CN108650920A - 一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，属于立体化无土栽培领域。该方法采用垂直栽培柱体、顶罩防水避雨、防虫网围挂避虫及营养液零排放的雾耕结合技术，实现适合地形多变山地，缺水干旱坡地、芜荒山区梯田等非耕地环境下作物蔬果的高效立体化、节水化、省力化、零排放与安全生产；为山地、坡地、林地、荒漠的蔬果作物产业发展开辟了一条无污染及生态保育可持续发展道路。

Description

一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法

技术领域

本发明属于山地农业耕作技术领域。涉及一种无基质的立体化雾培耕作方法，采用避雨防虫立柱雾培模式，实现山地农业的省力化免农药生产，解决当前山地耕作用工大，温室建设困难，肥水流失环境污染严重，生态破坏加剧的现实问题，同时也大大提高了单位面积的空间利用率，实现蔬果的高效化省力化生产。

背景技术

利用山地气候资源及生态多样性的自然条件发展农业生产，一直是山区农民脱贫致富发展地方产业的重要手段。山地种植的蔬果因温差大光照充足，品质优于平原种植，是一些地区高山蔬菜品牌走销市场的主要原因。但由于山地耕作存在地形不规则或坡度大等问题，管理用工大，体力劳动强度大。另外，坡地耕作水土流失严重，土壤改良成本高，一些土壤瘠薄之地无法进行农业生产，所以当前我国很多山区早年开荒的梯田都处于荒芜状态。随着劳动力成本越来越高及年轻人不愿从事农活的实际情况，必须解决山地农业耕作的上述诸多问题，让山地资源的优势继续得以发挥，让山地农业耕作成为高回报的产业。

虽然山地农业存在上述优势，但过度的开发会加剧水土流失及一个地区生态的不破坏，所以很多地区近年又开始实施退耕还林修复生态。这种生产与生态之间的矛盾也一直困扰与阻碍山地农业的发展。对水山地耕作肥水流失严重问题，当下农业部门推出肥水同灌与管道化浇滴灌技术，在原来基础上已实现了较大程度的节肥与节水，在果树灌溉上，也有地区采用先进的调亏灌溉技术以实现节水灌溉。因为大多山地都受水资源匮乏之限制，也是很多地区无法进行山地利用开发的主要原因，如我国大面积的西北荒漠与黄土高坡，虽然光照充足温差优势明显，但水资源成为该地区发展山地农业的重要瓶颈。

设施化无土栽培技术是一项节水省肥省力的现代新型技术，但目前都限于平面的温室设施内生产，如近年推广的基质培及水培，已成为许多农业园区的示范项目。这些设施与技术，虽然有较大的劳工省及产量品质优势，但投资大，不适合山地设施化建设，也是目前没有得以推广应用的主要原因。

一是山地地形不规则坡度大或者起伏变化大，无法适应当前长条形线性温室的建造，二是上述提及基质培或水培在山地环境建设难度较大，利用率也不高。近年，农业部门提出设施上山，也有许多高山蔬菜生产基地开始应用拱形大棚作为简易的温室设施建设于山地梯田，但终究因地形的不规则，难以实现山地温室建设的标准化。在国际上，西班牙的阿尔梅利亚地区利用坡地建设大面积的设施温室，采用大跨度片状结构，成为世界上最大的温室群，是坡地利用的经典案例，但也只针对缓坡地的应用，较陡峭的坡地或荒芜非耕地也无法利用。

另外，作为最节水的雾耕技术，它采用营养液循环喷雾的方式供给作物肥水，实现了零排放无渗漏的全利用，是干旱少水地区实现高效无土耕作的重要技术，但目前为止也限于平原地区的温室利用。

山区梯田目前荒芜率很高，还有一些坡度大无法利用的山地以及林地，可以说山地资源非常广阔。而我国耕地面积只有18.51亿亩，人均耕地仅有1.43亩，不到世界人均水平的40％，近7年来，全国耕地减少了1亿亩，其中1300多万亩是有灌溉设施的优良农田。也就是耕地资源日益减少与人口增长之间的矛盾日益突出。而山地资源我国极为丰富，占全国总面积的37％。如果能作为耕地进行科学利用，将是块无穷尽的资源。

现代农业提出的新理论“农林复合耕作系统”，这是上世纪联合国粮农组织提出的论断，就是未来农业将走农业林业复合生产的生态道路，这为山地农业的发展提供了理论与政策支撑。农业如何实现在不破坏生态的前提下融入山地及林地生态系统，将是实现上述论断的关键与切入点。

发明内容

本发明目的是针对当前山地农业存在的上述瓶颈与问题，提供一种不破坏山地与林地生态，而又能够实现立体化高效化省力化免农药生产的新型耕作技术，同时，又具有广泛的适应性与实用性，适合广大山区农民进行蔬果产业的规模化发展。

本发明的技术方案是,一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法包括以下步骤：

a避雨防虫立柱雾耕是基于以下出发点进行发明，遵循零排放循环机理，达到环境保全效果；雾耕耕作系统具有闭锁循环性与独立性，解决了耕作不破坏生态与环境的问题；立柱雾耕为离土化生产无需整地除草施肥灌溉等作业，对山地肤表无破坏，从而解决了传统农耕的水土流失问题；立柱雾耕模式，柱体基座占地小而空间利用率大，解决了坡地或地形变化多端山地设施无法立足问题，同时也大大提高了耕作表面积，让空间得以最大化利用；荒芜地及非耕地的立柱式利用生产，重构了山地物种及生态的多样性，起到很好的生态环境修复改良效果，实现农林复合耕作的互作共嬴；山地环境进行蔬果生产，采用避雨及防虫措施实现少农药或免农药生产，是解决耕作污染与安全的主要问题。

b对实施的山地进行测量与设计，并绘出等高线图及CAD施工图，包括栽培柱排列方式、营养液供排液管道的布局、营养液池建设规模位置、控制室建设等，并计划计算出需要采购材料设备的数量规格型号。

c针对山地利用对象的不同，进行立柱的放样定点和排列布局，如果原来是梯田，可以利用梯面进行3X3米间距的定点，如果是坡地得进行等高线的测量，再按测定的等高线图进行定点布局；如果是林地布点时，避开原生林木的树干根蔸即可。定点后进行定点处立柱基座的整理，如果原来是荒芜之梯田，只需把定点处杂草清理即可，如果是陡峭的定点处，无法支撑立柱的，可以作鱼鳞沟式平整基座地块；如果是岩石坡，可作用水泥筑坛形基座。

d按照栽培柱的图纸尺寸，进行材料的加工与编号；选择20#或25#热镀锌管材作为栽培柱构造材料，利用冲床按照设计计算的材料清单进行加工，材料长度误差控制在0.5-1毫米范围，以材料的孔中距计。

e按照栽培柱设计图进行栽培柱的装配，装配方法采用螺杆紧固的方式安装，安装次序从顶处顶罩作为起点，由顶罩柱体及基座渐次紧固安装；完成具避雨顶置、栽培柱体、防虫围网、内置弥雾的雾耕栽培单元；每单元外形特征为，具直径1.2米，高3米的六面体种植柱，柱顶延伸直径为2.2米的六面体避雨顶罩，顶置四周围挂防虫网的栽培设施。

f安装好柱体后，进行柱体固定，柱体固定有钢架基座的打锚固定法，或者钢架基座浇注混凝土固定法，也可用周边坡地表土进行培土埋设固定；并把每栽培单元供液管及回流管分别接入供液侧管与回流侧管。

g营养液池建设，营养液池建于坡地最低处，方便回流，对于面积较大，坡地高程较大的基地，可以于不同的坡地高程处建多级营养液池，通常高程差每30-50米建一级营养液池；营养液池建为地下式，方便回流也有利于营养液液温相对稳定；营养液池大小因面积大小而定，无明确规定，但通常以每亩20立方米标准建设。

h营养液供液系统的安装，立柱雾耕技术以营养液雾化的方式喷洒至蔬果等作物的根系，雾化动力产生采用水泵加压方法，所以得把营养液供液主管接入动力水泵；在供液主管上还要依次安装过滤器、强磁处理器、营养液杀菌器，其中过滤器主要起到过滤养液中杂质作用，以防喷头的物理堵塞，强磁处理器用以防止化学结晶堵塞，营养液杀菌器用于养液的灭菌防病；营养液通过主管-侧管-支管-毛管-喷头雾化喷至根系形成养液供应系统。

i营养液回流管道的安装，立柱雾耕技术的营养液为回流闭锁循环，无外排放，这也是它无污染不破坏生态的重要特点；回流系统，由栽培柱基座的回流孔，回流支管、回流侧管、回流主管多级管道组成；回流主管的末端回流口处设网纱以过滤回流的根系残根，确保回流养液的相对清洁；回流系统侧管的布设，如是栽培柱等高布局的可以作横向排列统一接入纵向布设的回流主管，叫横向接入法；如果地形变化大，栽培柱布点无规则，则回流侧管采用纵向布设，统一接入横向布局的回流主管，叫纵向接入法。

j控制系统的安装，控制系统主要功能在于控制水泵启动喷雾的间歇与喷雾时间，其间隔长短与水泵启动时间由传感器接受的信号再作智能判断，以确保栽培的蔬果作物肥水供应充足而不失水，传感器有光照传感器、空气温度与营养液温度传感器、叶片水膜传感器、水位传感器组成；传感器接受信号经由变送电路转化为电信号，再由计算机主机智能模块处理，输出执行信号，执行部分由强电及相关的用电设备组成，形成一个完整的控制系统。

k营养液的配制，栽培系统与控制系统全部安装完毕即可投入生产，硬件设施建设完毕后，关键技术在于营养液配方的选择及计算配制；如果立柱雾培种植的品种是单一的某品种可以选择专用配方，如果是各作蔬果作物混合种植，则采用通用配方；生产用的配方必须经过计算，就是在理论配方基础上，要把原水水质中所含的钙镁离子扣除才能配出符合生长要求的生产配方，所以在生产配方制定与配制前，必须进行原水水质的检定，以便计算时扣除，获得标准的生产配方；计算出生产配方后，配制方法与常规无土栽培相同操作。

L蔬果作物育苗及移栽定植管理，立柱雾培与常规土壤栽培不同，育苗定植管理收获操作简化，管理过程无需整地除草施肥灌等工作，减少了70％田间管理用工；叶菜生产只需育苗移栽到收获，瓜果管理增加整枝绑蔓等树体管理，与土壤相关的耕作管理基本剔除；育苗一般采用海绵块育苗，把种子播于海绵块十字缝中，浇水出苗后连海绵块根团一起移植入定植孔固定即可；通常叶菜类两叶一心移栽至定植孔，瓜果类则3-5张真叶的苗龄标准时移栽；也可以用人工基质育苗，把种子撒播于无土基质，出苗成苗后用清水漂洗根系上所沾的基质后移栽定植孔并用海绵块固定即可；生长过程管理，叶菜类只需阶段性配入营养液即可，瓜果类按照不同瓜果的生长特性做好整蔓与坐果管理即可。

m病虫害管理，山地立柱式避雨防虫雾耕设施，其设施的顶罩起到避雨作用，减少了雨水传播病害的途径，四周垂直围挂的防虫网阻挡了虫害的入侵，基本可以实现免农药生产；但如出现少量病虫害，可以采用人工捕捉或摘除病虫枝叶即可，因为每柱相对独立，也减少了柱体之间的相互传播，不像常规大棚生产，相互之间没有隔断围障传播较快，所以立柱雾培既使某些植株感染病虫害也不会导致不可控的蔓延；对于病害可以采用电功能水阶段性防护，也是一种物理防治方法，确保生产出免农药的完全蔬果产品。

n品种选择，立柱雾培为新型雾培方法，与常规雾培生产一样，几乎适合所有的瓜果蔬菜、农作物，甚至花卉药草等，但作为简易化的避雨防虫设施，它的保温性与普通温室相比稍差，建议品种选择时，还是遵循适季适栽的原则；如果要实现反季生产，可以对营养液进行加温或致冷干预，再于寒季把围挂的防虫网换成膜覆盖，也可以实现反季栽培。

本发明有益效果是，

1实现了荒坡、梯田、林地等山地地形及气候条件下的蔬果等作物生产，特别是非耕地的生态非破坏性开发利用上，立柱雾培起到了农业丰收、生态修复、环境友好的效果，解决了耕地日益减少人口不断增长农产品供应的矛盾问题。

2立柱式雾培充分利用空间，与平面耕作提高2倍以上的种植表面积，是空间利用型农耕技术，比传统耕作至少提高近3倍的耕作效率，也就是说是常规生产产量的3倍以上，因雾耕生产生长速度加快周期缩短所产生的增益效果明显。

3山地立柱雾耕生产，实现水的循环无渗漏利用，其节水效果是当前所有灌溉技术当中，水资源利用率最高的一种，生产相同生物量的蔬果，其用水量只需土壤灌溉栽培的1-5％，节水效果明显，适合少水或干旱地区的蔬果作物生产，为蔬果耕作向沙漠化进军提供技术支撑。

4为山地地形条件下，发展设施农业开辟新的技术路径，一些无法搭建温室设施的坡地、林地、梯田等环境，都可以采用立柱设施得以实现，为设施上山及山地农林复合耕作的高效利用创造条件。

5自独立闭锁循环的立柱雾耕设施，可以实现非破坏的融入原生生态来构建耕作体系，无需整理梯田与土壤改良，大大减少水土流失所致的生态破坏，也减少农药化肥对环境的污染及农产品安全的影响，是一种生态保全环境友好的生产方式，非破坏的植入式构建对山地生态修复及物种多样性的构建起到了积极作用。

6山地土壤耕作是典型的体力劳动密集型产业，是当前山区农民不愿进行山地耕作甚至大面积梯田荒芜的主要原因；采用立柱避雨防虫雾耕后，基本没有大的体力耕作投入，减少劳工近70％，是一种适合山区农民耕作的省力化技术。

7不依赖土壤肥力与土质的离土化立柱雾耕技术，解决了栽培蔬果作物品种的局限性，常规土壤耕作受限于土质土壤PH值等因素，而雾耕生产可以种植受土壤土质局限的品种，拓宽了蔬果作物产业发展的空间。

8避雨防虫式立柱雾耕生产方式，有效阻遏了病虫害传播途径，为减农药与免农药生产提供的设施与技术的保障，解决了当前农药残留严重的食品安全问题。

9智能化与自动化控制技术的应用，让管理简化，没有农业耕作知识与基础的人群也可以参与，解决了传统农耕的需要技术经验积累的技能掌握问题；山地型立柱雾培技术简单管理简化，非农人群投资与创业。

10利用山地气候发展蔬果产业，具有光照充足、温差大、通风良好的优点，能生产出比平原蔬果更佳的品质与营养价值，可作为山地蔬果特定品牌进入市场，形成独特的产业竞争力。

附图说明

图1是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中的等高线与栽培柱布点图；

图2a、图2b是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中供液与回流主侧管布设示意图；

图3a、图3b是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中栽培柱钢架装配图、拧螺杆安装方法示意图；

图4a、图4b、图4c、图4d、图4e是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中完整避雨防虫立柱雾耕单元的结构示意图；

图5是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中营养液及营养液枢纽首部安装示意图；

图6是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中茄果类作物纵向定植示意图；

图7是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中藤蔓类瓜果定植示意图；

图8是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中水稻栽培示意图；

图9是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中实施地地形变化无规则的立柱排列照片；

图10是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中实施地坡度均匀栽培柱按等高线排列的照片；

图11是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中实施地安装完毕栽培钢构骨架的照片；

图12是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中安装扣板完毕后完整的立柱雾耕单元照片；

图13是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中立柱雾耕建成后蔬菜生产照片；

图14是本发明所述的适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法中药草林地化避雨防虫立柱雾耕基地建设的示意图

具体实施方式

下面结合附图对发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，包括以下几个方面的步骤：

a根据实施山地的性质，以及拟开发的面积及范围，来制作出以等高线为基线的地形图，再于地形图基础上按照间距3X3米为依据，于图纸上进行立柱排列位置的标定，从而计算出建设所需相关材料的数量。

b参照设计图进行实地丈量定点，坡地定点可用生石灰放样；然后以定点处为中心作半径1.2米的圆弧状平整定点处地块，如果是坡度较大的山地，可于定点处作鱼鳞沟式平整，原有梯田的稍作水平整理即可，对于无土层的岩石坡地可采用水泥作坛式筑造，总之半径1.2米的范围内必须整理水平，方便立柱平稳固定。

c选择20#或25#热镀锌管材作为栽培柱钢构材料，利用冲压床按照设计图制作的材料尺寸及数量进行铳孔加工，材料长度误差控制在0.5-1毫米范围，以材料的孔中距计。

d避雨防虫雾培立柱的安装，按照立柱设计图把每柱所需的钢构材料、定植板材料、柱内弥雾管道、喷头、防水布、防虫网、顶罩覆盖的膜等相关材料，进行柱体钢结构的就地安装。

e营养液供液管道与回流管的布设，其中营养液供液管由主管、侧管、支管、毛管组成；营养液管回流由栽培柱基座的回流口、支管、侧管、回流主管组成，供液与回流管道中的侧管与主管可以同路线并列铺设布局；可以是明管铺设或可以是作暗管埋设，具体采用哪种方式因施工便利程度而定；供液及回流管道的铺设方法通常有两种，即纵向接入法与横向接入法。

f营养液池建设，营养液池通常建设成地下式，有利于液温的稳定，池的大小以每亩立柱雾培配制10-20立方米为标准；实施面积较大基地垂直高差大时，可以采用多级池供液方式，具体布设池的级数由水泵功率而定，以解决水泵扬程不足问题。

g营养液首部控制枢纽的安装，按照设计图分别安装水泵、过滤器、强磁处理器和紫外线杀菌器。

h计算机控制系统安装，控制系统是实现智能化自动管理的关键，其中最关键是间歇弥雾的控制，需要以光照、温度、水分等传感信号为依据提供智能决策，以确定弥雾的间歇及工作时间，为根系创造最佳的肥水供应条件。按系统设计要求，分别安装好各类传感器、主机、执行强电相关设备，并设置好相关参数即可实现智能化供液。

i育苗与定植，立柱雾培育苗必须采用无土育苗方式，一种采用海绵块育苗，即把种子播种于具十字形缝隙的海绵块中，出苗后连同海绵块一起移植至定植板的定植孔；另一种方式是把种子撒播于人工基质上，出苗后把根系的基质漂洗干净再移至定植孔用海绵块固定即可；育苗与定植方法与水培相同。

j病虫害及植株管理，避雨防虫式立柱雾培，种植叶菜类基本没有病虫危害，从种植至采收中间无需任何管理操作，移栽后直至收获，种植瓜果类，还需对枝蔓进行绑蔓与整枝管理，与常规瓜果管理相同。

k营养液的配制与管理，首先，确定营养液配方，按照当地的水质检测报告，计算出适合当地水质的生产配方；按照配方的要求进行营养液配制，与常规水培管理相同；山地立柱雾耕的日常养液管理，主要工作在于浓度及 PH值的管理，当营养液浓度EC值超过2.5时，可以往池里注水稀释，当营养液浓度EC值低于0.8时，重新配入新的营养液即可，其管理幅度比普通水培的浓度管理幅度要大；大多数蔬果作物的营养液酸碱度调控在PH值 5.5-6.5之间，过高与过低分别用酸与碱进行调整，与水培技术相同。

步骤a所述的实施山地的性质，既属地质学范畴的山地，也包括农林耕作范畴丘陵坡地、已开发的山区梯田、原生态及人工林地、有高差起伏的地形。

步骤b所述的鱼鳞沟式平整，是传统山地果园开发时，遇到较陡山坡时，所采用的一种防止水土流失的一种开垦果园方式，只对定植处进行平整成外高内低的整地方式，整形建成如鱼鳞状。

步骤c中所述的冲孔加工，其孔径为8.8毫米，与安装螺杆口径相符。

步骤d中所述的定植板，为厚度0.025m，宽0.6米，密度为43-45Kg/m³的挤塑板加工而成，加工方法于板面上用加热烙铁按照直径0.025m的孔径热熔式开孔，开孔方向与板面呈45°角开孔，安装时孔口朝上，以防柱内弥雾时营养液外渗，也利于保持蔬菜定植后根蔸的相对直立。

步骤e所述的纵向接入法与横向接入法，纵向接入法针对地形变化大，柱体排列无规则且定植点高程差异大时，侧管采用作纵向接入排列，即侧管沿山体作纵向布设，各回流支管连接至纵向侧管上，这样确保养液回流顺畅；柱体排列皆以等高线作标准排列时，侧管可以沿等高线作横向排列，统一接入纵向排列的主管。

步骤f所述的液温的稳定，对立柱雾耕技术来说，液温的相对稳定对于作物的生长有积极的促进作用，最佳的液温一般在17-21℃，在该范围内适合绝大多数蔬果作物都能保持良好的生长势。

步骤g中所述的强磁处理器和紫外线杀菌器，其中强磁处理器强度必须在8000高斯以上，紫外线为短波紫外线，其波长范围200-280nm。

步骤h所述的智能决策，系指针对雾耕生长阶段与特点所开发的专家智能系统。

步骤l所述人工基质，是以珍珠岩与泥炭，按照体积比3-4:1混合而成。

步骤j所述的无需任何管理操作，指与传统土壤耕作相比，所需的整地除草施肥灌溉打药之类的工作。

步骤k所述的水质检测报告，重点测定与雾耕相关的钙、镁离子指标及水质的PH值，其它指标关系度不大。

而本发明的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，是利用立体钢构柱创造数倍于平面的耕作空间，再通过避雨防虫有效解决病虫害问题，实现少农药或免农药生产，减不环境污染及对农产品的有害残留；通过耕雾的营养液循环技术，解决传统肥料渗漏流失及污染，同时也实现最大化的循环式节水灌溉，对于缺水的山区及荒漠意义重大；通过闭锁循环零排放耕作体系构建，最大化减少对自然山地生态资源的破坏，有效达到生态生物多样性重构的环境修复效果，是构建农林复合耕作的重要技术手段；采用营养液配方技术与智能管理技术，解决非专业人员从事农业生产的技术障碍问题，而且可以实现作物肥水需求的精准化管理，通过自动化控制及无土耕作技术，实现生产过程的简略化与省力化操作，可节省70％的管理用工，大大降低作物生产成本；零排放立体雾耕技术的实施创造了数倍平面耕作效率，而且适合地形多变的坡地环境进行无土化雾耕生产，是一项可持续的新型耕作技术，有效解决农业生产污染问题，耕地问题，及安全问题，是当前作物山地生产的重要技术革新。

实施例1

600柱规模的山地型避雨防虫立柱雾耕蔬菜基地建设及生产，如图13

1)实施地为荒芜的山坡地，首先对实施地进行测量，绘制出等高线图, 如图1，在等高线1图上按照间距3X3m进行栽培柱布点标定2，并按照地形地势确定营养液循环管道的布局方式与线路，以及确定营养液池4及控制室5建设的位置。结合图纸计算出建设该基地所需的材料设施与设备，并列出清单，见表1。

表1建设600根柱所需的材料设施与设备清单

2)根据整体设计图，进行实地放样，确定栽培柱安装位置并进行柱体基座的平整，如原为梯田对基座落地位置进行水平平整即可，如为无法摆放柱体的带土层斜坡则进行鱼鳞沟式平整，还有种情况就是立柱处为岩石坡，则必须用水泥作坛，方可摆放立柱。基座的大小至少为半径1.2米的水圆坛。

3)根据柱体设计图尺寸及编号(见表2)进行材料加工，选择20-25#热镀锌管，管壁厚为1.7-2.0mm，采用冲床冲压的方式加工，加工的精度即每根管材的长度以孔中距计，确保误差控制在0.5-1mm范围，冲压的孔径为 8.8mm，冲压好的材料按材料清单上的编号进行编码标注。

表2 600根栽培柱的钢构材料单

序号	长度	数量	编号
				1	0.600m	7200根	1
2	1.200m	600根	2
				3	0.500m	3600根	3
4	3.000m	3600根	4
				5	1.100m	3600根	5
6	1.0392m	1800根	6

4)按照装配图进行拧螺杆装配，如图3-a，装配所需的螺杆33、垫片34及螺帽35得选择防锈处理的热镀锌，按图纸从顶处顶罩开始依次往下安装，安装方法采用电动扳手紧固螺杆即可，如图3-b。

5)按照避雨防虫立柱结构图，如图4-a，图4-b，图4-c，图4-d，图4-e，以装配好的骨架11为支撑，如图11，分别进行定植板10开孔18、柱内弥雾管道 14、毛管13及喷头12安装连接、顶罩处避雨膜8覆盖、定植板10扣合、防虫网9密闭围挂、柱体基座内防水布15铺设、围网内裸露部份土壤表面的园林地布23隔离铺设、并开设回流口22与连接回流管16，构建成一个完整的避雨防虫立柱雾耕单元。重复上述操作，完成600根栽培柱的安装，如图12，并预留出供液17与回流16的接入管道。

6)供液与回流主侧管的布设,如图2-a,图2-b，按照该基地地形情况，其中一区块坡度较为均匀而栽培柱按等高线排列，如图10，对该区块侧管6 可以沿等高线层层布设并统一接入纵向铺设的回流与供液主管7上，叫横向接入法，如图2-b；另一区块地形变化无规则，立柱布设无法按等高线排列, 如图9，该区块的回液及供液侧管采用沿坡向作纵向铺设，并把每柱的回流及供液管用支管统一接入就近侧管，再把侧管一并接入横向铺设的供液与回流主管上,叫纵向接入法，如图2-a，形成养液的供应与回流系统。

7)营养液池确定及建设，如图1，图5，该基地共600根柱，而且地形起伏变化不规则，上下高程较大，按照实际情况作两级池建设，一级池4与二级池5处于不同的高程，每池40-60立方米的蓄水容量，采用砖砌24及水泥粉刷及防水涂料处理的方式建造，建于地面25下，池深为1.5米，并于池壁刻度26，以方便直观计算营养液量。

8)营养液枢纽首部的安装，如图5，把供液主管27与回流主管28主管分别引入营养液池，并进行营养液循环系统首部的安装，于供液主管27端依次连接水泵33、过滤器32、强磁处理器31、营养液杀菌器30，并于回流主管28的回流口装一网纱袋29，可以滤除回流液中的部份残根等杂质。

9)上述一切工作完毕后，即可进行计算机控制系统的安装，其中传感器部份如光照传感器、空气湿度及温度传感器安装于栽培柱具气候相对代表性的环境；营养液温度、水位、EC值传感器安装或浸泡于营养液池中，构建外环境与营养液环境的数据采集系统，并把计算机强电部份接入相应的设备即可，如水泵、营养液加温或致冷设备等；安装上述所有设备设施后，即可进行系统调试，检测运行情况与弥雾效果，一切正常后，基地即可投入生产。

10)育苗与定植，种植叶菜蔬菜类，一般周期为30天一茬，按照总计 600根柱计算，平均每天播种育苗与定植20根柱，即可形成生产与采收的循环，实现日产量的相对均衡上市；育苗有海绵块播种育苗，可以人工播也可以采用自动化播种机操作，把种子播于海绵块的十字形缝隙中，然后把苗盘放于有浅层营养液流动的苗床上，等叶菜类长至两叶一心瓜果类长至3-5张真叶时即可移栽定植于栽培板的定植孔，连同海绵块塞入定植孔；也可以采用人工基质育苗，人工基质以珍珠岩混合泥炭配制近按照3-4:1比配(体积比)，移栽前先对根系所沾的基质进行清水中漂洗，再行定植。叶菜类按照已确定的定植孔定植，茄果类按照六面体栽培柱，作垂直纵向定植，间距 0.5-0.6m计，如图6；藤蔓类瓜果定植于六面体栽培柱近基座处，每面种植 1-2棵，生长时作吊蔓整枝,如图7。

11)营养液的配制与管理，首先对实施地所用的水质进行检测，按照检测结果进行营养液配方的换算与制定，以适合叶菜与瓜果混合种植的通用配方为例，计算适合该基地水质的生产配方，计算步骤见下表(表3、表4、表5、表6)。

表3基地使用的原水水质检测报告

元素	钙	镁	钾	锰	锌
						浓度(ppm)	48.0	21.8	2.50	0.0419	0.001

表4选择使用的通用理论配方

表5理论配方减去原水所含的元素

表6换算成化合物组配即为生产配方

序号	化合物名称	浓度(g/t)
			1	四水硝酸钙	975.838
2	七水硫酸镁	265.72
			3	硝酸钾	619.272
4	硫酸锰	1.409
			5	硼酸	2.86
6	五水硫酸铜	0.079
			7	钼酸钠	0.025
8	硫酸锌	0.148
			9	磷酸二氢铵	115.139
10	硫酸铵	117.795
			11	螯合铁	19.231

按照计算的生产配方进行营养液的配制，配制方法与常规水培相同；山地立柱雾耕的日常养液管理，主要工作在于浓度及PH值的管理，当营养液浓度EC值超过2.5时，可以往池里注水稀释，当营养液浓度EC值低于0.8 时，重新配入新的营养液即可，其管理幅度比普通水培的浓度管理幅度要大；大多数蔬果作物的营养液酸碱度调控在PH值5.5-6.5之间，过高与过低分别用酸与碱进行调整，与水培技术相同

12)病虫害及植株管理，对于叶菜类的栽培在避雨防虫设施条件下，基本没有病虫害，既使入侵与感染也是在相对独立的柱体单元内，不会象土壤栽培相互传播感染，也不会造成生物及经济产量较大的影响，基本实现免农药栽培；在病虫害管理上关键在于做好日常的清洁工作，即每茬菜收获后对定植板进行清洗与消毒即可；遇到阴雨天气，瓜果类因空气湿度大，常会滋生病害，可以适合使用杀菌剂，或者用电功能水物理防治方法，做到绿色安全生产；叶菜类从定植直至收获，无需进行植株管理，瓜果类则需进行绑蔓整枝或者保花保果等工作，与常规瓜果栽培管理相同。

通过上述设计，600根栽培柱其占地面积约为8亩，通过避雨防虫立柱雾耕技术，以每根栽培柱定植板的面积(0.6mX6)X3m＝10.8m²计，600根栽培柱可创有效净耕作表面积为600X10.8m²＝6480m²，而传统的土壤耕作8亩面积的土地，扣除管理过道，真正有效种植面积以60％计，则为3201.6m²，采用避雨立柱雾耕后，可以提高1倍的耕作空间；而且让荒芜的非耕地山坡都可以得以利用，又能实现省力节水节肥化绿色安全生产，与传统土壤耕作具明显的优势；与传统温室型无土栽培相比，立柱雾耕减免了温室投资，只需常规水培及基质培的1/2-1/3投资，是一项投资省效率效益皆高的耕作新模式。

实施例2

水稻的山地型避雨防虫立柱雾耕基地建设及生产，如图8

与实施例1不同之处在于水稻是传统水田耕作的重要粮食作物，是对水资源依赖性最强的作物，采用山地立柱雾耕，实现平原的水田作物旱地化山地化生产，其产业意义重大，而且离开水田环境，水稻根蔸保持干爽，通风透光更加良好，大大减少传统水田耕作的病害发生，基本达到无病害生产，另外防虫网与避雨设施的结合，阻挡了虫害入侵，而防虫网式围障，又能确保栽培环境通风透气，不影响水稻扬花期的风媒授粉；水稻采用山地型避雨防虫立柱雾耕还提高了耕作面积，与平面相比光照更佳温差更大，有利于碳水化合物积累，有利于米质的改善，更适合优质礼品米的生产；更为重要的意义是让水田作物旱地化与山地化，突破水资源及耕地性质的限制。

另一不同之处，水稻与常规作物及蔬果相比，为典型的喜硅作物，这是水稻所特有的生理特性，所以在实施水稻山地型避雨防虫立柱雾耕时，在营养液配方的调配上明显区别于常规作物；其配方确定及配制见下表(表7、表8)。

表7水稻配方的元素比配

表8用于生产的化合物组配

序号	化合物名称	浓度(g/t)
			1	四水硝酸钙	1801.495
2	七水硫酸镁	659.229
			3	硝酸钾	191.915
4	硫酸锰	2.461
			5	硼酸	4.004
6	五水硫酸铜	0.275
			7	钼酸钠	0.126
8	硫酸锌	1.208
			9	磷酸二氢铵	213.555
10	硅酸钠	434.575
			11	螯合铁	38.462

按照上述配方配制的营养液EC值为2.6，生产时通常控制在0.5-1剂量之间作为使用范围。

水稻采用山地型避雨防虫立柱雾耕技术，是生产技术改良实现单位亩产数倍提高的技术路径，与育种的种质改良相比，生产实现增产丰收更为容易，是水稻品质改进与产量提高的另一重要手段。

实施例3

药草的林地化避雨防虫立柱雾耕基地建设与生产，如图14

与实施例1不同之处在于大多数药草为喜荫或耐荫植物，适合林地发展立柱雾耕栽培，利用原山地的林木作为生态庇荫，创造更适合于药草栽培的生态环境，林地创造的微气候环境还有利于药草品质的提升，是发展林下经济种植中草药的重要技术手段。

与实施例1不同之处还在于药草的营养液配方上的区别，其配方的确定与配制见下表(表9、表10)

表9药草配方的元素比配

表10用于生产的化合物组配

序号	化合物名称	浓度(g/t)
			1	四水硝酸钙	1142.945
2	七水硫酸镁	486.815
			3	硝酸钾	599.694
4	硫酸锰	1.538
			5	硼酸	2.86
6	五水硫酸铜	0.079
			7	钼酸钠	0.025
8	硫酸锌	0.151
			9	磷酸二氢铵	115.139
10	螯合铁	19.231

药草进行山地型避雨防虫立柱雾耕的方式，还可以有效解决农药残留问题，这对于药源植物比其它作物更为重要，而且清洁化的雾耕生产，可以轻松收获全株，更利于后继加工，对于根系为药源的药草，还可以进行根系修剪式采收，不需破坏全株，利用根系的再生性进行多次采收，有利于提高生物量及收获的产量；对于一些有特定成份要求的药草，还可以通过配方优化来实现目标栽培，达到提高药效的效果；总之，药草的林地式避雨防虫立柱雾耕生产对于推进林下经济的技术改良与药草产量及品质的提高将都具重大的产业助推作用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征是，包括以下步骤：

a根据测绘的地形与等高线图进行栽培柱的排列布局，并确定循环管道的排列方式与营养液池控制室的建设地点；

b针对实施地的植被地形地质特点，进行栽培柱的放样定点和排列布局，以及落地基座处的平整或筑建；

c栽培柱是由避雨顶罩和主体组成的钢构；并进行覆避雨膜、扣定植板、挂防虫网、及柱内弥雾管道与喷头安装、柱基座的防水及回流处理，基座露土部份的园林地布隔离铺设，排列布局形成完整的避雨防虫立柱雾耕栽培单元；

f安装好柱体后，进行柱体固定，并把每栽培单元供液管及回流管分别接入供液侧管与回流侧管；

g依据地形及栽培柱布点的实际情况，进行营养液池建设点的确定；

h营养液供给系统安装；

i营养液回流系统安装；

j智能模块安装；

k选用营养液配方；

m育苗及移栽定植管理；

n病虫害管理；

o品种选择。

2.根据权利要求1所述一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤a所述循环管道达到零排放，指营养液循环无外排污染、无农药外排；栽培柱柱体固定有钢架基座的打锚固定法，或者钢架基座浇注混凝土固定法，或者用周边坡地表土进行培土埋设固定。

3.根据权利要求1所述的一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤c所述的排列布局，指按照不同的栽培柱高进行间距布局，通常间距与柱高相等，如柱高3m则采用3X3m间距排列,让柱体下部份也能充分受光。

4.根据权利要求1所述的一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤g中所述的营养液池建成地下式营养液池，方便回流，液温相对稳定；对于高程差较大的基地，建成多级营养液池，多级营养液池，以高程差30-50米设为一级，过大影响弥雾效果。

5.根据权利要求1所述的一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤h中营养液供给系统包括水泵、过滤器、营养液杀菌器、强磁处理器的依次安装，形成主管、侧管、支管、毛管的养液供应系统，其中强磁处理器主要用以防止化学结晶堵塞,所述的防止化学结晶堵塞，意指化合物盐类因温度及浓度变化析出结晶体所致的堵塞；

步骤i中营养液回流系统，包括回流口、回流支管、回流侧管、回流主管的安装，多变地形不规则布点的基地其回流侧管采用纵向布设，等高布点的基地回流侧管横向布设。

6.根据权利要求1所述的一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤j所述的智能模块，指专山地型避雨立柱雾培安装智能化计算机控制系统，实行具智能模块的专家管理，实现精准化的根雾控制及营养液管理，从而实现自动化省力化专业化生产。

7.根据权利要求1所述的一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤k所述的营养液配方分为，专用与通用配方；

蔬菜的专用配方为四水硝酸钙975.838g/t、七水硫酸镁265.72g/t、硝酸钾619.272g/t、硫酸锰1.409g/t、硼酸2.86g/t、五水硫酸铜0.079g/t、钼酸钠0.025g/t、硫酸锌0.148g/t、磷酸二氢铵115.139g/t、硫酸铵117.795g/t、鳌和铁19.231g/t、其余为水；

水稻的专用配方为四水硝酸钙1801.495g/t、七水硫酸镁659.229g/t、硝酸钾191.915g/t、硫酸锰2.461g/t、硼酸4.004g/t、五水硫酸铜0.275g/t、钼酸钠0.126g/t、硫酸锌1.208g/t、磷酸二氢铵213.555g/t、硅酸钠434.575g/t、鳌和铁38.462g/t、其余为水；

药草的专用配方为四水硝酸钙1142.945g/t、七水硫酸镁486.815g/t、硝酸钾599.694g/t、硫酸锰1.538g/t、硼酸2.86g/t、五水硫酸铜0.079g/t、钼酸钠0.025g/t、硫酸锌0.151g/t、磷酸二氢铵115.139g/t、鳌和铁19.231g/t、其余为水。

8.根据权利要求1所述的一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤m中所述育苗使用人工基质，人工基质指珍珠岩与泥炭按照体积比3:1混合配配制；采用无土化人工基质育苗与海绵块育苗，人工基质育苗，移栽前必须进行根系洁洗，海绵块育苗出苗后直接连同海绵块一起塞入定植孔固定即可，叶菜类二叶一心为移栽标准，瓜果类以3-5张真叶为准；叶菜类移栽后基本无需中间管理，瓜果类需进行整枝绑蔓及花果管理。

9.根据权利要求1所述的一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤n所述病虫害管理使用电功能水和物理防治，指加氯化钠的盐水通过电解后形成的带电的强酸水，其PH值于2-3以下，利用强酸氧化及改变病菌细胞电位的方式进行物理杀菌，强酸水还原为普通水后，对环境无任何残留；采用避雨防虫立柱雾培，，叶菜做到免农药栽培；对于瓜果，因空气湿度高的天气或者空气流通带来病害传播，采有杀菌剂或者电功能水物理防治，实现无害化安全生产。

10.根据权利要求1所述的一种适合作物栽培的山地型避雨防虫立柱雾耕方法，其特征在于：步骤o品种选择指立柱雾耕适合所有的瓜果蔬菜、农作物、花卉与药草，作为简易避雨设施的立柱雾耕，在温度调控上差于温室大棚，采有适季适栽；实行反季生产时，对营养液进行根温的控制干预来实现，通过营养液加温或致冷，以实现植株的反季生产，或者寒季可以把网换成膜以提高立柱的保温性，所述营养液加温或致冷干预，主要用于夏日高温与寒季低温，即当外界气温高于35℃与寒冷季节气温低于15℃时，控制温室在17-21℃，达到有效的生长助益与反季生产效果。