CN204426229U - 一种设施蔬菜起垄嵌网膜式基质栽培容器和栽培装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种设施蔬菜起垄嵌网膜式基质栽培容器和栽培装置。该栽培容器包括一网格结构的支撑槽，以及贴覆在该支撑槽内壁的柔性材料薄膜，柔性材料薄膜上设有开孔。该栽培装置包括上述栽培容器，栽培容器埋置在栽培垄中，栽培垄上覆膜以保持墒情。栽培容器为长条状U形槽，每个栽培垄上设置一个该栽培容器；或者栽培容器为方形槽或者桶形槽，间断式等距离安放在栽培垄中。本实用新型成本低、通用性强、易管控，能够降低设施蔬菜栽培的投资成本和简化栽培操作，能够更好地在实际应用中推广使用。

Description

一种设施蔬菜起垄嵌网膜式基质栽培容器和栽培装置

技术领域

本实用新型属于设施农业无土栽培技术领域，具体地说，涉及一种低成本的、简易的设施蔬菜基质栽培容器，以及应用该栽培容器的栽培装置。

背景技术

设施蔬菜生产是在连栋温室、日光温室、塑料大棚等设施内进行冬春季反季节蔬菜生产的方式，是满足我国城乡居民“菜篮子”安全和有效供给不可或缺的技术手段。我国设施蔬菜栽培面积已近400万公顷，其中以土壤栽培为主要方式，占99％以上，而无土栽培仅占极少比例。

与露地栽培相比，设施土壤处于相对封闭的空间内，受高温湿度和蒸发量、高肥水投入、高复种指数等环境条件和农艺活动的影响，设施土壤的物理、化学和生物学性质演变剧烈，途径复杂多样，常导致土壤次生盐渍化、养分失调、有害元素积累、微生物群落区系恶化等土壤质量问题。当前，因土壤质量恶化导致的设施园艺生产问题十分严重，连作障碍、病虫害频发、水肥资源利用率低、生态环境恶化、农产品品质差等问题已经成了制约设施园艺产业健康发展的“瓶颈”。更为严重的是，因土壤环境不可调控，设施蔬菜土壤栽培产量低、品质差，日益不能满足人们对高品质农产品的要求。

无土栽培是解决这一问题的有效方法，采用基质代替土壤，蔬菜根系被限制在人造环境中，避免水肥的环境释放和污染；同时，基质重量轻、用量少，可消毒反复利用，避免了连作障碍、盐渍化等生产问题的发生。但是，无土栽培在日光温室和塑料大棚内的应用推广技术难度极大，由于维护成本、初装成本高，设施环境控制水平低等原因传统营养液栽培根本难以实施。通常，营养液栽培在低温频发的日光温室无法高效应用。

传统设施无土栽培或营养液栽培需要成本较高的专门设施栽培装置，而且农艺管理技术较复杂，而且对温室环境控制要求较高，适用于硬化地面的连栋温室或玻璃温室，不适合耕作土壤利用型日光温室和塑料大棚。虽然，我国学者研发的一些设施蔬菜有机生态无土栽培技术和有机土栽培虽可脱离或部分脱离土壤，但需要用砖等建筑材料或挖土建造栽培槽，配制栽培基质，操作烦琐，且基质用量大，成本颇高，重复利用性差，不适宜工厂化生产应用。而且，设施蔬菜土壤栽培为开放式栽培模式，水肥管理粗放，水肥(特别是氮肥)极易通过淋洗、挥发等方式向环境释放，造成养分资源浪费和环境污染问题，可持续性差。此外，长期实施必将产生连作障碍，病虫害频发的生产问题。

当前，亟待开发适合我国日光温室和塑料大棚应用的设施蔬菜栽培技术，既能克服土壤栽培的固有问题，又能解决设施蔬菜无土栽培成本高、技术复杂等问题。现有技术中采用的槽式栽培装置，利用PE、PVC等塑料制成，将该栽培装置内嵌于土壤垄中，通过土壤的储热保温性能，维持冬春季节栽培基质较好的温度环境，充分利用无土栽培水肥一体化和高产优势，提高了日光温室蔬菜栽培的产量水平。但是由于装置是由PE、PVC等塑料制成的实体结构，存在相对成本偏高，清理困难，较为笨重，管理复杂，成本偏高等问题，在实际应用中存在诸多问题。

实用新型内容

为更好的在实际应用中推广，降低投资成本，简化栽培操作，本实用新型提供一种成本更低、通用性更强、更易管控的设施蔬菜基质栽培容器，以及应用该栽培容器的栽培装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种设施蔬菜嵌网膜式栽培容器，包括一网格结构(或称镂空结构)的支撑槽，以及贴覆在该支撑槽内壁的柔性材料薄膜，所述柔性材料薄膜上设有开孔。

进一步地，所述柔性材料薄膜上的开孔靠近栽培容器底部，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0.2-0.8cm。

进一步地，所述支撑槽的网格结构可以采用多种形式，包括：1)由丝状、条状等形状的硬质材料通过弯折、编织等方式联接构成的网格结构，如由金属丝折成的网格结构等；2)由硬质实体材料镂空形成的网格结构。

进一步地，所述支撑槽的形状可以是长条状的U形槽，或者是方形槽、桶形槽(圆形槽)等形状；所述网格结构的网格形状可以是矩形、方形、圆形、多边形等形状。

进一步地，所述支撑槽的材质为金属、木质、塑料等，所述柔性材料薄膜的材质优选为塑料薄膜。

进一步地，还包括栽培基质，装于栽培容器内。优选地，所述栽培基质包含蛭石、草炭、珍珠盐。

一种设施蔬菜起垄嵌网膜式基质栽培装置，包括上面所述的栽培容器，所述栽培容器埋置在栽培垄中，所述栽培垄上覆膜以保持墒情。

进一步地，所述栽培容器为长条状U形槽，每个栽培垄上设置一个该栽培容器；或者是所述栽培容器为方形槽、桶形槽(圆形槽)等形状，间断式等距离安放在栽培垄中。

进一步地，还包括向所述栽培容器内滴灌营养液的灌溉装置；所述灌溉装置包括营养液容器、滴灌管路、泵动系统和控制装置。

进一步地，所述灌溉装置还包括水分传感器，用于检测所述栽培容器内的水量，并通过所述控制装置进行控制，使栽培容器保持合适的持水率。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果如下：

1、该栽培方法适合在日光温室或塑料大棚使用，适合各种果菜和西甜瓜等作物的栽培生产。

2、作物根系被限制在栽培容器中，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；而且，少量根系通过孔伸到栽培容器外，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、栽培容器被埋在栽培垄中，相对固定，周围的土壤可增加栽培容器的保温能力，通过土壤缓冲，可减少低温危害。同时，周围土壤起到积蓄白天太阳热量的作用，晚间释放，保证冬春季夜间作物根系安全。

4、栽培基质体积小，可重量轻，可经过消毒处理，避免病虫害发生；而且，茬口间消毒后的基质可重复使用，茬口紧凑，提高了栽培效率和单位面积的产量。

5、栽培容器底部密闭设计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，土壤仅承担了部分栽培基质功能，从而保护了土壤质量和设施生态系统的可持续性。

6、栽培容器小，水肥供应充足可控，可加大栽培密度，提高光能利用效率，提高产量。

7、栽培容器结构简单，可设计拆卸形式，埋置方便，可重复使用，茬口安排快捷。

8、栽培容器摒弃实体结构的使用，采用槽体侧面镂空形式，最大限度的增加槽体的导热性，有效发挥土垄的蓄热放热作用。

9、栽培容器减少了实体材料的使用，有效的降低了成本，操作简单，便于农业推广使用。

附图说明

图1A～图1D是实施例中栽培容器的结构示意图，其中，图1A、图1B为支撑槽的两种网格结构示意图，图1C为柔性材料薄膜及其开孔的示意图，图1D为栽培容器的整体结构示意图。

图2是实施例中栽培容器埋置在栽培垄中的剖面示意图。

图3A和图3B是栽培垄中放置栽培容器的两种形式。

图4是实施例中包括灌溉装置的设施蔬菜土垄嵌膜式基质栽培装置。

图中标号说明：10—栽培容器，11—支撑槽，12—柔性材料薄膜，13—开孔，14—栽培基质；20—栽培垄，21—营养液容器，22—泵动系统，23—滴灌管路，24—控制装置。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图，对本实用新型做进一步说明。

图1A～图1D是本实施例的栽培容器结构示意图。该栽培容器10包括支撑槽11以及贴覆在该支撑槽内壁的柔性材料薄膜12，柔性材料薄膜12上设有开孔13，在栽培容器内填充栽培基质14。图1A、图1B为长方体形支撑槽11的两种网格结构示意图，图1C为柔性材料薄膜12及其开孔的示意图，图1D为栽培容器10的整体结构图，其中支撑槽11采用了图1B的网格结构。整个栽培容器的容器口为长方形，底部为为平底，顶部开口处应大于或等于底部。

支撑槽11的槽体侧面为由(镀锌)铁丝网折成的非实体的网状结构(网格结构)，或者槽体侧面及底面都为网状结构，槽体各棱维持槽体结构稳定。支撑槽的槽体结构材料除铁丝外，还可选用竹木、塑料等硬质材料，起支撑框架的作用。支撑槽长1.2m-1.5m(有条件的大面积集约化种植可不限制槽体长度，一垄可为一个栽培单元)，宽12-15cm，高15-20cm。槽体结构的宽度和高度可根据所栽培蔬菜的根系大小选定。优选地，分别于距槽体底部4cm、8cm、12cm处，与底部棱平行环绕槽体设置支撑棱，垂直于底部棱间隔5cm-10cm环绕槽体也设置支撑棱。另外，支撑槽可以制成可拆卸的槽体结构，即槽体各面可拆卸组装，以方便运输和清洗。

柔性材料薄膜12用于阻隔基质和土壤环境，可以采用塑料薄膜等材料。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。开孔靠近栽培容器底部，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0.2-0.8cm。相邻两行孔呈交叉排列，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。

上述栽培容器可以直接埋置在土壤中，也可以预先在土壤上起垄，如图2所示，将栽培容器埋置在栽培垄20里。栽培容器可埋到地平面以下，也可以在地平面以上，栽培容器上边缘略高于栽培垄上端0.5-1cm，栽培容器被土壤紧密包裹。本实用新型优选采用起垄的方式，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。

在实际应用中，可以根据需要选择栽培容器的长度，比如图3A和图3B所示的两种形式，其中，图3A中栽培容器为长条状U形槽，每个栽培垄上设置一个这种栽培容器；图3B中栽培容器为方形或者桶形等形状，间断式等距离安放在栽培垄中。

本实用新型的设施蔬菜土垄嵌膜式基质栽培装置，还可以包括灌溉装置，用于向栽培容器内浇灌营养液，如图4所示，灌溉装置包括营养液池(营养液容器)21，并配置泵动系统22和滴灌管路23，并由控制装置24进行控制，进行水肥供给。栽培容器10埋置在栽培垄20上，栽培容器10的上边缘略高于栽培垄20上端，栽培容器10被栽培垄20的土壤紧密包裹。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。比如按照栽培基质数量确定80％持水率时的灌溉量，定时控制。根据栽培面积大小，每亩可设置数个比如2个传感器，也可以在每个栽培容器处均设置传感器，在栽培容器开孔处插入传感器检测基质水分含量。

采用上述装置对设施蔬菜进行无土栽培的方法如下：

1)配制栽培基质：将栽培基质的各组分(蛭石、草炭、珍珠盐等)按照一定体积比例混合，制成栽培基质，并将栽培基质装在该栽培容器内。栽培容器内的栽培基质包含蛭石、草炭、珍珠盐，体积比例为1:(0.5～2):(0.5～1)，优选可以为1:1:1，2:1:1，1:2:1等。可以预先栽培基质进行消毒处理，其中草炭可以由稻壳、椰壳、腐熟粪便等一些可用于无土栽培的材料代替。

2)埋置栽培容器：将栽培容器埋置在土壤中，栽培容器上边缘略高于土壤表面，栽培容器被土壤紧密包裹。栽培容器可以直接埋置在土壤中，也可以预先在土壤上起垄，宽度和高度分别为20-30cm和20-30cm。栽培容器埋置在栽培垄上。栽培容器上边缘略高于栽培垄上端，栽培容器被栽培垄土壤紧密包裹。可预调节栽培垄的墒情，也可覆膜，以保持墒情，避免杂草生长。

3)育苗移栽：采用穴盘基质育苗，成苗后连同基质一同移栽到栽培容器内。

4)制作灌溉装置：采用营养液池(或营养液容器)，配置泵动系统和滴灌系统进行水肥供给，多余营养液积聚在容器底部，绝大部分根系被限制在栽培槽内，部分吸收活力强的根尖部分可通过栽培容器塑料薄膜的开孔伸出栽培容器进入土壤中，吸收土壤中的水分和养分，同样土壤中的水肥可通过栽培容器的开孔进入容器，被根系吸收利用。进行灌溉时，按照栽培基质数量确定80％以上持水率时的灌溉量，定时控制。灌溉装置设有水分传感器和相应的控制装置，通过水分传感器检测栽培容器内基质的水分含量，通过控制装置进行控制，使栽培容器保持合适的(即上述比例的)持水率。

以上实施例仅用以说明本实用新型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实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围，本实用新型的保护范围应以权利要求所述为准。

Claims (10)

1.一种设施蔬菜嵌网膜式栽培容器，其特征在于，包括一网格结构的支撑槽，以及贴覆在该支撑槽内壁的柔性材料薄膜，所述柔性材料薄膜上设有开孔。

2.如权利要求1所述的设施蔬菜嵌网膜式栽培容器，其特征在于：所述柔性材料薄膜上的开孔靠近栽培容器底部，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0.2-0.8cm。

3.如权利要求1所述的设施蔬菜嵌网膜式栽培容器，其特征在于：所述支撑槽的网格结构由丝状、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。

4.如权利要求1所述的设施蔬菜嵌网膜式栽培容器，其特征在于：所述支撑槽为长条状的U形槽，或者为方形槽、桶形槽。

5.如权利要求1所述的设施蔬菜嵌网膜式栽培容器，其特征在于：所述支撑槽的材质为金属、木质、或塑料，所述柔性材料薄膜为塑料薄膜。

6.如权利要求1所述的设施蔬菜嵌网膜式栽培容器，其特征在于：还包括栽培基质，装于栽培容器内。

7.一种设施蔬菜起垄嵌网膜式基质栽培装置，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的栽培容器，所述栽培容器埋置在栽培垄中，所述栽培垄上覆膜以保持墒情。

8.如权利要求7所述的设施蔬菜起垄嵌网膜式基质栽培装置，其特征在于：所述栽培容器为长条状U形槽，每个栽培垄上设置一个该栽培容器；或者所述栽培容器为方形槽或者桶形槽，间断式等距离安放在栽培垄中。

9.如权利要求7或8所述的设施蔬菜起垄嵌网膜式基质栽培装置，其特征在于：还包括向所述栽培容器内滴灌营养液的灌溉装置，所述灌溉装置包括营养液容器、滴灌管路、泵动系统和控制装置。

10.如权利要求9所述的设施蔬菜起垄嵌网膜式基质栽培装置，其特征在于：所述灌溉装置还包括检测所述栽培容器内水量的水分传感器。