陳燕紅

陳燕紅,北京中農富通園藝有限公司,北京市海淀區(qū)學清路甲38號金碼大廈B座1507,100083,電話：15901188439,E-mail：15901188439@163.com

導讀：為解決馬鈴薯種植土地利用率低、產量低、土壤重茬、病蟲害富集、肥料吸收利用率低及綠薯等問題,特設計了一種馬鈴薯立體柱式種植方法。采用該方法種植馬鈴薯提高了土地利用率,保護了土壤和生態(tài)環(huán)境,單位面積產量呈倍數增長,還增強了肥料的利用率,減少了農藥的投入,避免綠薯的出現。該種植方法不受土壤等地域限制,節(jié)省資源,產出率高,具有推廣價值。

馬鈴薯為茄科茄屬一年生草本植物，莖分地上莖和地下莖2部分，其營養(yǎng)豐富，是糧、菜、飼、工業(yè)原料兼用的農作物，是全球第4大糧食作物。馬鈴薯的種植、產量、安全等備受關注。傳統馬鈴薯種植方法是在土壤中種植，土地利用率低，產量低；因常年種植馬鈴薯，出現土壤重茬、病蟲害趨重、肥料吸收利用率低等問題，為獲得更高的產量，需不斷加大肥料、農藥投入，繼而使土壤結構持續(xù)惡化，生態(tài)環(huán)境遭到破壞。傳統方法種植的馬鈴薯會有薯塊長出地面或培土太淺，或土壤干裂導致薯皮暴露見光等情況，造成薯皮變綠，變綠的馬鈴薯含有龍葵素而不能食用。因此，設計一種立體種植裝置進行無土栽培馬鈴薯克服上述問題是必要的。

1 立體種植柱的制作

馬鈴薯立體種植裝置，采用立體種植柱為種植載體，配套相應的馬鈴薯種植方法，如圖1、2所示，馬鈴薯立體種植柱包括種植單體柱、灌溉組件和集液槽，多個種植單體柱上下串疊而成立體種植柱結構，可以根據需求和場地確定種植單體柱的數量，即確定立體種植柱的高度。灌溉組件與每層的種植單體柱連通，對植株進行營養(yǎng)液的均勻供給，在串疊而成的多層種植單體柱的上面設置1個頂蓋，頂蓋的結構與種植單體柱底部的種植盤相同，以在頂蓋的底部連接用于澆灌最上層種植單體柱內植株的灌溉組件。集液槽設置在立體種植柱的底部，位于最下層的種植盤上設置的下部支撐柱的底端伸入到集液槽內并與集液槽固定，以收集回流到集液槽內多余的水或營養(yǎng)液并進行重復利用。

1.1 種植單體柱

種植單體柱包括柱網、種植盤、支撐柱和基質，種植單體柱為圓柱形結構，直徑1 m，高30 cm。

柱網設置在種植單體柱的最外層，為2 cm×2 cm的金屬網孔，用于包裹栽培基質，網孔可使馬鈴薯植株地上莖通過并對其進行固定。種植盤為中間凸起、四周為凹槽的圓盤結構，用于承托種植基質，同時便于澆灌時多余的營養(yǎng)液通過凹槽收集并回流到下一層。種植盤的凹槽內均勻分布有垂直貫穿種植盤的下部支撐柱，下部支撐柱與上部支撐柱套裝連接一起對種植盤進行固定。支撐柱，上下嵌套，可以分離，并可以使種植盤內收集的營養(yǎng)液通過支撐柱上設計的缺口回流到集液槽內。

1.2 基質

立體柱式種植馬鈴薯所用的基質分為粗椰糠和栽培基質，粗椰糠沿著種植單體柱的四周裝填，粗椰糠緊貼柱網，以阻擋栽培基質從柱網孔流出，同時又能滿足馬鈴薯植株穿過。栽培基質由草炭、蛭石、珍珠巖按3∶1∶1的體積比混合而成。裝填基質時先裝填粗椰糠，再裝填栽培基質。

圖1 立體種植柱的外部結構示意

1.3 灌溉系統

灌溉系統包括水泵、定時器、上水管、開關、灌溉管和灌溉支管。水泵設置于集液槽內，上水管垂直設置于立體種植柱的外側，水泵的輸出端與上水管的底端固定連接。灌溉管為圓形結構，直徑70 cm，設置在每層種植單體柱的底部，通過卡扣與種植盤固定連接，灌溉管上設置有出水滴孔，采用滴灌模式對植株進行灌溉。灌溉管可以固定在種植盤的底部，也可以取下來放在每1層的栽培基質上直接灌溉。每個灌溉管均通過灌溉支管與上水管相連。開關設置在灌溉支管上。水泵用于提取水或營養(yǎng)液，通過動力驅動將營養(yǎng)液輸入上水管內，上水管通過灌溉支管將營養(yǎng)液運輸至每層的灌溉管，實現對每層種植盤上的植株進行灌溉，開關控制每1個種植單體柱。定時器與水泵連接，預先設定時間對植株定時灌溉，用于控制灌溉頻率及灌溉時長。

2 馬鈴薯種植方法

該設施種植馬鈴薯不受地域、土地限制，只要條件適合馬鈴薯生長均可進行生產。將馬鈴薯種塊準備好后，擺放在已裝填20 cm深栽培基質的種植單體柱內，馬鈴薯種塊間距為15 cm，在種植單體柱內按直徑80 cm均勻擺放一圈，擺放時將芽眼朝外，然后覆蓋栽培基質至與種植單體柱上平面平齊，即完成1個種植單體柱的種植。位于下部的第1層種植完成后，將第2層種植單體柱通過支撐柱固定于第1層種植單體柱的上面，重復第1層的操作步驟，完成種植后固定第3層，以此類推，將多個種植單體柱串疊成高大的立體種植柱，頂部加上頂蓋。

立體種植柱組裝種植完成后，連接灌溉組件，每1層都有單獨的灌溉組件和由支撐柱連接組成的回液裝置，上層多余的水或營養(yǎng)液不會影響下層的種植單體柱，每1層多余的水分都可通過支撐柱自行回流到集液槽中。第1次澆灌要保證水分充足，完全澆透。

因植物具有向光性，馬鈴薯萌芽后，植株會從立體種植柱的側壁網孔鉆出，鉆出網孔的馬鈴薯植株會向上正常生長，立體種植柱的側壁上會布滿馬鈴薯植株，可將植株綁縛在柱網上。按馬鈴薯生長所需的水分和肥料，通過灌溉組件實現水肥一體化，節(jié)水節(jié)肥節(jié)省人工，多余的水或營養(yǎng)液回流到集液槽中還可以重復利用。

馬鈴薯成熟后的采收與組裝立體種植單體柱的操作順序相反，即先采收頂層種植單體柱的馬鈴薯，然后去掉頂層，采收下1層，以此類推，直到采收完畢。因為采用立體種植，可以完全避免綠薯的產生，大大提高馬鈴薯的商品率。采收完畢后立體種植柱可以重復利用，基質經過消毒處理后也可以重復利用。

綜上，該方法在滿足馬鈴薯生長條件的情況下均可種植，不受土地和設施條件的限制。通過采用立體種植柱的形式，實現了馬鈴薯的無土栽培，既提高了土地利用率，又保護了土壤和生態(tài)環(huán)境。立體種植柱通過多個種植單體柱的串疊而成，設計更加合理，且單位面積內馬鈴薯的產量呈倍數增長。通過灌溉組件集中供應營養(yǎng)液，使植株均勻接受灌溉，提高了肥料的利用率，減少了農藥投入。通過基質覆蓋種植，避免了薯塊長出地面或者因培土淺而暴露見光等情況導致的綠薯，提高馬鈴薯的產出率。

圖2 立體種植柱的內部結構示意