CN104705112A - 一种蓄热保温型设施蔬菜基质栽培装置及栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓄热保温型设施蔬菜基质栽培装置及栽培方法。该装置包括一盛放栽培基质的容器，其该容器的器壁包括一透光内层与一透光外层，透光内层与透光外层之间形成空隙。所述透光内层和/或所述透光外层由一硬质网状支撑结构以及一软质透光薄膜贴合而成，或者采用硬质透光材料。在冬春季节的白天，阳光透过透光外层和透光内层，热量被基质和基质内的水分吸收保存；在夜间随着环境温度的降低，基质释放热量，维持空隙和基质温度，维持根系温度和生理活力。本发明能够使设施蔬菜适应和抵御低温的危害，保障设施蔬菜高产。

Description

一种蓄热保温型设施蔬菜基质栽培装置及栽培方法

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，涉及一种低成本的、简易的、具有蓄热保温性能的设施蔬菜基质栽培装置及栽培方法。

背景技术

设施蔬菜生产是在连栋温室、日光温室、塑料大棚、连栋温室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。

无土栽培技术是解决上述土壤栽培问题的有效方法，但传统无土栽培技术只能在温度控制能力较好的温室内使用，加之初装成本高，在我国的推广面积很小。传统的设施无土栽培包括基质栽培和营养液栽培两类，采用基质或营养液代替土壤，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，由于无土栽培***本身的蓄热保温能力差，没有自身蓄热保温能力，也无节能型加温方法，只适宜在温度调控水平较好的温室中应用，对环境调控水平不高的温室(如日光温室)难以采用，无法抵御我国北方冬春季节频繁发生的低温危害，从根本上阻碍了无土栽培在我国的商业化应用和产业发展。因此，如何提高无土栽培***自身的蓄热保温能力，实现维持根际温度能力，抵御低温逆境实现无土栽培高产的前提。

当前，亟待开发适合我国日光温室和塑料大棚应用，具有自身蓄热保温能力和调温能力的设施蔬菜基质栽培技术，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对环境温度要求高的实际技术问题，从根本上提高我国设施蔬菜产量，减少资源浪费与环境危害等问题。

发明内容

本发明提供了一种具有蓄热保温和加温功能的设施蔬菜基质栽培装置和栽培方法，能够适应和抵御设施蔬菜不适低温的危害，保证产量。

本发明采用的技术方案如下：

一种蓄热保温型基质栽培装置，包括一盛放栽培基质的容器，该容器的器壁包括一透光内层与一透光外层，透光内层与透光外层之间形成空隙。

进一步地，所述透光内层和透光外层的结构可以为下面两种形式：

1)透光内层和/或透光外层由一硬质网状支撑结构以及一软质透光材料薄膜贴合而成。硬质网状支撑结构比如是网格状铁丝网等，软质透光材料薄膜可以是透明的塑料薄膜等。

2)透光内层和/或透光外层为硬质透光材料，如有机玻璃、硬质透明塑料等。

进一步地，所述容器为为长槽形或桶形，如长条状的U形槽，圆桶形等形状。栽培蔬菜时，可多株连体栽培于长槽状容器中，也可单株栽培在单体容器中。

进一步地，所述容器的上端开口等于或小于下部宽度。

进一步地，所述透光内层和透光外层的间距(即中间空隙的大小)为0.1-5厘米。

进一步地，所述基质由蛭石、草炭、珍珠岩等栽培固态物质组成，可调配，以增加其热容和吸热能力。优选地，各组成的质量比例为：草炭：珍珠岩：蛭石＝1：(1～1.2)：(1～1.2)，有利于维持基质黑色，保持较高的基质含水量，从而能够维持基质较高的吸热、储热能力。

进一步地，所述基质上表面覆上塑料膜，以有利于基质的蓄热保温。

进一步地，所述栽培装置还包括与两层间的空隙相连的管路，用于通过夜间向空隙中吹热风方法维持栽培***的温度，有效保持根系温度，维持根系温度和生理活力。

进一步地，在透光内层的中下部(距离底部2-5cm处)交错开2-3行的细孔(直径0.2-1cm)，起到通气、热传递的作用。

一种采用上述装置的蓄热保温型基质栽培方法，其步骤包括：

1)在冬春季节的白天(尤其是中午)，太阳照射所述蓄热保温型基质栽培装置，阳光依次透过透光外层、两层间的空隙以及透光内层，热量被基质和基质内的水分吸收保存；

2)在夜间，随着环境温度的降低，基质将保存的热量释放到透光内层和透光外层之间的空隙中，由于透光外层的保温作用，达到温度平衡，以维持空隙和基质温度，维持根系温度和生理活力。

进一步地，所述栽培装置架于空中或贴地栽培或立体多层栽培均可。

进一步地，在冬春季节的夜间，为应对低温，可对所述栽培装置进行加温：设置管路与所述栽培装置的两层间的空隙相连，通过向空隙中吹热风的方法维持栽培***的温度，有效保持根系温度，维持根系的生理活力。此外，还可以对所述透光外层覆盖保温材料，如保温被等，在白天揭开保温被，在晚上覆盖保温被，以进一步增强保温效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供了具有蓄热保温和加温功能的基质栽培装置和栽培方法，通过白天蓄热或夜间加温可提高和维持栽培***的温度，能够有效保持根系温度，维持根系温度和生理活力，使设施蔬菜适应和抵御低温的危害，保障设施蔬菜高产。

附图说明

图1是实施例的蓄热保温型基质栽培装置的示意图。

图2是实施例的透光内层与透光外层的示意图。

图3是实施例中蓄热保温型基质栽培装置的形状示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步说明。

实施例1：

图1是本实施例的蓄热保温型基质栽培装置的示意图，左侧为整体形状示意图，右侧为端面或截面示意图。该装置为长槽形状，上端开口等于或小于下部宽度(利于蓄热和根系延伸生长)，长槽的侧截面为U形。槽内设有栽培基质1，槽壁包括一透光内层2与透光外层3，透光内层与透光外层之间形成中间空隙4。

如图2所示，为一段容器壁的结构示意图。透光内层2、透光外层3均包括网格状铁丝网5和与其贴合的透光的塑料膜6。透光内层2的塑料膜位于铁丝网内侧，即靠近基质，在该塑料膜的中下部，距离底部2-5cm处交错开2-3行的细孔7，孔径为0.2-1cm，起到通气、热传递的作用。透光外层3的塑料膜位于铁丝网外侧。也就是说，栽培装置的容器壁由双层铁丝网槽架、内层塑料膜、外层塑料膜以及中间的空隙构成。

本实施例中，双层网格状铁丝网呈垂直上下叠放的双U字形长槽，在一定长度间隔上做横切面支撑。双层U性槽架内部和外部包裹塑料膜，形成中间空隙，双层U形槽架的间距(中间的空隙)为0.1-5厘米。

本实施例中，栽培基质1由蛭石、草炭、珍珠岩等栽培固态物质组成，可调配，以增加其热容和吸热能力。本实施例中各组成的质量比例为：草炭：珍珠岩：蛭石＝1：1：1，有利于维持基质黑色，保持较高的基质含水量，从而能够维持基质较高的吸热、储热能力。栽培基质1的上表面覆上塑料膜以有利于基质蓄热保温。

本实施例的蓄热保温型基质栽培装置使用时，该栽培装置架于空中或贴地栽培或立体多层栽培均可。在白天太阳照射时，阳光透过外层膜进入空隙，被基质和容器内的水分吸收保存，晚上释放到空隙内，在外层膜阻止下，维持空隙和基质温度，维持根系温度和生理活力。此外，在内层膜侧上中下部开一定数量的细孔，起到通气、热传递的作用。

本实施例还提供了在夜间进行加温的方法：在栽培槽两侧装有管路与中间空隙40相连，可通过夜间向空隙中吹热风方法维持栽培***的温度，有效保持根系温度，维持根系温度和生理活力。此外，还可以对所述透光外层覆盖保温材料，如保温被等，在白天揭开保温被，在晚上覆盖保温被，以增强保温效果。

总之，采用上述装置通过白天蓄热或夜间加温可提高和维持蔬菜根系温度，抵御一定幅度的低温危害，保障设施蔬菜高产。

实施例2：

本实施例与实施例1不同的是，蓄热保温型基质栽培装置的透光内层与透光外层均为硬质透光材料，如有机玻璃、硬质透明塑料等，即同时具有支撑作用和透光作用，直接构成容器壁，不再需要实施例1中的网状支撑结构和透光的塑料薄膜。该装置的其它结构和功能和实施例1相同。

实施例3：

本实施例与实施例1不同的是，本实施例中栽培容器的形状为桶形，如方桶、圆桶等形状。在实施例1的长槽形状时，栽培蔬菜可多株连体栽培于长槽状容器中，本实施例则可单株栽培在单体容器中，然后将各单体容器等间距排列成行。

本实施例中，在夜间进行加温时，可用管路将各单体容器的透光内层和透光外层之间的空隙串联起来，即一起向空隙中吹热风，以保持根系温度，维持根系温度和生理活力。

另外，栽培容器也可以采用不同于实施例1的U形的其它截面形状，如图3所示的形状，其开口尺寸小于底部尺寸，利于蓄热和根系延伸生长。容器的外形角度α即水平外夹角为90-150度，以保证太阳光尽量直射到装置上。

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

Claims (10)

1.一种蓄热保温型基质栽培装置，包括一盛放栽培基质的容器，其特征在于，该容器的器壁包括一透光内层与一透光外层，透光内层与透光外层之间形成空隙。

2.如权利要求1所述的蓄热保温型基质栽培装置，其特征在于：所述透光内层和/或所述透光外层为下列结构中的一种：a)由一硬质网状支撑结构以及一软质透光薄膜贴合而成；b)采用硬质透光材料。

3.如权利要求2所述的蓄热保温型基质栽培装置，其特征在于：所述硬质网状支撑结构为网格状铁丝网，所述软质透光薄膜为透明的塑料薄膜，所述硬质透光材料为有机玻璃或者硬质透明塑料。

4.如权利要求1所述的蓄热保温型基质栽培装置，其特征在于：所述容器为长槽形或桶形，上端开口等于或小于下部宽度；所述透光内层和透光外层的间距为0.1-5厘米。

5.如权利要求1所述的蓄热保温型基质栽培装置，其特征在于：所述基质包含蛭石、草炭、珍珠岩，其质量比例为：草炭：珍珠岩：蛭石＝1：(1～1.2)：(1～1.2)；所述基质的上表面覆膜。

6.如权利要求1所述的蓄热保温型基质栽培装置，其特征在于：还包括与所述空隙相连的管路，用于通过向所述空隙中吹热风的方式进行加温。

7.如权利要求1所述的蓄热保温型基质栽培装置，其特征在于：在所述透光内层的中下部，距离底部2-5cm处交错开2-3行的细孔，孔径为0.2-1cm，用于进行通气和热传递。

8.一种采用权利要求1至7中任一项所述装置的蓄热保温型基质栽培方法，其步骤包括：

1)在冬春季节的白天，太阳照射所述蓄热保温型基质栽培装置，阳光依次透过透光外层、两层间的空隙以及透光内层，热量被基质和基质内的水分吸收保存；

2)在夜间，随着环境温度的降低，基质将保存的热量释放到透光内层和透光外层之间的空隙中，在透光外层的保温作用下达到温度平衡，以维持空隙和基质温度，维持根系温度和生理活力。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述蓄热保温型基质栽培装置架于空中，或贴地栽培，或立体多层栽培。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：设置与透光内层和透光外层之间的空隙相连的管路，在夜间通过向空隙中吹热风的方式进行加温；和/或在夜间对所述透光外层覆盖保温材料以进增强保温效果。