郭玲娟，楊鑫芳，李躍洋，于稽棟

（1.北京中農(nóng)富通園藝有限公司，北京 100083；2.河南鑫芳生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，河南駐馬店 463000）

目前，育苗企業(yè)大都存在很多問(wèn)題，育苗設(shè)施操作不便，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，土地利用率低等。近年推廣的活動(dòng)苗床形式，其土地利用率為80%左右，而且需要人為推動(dòng)活動(dòng)苗床，不便于機(jī)械運(yùn)輸和操作。移動(dòng)苗床水肥灌溉大多通過(guò)頂噴淋形式進(jìn)行，地上部分和地下部分生長(zhǎng)不協(xié)調(diào)，根系發(fā)育差；水肥直接滲漏排走，利用率極低；空氣濕度大，病蟲(chóng)害發(fā)生率高；灌溉不均勻，導(dǎo)致種苗商品均一性不良，難以培育壯苗。

潮汐式灌溉系統(tǒng)起源于設(shè)施栽培技術(shù)發(fā)達(dá)的荷蘭，在其種苗生產(chǎn)中已得到廣泛應(yīng)用。由于潮汐育苗采用營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)方式可以節(jié)水節(jié)肥，底部灌溉方式大大降低空氣濕度減低病害發(fā)病率，據(jù)報(bào)道，采用潮汐灌溉方式的作物，其種苗生長(zhǎng)量明顯優(yōu)于人工澆灌或頂噴淋灌溉方式[1]。根據(jù)栽培面特點(diǎn)的不同，潮汐式灌溉主要分為植床式和地面式兩種類(lèi)型。文章從提高土地利用率、水肥利用率及降低能耗等方面進(jìn)一步優(yōu)化改善現(xiàn)有的地面潮汐育苗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)育苗產(chǎn)業(yè)的節(jié)能增效。

潮汐地面苗床系統(tǒng)

地面潮汐灌溉地表面層苗床處理。預(yù)留回水孔位置用深10 cm×10 cm 的U 型板槽隔檔后，地表面層苗床采用10 cm 厚的混泥土地面，抹平，要求平整度誤差在2 cm 以下。相較于常規(guī)育苗設(shè)施系統(tǒng)，土地利用率提高至95%以上。其承重可完全實(shí)現(xiàn)車(chē)輛等大型高效率運(yùn)輸，便于機(jī)械化操作（圖1～2）。

圖1 地面潮汐灌溉地面結(jié)構(gòu)分層示意圖

水肥循環(huán)系統(tǒng)

水肥循環(huán)系統(tǒng)（圖3）由水肥供給系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)組成。水肥供給系統(tǒng)管道布設(shè)于地下，由地下向地上供水，由供水槽向上溢出地面，供給植物根部；供水管道、回水管道平行布局，其管道地埋距苗床混泥土地面向下深60～80 cm，坡度均為1‰～3‰；給水管道的出水孔由電磁閥控制，回水管道的回水口由氣動(dòng)閥門(mén)控制，電磁閥和氣動(dòng)閥門(mén)均屬于灌溉系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的執(zhí)行器，根據(jù)施肥機(jī)設(shè)備發(fā)出的電信號(hào)，開(kāi)啟和關(guān)閉管路中的水肥。營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)將潮汐灌溉回水經(jīng)回水管道流及過(guò)濾器回收至回收罐/回收池，再經(jīng)紫外線消毒后進(jìn)入供水罐/供液池，由施肥機(jī)或人為調(diào)整好營(yíng)養(yǎng)成分后，再經(jīng)過(guò)水肥供給管道，供給種苗根系。水肥循環(huán)系統(tǒng)其獨(dú)特的性能和優(yōu)勢(shì)有以下4 點(diǎn)：

圖2 潮汐地面苗床示意圖

圖3 水肥循環(huán)系統(tǒng)

（1）水肥由下向上溢出地面，逐漸供給植物根部，避免葉片水漬入侵，降低空氣濕度，有效降低病害發(fā)病率；同時(shí)，由于根系的向水性較常規(guī)育苗方式更有利于育苗基質(zhì)內(nèi)根系發(fā)育，提升了有效根系量。

（2）供水管道、回水管道平行布局，且共用上水和回水槽，減少了施工的工程量和施工成本。

（3）供水由電磁閥控制和回水由氣動(dòng)閥門(mén)控制，便于和施肥機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化控制。

（4）營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)利用，節(jié)水節(jié)肥，水肥利用率達(dá)到95% 以上；動(dòng)態(tài)營(yíng)養(yǎng)成分調(diào)整，利于種苗的營(yíng)養(yǎng)均衡，商品性好，壯苗率提高5%。

地暖系統(tǒng)

地暖系統(tǒng)施工前需進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作。在所有地下管道安裝完畢，回填壓實(shí)以后，采用激光平地機(jī)整理地面，激光平地機(jī)隨帶壓路機(jī)壓實(shí)，地面平整度誤差在3 cm 以下。地暖系統(tǒng)前準(zhǔn)備工作完畢后，先鋪設(shè)地暖隔熱膜防止熱量向下傳導(dǎo)，然后采用直徑為0.6 cm 的螺紋鋼20 cm 間距，縱橫交錯(cuò)布置，交叉處采用扎絲固定，增加地面承重硬度和地暖管道保護(hù)，最后鋪設(shè)外徑2.0 cm 或2.5 cm 的地暖管。地面基層加溫可以由下向上供給熱量，為植物根部和生長(zhǎng)點(diǎn)提供更接近最佳溫度的環(huán)境，將熱量直接供給到種苗根系及植株周邊，減少了溫室空間能耗浪費(fèi)，供暖能耗降低15%以上（圖4～5）。

圖4 地暖總體示意圖

圖5 地暖管路示意圖

育苗管理體系

地面潮汐灌溉育苗系統(tǒng)的管理體系需要注意種苗育苗類(lèi)型及種苗擺放，重點(diǎn)體現(xiàn)在水肥管理和環(huán)境調(diào)控方面。

種苗育苗類(lèi)型

地面潮汐灌溉育苗對(duì)于育苗容器幾乎無(wú)選擇性，大多數(shù)的育苗容器均可適用。種苗育苗類(lèi)型多為穴盤(pán)苗、缽苗、盆苗、巖棉種苗、椰糠種苗等，要求種苗根系務(wù)必已經(jīng)距穴盤(pán)/營(yíng)養(yǎng)缽/育苗盆/巖棉塊/椰糠塊上沿向下扎根超過(guò)2 cm，便于地面潮汐灌溉能夠直接供給種苗根部，又不至于漫過(guò)穴盤(pán)/營(yíng)養(yǎng)缽/育苗盆/巖棉塊/椰糠塊等育苗容器。

種苗擺放

種苗宜采用種苗運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，并在潮汐地面擺放。擺放原則為兩株種苗葉片不能有重疊和接觸，穴盤(pán)/營(yíng)養(yǎng)缽/育苗盆/巖棉塊/椰糠塊之間保持3 cm 以上的間隙，便于植株間通風(fēng)透氣和上水回水的流暢；隨著種苗的生長(zhǎng)，應(yīng)逐漸拉大種苗間距，始終遵循通風(fēng)透氣和上水回水流暢的擺放原則。

水肥供給

水源及水質(zhì)要求

水源可以是地下井水、雨水、市政供水等，水質(zhì)要求pH 為5～7，EC 小于1 mS/cm。水質(zhì)不滿(mǎn)足要求時(shí)則需經(jīng)過(guò)水處理后再使用，且回收后的營(yíng)養(yǎng)液務(wù)必進(jìn)行嚴(yán)格過(guò)濾消毒后再進(jìn)入循環(huán)利用環(huán)節(jié)。

營(yíng)養(yǎng)液動(dòng)態(tài)調(diào)控

針對(duì)不同種苗類(lèi)型和需肥特性，確定專(zhuān)用配方，依據(jù)回液的離子含量的動(dòng)態(tài)變化，調(diào)整供給營(yíng)養(yǎng)成分比例。

水肥供給指標(biāo)參數(shù)及設(shè)定原則

依據(jù)苗齡、葉面積指數(shù)、光照強(qiáng)度、溫度以及基質(zhì)含水量來(lái)確定水肥供給的EC、pH。EC 控 制在1.9～3.5 mS/cm，pH 為5.2～6.8。EC設(shè)定原則可參考“高溫低EC，低溫高EC”控制。潮汐灌溉上水水位在3～8 cm，每次供水達(dá)到水位的時(shí)間為3～5 min，之后停止供水，達(dá)到水位保持1～3 min 后開(kāi)啟回水閥門(mén)。以上控制參數(shù)可在施肥機(jī)上設(shè)定，由施肥機(jī)根據(jù)指示實(shí)時(shí)控制。

環(huán)境調(diào)控

溫度

水溫及氣溫要具體根據(jù)不同種苗而定。在水溫控制方面，水肥供給時(shí)水溫要求在15～22℃為宜；在氣溫控制方面，葉菜類(lèi)要求22～25℃最佳，果菜類(lèi)要求25～30℃為佳，觀葉植物、草花及景觀園藝作物25～28℃為宜。

光照

依據(jù)不同種苗的光照強(qiáng)度飽和點(diǎn)和光照強(qiáng)度補(bǔ)償點(diǎn)確定。

研發(fā)與推廣情況

國(guó)內(nèi)潮汐灌溉技術(shù)發(fā)展起步較遲，相應(yīng)設(shè)備主要是國(guó)外直接引進(jìn)為主，自主研發(fā)為輔[2]。例如，2006 年云南昆明的安祖花卉有限公司所安裝的潮汐灌概系統(tǒng)就是從國(guó)外引入的。本地面潮汐灌溉育苗系統(tǒng)（圖6）的研發(fā)是以水肥利用效率、作物生長(zhǎng)發(fā)育及機(jī)械化操作為重點(diǎn)，對(duì)潮汐灌溉系統(tǒng)的裝備進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)和改善，實(shí)現(xiàn)育苗產(chǎn)業(yè)的節(jié)能增效。本研發(fā)成果于2018 年在邢臺(tái)市南區(qū)中國(guó)南和設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群建成8000 m2地面潮汐灌溉育苗系統(tǒng)，連續(xù)三年應(yīng)用于河北富碩農(nóng)業(yè)種植有限公司果蔬育苗，育苗效果較好，病蟲(chóng)害感染率降低20%，商品苗提高8%，達(dá)到97% 以上，培育優(yōu)質(zhì)壯苗效果顯著。

圖6 地面潮汐灌溉系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)景圖

總結(jié)

潮汐灌溉育苗對(duì)于育苗產(chǎn)業(yè)是一個(gè)全新的理念，目前很多學(xué)者已經(jīng)證實(shí)其優(yōu)點(diǎn)。柳紅等研究證明，潮汐式灌溉較常規(guī)噴淋澆水相比灌溉量降低了21.36%，用電量降低了30.38%，用工量降低了76.81%，證明潮汐式灌溉在培育壯苗、節(jié)本增效方面的效果顯著[3]；潮汐式灌溉可以推動(dòng)植物工廠化育苗的發(fā)展，具有良好的應(yīng)用前景[4]。