本發(fā)明屬于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)施蔬菜內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培起壟裝置及起壟方法

背景技術(shù)：

設(shè)施蔬菜是我國(guó)農(nóng)業(yè)的支柱性產(chǎn)業(yè)，到2015年底全國(guó)的設(shè)施蔬菜栽培面積高達(dá)410萬(wàn)公頃，居世界首位。日光溫室蔬菜生產(chǎn)是我國(guó)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的主體，栽培面積已達(dá)100多萬(wàn)公頃，分布地域廣。然而，當(dāng)前絕大多數(shù)日光溫室仍采用土壤栽培方式(96％以上)，生產(chǎn)模式粗放，水肥資源利用率低，地下水硝酸鹽污染嚴(yán)重，連作障礙發(fā)生和農(nóng)藥使用頻繁，蔬菜產(chǎn)量低且品質(zhì)差，而且在冬春季易遭受低溫危害，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)根本無(wú)法保障，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

眾所周知，設(shè)施無(wú)土栽培是國(guó)際上設(shè)施園藝強(qiáng)國(guó)蔬菜生產(chǎn)的主流技術(shù)，在根區(qū)與冠層調(diào)控、水肥利用率、環(huán)境保護(hù)及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)方面具有諸多土壤栽培無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。然而，我國(guó)日光溫室冬春季生產(chǎn)過(guò)程中常發(fā)生低溫危害，由于基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)液等非土壤栽培介質(zhì)易隨環(huán)境溫度的變化驟升驟降，熱穩(wěn)定性差，故冬春季節(jié)低溫下以基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)液為栽培介質(zhì)的設(shè)施無(wú)土栽培技術(shù)難以在日光溫室中應(yīng)用，成為日光溫室無(wú)土栽培應(yīng)用的技術(shù)瓶頸，亟待解決。

日光溫室蔬菜起壟內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培(SRSC)是一種新型環(huán)保、抗低溫、抗連作障礙、高效蔬菜無(wú)土栽培工程技術(shù)(圖1)，其栽培方法和裝置已獲得專利授權(quán)(ZL201410342395.3、ZL201520053632.4、ZL201420397263.6和ZL201520141376.4)，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。該方法是將側(cè)向開孔的塑料膜嵌套于一定規(guī)格的網(wǎng)槽栽培裝置中，隨后在其內(nèi)填裝基質(zhì)，隨后將網(wǎng)槽嵌在一定規(guī)格的土壟中間，再以干燥土壤培覆兩側(cè)成壟狀，壟外再覆上白膜，形成起壟內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培壟系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用水肥一體化滴管技術(shù)供給水肥。SRSC方法利用工程手段，充分發(fā)揮了土壤栽培和基質(zhì)栽培的雙重優(yōu)勢(shì)，既發(fā)揮了土壤栽培根區(qū)蓄熱保溫和熱溫緩沖性高的優(yōu)點(diǎn)，又發(fā)揮了基質(zhì)水肥利用率高和高產(chǎn)高效的優(yōu)勢(shì)，該方法通過(guò)改善溫室作物根區(qū)溫?zé)?、水肥環(huán)境，達(dá)到促進(jìn)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的目的。前期試驗(yàn)結(jié)果表明，與土壤栽培相比，采用該方法栽培甜椒可增產(chǎn)50％以上，水肥利用率提高50％以上，高效環(huán)保。SRSC方法的發(fā)明成功地將基質(zhì)栽培技術(shù)引入日光溫室，是設(shè)施蔬菜變革性栽培工程技術(shù)，在我國(guó)日光溫室蔬菜生產(chǎn)領(lǐng)域極具推廣應(yīng)用價(jià)值，將為我國(guó)日光溫室蔬菜生產(chǎn)的提質(zhì)增效發(fā)揮重要作用。該技術(shù)不僅能夠解決當(dāng)前設(shè)施蔬菜土壤生產(chǎn)存在的環(huán)境污染嚴(yán)重、水肥資源利用率低、連作障礙、產(chǎn)量低品質(zhì)差等問(wèn)題，也為鹽堿地、非可耕地和連作障礙農(nóng)田的設(shè)施農(nóng)業(yè)利用和日光溫室蔬菜生產(chǎn)可控化、工廠化管理提供了基礎(chǔ)性技術(shù)支撐。

上述SRSC方法的關(guān)鍵工程步驟就是構(gòu)建內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培土壟，即起壟。傳統(tǒng)方法包括有2種：(1)制造具有支撐隔離作用的金屬網(wǎng)槽，將塑料布等隔離膜嵌入其中，填充基質(zhì)，在在金屬網(wǎng)槽外附上土壤，構(gòu)成內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培土壟；(2)先人工堆起較寬的土壟，用工具在中間開溝嵌膜填充基質(zhì)，形成內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培土壟。這兩種方法均存在不足之處，前者成本高，操作復(fù)雜，不易推廣應(yīng)用；后者標(biāo)準(zhǔn)化程度較差，土壤工程量大，費(fèi)力費(fèi)時(shí)。基于上述問(wèn)題，亟待開發(fā)一種省人力，標(biāo)準(zhǔn)化，成本低，易操作，可重復(fù)利用，效率高的內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培起壟方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種設(shè)施蔬菜內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培起壟裝置及起壟方法，能夠方便地、低成本地實(shí)現(xiàn)起壟，實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜的內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培生產(chǎn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種設(shè)施蔬菜內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培起壟裝置，其特征在于，包括一硬質(zhì)槽體，所述硬質(zhì)槽體的上部和底部開口，所述硬質(zhì)槽體的側(cè)壁為柵格狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述柵格狀結(jié)構(gòu)由絲狀或條狀的硬質(zhì)材料聯(lián)接構(gòu)成，或者由實(shí)體的硬質(zhì)材料進(jìn)行鏤空形成。

進(jìn)一步地，所述硬質(zhì)槽體的上邊緣為由絲狀或條狀的硬質(zhì)材料構(gòu)成的四邊形結(jié)構(gòu)，在其下方沿豎直方向固定連接若干根絲狀或條狀的硬質(zhì)材料，形成所述柵格狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，位于所述四邊形結(jié)構(gòu)的四個(gè)角處的垂直向下的硬質(zhì)材料比其他位置的垂直向下的硬質(zhì)材料長(zhǎng)，且其底端成錐尖狀。

進(jìn)一步地，沿所述豎直方向的若干根硬質(zhì)材料的間距為5-15厘米，位于所述四邊形結(jié)構(gòu)的四個(gè)角處的垂直向下的硬質(zhì)材料比其他位置的垂直向下的硬質(zhì)材料長(zhǎng)2-5厘米。

進(jìn)一步地，所述硬質(zhì)材料為鋼筋。

進(jìn)一步地，所述硬質(zhì)槽體為長(zhǎng)方體形、立方體形或圓桶形。

一種采用上述設(shè)施蔬菜內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培起壟裝置的起壟方法，包括以下步驟：

1)將權(quán)利要求1所述起壟裝置插入地面以下一定距離；

2)在所述起壟裝置的位于地面以上部分的內(nèi)部放入柔性材料薄膜，所述柔性材料薄膜貼覆在所述起壟裝置的內(nèi)壁上；

3)在所述柔性材料薄膜形成的槽內(nèi)填充栽培基質(zhì)；

4)在所述起壟裝置的外側(cè)培土，形成壟形；

5)將所述起壟裝置拔出，形成內(nèi)嵌有所述柔性材料薄膜的栽培壟；

6)重復(fù)步驟1)～5)，利用所述起壟裝置在已形成的栽培壟的兩側(cè)繼續(xù)起壟。

進(jìn)一步地，所述起壟裝置的上邊緣為由絲狀或條狀的硬質(zhì)材料構(gòu)成的四邊形結(jié)構(gòu)，在其下方沿豎直方向固定連接若干根絲狀或條狀的硬質(zhì)材料；位于所述四邊形結(jié)構(gòu)的四個(gè)角處的垂直向下的硬質(zhì)材料比其他位置的垂直向下的硬質(zhì)材料長(zhǎng)，且其底端成錐尖狀；步驟1)將所述起壟裝置插入地面時(shí)，將四個(gè)角處的硬質(zhì)材料插入地面，直至其它垂直向下的硬質(zhì)材料與地面接觸。

進(jìn)一步地，所述柔性材料薄膜預(yù)先開孔，然后放入所述起壟裝置；或者先將所述柔性材料薄膜放入所述起壟裝置，然后進(jìn)行打孔。

本發(fā)明的有益效果如下：

1)本發(fā)明的設(shè)施蔬菜內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培起壟裝置可重復(fù)利用，能夠方便地實(shí)現(xiàn)起壟，節(jié)省人力，起壟方法易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，成本低，易操作，是高效率實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培的關(guān)鍵技術(shù)方法，支撐了設(shè)施蔬菜內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用；

2)作物根系被限制在柔性材料薄膜形成的槽中，可有效吸收利用養(yǎng)分和水分，提高了養(yǎng)分和水分的利用效率；柔性材料薄膜上的開孔用于氣體交換和土壤熱傳遞，維持栽培槽內(nèi)基質(zhì)的氣熱環(huán)境；少量根系通過(guò)柔性材料薄膜上的孔伸到外部，可吸收土壤中的養(yǎng)分和水分，提高了作物的穩(wěn)定性和支撐性，抗倒伏，減少了土傳病害感染幾率；

3)柔性材料薄膜的底部是密閉的，可有效阻斷水肥流失，避免了土壤污染、鹽漬化等問(wèn)題的發(fā)生，周圍的土壤可增加柔性材料薄膜的保溫能力。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例中內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培起壟裝置示意圖。

圖2和圖3是另外兩種形狀的起壟裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面通過(guò)具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)施例的內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培起壟裝置的示意圖。該裝置為鋼筋焊接而成的金屬條架結(jié)構(gòu)，整體上為長(zhǎng)方體形狀，向上向下開口。該裝置長(zhǎng)1.5-2米，寬5-30厘米，高10-30厘米。該裝置的上邊緣為長(zhǎng)方形四邊結(jié)構(gòu)1(口字形)，在其下方焊接若干垂直向下的鋼筋2(直徑5-10毫米)，間距為10厘米。其中四個(gè)角向下的鋼筋較其他向下的鋼筋長(zhǎng)出2厘米，即12-32厘米，且其底端成錐尖狀(如圖1所示)，便于插入土中，以將該裝置固定。該裝置的兩端面無(wú)垂直鋼筋。

采用上述裝置進(jìn)行起壟的方法為：

1)將上述起壟裝置在下挖1厘米(也可不下挖，地面平整即可)的平整地面上放置好；

2)將四角處的鋼筋插入地面下0.5-2厘米(視泥土粘稠度而定)固定住，其它向下的鋼筋與地面接觸即可；

3)在上口嵌入柔性材料薄膜如塑料布，緊貼起壟裝置內(nèi)壁，柔性材料薄膜的上邊緣伸出起壟裝置口外2-10厘米；

4)向內(nèi)填充栽培基質(zhì)，壓實(shí)后在塑料布上打孔；

5)沿著起壟器的兩側(cè)培土起壟，待成壟型后，向上拔出起壟器；

6)起壟器可在已成壟兩側(cè)進(jìn)行延伸，繼續(xù)起壟。進(jìn)一步可在壟上覆膜，以保持墑情。

該方法由于培寬壟、挖淺溝、嵌膜、裝填基質(zhì)的方法，能夠節(jié)省人力，形成的栽培壟形狀規(guī)整，適宜標(biāo)準(zhǔn)化。該方法優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的起壟方法，成本低，易操作，可重復(fù)利用，效率高。

本發(fā)明使用的塑料布等柔性材料薄膜用于阻隔基質(zhì)和土壤環(huán)境，形成一個(gè)“栽培容器”，這樣可以在冬春季節(jié)低溫時(shí)保持栽培容器內(nèi)的溫度，提高基質(zhì)溫度緩沖能力，防止凍害發(fā)生。起壟有利于行間通風(fēng)，以及操作人員行走；也有利于壟上覆膜，提高壟內(nèi)溫度，防止雜草產(chǎn)生，保墑效果好。

柔性材料薄膜上的開孔用于氣體交換和土壤熱傳遞，維持栽培槽內(nèi)基質(zhì)的氣熱環(huán)境；少量根系通過(guò)柔性材料薄膜上的孔伸到外部，可吸收土壤中的養(yǎng)分和水分，提高了作物的穩(wěn)定性和支撐性，抗倒伏，減少了土傳病害感染幾率。優(yōu)選地，在靠近柔性材料薄膜的靠近底部的位置開孔，距離底部2～5cm，開孔行數(shù)為1-3行，行距2-3cm，水平方向兩孔的間距為3-5cm，孔徑1～3cm。相鄰兩行孔可以呈交叉排列，即上排某孔位于相鄰的下排兩孔之間，呈三角形排列，間接增加孔的密度。

進(jìn)一步的，在采用上述方法起壟后，可以通過(guò)灌溉裝置向柔性材料薄膜形成的槽內(nèi)澆灌營(yíng)養(yǎng)液。灌溉裝置包括營(yíng)養(yǎng)液池(營(yíng)養(yǎng)液容器)，并配置泵動(dòng)系統(tǒng)和滴灌管路，由控制裝置進(jìn)行控制，進(jìn)行水肥供給。此外，灌溉裝置還可包括水分傳感器，通過(guò)水分傳感器監(jiān)測(cè)基質(zhì)水分含量，指導(dǎo)設(shè)施栽培灌溉，使栽培容器保持合適的持水率。

本發(fā)明的起壟裝置除圖1中示意形狀外，也可以是其它形狀，如圖2、圖3所示的形狀。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。