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关键词:蔬菜;无土栽培 优势;特点;前景
莒南县交通便利,是公路南北通达、东西连贯,资源丰富,区位优越,是一块富饶的土地。这里气候宜人,土地肥沃,风调雨顺,农业开发条件得天独厚。近几年来,莒南县不论政治建设、还是经济建设都进入高速发展阶段,影响力显著提高。现在人民的生活观念与生活质量也呈现前所未有的高品味,然而食品卫生与蔬菜质量都已跟不上时代步伐,夏季蔬菜农药中毒现象屡见不鲜,莒南县无公害蔬菜建设虽然起了步,可任重道难。因此,为提高莒南县人民生活质量,满足市民生活的需要,在莒南县建立一个大型的无公害蔬菜生产基地――大棚无公害蔬菜生产基地势在必行。这样既能填补莒南县无土栽培蔬菜建设的空白,又能解决一部分下岗人员或农村业余劳动力上岗,同时提高了市民的生活质量,满足了市民的营养、安全、保健的饮食要求。
1无土栽培的主要优势
蔬菜无土栽培就是用人造的根际环境取代天然的土壤栽培作物。这是近十几年发展起来的一种新的作物栽培技术,它不像传统的栽培技术那样在土壤里栽培作物,而是将作物栽培在人工配制的营养液里,或者是栽培在特殊的介质中(河沙、蛙石、农作物秸秆等),定时定量地供给营养液,所以也称营养液栽培、水培、水耕等。
无土栽培与传统土壤栽培相比,无土栽培具有非常鲜明的优势。
1.1生长快、产量高、周期短。无土栽培能依作物不同生育阶段特点,提供最适宜的营养、水分、空气等条件。只要阳光充足,可以进行密植或立体栽培,收获期提前,产量可提高几倍至十几倍。
1.2产品质量好。无土栽培通过控制营养液的成分和浓度甚至环境,能提高作物的营养成分。其商品外观和糖度、维生素及其他矿物质的含量有明显提高。同时,由于无土栽培可避免重金属离子、寄生虫、病原菌及人粪尿、农药、除草剂等对产品的污染,产品可达洁净化,亚硝酸盐含量也有所下降。
1.3节省劳动力、肥料、用水。无土栽培改革了传统的农艺操作,可以机械化、自动化生产,减轻劳动强度。无需翻耕、除草,节省劳动力。避免土壤栽培时的肥料水分流失,以及土壤固定所造成的浪费,较传统栽培省肥50%、省水80%。
1.4克服土壤连作障碍。无土栽培可以避免土壤传染性病虫害,防止土壤盐类积聚,也可以避免土壤缺素症;设备的清洗消毒方便,种植任何作物均可连作。
1.5不受土壤条件限制。无法实施土耕的地区只要阳光、温度、水分等条件满足,都可以进行无土栽培,如海岛、沙漠、阳台、楼顶、轮船以及盐碱地、复耕地等。
1.6不完全受气候变化的影响。较先进的无土栽培采用全自动控制,光、温、水、二氧化碳均由电脑控制,不受气候环境变化的影响。初级的无土栽培也有设施保护,不完全受气候环境变化影响。
蔬菜无土栽培技术是现代科学技术在蔬菜生产上的集成,代表先进的生产方式,属高新农业技术,将成为未来优质蔬菜的发展方向。
2简易无土栽培技术
无土栽培可分为固体基质栽培和液体栽培两大类,每类又有多种方式,目前国内外较常采用的无土栽培有固定基质栽培中的砂培、岩棉培、农作物废弃物基质培和液体栽培中的营养液膜培、动态浮根培。营养液膜培需要较好的设备,且营养液量较少,不大稳定,短期停电、停水对作物影响很大,对环境变化(如气候)适应性差。此法不太适宜莒南县市实际情况,在山东省无土栽培面积较大的是固体基质培的砂培及动态浮根培的华南式浮根水培。
2.1华南式浮根水培的特点
该技术设备由保护系统、栽培系统、循环系统、控制系统和加氧系统五部分组成。具有下列5个特点:创造良好丰氧的根际环境,增加气生根;具有稳定的根系温湿度条件;营养液动态流动,对植物营养供应稳定,不怕短期停电;降温效果好,适应热带亚热带地区使用;投资低,建设速度快,设备简易且可多次使用。
2.1.1设备构成。①保护系统标准钢架薄膜大棚,大棚结构为6m×30m,高3.0m,上盖宽7.5m,厚0.075mm的多功能防滴膜,在炎热夏天上盖透光率459毛的遮阳网,四周为白色防虫纱,规格为20目/cm。②栽培系统由定植板、营养杯及液糟组成。定植板和液糟由聚苯泡沫板组成,定植板宽38cm、厚2cm、长1m,板上有定植孔,液糟内盖一层0.03~0.04mm的聚乙烯黑膜。③循环系统由水泵、管道、贮液池组成。营养液循环路线为贮液池―水泵―管道―出液口―栽培床―排液口―贮液池。④控制系统由定时器、自动加水器、控温仪等组成。定时器主要用于控制供液间歇。⑤加氧系统由浮板、总体加氧器及分体加氧装置组成。
2.1.2设施性能。①创造根际良好的丰氧环境,培养气生根作物。无土栽培是利用人造根际环境,取代天然土壤的栽培方法,浮根法就是在栽培床内设置浮根,上铺无纺布,创造湿润的环境,促进植物滋生大量的气生根,从而吸收空气中的游离氧。另外,在营养池中安装了加氧装置,使营养液达到溶氧饱和度的809毛以上,从而创造了丰氧环境,有效地解决了根系的氧气供应。②营养液供应稳定。栽培床内贮液深4~6cm,相当于植物最大日耗量的3~6倍,幼苗定植后,大部分根系直接浸在营养液内,因而在生长过程中若发生短期停电或循环系统故障,也不会影响植株对营养的吸收。③降温效果好,适合热带、亚热带地区使用。④投资低、效益高、设备简易,有很好的推广前景。
2.2固定基质培或有机生态型无土栽培
所谓有机生态型无土栽培技术是指不用土壤而使用基质,不用传统的营养液灌溉植物根系,而使用有机固态并直接用清水灌溉作物的一种无土栽培技术。有机生态型无土栽培设施系统由栽培糟和供水系统两部分组成。在实际生产中栽培糟用木板、砖块或土坯垒成高15~20cm、宽80cm的边框,在槽底铺一层聚乙烯塑料薄膜,可供栽培2行作物。槽长视棚室建筑形状而定,一般为5~30m。供水系统可使用自来水基础设施,主管道采用金属管,滴灌管使用塑料管铺设。有机生态型基质可就地取材,如农作物秸秆、农产品加工后的废弃物、木材加工的副产品等都可按一定比例使用。为了调整基质的物理性能,可加入一定比例的无机物,如珍珠岩、炉渣、河沙等,加入量依据需要而定。有机生态型无土栽培的肥料,以一种高温消毒的鸡粪为主,适当添加无机化肥来代替营养液。
参考文献:
[1]李培强.农民巧用蔬菜轮作拓富路[J].农业知识:瓜果菜,2005(8):47.
传统的露天生产蔬菜完全受自然条件所制约,土地单位面积产量低,又因部分蔬菜不能连作导致土地利用率低,遇上恶劣天气和酷暑严寒常常减产减收,农药和重金属污染也无法避免,市民很难吃到真正意义的“卫生”蔬菜。
与常规意义上的土壤栽培相比,水培蔬菜有着许多显而易见的优势。首先,可以防止或减轻由于土壤连耕连作而发生的障害,对于某些特殊作物,则可以任意高度的多茬栽培、连续生产、均衡上市,从而提高了土地的利用率。其次,在管理的过程中,省去了中耕、除草、土壤消毒等作业,因此可以大幅度的节省劳力。第三,由于可以最大限度地人为满足作物对温度、光照、水分及养分等的要求,生产出的蔬菜不仅产量高,品质好,而且洁净、鲜嫩,无污染、无公害,是纯绿色食品,可以提高产品档次。此外,因其使用的营养液可以循环使用,除去被蔬菜的根系吸收和自然蒸发外,水的消耗量很低,从而具有节约用水的优点。
无土栽培在我国的发展前景广阔:首先,在设施栽培中无土栽培能栽种出高产、优质产品和错季节产品。尤其是利用无土栽培可以克服土壤栽培中的连续耕作灾害,减少病虫害,生产出无公害污染的“绿色食品”,应用前景更广,是生态农业的发展方向。其次,应用无土栽培可以在大型工矿区、滩涂、沙漠、盐城地、严重退化土壤地区等一切不宜农业耕作、无产低产地区和太空农业、海上及水下农业中发挥重要作用,不受地方限制。第三是应用无土栽培,生产蔬菜、花卉和高档瓜果供应特需,反季节栽培,可以取得较大的经济效益。
1.产量高,效益大。产量高,效益大,是无土栽培技术的一大优点。一般农作物如蔬菜、中草药、粮食作物等采用无土栽培的产量比农田产量高出几倍、十几倍。无土栽培合理调节水、空气,养份的供应,特别是能妥善解决土壤栽培中水和空气的矛盾,使植物的生长发育过程进行得更加协调,所以能充分发挥其生长潜能,取得高产。
2.品质好,价值高。无土栽培的西红柿,颜色鲜艳,外观好看,味甜,维生素C和A的含量高。无土栽培可以有效避开土壤微生物、大气、农药等污染源,因而可以生产出质量好、价值高的蔬菜及其它农作物产品。
3.不受地方限制。无土栽培可以用于一般农业或园艺不能生产的地方,规模可大可小。大则可以规模化、专业化、工厂化。小则可以一家一户,一坛一盘,或是利用家庭的楼台、阳台、走廊、庭院等进行无土栽培花卉、蔬菜等作物,既可美化居住环境,又可物有所收。
[关键词] 电气自动化 农业水利 应用
[中图分类号] S27 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)09-0230-01
伴随着电子技术、信息技术以及数字化管理技术的发展,电气自动化应用范围越来越广,不仅应用于工厂自动化控制、办公自动化操作,而且应用于农田水利建设当中。电气自动化技术目前正在迈向一个新的局面,它的发展大大的推动了国家经济发展,自动化发展要求。我国是农业大国,农业是国家赖以生存的根本。由于我国地域辽阔、人口众多等因素,导致水资源缺乏,人民生活得不到保障。农田水利建设是通过农田水利工程设施或者其他方法来调节地区水利分布、改善低产土壤、充分利用水资源等,但在实际实施过程中却遇到了技术难题。为了适应高科技、高文化的要求,发展、提高电气自动化技术,推动农业发展便显的尤为重要。
一、电气自动化技术在温室大棚中的应用
随着社会竞争的日益激烈,已有多数厂家进行温室大棚电气自动控制技术的研究、产品生产。远程监控系统发展迅速,以最大程度、最大范围监测温室大棚中农作物的生长情况。此监控技术可检测温室中的温湿度、光照、二氧化碳浓度以及植物水分等环境因素,将所监控的信息直接传达到用户,使用户可以直接采取相应措施,以确保提供最适合农作物生长的环境条件。当植物水分缺失的情况下,系统会发出报警信息,以便提醒用户。不仅如此,监控系统并不是在植物出现状况才报警,它可以时时、迅速进行检测植物是否处于良好发育状况,分辨出哪块区域生长良好,哪块区域需要施肥,哪块区域需要灌溉等等。电气自动化技术目前在大型农业生产中较为常见,而在农村小户、集体户等地却不常见,因为此技术虽具有功能强大、操作方便、覆盖面积广等优点,但是花费对于小成本农民来说过多。相信随着社会发展,科技进步,电气自动化技术的普及面将越来越广。
二、电气自动化技术在节水灌溉中的应用
农作物的生长离不开灌溉,灌溉水量的多少也将决定农作物是否可以正常生长、产量增加。据国家统计,我国人均水资源占有率不到世界水平的20%,水资源供不应求,在这样的压力下将严重影响我国可持续发展。近来年随着电力电子、计算机控制等技术不断发展,节水灌溉技术也逐渐应用到农业水利当中。目前我国节水灌溉技术较多,达11之多,如喷灌、渠道防渗等,在农作物正常生长的前提下尽量灌溉量小、高效。节水灌溉工程的实施,不仅可以优化农作物生产流程,而且减少了灌溉过程中的劳动力以及施水量。电气自动化技术的发展使节水灌溉更好的应用于农作物当中。在农业水利工程中,进行远距离、自动化控制、检测农产品生长情况。一般需要仪表、电气设备、管道较多,仪表类主要为流量计、温度计、气体检测器、土壤水分传感器等;电气设备类包括灌溉所需的泵、电动阀等;管道包括给水、排水、回用水等管道。虽然设备众多,但是可以通过DCS系统进行中央控制室控制。考虑农作物需要检测如温湿度、农作物含水量、土壤等相关数据,设置相应监测点。当中控制计算机显示某一区域、某一参数出现问题时,便会进行报警,提醒用户进行相应措施。通过节水灌溉技术的优化,不仅可改良土壤,使土壤透气性好、易吸收肥料和水分,而且达到节约水、电、肥料等目的。
三、电气自动化技术在无土栽培中的应用
无土栽培是以轻质材料或人工培养液代替传统的土壤来固定植物,是植物的根部可以直接接触养料进行吸收,可通过精量播种达到一次成苗的效果。轻质材质一般包括水培、雾培等。由于人工培养液可以根据植物生长所需必要元素来进行配置,这样对植物生长便起到了有所针对的促长作用。自动化技术为无土栽培管理提供了良好控制和检测平台,它使工作人员对植物生长的状况可以清楚了解。通过自动化检测平台,也可以把无土栽培技术和传统栽培技术生长出的植物进行全程监测和对比,了解哪些因素对植物起到推动作用。除此之外,自动化监控可以使工作人员对植物的营养液吸收、周围环境影响、发展阶段等情况有所掌握,方便工作人员对技术加以改进。目前电气自动化控制技术在无土栽培中应用也越来越广,相信随着社会发展,此技术覆盖范围将越来越广。
四、电气自动化技术在水处理中的应用
如今国家提倡水资源节约,重复利用,对于水处理要求也越来越高。目前水处理行业发展旺盛,其所需电气自动化技术也越来越高。国家、企业建设水厂来处理工业废水、生活污水等,目的就是能更充分的利用水资源,不至于造成资源浪费。水处理标准高,处理之后各水质参数应达到国家标准,其电气自动化技术也应满足要求。在农田水利水量应用之余、污水排放需谨慎。电气自动化技术应用于污水检测,可以判断农业废水是否有化学污染,是否会影响周围环境及水质。由于农业生产所需肥料较多,水质受其影响,通过自动化检测并处理可以进行循环利用,不至于造成水资源浪费。
总结:我国人均水资源占有率较少,水资源如何有效利用是国家所关心的重要话题。农业水利的发展,将大大的节约了水资源的浪费,这都离不开高科技、高技术。在农业水利发展过程中,对其相应技术要求日益提高,传统自动化技术已经不能满足现今农业发展、水资源节约的要求。电气自动化控制技术发展不仅有利于节约了人力、物力,而且对环境、土壤改进也有所影响。如今农业发展还有很长的一段路要走,而自动化技术的发展离不开我们的努力。科技是第一生产力,只有不断更新、发展技术产业,才能使农业水利发展迅速,超出国外领先国家。
参考文献
[1]李慧.自动化信息技术在农业生产中的几种应用前景[J].当代生态农业,2004(1).
目前的现代温室蔬菜超高产只有无土栽培1年生(含1年)以上的蔬菜(番茄、黄瓜、甜椒等)可实现。根据无土栽培科学施肥作用的启迪,以创新装备和工程引入应用改变有土栽培传统施肥和耕作方式,探讨普通设施有土栽培蔬菜(1年及以上生)种植实现超高产高效生产模式的可能性。2009年我国设施面积达到335万hm2,设施蔬菜种植绝大多数为有土栽培,播种面积占2009年度蔬菜总播种面积(1841万hm2)的30%以上,实现超高产有重要意义。国家中长期科学和技术发展规划(2006—2020年)中有关农业的重点领域及其优先主题发展思路(4)明确指出:积极发展工厂化农业,提高农业劳动生产率。重点研究农业环境调控、超高产高效栽培等设施农业技术,开发现代多功能复式农业机械,加快农业信息技术集成应用。
1发展设施农业技术意义重大
国家科学和技术发展规划以现代农业发展理念,从前瞻的战略高度审视设施农业的发展。所谓现展理念的前瞻性,就是从未来发展考虑问题。要实现小康社会,人民生活提高,同时应对我国人口逐年增加的形式,就必须提高现有各种资源利用率,特别是在我国人均耕地资源逐年下降的情况下,耕地资源又不像其他资源可以通过进口或替代等措施弥补,所以提高现有耕地资源利用效率十分重要。当前现代温室的无土栽培技术能实现超高产,以荷兰无土栽培番茄种植为例,年均产量为52.5万~67.5万kghm2,是我国大田番茄种植产量的8~10倍,是一般温室有土栽培番茄种植年产量(两茬产量)的3倍左右。因此,超高产高效设施栽培技术的发展,特别是设施蔬菜超高产高效有土栽培技术的发展,对提高耕地利用效率,挖掘土地资源潜力有着巨大作用,它是一个国家现代化、高度工业化和城市化发展的重要标志,它的发展是必然趋势。
2现代温室无土栽培技术
现代温室无土栽培具有高产出、高品质、高效益,劳动条件和环境好的优势,它是现代农业的典范。设施有土栽培蔬菜种植距现代农业目标有多大差距,通过与现代温室无土栽培对比,分析无土栽培高产出、高品质和高效益生产模式的机理,可探索出设施有土栽培蔬菜超高产高效的生产方法。荷兰无土栽培番茄超高产的根本原因,是对水肥、温光(光合作用和温度影响)、时间、土地和空气各类资源利用率高。利用率高意味着单位时间内资源利用多,也就是单位时间生产的产品多,它体现了时间就是金钱,具体体现是番茄在1个(或以上)生长期(定植—拉秧)内,结果生产期(首次上市起始)占整个生长期的80%以上,让更多各类资源(含人为调控资源)转化为番茄果实。为了单位时间生产的产品多,无土栽培把现代科学技术、现代装备和工程尽可能多地引入应用,建立4大保证措施,即科学施肥、合理温度控制、适当增加光照和现代农艺管理。
(1)无土栽培科学施肥。无土栽培是把具有各种营养元素的营养液放到槽或池子内,作物根系置于营养液中,根系从营养液里吸取水和营养元素。营养液的营养元素按作物需要进行配制,营养液按需可定期补充。由于营养元素全面,水和营养元素保证及时供给;番茄秧苗可养活更多枝杈,保证番茄1年或更长生长期的正常生长,提高自然资源利用效率。
(2)合理温度控制。番茄开花结果最适宜温度,白天25~32℃,夜间15~20℃。番茄果实成熟一般50~60d,在最适温度下50d内成熟,温度不适宜时需60d以上,甚至100d成熟。总有效积温高和零度以上无效积温利用率高。荷兰现代温室无土栽培一年中适宜番茄开花结果的连续总积温可达8000℃左右;据测算北京地区日光温室实施合理温度控制,在340d的番茄种植中,总有效连续积温达7500℃以上(最适宜的温度),其中有2500℃左右的零度以上无效积温调整为有效积温,它占总有效积温的30%以上。有效积温不连续,番茄果实成熟时停时长,果实成熟时间加长,从停到长总有起动过程,使有效积温利用效率降低。总有效积温连续,提高有效积温和其他资源利用率,可使番茄成熟期不超过50d,使结果批次大大增加,达到提高产量的目的。
(3)适当增加光照。荷兰在北纬49°~53°,冬季太阳照射高度低,强度弱,阴天多,日照1484h年,光照不足,必需适当增加光照,自然资源利用效率才会高,不致影响产量。
(4)现代农艺管理。有了科学施肥和开花结果最适宜的温度环境等,没有好的管理,番茄只疯长,同样不能高产。所以加强管理,合理换头,使结果批次达到合理数值,才会取得超高产。这说明现代农艺管理是番茄超高产不可缺的重要条件之一。4大措施中,有一项不足就影响各类资源利用率,各类资源转化为果实的程度降低,就没有超高产而言。就是说只靠大自然恩赐的资源不可能取得超高产的。
3现代温室无土栽培在我国的应用启示
现代温室无土栽培番茄等超高产和类似工厂工作环境的生产模式,是现代农业的典范,是学习榜样。设施有土栽培蔬菜要实现超高产,也必须建立4大保证措施。实际上无土栽培超高产并不是深不可测,关键是它用4大措施保证了番茄各生长阶段的生理机能最适宜需求,从而实现超高产。4大措施中的温度控制、增加光照和现代农艺管理水平,我国并不落后于发达国家,其最大差距是有土栽培施肥不科学———营养不能及时供给,营养元素不全面。施肥不科学严重影响各类资源利用率。只要在科学施肥上另辟新路,建立与无土栽培科学作用相同的有土栽培新的施肥方法,并使投入处于较低水平,普通设施有土栽培蔬菜超高产高效就能实现。
4普通设施有土蔬菜栽培
4.1种植模式
有土栽培大多为畦(台)田种植模式,它包括种(栽)前土地准备、种(栽)、管理和收获4大环节。在4大环节中,种前土地准备农活量最大、最重。有土栽培蔬菜种植现代农业建设中,土地准备环节全部机械化显得十分重要。
4.2种前土地准备机械化状况
传统机械作业必须通过转弯完成,而传统机械体积大,转弯半径大,即使小型微耕机作业转弯半径通常也在3~4m,机械作业时经常与设施擦碰,这就是传统机械与设施之间存在的作业障碍,这种障碍使设施边角地带不能翻耕,造成边角漏耕;传统机械作业,存在入土行程和出土行程,造成地头漏耕;传统机械作业地面不得有任何障碍物,故不能为工程应用提供支撑。因此地头、地角、做畦和畦面土壤细化平整全部人工完成。据测算土地准备环节,用传统微耕机翻地,人工挖翻地头地角,人工做畦和畦面土壤细化平整等,人工成本占87%。虽然也用机械,因机械作业项目少,机械化程度低,人工成本居高不下。特别是工资逐年提高的情况下,人工成本还要高。要提高机械化程度,减轻劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率,研发新型机械装备势在必行。
4.3有土栽培蔬菜施肥状况
施肥量及施肥方法不仅决定蔬菜产量,而且影响产品质量,这说明了科学施肥的重要性。传统有土栽培蔬菜作物的施肥存在以下问题。4.3.1不能按需供肥,肥料利用率低一般是在种前一次性施入一定量有机底肥和适当化肥做底肥,底肥与土壤混合储存在土壤耕作层内,此时土壤的肥力达到峰值。 作物各不同生长阶段所需要营养元素的量也不同,作物幼苗生长期所需营养量并不大,但此时土壤肥力处于峰值,幼苗仍按自己需要量吸取部分营养,土壤储存的剩余部分将随着灌溉等因素流失一部分,特别是土壤中的化肥流失比例会高一些。
4.3.2追肥受限不能做到及时提供营养
作物生长到中后期需要营养元素最多时,土壤的肥力已经下降,不能满足作物生长的旺盛需求,因而人们常给作物实施追肥,这种追肥大多为无机化肥。特别追肥时畦面秧苗较高,设施内气温高,在根附近挖坑,投入化肥,再掩埋,作业条件差,十分繁锁,费工、费时、费力;追肥次数多,用工多,劳动成本提高,因而追肥次数受到限制,所以不能做到及时提供营养给作物。
4.3.3营养元素不全面
追肥大多为化肥,只补充N、P、K元素,微量元素无法补充,营养元素不全面。
4.3.4施肥不科学使番茄生长期缩短
番茄虽然是多年生作物,但因有土栽培下传统施肥方式不能满足其更长生长期的需要,造成番茄一般只有几个月生长期。若在营养保证的情况下,采收期(生产期)增加2个月,就意味着番茄产量增加1倍。
5设施蔬菜超高产有土栽培技术内容及作用
设施蔬菜超高产高效有土栽培技术研究的切入点主要是通过引入新型耕作机械和工程手段,取得两个方面突破:①机械装备与设施内畦田种植模式之间相适应,并建立全新的有固定畦埂的耕作模式;②按照无土栽培科学施肥作用的启迪,建立相应的有土栽培科学施肥方法,并使其固定资产投入降低到较低水平。
5.1纵横行走微耕机为核心的机械化
纵横行走微耕机前面装有平碎土机具,后面装有旋转深耕机,两轮纵向走于两畦埂。作业从日光温室后墙处畦端开始,平碎土机具抬起,旋转深耕机落下,进行畦面翻耕作业,到畦的另一端,返回时旋转深耕机抬起,平碎机具落下进行畦面碎土和平土作业,直到后墙处畦端,然后轮子在横向畦埂行走,使机组到下一畦作业,如此返复实现不转弯的翻整地作业。使用效果如下:
(1)土地准备环节全部机械化作业。机组作业不用转弯,没有入土行程和出土行程,翻耕时无地头地角漏耕,不用做畦,土地准备环节可全部机械化。提高劳动生产率,降低成本。
(2)为各项工程应用提供支承点。传统机械翻耕土地,地面不允许存在任何永久性固定物体。纵横行走微耕机作业畦埂不翻耕,因此畦埂就可以改为永久性畦埂,如用混凝土或其他材料做成予制件,然后组装成固定畦埂。这种固定畦埂相比于传统土堆积的畦埂有许多优势:①它为工业工程应用提供了固定支承点;②为探索和深入发展现代农业提供支持。
(3)节能减排。纵横行走微耕机动力为低压直流电动机,蓄电池提供能源,特别是设施内空气流动差,没有尾气排放有利于环保;蓄电池可以在电网负荷最低时充电,在大环境内有利于节能。传统微耕机由于驱动轴分配质量有一定限制,没有条件使用低压直流电动机,所以传统微耕机只能使用汽油机或柴油机,因有尾气排放造成污染,在设施内应用不利于人的健康。
5.2改良土壤提高肥料利用率
(1)沟施底肥,增加土壤肥力。有土栽培有机底肥,大多由牲畜、人粪便和沼气池的堆积物等与土混合堆放而成,如在种植中施入有机底肥30thm2,均匀撒播后,实际只分摊3kgm2左右,铺摊后约1.5mm厚,许多株行距较大的作物,多数根系分布在30cm范围,则分摊有机底肥0.212kg株。30cm范围以外的有机底肥利用率低。沟施有机底肥,可以把全部有机底肥集中在作物根系周围。
(2)改良土壤。设施内土壤因常年耕种有机质含量低,甚至含量不到1%,并有不同程度板结(盐渍化),孔隙度小,不利于作物生长。纵横行走微耕机开沟,实施秸秆埋施生物腐熟技术,利用微生物分解动植物遗体,增加土壤肥力(含微量元素),利用微生物分解消除有害物质,改良土壤。
5.3利用暗精量灌施工程追施液肥
水和营养液具有良好流动性,极易实现人为定量输送到一定位置。暗精量灌施工程应用是由纵横行走微耕机的作业特性引伸拓展而来。暗精量灌施工程由固定畦埂、管路地下网络和管路网络终端等组成。固定畦埂由混凝土或其他材料的多种予制件组装而成,管路网络置于固定畦埂内,纵向畦埂内的管路设置适量接口,它们常年不拆卸,管路终端与接口联接,管路终端出口可置于作物根茎周围的表土层以下一定深度,也可以采用其他方式放置,管路终端每种一茬拆一次装一次。所谓精量是指把一定的水或营养液注入到作物根系周围一定范围的土壤内,一定范围以外的土壤不渗入或极少渗入。由于表面张力作用,水和营养液可储存在一定范围土壤间隙内,作物从中吸取营养。一定范围的土壤作为营养液容器与无土栽培营养液的载体(池或槽)作用相同,这里只是载体形式上的不同。
5.3.1追施效果明显
利用暗精量灌施工程追施营养液,只要作物生长需要随时随地可进行追施。这样无论作物生长期多长,根据作物不同生长期的需求,合理安排每次精量灌施营养液的数量和一定时段的灌施频次,就可实现供肥及时、营养元素全面的科学施肥目标。
5.3.2与滴灌相比具有的优势
滴灌使水或液肥从土表面施入,不能做到精量施入,施入面积大,施入的水或液肥多,作物根系不能吸收的比例比暗精量灌施工程大。滴灌使水从土表面施入,表土层含水量大,在低温情况下易形成设施内的高湿。而暗精量灌施工程从土层以下2~3cm注入水或营养液,水分含量从下往上成递减状态,水的蒸发少,有利于降低湿度,减少高湿引起的病害。
5.3.3有效提高劳动生产率
传统追化肥一般在根茎附近挖坑,投肥,掩埋费工费力费时,用地下管路网络追施液肥,人只操纵控制机构就可实现追施肥,大大提高劳动生产率,降低成本,减轻劳动强度。
5.3.4有利于环保
实施精量追施营养液,底肥不在施入化肥,减少化肥的流失。追施营养液等使根系以外土层不渗入或极少渗入,这样基本杜绝肥力的流失,提高肥料利用率,又减少对土壤环境的不利影响。
5.3.5能够提高地温
在寒冷季节,白天太阳照射表土层温度有所提高,但耕作层土壤温度受地下低温传导作用,使整个耕作层温度上高下低,不能满足作物根系的需要;日光温室传统种植用水温度在10℃以下,灌溉后不利作物生长。暗精量灌施工程可以把水或其他溶液加温后注入到土层以下2~3cm,从而使整个耕作层的温度环境有利于作物生长。
5.3.6探索在盐碱和瘠薄沙地土壤的扩大应用
暗精量灌施工程能在作物根系附近建立适于作物生长的小环境,所以在盐碱和瘠薄沙地土壤扩大应用完全可能。
(1)在盐渍土地应用的可能性。由于风吹日晒,水分的蒸发,盐渍地表土1~2cm的盐量比例高,极易形成板结,板结的地表使农作物不易破土出苗,造成农田缺苗和弱苗的比例高。本技术在盐渍地应用有4个优势:①整地后蔬菜钵苗移栽其上,根部在表土层2cm以下,不存在破土出苗问题;②设施内地表水分蒸发少,另外水和营养液按需从表土层以下2~3cm处注入,有一部分水分往地表方向渗入,增加表土层的水分含量,表土层盐(碱)的含量比例降低,表土层不发生板结;③选合理精量灌施水和营养液的频次,能使作物根系附近的土壤含盐量控制在0.1%~0.2%,各种蔬菜都可种植;④每茬种植行面中线机械开沟埋施农家土肥和有机肥,使种植行土壤得到改良,增加肥力,不发生板结,此外畦面中线机械可沟埋施生物技术腐熟秸秆,二者结合逐步使土壤得到改良,不断增加土壤中的有机质含量,增加土壤肥力,有机质含量高,在设施内的温度和湿度环境下,有利于微生物生长繁殖,微生物多有利于土壤中的污染物的分解,消除污染。
(2)在瘠薄沙地应用的可能性。瘠薄沙壤地含砂量多、孔隙度大,水和其他液肥不易藏储,水分极易蒸发,甚至较深层的水分也保不住。本技术在瘠薄沙壤地应用有3个优势:①埋施生物腐熟秸秆和沟施有机底肥以及加入适当的黏土粉,有利于改良土壤,提高肥力,增加水肥储蓄能力;②暗精量追施水和营养液,极易实现勤追少追,又不使水和营养液渗漏或极少渗漏到根系以外;③设施内的环境可减少水分蒸发,有利于水土保持。
大棚蔬菜种植是一种比较常见的技术,它具有较好的保温性能,它深受人们喜爱,因为在任何时间都可吃到反季节的蔬菜[1]。在一般情况下,大棚蔬菜都采用竹与钢为主的结构骨架,然后在上面覆盖上一层或多层保温塑料薄膜,这样一个简易结构就制造出一个完整的温室空间。塑料薄膜可以有效防止蔬菜生长过程中产生的二氧化碳流失,以达到大棚内需要的保温效果[2]。
1 制约大棚蔬菜高产因素
1.1 肥害
肥害是制约大棚蔬菜的一个重要原因,主要是积盐的危害,产生的原因是大量化肥的使用导致土壤的本质发生改变,制约了蔬菜的生长。当出现肥害后存在的相关问题,影响了大棚蔬菜根部的发育,降低了水与肥的吸收能力,缺乏营养而死亡;土壤的盐渍化过高,导致蔬菜叶枯萎老化;土壤发出的毒气影响蔬菜生长。
1.2 药害
药害的潜力很大,有时症状明显,有时是隐形的,不易发现。药害产生的原因,不管任何蔬菜品种都使用同一种除草剂;过量使用农药;施农药的时间不准确;采用伪劣农药或者过期农药。这些因素使蔬菜变形,甚至死亡。
1.3 旱害
旱害是影响大棚蔬菜生长最重要的因素。旱害产生的原因是水源的供应不足;水质效果差;种植地方设施不完整。旱害不仅推迟了蔬菜的种植最佳时间,制约生长速度,而且给施肥、施药带来了一定困难。
2 常见的高产栽培方式
2.1 反季节栽培
要想蔬菜的价格高,就可以采用反季蔬菜种植,反季的蔬菜才能满足市场不断的供应需求,提高经济效益。如在秋季种植大白菜、萝卜等耐阴蔬菜,注意用黑色覆盖网来遮阳,从而达到降温效果。
2.2 软化栽培
软化栽培,就是当蔬菜生长了一段时间后,再设置半黑或黑暗环境,注意生长湿度。这种方式,种植的蔬菜营养价值最高,叶绿素含量低,枝叶松软,美味可口。如韭黄、芹菜等。
2.3 促进栽培
此方法主要是供应淡季市场的需求,在春季早期和冬季,充分利用温室保温来种植蔬菜,宜以耐寒和喜温的品种种植。
2.4 无土栽培
无土栽培不仅成本低,而且产量高、蔬菜品质好、健康环保等优点。无土栽培采用的方法是水种植法、营养液种植法等。这种栽培法使用范围广,推动了蔬菜的高品质发展。
3 高产栽培技术
3.1 平整土地、平衡施肥
大棚蔬菜种植要求相对较高,不管是土壤的质量程度,还是施肥管理都有高要求,需从科学角度出发[3]。选择种植的蔬菜土地要平整、精细,在种植前对土地要翻新、施肥、除草等。由于大棚内的温度与外界具有一定的差异性,施肥需适量,避免过量施肥造成土壤变质。适当增加施磷钾肥,减少氮肥使用。
3.2 选择合理的棚型结构
在一般情况下,选择棚型跨度在8 ~ 12m,大棚长度在60 ~ 120 m,三面土墙、三排立柱,在立柱上最好使用竹或钢立架。在棚面使用覆盖无滴膜,从而增加大棚内的温度。
3.3 品种选择
最好选择的品种可以耐低温、光照要求低、抵抗力强、耐高湿、产量高、种植时间短的品种。种植的大棚蔬菜产量高、品质好才能满足市场需求,提高经济效益。如种植黄瓜、番茄、青椒等。
3.4 合理利用“棚气”,调控温湿度
大棚蔬菜在种植过程中,由于大棚内密闭,易产生一些有害物质,损害了蔬菜的生长速度。因此,要正确控制棚气,并合理运用棚气。在早上大棚内的蔬菜较为缺乏二氧化碳,应适当补充CO?气肥,促进蔬菜的生长。在午间气温较高的时候,适当打开通风口,进行换气,避免有害气体伤害蔬菜[4]。选择种植的大棚蔬菜以喜温型为主,最佳温度25℃~ 33℃,生存上最高温度不能超过44℃,最低不能在0℃以下。当温度超过33℃时,要给予降温处理,可以采用定期开棚通风、换气孔、喷雾等。当低于0℃时,给予加温处理,如热风加温等。注意控制棚内湿度,避免湿度过大影响蔬菜的生长。因此,需经常通风换气,改善大棚内的湿度。
3.5 膜下滴灌浇水
在大棚内水分蒸发和扩散相对比较慢,多部分大棚蔬菜的蒸发速度比外面种植的蒸发量低一半,尤其在晚上、阴天、冬季的时候,空气的湿度早已在饱和状态。大棚内湿度过高,严重影响蔬菜的生长。因此,大棚蔬菜可以采用膜下滴灌浇水法进行灌溉,这种方式,不仅能大大改善棚内环境,而且把湿度控制正常范围内,保持棚内温度,降低了病害的发生率,蔬菜的产量也得到提升。膜下滴灌浇水是一个经济实惠、方便、有效的灌溉方法。
3.6 科学打药治病
由于蔬菜在生长过程中,易产生害虫,主要的防治方法就是打药除虫、综合防治。常见的害虫有地老虎、蚜虫等。除虫要选择科学打药,必须是正确的时间,选好药。一般情况下,选择含有铜、锌剂,这类药,不仅能超强杀菌,而且能增加蔬菜的抵抗力,有效促进农作物生长;保持良好的生态环境,降低湿度,可以控制病虫的生长,减少打药次数;土传菌是严重的病菌,如果在早期没有很好的控制,生长的蔬菜就会被病菌污染,因此要重视苗期的预防;采用物理防治,如深耕深翻、品种选择等。当出现不同程度的病害时,要对症治疗、科学打药。