气雾栽培
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2019年4月2日 作者:xwz2367609 [返回]
支撑垂直农业与垂直农场发展的温室设施技术(2)

第一节、  设施技术创新

垂直农场与垂直农业是空间化利用的新型耕作模式,栽培设施同样采用空间化立体化布局方式,而气雾培是最适合垂直设计的耕作技术,以下就各种适合垂直农业的设施作简要介绍。

一、        梯架与塔架雾培

早期的叶菜类气雾栽培大多采用塔架式雾培(图12-11),塔架底宽为1.2米斜面为1.8米,长度因场地而定;塔架采用20#热镀锌管组件化安装而成,塔架两侧的腰处各均匀布设两道弥雾管,管上按照间距0.6米安装喷头,该模式存在塔尖处弥雾不均或存在死角问题,目前在生产上应用日渐减少;在塔架基础上进行改造,又形成了梯形架模式,梯形架底宽为1米斜面为1.5米,上梯面宽为0.4米,同样采用两腰处各布设两道弥雾管方式安装,喷头间距同为0.6米,梯架与塔架相比,上梯面更适合瓜果类植物套种;最近生产上又开发了一种新型梯架,即于上下梯面处各增设一正三角与倒三角结构,用于管道的架设安装,这种架式弥雾管道安装于梯架内空间中线处,作上下两道布设,比上述的塔架与普通梯架减少两道弥雾管,安装于梯架中线区域的弥雾喷头实现360˚角弥雾,而安装于两侧的喷头因受栽培板的阻挡,弥雾角则为180˚,改良后的梯架喷头数量减少一半,而且不会出现根系遮挡喷头问题,弥雾更为均匀。

二、        立柱雾培与立式陶粒培与海绵培

立柱雾培具占地小空间利用率大的优点,而且立柱培可以腾出更多的地面空间作为活动空间,适合示范园与观光园的空间利用;生产上应用的立柱雾培有四种构建方式,一种是直接采用大口径PVC管或者波纹排水管作为立柱,内置弥雾进行构建;第二种是采用铁丝网围成立柱并于柱体表面包覆黑白膜的方式构建;第三种是利用20#热镀锌管作为立柱支架,再于支架外扣合挤塑板的方式构建,一般生产上普遍应用的立柱,为六面体立柱,柱的直径为1.2m,高为2.43m,柱之间排列的间距为2.5-3m;第四种是采用高密度的泡沫或者聚氨酯材料注塑成半弧形材料,建造时用半弧形材料扣合成立柱用于柱式雾培,这种方式建造便捷快速,在一些部队的农副业生产基地被率先采用。

立式管道陶粒培与养鱼结合构建的鱼菜共生系统(12-12),这种模式系统稳定,水质处理好而且基质缓冲性大,菜的动态波动对水质不会造成太大影响。生产者或市民运用成功率高,适合生产性与阳台农业,栽培的品种也多,可以是瓜果也可以叶菜,而且垂直立体化利用,大大提高土地利用率。但在系统构建进管道的定植孔处理及填充陶粒等工作,建设稍为费时,在运用时陶粒中残根的处理稍为麻烦,但也不失是当前较为实用的鱼菜共生技术,可以在生产与阳台大面积推广运用。

 

带槽沟的立式管道海绵培与养鱼的结合模式(12-13),该模式可以说集成了常规鱼菜共生模式的优点,归避了水培波动性大,陶粒培承重大等问题。系统稳定性好,处理水质效率高,土地利用率也高,可以说是当前最为理想的鱼菜共生模式,不管是阳台庭院还是生产大面积运用都非常的可行而稳定。从系统科学角度来说,该系统是一个效率极高的正反馈系统,鱼生长快排泄多,海绵基质滤化的固态有机物发酵效率也高,于是植物生长快根系发达,发达的根系又促进了吸收让水质更清洁,鱼又长得更快,是一个正真的共生共荣的协同系统(12-14)。当菜收获时系统同样具有良好的分解矿化能力,因为海绵的表面孔隙创造了比以往其它基质更大的微生物滋生表面积,而且管为垂直布设排水良好透气富养,培育了大量的硝化转化益生菌。在菜收获时,虽然没有根系,但系统同样出不会现大的波动。 以下就该系统作简要介绍。

立柱式雾培与陶粒海绵培适合垂直农业与垂直农场的系统构建中,海绵陶粒培结合鱼菜共生技术较适合都市农业的阳台庭院作垂直农业设计之用。

三、        钢构树及桶式雾培

钢构树灵感源于上海世博会的世博轴构造,如巨伞的构造可以创造出硕大的利用空间,较适合蔬菜树的栽培应用;蔬菜树是科技园区重要的观光科普项目,通过选择无限生长型品种,再结合营养液栽培,实现单树的超巨大化发挥,创造出瓜果作物的巨木效果,是一种空间利用型设施,可以腾出更多的空间供客人走动观光;钢构树由喇叭口的网架伞体与基部的雾培基座组成,伞体用于植物枝蔓的攀爬,基座创造根雾环境,用于作物栽培(12-15)

桶式雾培在生产上应用通常也是栽培蔬菜树较多,这种方式只构建根雾环境,枝叶或藤蔓的空间布局与生长还需另外辅助棚架。用于根雾桶制作的方法,有铁丝网围建法,也有直接用较大的塑料桶或者不锈钢根容器作为根雾桶使用;铁丝网围建法利用铁丝网围成桶,再于网内铺设黑白膜的方式构建,围网的直径可以灵活把握;目前生产上也有采用断根容器作为雾培桶,断根容器材料市场易购,围成桶后再进行铺防水布即可(12-16)

四、        沟槽式与管道式雾培

沟槽式与管道式雾培通常用于垂直农场的瓜果、果树、树木类的种植,沟槽雾培在地面施工有砌砖建槽或者就地开沟方式,在垂直农场的空间利用上,一般采用万能角钢作为材料制作种植槽的种植框,再用挤塑板材料扣合成槽,这种方式具有建设灵便轻巧,少承重,方便空间化布局(12-17)

管道式雾培可以采用大口径PVC管构建,这种方式可以用于屋顶果园、都市护栏、可利用空间架设;也有采用柔性的伸缩管,伸缩管具有搬运安装方便,使用灵活的优点,它的柔性特点适合变化环境的利用,如在螺旋梯田上的应用,伸缩管雾培更具优势(12-18)

五、        X架复合耕作模式

栽培模式的创新可以优化作物生长条件,也可以让温室设施的空间得以最为充分的利用,达到设施占用率降低;同时起到减少能耗、节省土地、实现更为集约化管理的高效生产目的;把气雾栽培与种苗快繁得以立体化的组合创新,让空间分布更为合理,优化不同耕作层的光生态位,实现两者之间的生态协同共生;就如自然森林群落,撒落的种子萌芽与幼苗之生长有上层枝叶的庇护,可以减少强光对幼苗的灼伤,又营造了冠下更为适宜的温湿度环境与米筛光漫射效果,更有利于幼苗及种子萌芽的早期生长;设施化技术及创新耕作模式更利于空间的合理布局与光效的充分利用,采用X架模式,支撑起三维利用的空间,于上层V架上扣建V型雾培槽或架设雾培管,下层空间用于苗床建设(12-19,图12-20)

近年栽培设施的开发与应用发展速度很快,除了上述介绍的模式外,还有当前用于草莓种植的A架式基质槽栽培,空中的V槽雾培,还用未来用于空间站的气囊式雾培,室内阳台的层架式管道培,以及适合阳台空间的倒挂式栽培等等,模式创新将会随着产业的应用范围及功能,发生不断的更新与演变,但总的一点都是为了充分利用耕作空间,利用有限的资源以达到最佳的耕作效果。

 

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