情况下，氧浓度有一个短暂的下降，而后恢复到原先水平并保持稳定，而无膜情况下，氧浓度持续下降，表明垫铺于秧盘底面的麻育秧膜膜面有一个持续的氧气补充，也就是说本发明的方法可以有效补偿盘底面的氧消耗。

试验例2

准备4个底面开有3mm小孔的培养皿，将小孔预先用胶带封住，以无任何膜为对照，另外3个培养皿底面分别平铺有预脱氧处理且不同结构(结构参数如表1)的麻纤维膜，然后在无氧条件下，将含有氧指示剂的琼脂块密封于培养皿中，琼脂块下端面与培养皿底面或者其上的膜材料紧密接触，然后放置于空气中，撕开培养皿底部胶带，使空气进入小孔，观察琼脂块颜色的变化。

表1 三种麻纤维膜的特性

结果如图5所示，在没有撕开胶带的情况下，麻纤维膜1、麻纤维膜2、麻纤维膜3处理的培养皿中的含有氧指示剂的琼脂块均未显现蓝色，表明氧气没有通过底部小孔进入培养皿中，与此同时，麻纤维膜2处理的培养皿中的含有氧指示剂的琼脂块慢慢显现出淡蓝色，由于此时外界氧气无法进入其中，因此，这些导致琼脂块颜色发生变化的氧应该是残留于膜中细小空隙中的氧分子，由于此膜中的微空隙太小太多，之前的预脱氧处理并未完全去除其中的氧气。撕开胶带，使空气进入底部小孔中后，对照以及底部垫铺了麻纤维膜1的培养皿中的含有氧指示剂的琼脂块除了中心小孔处显现出一个与底部小孔等大的蓝点外，其余部位并未发生明显的颜色变化，表明氧气无法扩散到其底部；底部垫铺了麻纤维膜2的培养皿中的含有氧指示剂的琼脂块虽然显现出蓝色，但相比撕开胶带之前，颜色并未有明显的变化，表明撕开胶带后也没有外界氧气进入到其底部；底部垫铺了麻纤维膜3的培养皿中的含有氧指示剂的琼脂块颜色迅速发生变化，以底部小孔为中心迅速扩散形成一个蓝色圆形斑块，颜色逐渐加深，表明氧气通过底部小孔后迅速扩散到了琼脂块底部。上述差异表明：外界氧气可以通过麻纤维膜3扩散进入到琼脂块底部，而麻纤维膜1和麻纤维膜2则没有这种功效。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种栽培装置，其特征在于，包括含有底部且可容置栽培介质的腔体，所述腔体的侧壁和/或底部的表面设有多孔膜，所述腔体的侧壁和/或底部设有透气孔，所述多孔膜中孔径为150～500μm的孔占比大于45％，所述多孔膜的孔隙率大于60％。

2.根据权利要求1所述的栽培装置，其特征在于，所述多孔膜的厚度为0.1mm～1mm，优选为0.2～0.4mm。

3.根据权利要求1或2所述的栽培装置，其特征在于，所述透气孔为多个，所述多孔膜覆盖至少一个透气孔，所述透气孔均匀分散在所述侧壁和/或底部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的栽培装置，其特征在于，所述透气孔为多个，每个透气孔的孔径为2～3mm，每个透气孔之间的孔距为15～20mm。

5.一种补偿作物根层氧损耗的方法，其特征在于，包括：使用权利要求1至4中任一项所述的栽培装置对作物进行土培。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述多孔膜辅设在所述侧壁和/或底部，以覆盖所述侧壁和/或底部上至少一个透气孔，将土壤铺设在所述多孔膜上，将所述作物置于土壤中栽培。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述作物为黄瓜或是水稻。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，包括：在侧壁和底部的表面均设有多孔膜的栽培装置中装上土壤，向其中播种黄瓜种子，浇水培养；所述底部设有透气孔，所述多孔膜中孔径为150～300μm的孔占比为50％～60％，所述多孔膜的孔隙率为80％～90％；所述多孔膜的厚度为0.2～0.3mm。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，包括：在底部的表面设有多孔膜的栽培装置中装上育秧土，播种育秧，按照常规湿润育秧规程进行苗期管理；所述栽培装置为设有透气孔的育秧平盘；所述多孔膜为多孔麻育秧膜，所述多孔麻育秧膜中孔径为150～300μm的孔占比为45％～50％，所述多孔麻育秧膜的孔隙率为80％～90％，所述多孔麻育秧膜的厚度为0.3～0.4mm。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述育秧平盘上透气孔为多个，每个透气孔的孔径为2～3mm，每个透气孔之间的孔距为15～20mm。