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“A”字形多层立体架栽培,速生叶菜也可以美化一座城!

为提高设施栽培空间利用率,采取了立体旋转式基质栽培,主要包括“A”字形多层立体架、低能耗水压驱动、椰糠基质配方、水肥一体化管理、数学模型精准控制均衡生产等。

速生叶菜(小白菜、菜心、芥菜、生菜、苋菜等)是海南乃至华南地区的主要常年蔬菜。

 

为提高设施栽培空间利用率,采取了立体旋转式基质栽培,主要包括A”字形多层立体架、低能耗水压驱动、椰糠基质配方、水肥一体化管理、数学模型精准控制均衡生产等。

 

2 年多的生产实践表明,通过集中育苗,生产车间每茬生育期1823 d,全年能生产1820茬,每茬每667 ㎡产量1 500~1 600 kg,全年667 ㎡产量达27 500~30 000 kg,且实现了订单精准生产。该项技术的实施,科学利用了光热、水肥、基质等各种资源,实现了生态、安全与高效。综合起来,主要有以下关键技术。

1   配套必要的保护设施

     

实施立体栽培,必须在固定且相对抗风的保护设施内。我们选择的是单斜面顶部侧通风(大锯齿)散热大棚,该棚由4个棚室组成,为8 m宽的双锯齿连栋温室,肩高5.5 m、顶高7.5 m

 

棚体四周及顶部侧通风口覆盖防虫网加卷膜,单坡棚面覆盖薄膜,顶部再设置外遮阳。正常情况下,很好利用了自然通风;遇台风和冬季低温期间,放下顶部侧通风口和四周卷膜,有很好的抗风和保温效果。

 

2   建造“A”字形立体栽培架

 

实现立体栽培必须建造科学适应的立体栽培架。根据棚体高度,设计立体栽培架高度5.5 m,横切面为“A”字形,底部长×宽为3.20 m×1.85 m。沿“A”字架两侧共设置20层摆放基质槽的托盘。

 

为使各层基质槽的蔬菜能均匀享受自然光照,根据水车的反向原理,每个栽培架设计配套了低压水轮驱动装置,每1 h仅耗电0.09 W;通过调节水压大小,能驱动整个栽培架匀速运转。

 

层架托盘上的基质槽为定制的普通塑料盘,底部有细孔,既能使基质吸水,又不使基质外渗,规格33 cm×23 cm×10 cm

 

3   基质配制与循环利用

     

上述几种速生叶菜对基质的适应范围较广,可选择海南的椰糠作为主要栽培基质。为尽量延长使用时间,新鲜椰糠一般不需高温发酵,只用石灰水进行碱化处理,使其pH值达到5.57.0,使用前可拌入15%20%的发酵有机肥。

 

 

在速生叶菜生产中,新的椰糠配方基质可连续使用9~10造,即半年左右;在这半年之内的后半段,每使用一造需临时进行适当的消毒处理,并调节pH值到适宜范围。半年结束后,对旧基质彻底更替,换上新的配方基质再完成下半年910造蔬菜生产。

      

旧基质可运到有机废弃物循环利用工厂,进行高温消毒、加料混配,再制作成新的配方基质或配方生物有机肥供下一生产季重复利用。

4   育苗与移栽

      

为提高智能大棚时间利用效率,即使是速生叶菜也不提倡直播,而是采取育苗移栽。其育苗工作在专用育苗车间进行,选择128孔黑色穴盘育苗,穴盘在育苗前用5%高锰酸钾溶液浸泡消毒。

 

育苗基质为椰糠与活性有机肥按71(体积比)配制而成。选用精量播种机播种,播后使用未拌有机肥的椰糠覆盖,再覆上黑色遮阳网至出苗前。叶菜苗期的水肥管理采取潮汐式,营养液配方同定植后的叶菜配方。一般在2片真叶前2 d浇水1次,EC值为1.21.6 mS/cm;到定植前基本1 d浇水1次,EC1.61.8 mS/cm

 

速生叶菜一般34片真叶即可定植,日历苗龄 1213 d。应大小苗分架定植,每个基质槽定植株数:生菜3株、小白菜与芥菜4株、菜心5;定植方式:手握小菜苗的基质坨,在基质槽中的定植点稍压即可,每定植完一层随即用电动旋转器调整“A”字架上栽培摩天轮的空间位置,同时达到边定植边“喝水”的效果。

 

5   定植后水肥一体化管理

      

定植后,速生叶菜营养液配方按100 L水配制。

A桶:硝酸钙7.08 kg,螯合铁300 g

B桶:磷酸二氢钾1.5 kg,硫酸镁3.6 kg,硝酸钾3.05 kg,硫酸钾2.6 kg,硼酸42.9 g,硫酸锌3.3 g,硫酸铜1.2 g,钼酸铵0.3 g,硫酸锰31.9 g

适宜EC1.52.0 mS/cm,营养液使用浓度150倍。

      

为方便整个“A”字架上各层蔬菜的肥水一体化管理,先在每个“A”字架底部设置了10 cm深的浅层营养液池,并与地下营养液池形成了内循环水系。定植后每天白昼启动低压水轮,使“A”字架上各层叶菜在低压水轮的驱动下,每天3次旋转到底部的浅层营养液池喝水并吸收营养。无需另外安装滴灌系统就能实现精准的水肥一体化管理。

      

在使用过程中,随时间推移及水分蒸发,营养液池内盐分不断积累,EC值会有所提高,应及时补充水量,使营养液EC值调整到正常范围。此外,应注意调节营养液pH值,以5.8左右为适。

 

6   病虫害防治

     

在智能大棚中生产蔬菜,因是封闭式管理,只要围网密度能达到50目左右,虫害基本能得到有效控制。在2 a多的生产实践中,几种叶菜偶尔出现潜叶蝇为害,为害轻微时,因叶菜生长时间短,一般无需喷药防治;若为害相对较重,有迅速发展之势,建议及时喷药。可选用1.8%阿维菌素乳油2 5003 000倍液或10%吡虫啉可湿性粉剂1 000倍液,每隔45 d喷药1次,连喷2次。

      

如果基质连续使用茬数较多,且相对湿度又偏大,则易发生软腐病,重度发生时会出现个别植株死亡。因此,应严格控制基质的使用茬数,一般不宜超过10茬;在自然光照不强的阴雨天气,基质浸入底部水池的时间适当缩短,以降低基质的相对湿度;药剂防治可选用72%农用链霉素可湿性粉剂3 0004 000倍液,将喷头朝上直接对着基质盘底部喷药,最好在810 d连喷2次。

 

7   均衡生产精准控制

     

在智能大棚中生产速生叶菜,因环境条件相对可控,为日均衡精准生产提供了可能。我们根据速生叶菜均衡生产数学模型X=A/(B+C)×W×Y来科学安排生产;其中:A为采收期即播种间隔天数,B为定植后的生育期天数,C2茬之间的休闲备耕天数,W为种植面积(在我们的植物工厂内也就是可种植的基质槽数量),Y为某种蔬菜的种植比例,X为每茬的种植面积。

 

如我们的第一叶菜生产车间共安装5.5 m高的“A”字形立体栽培架160个,每个架20层托盘,每层托盘放置33 cm×23 cm×10 cm的基质槽8个,共有基质槽25 600个。

 

全年长期安排4种速生叶菜生产,每种菜的种植比例25%(随着订单变化,每种菜的种植比例可相应调整),定植后的平均生育期以20 d计,2茬之间的备耕休闲定为2 d,每茬菜分2 d采收完以确保质量和整齐度;通过以上这些参数计算,每种菜每茬应种植的面积为

X=2/20+2)×25 600×25%=320(盘),即在这个叶菜生产车间内,就某一种菜而言,每隔2 d种植一批,每批种植320盘,即可在周年365 d内,完全做到日采收量均衡,实现日订单精准供市。

作者介绍

基金项目:海南重大科技计划项目(SQ2017GXNY0007);海南省技术创新引导计划高新技术产业发展专项科技成果转化方向项目(CGXXJG201601);

海南省农业科技集成示范园建设项目(HNNYKJY201601);

海南省院士工作站专项(琼科[2016]140号)

肖日新,海南现代设施农业研究院,海南(润达)院士工作站,海南润达现代农业股份有限公司

何阳,海南现代设施农业研究院,海南(润达)院士工作站

陈帮英,海南现代设施农业研究院,海南润达现代农业股份有限公司

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