CN103404424A

CN103404424A - 一种无土栽培槽及其应用

Info

Publication number: CN103404424A
Application number: CN2013103596017A
Authority: CN
Inventors: 蒋卫杰; 余宏军; 禹宙
Original assignee: Beijing Dadi Puyuan Agricultural Technology Co ltd; Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Beijing Dadi Puyuan Agricultural Technology Co ltd; Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2013-11-27

Abstract

本发明涉及“一种无土栽培槽及其应用”，属无土栽培设备。无土栽培槽，包括一泡沫塑料槽体，其特征在于：在槽体内壁衬有塑料膜，槽体下部装有河沙，槽体上部为栽培基质，河沙与栽培基质之间有编织隔离布，所述河沙底部埋设有通气管，通气管的外壁包覆着无纺布，所述通气管的一端伸出槽外，另一端封闭，通气管的管壁上开设通气孔。通过无纺布加沙的简单方法实现了通气管出气均匀问题，成本低。通过一套通气管实现了基质加温、基质通气、基质排水和基质消毒4大基质无土栽培种植过程中存在的问题，一管多用。

Description

一种无土栽培槽及其应用

技术领域

本发明涉及植物栽培领域，特别是涉及一种无土栽培槽及其应用，是生态基质无土栽培中基质的加温、通气、排水和消毒的一体化技术。

背景技术

近20年来，我国设施园艺产业得到快速发展，但设施土壤连作障碍日益严重，已成为设施产业可持续发展的瓶颈问题。生态基质无土栽培技术很好的解决了我国耕地资源和水资源严重不足、设施蔬菜生产效益不高、设施土壤连作障碍日益严重等问题，目前生态基质无土栽培已在全国31个省（区、市）推广，占全国无土栽培总面积的85%以上。

目前我国设施栽培中设施加温基本上都是采用空气加温的方法，基质加温主要是采取电加温的方法，一次性投入和运转成本都较高，且作用单一。基质的消毒也是采用把基质从栽培槽中取出后进行堆沤、在栽培槽内进行太阳能消毒或在栽培槽内使用药剂消毒，费工费力，消毒效果不彻底。

发明内容

针对上述领域中的缺陷，本发明专利设计了一种无土栽培槽，其栽培槽下部有一根可以通气的管子，可根据不同季节和需求使用通气管，达到给基质加温、通气、排水和消毒的作用。

无土栽培槽，包括一泡沫塑料槽体，其特征在于：在槽体内壁衬有塑料膜，槽体下部装有河沙，槽体上部为栽培基质，河沙与栽培基质之间有编织隔离布，所述河沙底部埋设有通气管，通气管的外壁包覆着无纺布，所述通气管的一端伸出槽外，另一端封闭，通气管的管壁上开设通气孔。

所述通气管呈5‰倾斜度布管，通气管封闭端较另一端要高。

所述通气孔位于通气管朝上的侧壁上，间距为10cm，通气孔大小为0.5cm。

无土栽培系统，包括一排若干个上述无土栽培槽，若干个通气管的未封闭端均与主管道相连通，主管道一端封闭，另一端与臭氧发生器、热风炉或/和风机，在临近主管道封闭端的管壁上开设有排液阀。

所述主管道呈5‰倾斜度布管，主管道封闭端较另一端要低。

所述排液阀连接有集液池，所述集液池与供液池连通。

上述无土栽培系统在种植蔬菜过程中的应用。

所述应用，为在主管道未封闭端连接热风炉和风机，从而给栽培基质加热和供氧。

所述应用，为在主管道未封闭端连接风机，给栽培基质供氧。

所述应用，为在主管道未封闭端连接臭氧发生器和风机，给栽培基质消毒杀菌。

本发明的无土栽培槽将槽体分成两部分，上部分跟原先的无土栽培槽相同，但在槽的下部分装有河沙，河沙内埋设有一个带有通气孔的通气管，通气管上包覆有无纺布后，通气管的设计，可以向管内通入空气，臭氧或热气，可对上部栽培基质进行通氧，消毒杀菌或加热的处理。因为在无土栽培中，均采用上部滴灌的方式，下部采用的是河沙，渗透性好，对于滴灌多余的水分，可以通过通气孔进入通气管内，再排出槽外，以免根部积水造成植物烂根或引发疾病，同时为防止河沙进入通气孔，将无纺布包覆通气孔，使通气孔又通风又透气，且不漏沙。

通气管呈5‰倾斜度布管，槽外端低，堵头端高，有种于收集的多余的水分或养分往外导出。

无土栽培槽可以多个并排设置，在通气管的伸出槽外一端连接一主管道，通过主管道通入空气，热气或臭氧再经通气管进入槽内。

通气管收集的水分或养分可以通过主管道的排液阀排出槽外。

优选在排液阀下方可以设置集液池，收集到的水分或养分可以再次利用。

更优选：将集液池与供液池连通，通过泵或其它设备将集液池中的水分或养分提升至供液池中。

本发明是满足作物无土栽培种植的无土栽培槽及系统，其一根通气管在不同季节和时段实现基质加温、通气、排水和消毒的多种作用。基质加温使作物在低温季节的根系活力极显著提高，从而产量大幅提升；高温季节的通风使基质温度下降，同时为植株根系提供了充足的氧气，使植株的根系活力得以提高，吸收能力加强，从而使作物生物产量极显著提高；茬口之间的基质消毒，可以大幅杀灭基质中的有害微生物，同时方便、安全。

附图说明

图1无土栽培系统

图2图1中的无土栽培槽的剖视图，

图3无土栽培系统的管路图，

其中各标号列示如下：

1—滴灌带，2—塑料膜，3—泡沫塑料槽，4—栽培基质，5—编织隔离布，6—无纺布，7—通气管，8—河沙，9—通气孔，10—主管道，11—排液阀，12—集液池或供液池，13—臭氧发生器，14—轴流风机，15—热风炉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图所示，无土栽培系统，包括泡沫塑料槽3、通气管7、集液池或供液池12、热风炉15、轴流风机14和臭氧发生器13等构成。所述泡沫塑料槽3上部内径宽30cm，下部内径宽25cm，内径高25cm，泡沫槽体厚3cm，单个长度1m，可以根据温室结构任意延长，栽培槽长度确定后，用0.1mm厚塑料膜2衬于泡沫塑料槽3周边，各栽培槽之间间距40-80cm。衬于泡沫槽周边0.1mm厚的塑料膜2可以起到保肥保水的作用，防止从滴灌带1中喷施的水肥从单个泡沫塑料槽的接口处流失，栽培槽间距根据种植不同作物进行调速，如果种植番茄、黄瓜、茄子、辣椒等瓜果菜类时，槽间距设为80cm；如果种植草莓等低矮作物时槽间距设为40cm。

无土栽培槽的下部装有河沙8，槽体上部为栽培基质4，河沙8与栽培基质4之间有编织隔离布5，所述河沙8底部埋设有通气管7，通气管7的外壁包覆着无纺布6，通气管7的管壁上开设通气孔9，栽培槽内的通气管7一端封闭，另一端均与主管道10连通。通气管7为DN25mmPVC管，每间隔10cm有向上的通气孔9，孔的直径大小为0.5cm，在PVC管上可缠透气透水无纺布2-3层，无纺布6周围用河沙8填充，厚度5cm，栽培槽内通气管7呈5‰倾斜度布管，伸出槽外端低，堵头端高；透气透水无纺布6可以使空气和水自由通过，但可以防止沙子进入通气管7；沙子的作用是对PVC管上0.5cm的开口形成压力，减小近远端出气口的出气量差异。栽培槽内通气管7采用5‰的倾斜是为了使栽培槽内多余的水分能及时通过通气管排出，以免发生通气管7被水占据而影响通气效果。外部主管道10为DN50mmPVC管，两部分管子在栽培槽头连接，栽培槽外主管道10亦呈5‰倾斜度布管，堵头端低，进风口端高。

热风炉15选择每小时可输出0-10万大卡热量的燃煤、燃油或用电热风炉，输出温度低于80℃，热风炉15的作用是能根据需要往通气管7内通入热空气。轴流风机14要求通风量为100-500m³/h，如果热风炉15已含风机，可不设轴流风机14。轴流风机14的作用是使通气管内的空气按特定方向流动。臭氧发生器13要求臭氧发生量为5-15g/h。臭氧发生器13的产气口位于轴流风机前部，臭氧发生器13的作用是能根据需要往通气管内通入臭氧，杀灭基质中的有害微生物。

主管道10为DN50mmPVC管，其将各栽培槽内通气管7连接起来，主管道10呈5‰倾斜度布管，堵头端低，进风口端高。堵头端设一个放空排液阀11，可以将通气管7内多余的水排出。

集液池或供液池12可以回收栽培槽内多余水分，回收水可以重复利用，因此集液池也可以与滴灌系统的供液池共用。

应用实例及效果：

1、如图1、2、3所示，将无土栽培系统连接好，根据温室大小和格局按示意图和设计要求建造好；

2、栽培槽内多余水分排出：在种植过程中基质上面铺设的滴灌带将为作物需水提供来源，但在浇水过程中，难免有多余的水分会汇集到栽培槽下部，如不及时排出，将影响通气管的使用和作物的生长。由于本通气管独特的设计，栽培槽内多余的水分可以随时通过通气管顺利排出到集液池或供液池，从而保证通气管的正常使用。

3、冬季夜间基质加温：通过热风炉的热空气给栽培基质加温，使冬季基质温度保持在16-18℃。据朱为民等报道，（不同加温方式对番茄穴盘育苗的效应，朱为民、朱龙英、徐悌惟。长江蔬菜，2001年9期）空气加温、基质电热线加温、基质空气加温三种方式对番茄穴盘育苗的效果研究表明，以基质空气加温方式穴盘育苗效果最好。本发明无土栽培系统种植油菜的结果也表明，基质加温可以显著或极显著增加油菜叶片数、叶面积、根系活力和产量（见下表1）。

表1低温季节基质加温对油菜的影响

4、夏季基质通气：当最低气温稳定在20℃以上时，通过轴流风机对基质进行通气，轴流风机的工作方式为白天间隔半小时工作10分钟，夜晚间隔1小时工作10分钟。据赵旭等（番茄基质通气栽培模式的效果，赵旭、李天来、孙周平。应用生态学报，2010年1月，第21卷，第1期）对番茄基质通气栽培模式的效果研究表明，通气栽培模式可显著改善番茄根际通气环境，其中根际CO₂浓度仅为CK的1/5，O₂浓度则为CK的1.17倍；能显著增加番茄的株高和茎粗，植株净光合速率显著高于CK，显著提高了植株根系活力和吸收能力，番茄产量为CK的1.16倍。本发明无土栽培系统种植黄瓜的结果也表明，基质在高温季节通气可以显著或极显著增加黄瓜株高、茎粗、叶片数、叶面积、根系活力和全株干重（见下表2）。

表2高温季节基质通气对黄瓜的影响

处理

平均温度

株高

茎粗

叶片数

叶面积

根系活力

全株干重

（℃）

（cm）

（mm）

（片）

（cm²）

（μg·g^-1·h^-1）

（g）

对照

28.5

101.28

8.12

10.41

460.48

281.86

8.78

通风

25.1

111.51^**

9.09^*

12.11^*

531.19^**

388.52^**

12.38^**

5、基质消毒：当基质换茬间歇，首先对栽培槽和基质内植株残体进行清理，然后适当翻拌，用清水把基质打湿，用0.01mm塑料薄膜对栽培槽进行覆盖。臭氧发生器和轴流风机同时工作，工作方式为间隔半小时工作3小时，连续工作3天。臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素。臭氧在水中杀菌速度较液氯快3000倍以上。臭氧杀菌速度是急速的，当浓度超过一定阈值后，消毒杀菌甚至可以瞬间完成。臭氧水消毒由于有OH^-参与，消毒杀菌更快速有效。而且臭氧利用其强氧化性能消毒，不产生有害生成物，剩余臭氧会自行分解为氧气，因而不产生残余污染。据徐燕对臭氧无土栽培营养液的消毒作用研究表明，随着臭氧浓度（时间）的增加，对微生物杀灭率明显上升；连续处理20min，可杀灭90%以上的细菌、真菌和藻类。本发明无土栽培系统对栽培基质的杀菌结果也表明，经过杀菌处理后基质中微生物数量明显降低（见下表3）。

表3不同杀菌时间对基质微生物的影响

本发明是满足作物无土栽培种植的无土栽培槽及系统，其一根通气管在不同季节和时段实现基质加温、通气、排水和消毒的多种作用。基质加温使作物在低温季节的根系活力极显著提高，从而产量大幅提高；高温季节的通风使基质温度下降，同时为植株根系提供了充足的氧气，使植株的根系活力得以提高，吸收能力加强，从而使作物生物产量极显著提高；茬口之间的基质消毒，可以大幅杀灭基质中的有害微生物，同时方便、安全。

Claims

1.无土栽培槽，包括一泡沫塑料槽体，其特征在于：在槽体内壁衬有塑料膜，槽体下部装有河沙，槽体上部为栽培基质，河沙与栽培基质之间有编织隔离布，所述河沙底部埋设有通气管，通气管的外壁包覆着无纺布，所述通气管的一端伸出槽外，另一端封闭，通气管的管壁上开设通气孔。

2.根据权利要求1所述的无土栽培槽，所述通气管呈5‰倾斜度布管，通气管封闭端较另一端要高。

3.根据权利要求1所述的无土栽培槽，所述通气孔位于通气管朝上的侧壁上，间距为10cm，通气孔大小为0.5cm。

4.无土栽培系统，包括一排若干个权利要求1-3任一无土栽培槽，若干个通气管的未封闭端均与主管道相连通，主管道一端封闭，另一端与臭氧发生器、热风炉或/和风机，在临近主管道封闭端的管壁上开设有排液阀。

5.根据权利要求4所述的无土栽培系统，所述主管道呈5‰倾斜度布管，主管道封闭端较另一端要低。

6.根据权利要求5所述的无土栽培系统，所述排液阀连接有集液池，所述集液池与供液池连通。

7.权利要求4-6任一无土栽培系统在种植蔬菜过程中的应用。

8.根据权利要求7所述的所述应用，为在主管道未封闭端连接热风炉和风机，从而给栽培基质加热和供氧。

9.根据权利要求7所述的所述应用，为在主管道未封闭端连接风机，给栽培基质供氧。

10.根据权利要求7所述的所述应用，为在主管道未封闭端连接臭氧发生器和风机，给栽培基质消毒杀菌。