[发明专利]一种设施蔬菜土壤起垄内嵌式无土栽培装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于设施农业无土栽培技术领域，具体地说，涉及一种设施蔬菜土壤起垄内嵌式无土栽培装置及方法。

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，传统营养液栽培根本无法实施。

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。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种低成本、通用性强、易管控的设施蔬菜土壤起垄内嵌式无土栽培装置及方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种设施蔬菜土壤起垄内嵌式无土栽培装置，包括栽培容器和灌溉装置，所述栽培容器埋置在土壤中，其上端开口，底端封闭，侧壁上设有开孔，内部装有栽培基质；所述灌溉装置用于向所述栽培容器内滴灌营养液。

进一步地，所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，将栽培容器埋置在栽培垄里。栽培容器可局部埋到地平面以下，也可以在地平面以上，包埋在垄的内部，栽培容器上边缘略高于土壤表面(或略高于栽培垄上端)，栽培容器被土壤紧密包裹。本发明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。

进一步地，所述栽培容器采用PVC、PE等材料制作，容器口为D形、长方形或正方形等形状，底部为为平底或尖底，顶部开口处直径应大于或等于底部直径。优选的，栽培容器长5-15cm，宽5-15cm，高10-20cm。栽培容器具体大小可根据所栽培蔬菜的根系大小选定。

进一步地，所述栽培容器侧壁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0.2-1cm，水平方向两孔的间距为1-2cm，孔径0.2-0.8cm。

进一步地，所述栽培基质包含蛭石、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。更进一步地，所述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。

进一步地，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(单片机或计算机系统)组成，进行水肥供给。更进一步地，所述灌溉装置还包括水分传感器(土壤水分含量传感器)，该水分传感器连接控制装置即单片机或计算机系统等，通过水分传感器检测栽培容器内的水量，通过控制装置进行控制，使栽培容器保持合适的持水率。