植物工廠櫻桃番茄育苗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用.pdf

行道樹(shù)景觀設(shè)計(jì) 草坪點(diǎn)綴 園林造景等 在實(shí)際綠化 工作中 應(yīng)積null展現(xiàn)其生態(tài)價(jià)值 引入嫁接管理工藝 以推動(dòng)苗木產(chǎn)業(yè)發(fā)展 使苗木種植栽培順應(yīng)社會(huì)的生 態(tài)建設(shè)需求 獲取較高的園林收益 收稿 2022 11 14 參考文獻(xiàn) 1 楊相民 刺槐生長(zhǎng)特性及育苗栽培技術(shù) J 廣東蠶業(yè) 2022 56 09 58 60 2 金子皓 王京學(xué) 任一null 等 不同林帶結(jié)構(gòu)的刺槐林防null效應(yīng) J 北 京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2022 44 08 39 47 3 申國(guó)進(jìn) 楊樹(shù)刺槐混交林造林技術(shù)分析 J 農(nóng)家參謀 2022 13 150 152 4 閆軍 刺槐育苗技術(shù)及病蟲(chóng)害防治要點(diǎn) J 種子科技 2022 40 11 115 117 5 馬東明 刺槐病蟲(chóng)害及防治措施 J 種子科技 2022 40 08 88 90 作者簡(jiǎn)介 楊軍 1978 男 陜西千陽(yáng)人 本科 林業(yè)工程師 研究方 向 林業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目管理 林業(yè)技術(shù)推廣 植物工廠櫻桃番茄育苗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 施顯恩 江洲電投生態(tài)科技 深圳 有限公司 廣東深圳 518000 摘 要 為了提高櫻桃番茄育苗質(zhì)量 降低冬季寡日照 低溫凍害 高溫高濕等極null氣候環(huán)境對(duì)設(shè)施育苗生產(chǎn)的制約 本研究耦合 LED植物照明技術(shù) 無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液技術(shù) 精準(zhǔn)環(huán)境控制技術(shù)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù) 形成植物工廠櫻桃番茄育苗綜合解決方案 以期為 櫻桃番茄等茄果類(lèi)作物集約化育苗提供技術(shù)參考 推動(dòng)植物工廠育苗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 關(guān)鍵詞 植物工廠 集約化育苗 櫻桃番茄 高新技術(shù)成果 3 以微型集裝箱式育苗植物工廠為例 采用40呎集裝箱式框架結(jié)構(gòu) 基于LED植物照明技 術(shù) 按節(jié)能 環(huán)保 高效的生產(chǎn)理念研發(fā)設(shè)計(jì) 通過(guò)設(shè)施 內(nèi)高精度環(huán)境控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)茄果 花卉 中草藥等作物 周年穩(wěn)定生產(chǎn) 箱體長(zhǎng)12 19m 寬2 44m 高2 87m 整 體分為動(dòng)力間 育苗間 操作區(qū)三部分 其中空調(diào)外機(jī) 新風(fēng)機(jī) 智能控制柜 CO 2 發(fā)生null等設(shè)null安裝于動(dòng)力 間 育苗模組 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) LED植物照明燈等設(shè) null安裝于育苗間 操作區(qū)放置控制系統(tǒng)控制面板 操作 臺(tái)等設(shè)null 工作人員可在此設(shè)置控制系統(tǒng)參數(shù) 進(jìn)行浸 種 配藥 衛(wèi)生消null等操作 并且連接處設(shè)置有null沖門(mén) 可保證操作區(qū)與育苗間相互獨(dú)立 互不干擾 1 1 多層育苗架系統(tǒng) 40呎微型集裝箱式育苗植物工廠采用立體式種 植模式 可布置14套立體育苗模組 5層 套 層間凈 高250mm 每層育苗模組內(nèi) 安裝有潮null育苗托盤(pán) 用 于承載育苗穴盤(pán)及種苗 育苗托盤(pán)上設(shè)置了進(jìn)出液口 營(yíng)養(yǎng)液流入容置腔時(shí)呈單向流動(dòng) 對(duì)托盤(pán)放置的水平 度要求較低 營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)過(guò)程中 不容易出現(xiàn)局部滯留 滋生細(xì)菌 藻類(lèi)的情況 4 育苗托盤(pán)整體采用柵格化凸 條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 育苗盤(pán)底部呈半懸空放置于育苗托盤(pán)之 上 有利于種苗根系null吸及通風(fēng)null氣 不容易產(chǎn)生苗期 病害 1 2 LED植物照明系統(tǒng) 光照是植物生長(zhǎng)所null需的環(huán)境因子 波長(zhǎng) 640 660nm的紅光與波長(zhǎng) 430 450nm的藍(lán)光是植物 生長(zhǎng)發(fā)育主要能量來(lái)源 是植物光合作用及各種生理 代謝主要吸收波段 5 紅光是植物光合作用和生長(zhǎng)最有 培育高品質(zhì)壯苗是作物高效生產(chǎn)的基礎(chǔ) 隨著現(xiàn) 代設(shè)施農(nóng)業(yè)快速發(fā)展 植物工廠育苗逐漸成為一種新 型商品化育苗模式 推動(dòng)了null菜育苗行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈升 級(jí) 1 與傳統(tǒng)大田育苗及溫室育苗相比 植物工廠種苗 繁育技術(shù)擁有育苗環(huán)境可控化 高度自動(dòng)化 管理集null 化 土地利用率高等優(yōu)勢(shì) 育苗模組栽培層數(shù)可達(dá)10 層以上 栽培過(guò)程中降低自然環(huán)境氣候影響 可實(shí)現(xiàn)全 季節(jié) 全天候種苗培育 2 傳統(tǒng)櫻桃番茄育苗采用null天或溫室大棚的形式 其育苗環(huán)境容易受到自然環(huán)境影響 育成種苗品質(zhì)參 差不齊且育苗周期長(zhǎng) 夏季高溫高濕環(huán)境下培育的種 苗容易形成徒長(zhǎng)苗 感染猝倒病 立枯病等苗期病害 降低種苗品質(zhì)及移栽成活率 秋冬季節(jié)低溫 寡日照的 生長(zhǎng)環(huán)境下育苗容易形成弱苗 且苗期較長(zhǎng) 種苗生長(zhǎng) null慢或停滯 根系 莖null老化 播種至成苗往往超過(guò) 45d 當(dāng)前 對(duì)于植物工廠櫻桃番茄育苗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用相 關(guān)研究較少 缺少成熟的可參考 可null 的耦合植物照 明 植物營(yíng)養(yǎng) 環(huán)境控制等核心因素的植物工廠育苗綜 合解決方案 本研究總結(jié)了當(dāng)前植物工廠櫻桃番茄育 苗技術(shù) 目的是推動(dòng)植物工廠育苗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 提高櫻 桃番茄等茄果類(lèi)作物育苗環(huán)節(jié)集null化 自動(dòng)化水平 提 高生產(chǎn)效率 減少人工成本 培育壯苗 1 植物工廠功能結(jié)構(gòu) 作為當(dāng)前最高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng) 植物工廠種苗 繁育系統(tǒng)整合了包括LED植物照明 營(yíng)養(yǎng)液供給 立 體環(huán)境控制 自動(dòng)化輔null作業(yè) 智慧生產(chǎn)管理等綜合技 術(shù)手段 同時(shí)融合了生物技術(shù) 信息技術(shù)與人工智能等 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 2023年第19期 現(xiàn)代園藝 技術(shù)應(yīng)用 null DOI 10 14051 ki xdyy 2023 19 061 效的光 藍(lán)光具有抑制莖的伸長(zhǎng) 提高作物品質(zhì)的作 用 可防止作物徒長(zhǎng) 但同時(shí) 單一的紅光或藍(lán)光并不 能滿足植物正常生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積null的需求 遠(yuǎn)紅光 綠光等光質(zhì)也發(fā)揮著不可或缺的生理調(diào)控作用 只有 多種光質(zhì)配合使用 作物的生長(zhǎng)發(fā)育才能保持良好狀 態(tài) 植物照明系統(tǒng)光配方核心關(guān)鍵在于光質(zhì) 光強(qiáng) 光 周期3個(gè)方面 針對(duì)茄果類(lèi)作物光需求采用全光譜 LED光配方 優(yōu)化紅藍(lán)光質(zhì)配比1 1 燈下25cm處平 均光通量密度280 350 mol m 2 s 可同時(shí)保障種苗光 合作用及生理調(diào)控需求 此外 針對(duì)櫻桃番茄育苗額外 添加了2 8 mol m 2 s的UV B波段 能夠促進(jìn)壯苗 提高種苗抗逆性及病蟲(chóng)害抵抗力 1 3 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)由RO水處理系統(tǒng) 供液系統(tǒng) 紫 外null消毒系統(tǒng)等組成 植物工廠育苗使用井水 河水 自來(lái)水等水源前 需經(jīng)RO水處理系統(tǒng)凈化 隔null水源 中蟲(chóng)null 微生物 重金屬等有害生物及有害物質(zhì) 供液 系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置A B C肥3套自動(dòng)配液水肥機(jī)組 可將 無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液配方中多種元素分別溶解 稀釋 混 配 null 肥料產(chǎn)生沉淀 保證營(yíng)養(yǎng)液有效性 營(yíng)養(yǎng)液通 過(guò)紫外null消毒系統(tǒng)處理可重復(fù)多次使用 系統(tǒng)管道中 的傳感null探null實(shí)時(shí)檢測(cè)EC pH 溶解氧等營(yíng)養(yǎng)液指 標(biāo) 自動(dòng)控制營(yíng)養(yǎng)液的灌溉 缺失加液 6 傳感null實(shí)時(shí)自動(dòng)采集育苗環(huán)境數(shù)據(jù) PLC控制中 心微處理nullCPU分析傳感null數(shù)據(jù)后 向各硬件設(shè)null發(fā) 出指令 系統(tǒng)使用RS485通訊協(xié)議鏈接植物照明系 統(tǒng) 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) 環(huán)境控制系統(tǒng)的硬件設(shè)null 智能 調(diào)控育苗環(huán)境的溫 光 水 氣 肥 2 產(chǎn)前衛(wèi)生管理 植物工廠內(nèi)實(shí)施嚴(yán)苛的全育苗環(huán)節(jié)封閉化管理 保證杜null外界病蟲(chóng)害侵染 全程不需噴施null蟲(chóng)劑 null菌 劑 因此育苗作業(yè)開(kāi)展前需用次氯酸鈉溶液對(duì)育苗室 穴盤(pán)等設(shè)施設(shè)null消null 保證潔凈生產(chǎn) 3 浸種 將種子放入55 熱水中不斷攪拌浸泡15min 要 確保水溫穩(wěn)定 當(dāng)水溫降低時(shí)應(yīng)加熱水保持55 要 求達(dá)到規(guī)定的燙種時(shí)間 燙種結(jié)束后 立即null種子撈 出 放入常溫null水中冷卻淘洗干凈 再浸入5 的次氯 酸鈉溶液中不斷攪拌浸泡15min 浸泡結(jié)束后 放入常 溫null水淘洗干凈 更換常溫null水浸泡種子4h后 瀝干 水分null用 4 播種 櫻桃番茄育苗選用105孔穴盤(pán) 育苗基質(zhì)裝盤(pán)前 澆少量清水 使基質(zhì)濕度不小于50 即 手捏成團(tuán) 松開(kāi)即散 基質(zhì)裝盤(pán)時(shí)每10盤(pán)為一撂疊放 按壓育苗 盤(pán)形成5 10mm深度的穴孔 每穴孔播1粒種子 人工 播種時(shí)可使用竹簽等工具輔null點(diǎn)播進(jìn)孔 null 種子損 傷及漏播 櫻桃番茄種子較小 播種后覆土null度 5 10mm 有利于種子萌芽 拱背 覆土過(guò)null種子出土 較遲 下胚軸徒長(zhǎng) 延null種子子葉展開(kāi)及后續(xù)生長(zhǎng) 播 種覆土后刮凈盤(pán)面各穴孔連接處多余基質(zhì) 可nullnull種 子出苗后莖基濕度過(guò)高及后期根系生長(zhǎng) 上浮 等問(wèn) 題 播種null成后穴盤(pán)移至育苗室潮null育苗托盤(pán) 控制 系統(tǒng)開(kāi)啟潮null供水 第1次清水灌溉1 2h 使育苗基 質(zhì)濕度達(dá)到 80 90 環(huán)境溫度 28 環(huán)境濕度 70 5 子葉期管理 植物工廠育苗處于室內(nèi)密閉環(huán)境中 幼苗生長(zhǎng)null 全依賴(lài)LED照明提供光照 播種第2d后開(kāi)始有部分 種子null白萌發(fā) 超過(guò)20 種子萌芽后立即打開(kāi)LED植 物照明燈 null 先發(fā)芽幼苗光照不足導(dǎo)致下胚軸徒長(zhǎng) 光周期10 12h d 開(kāi)燈時(shí)間6 00 18 00 子葉期幼苗根系較弱 吸收水肥能力較差 此時(shí)地 上部分主要為下胚軸生長(zhǎng) 水肥過(guò)多 濕度過(guò)大容易導(dǎo) 致下胚軸徒長(zhǎng) 出現(xiàn) 高腳苗 因此 幼苗子葉期需要 嚴(yán)格控制營(yíng)養(yǎng)液供給 保持基質(zhì)含水量不超過(guò)70 控制系統(tǒng)潮null灌溉參數(shù)每次循環(huán)10 20min 間隔時(shí)間 48 60h 營(yíng)養(yǎng)液使用霍格蘭茄果通用配方 營(yíng)養(yǎng)液EC 0 8 1 0mS cm pH值6 5 7 5 溶氧量不小于 4mg L 液 圖1 微型集裝箱式育苗植物工廠結(jié)構(gòu)功能分區(qū) 1 4 環(huán)境控制系統(tǒng) 植物工廠內(nèi)部是null全密閉的正壓空間 空氣由內(nèi) 而外流動(dòng)循環(huán) 能夠自然隔null外部病菌及害蟲(chóng)入侵 系 統(tǒng)包含空調(diào)機(jī)組 新風(fēng)風(fēng)機(jī) 環(huán)流風(fēng)機(jī)機(jī)組 溫濕度傳 感null CO 2 傳感null等設(shè)null 通過(guò)傳感null檢測(cè)室內(nèi)外環(huán)境 變化 針對(duì)不同工況對(duì)空調(diào) 新風(fēng)風(fēng)機(jī)等設(shè)null執(zhí)行溫濕 度 風(fēng)速控制 使室內(nèi)環(huán)境滿足作物要求 1 5 自動(dòng)化控制系統(tǒng) 地面及墻體 育苗模組 50倍液 噴null 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) 含管道 育苗托盤(pán) 100倍液 循環(huán)30min 育苗穴盤(pán) 100倍液 浸泡30min 表1 產(chǎn)前消null區(qū)域及方法 消null對(duì)象 次氯酸鈉濃度 使用方法 技術(shù)應(yīng)用 現(xiàn)代園藝 2023年第19期 null 環(huán)境 適當(dāng)控制種苗地上部分旺長(zhǎng) 可促進(jìn)種苗莖null橫 向生長(zhǎng)及根系向下生長(zhǎng) 播種第18d左右 種苗2葉1 心時(shí)開(kāi)始煉苗 煉苗每3d為一個(gè)周期 可以反復(fù)多次 進(jìn)行 直至移栽為止 煉苗第1 2d 光周期14h d 開(kāi)燈時(shí)間6 00 20 00 環(huán)境控制方面 白天LED燈開(kāi)啟時(shí) 溫度15 濕 度50 CO 2 濃度800 1000mg kg 風(fēng)速1 8 2 0m s 夜 間 LED燈關(guān)閉時(shí) 溫度12 濕度50 CO 2 濃度 300 500mg kg 風(fēng)速1 5 1 8m s 煉苗第3d 種苗經(jīng)過(guò)前2dnull端環(huán)境鍛煉 此時(shí)葉 片及莖null處于缺水狀態(tài) 植株開(kāi)始出現(xiàn)輕微生長(zhǎng)障礙 葉片及莖null逐漸失水 變軟 萎蔫 此時(shí)調(diào)整控制系統(tǒng) 參數(shù) null經(jīng)過(guò)null端環(huán)境及干nullnull 的種苗恢復(fù)生長(zhǎng)活 力 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 光周期12h d 開(kāi)燈時(shí)間6 00 18 00 白天LED燈開(kāi)啟時(shí) 溫度26 濕度70 CO 2 濃 度500 800mg kg 風(fēng)速1 5 1 8m s 夜間LED燈關(guān)閉 時(shí) 溫度 20 濕度 60 CO 2 濃度 400 500mg kg 風(fēng) 速1 2 1 5m s 營(yíng)養(yǎng)液EC0 3 0 5mS cm pH值6 5 7 5 溶氧量不小于 4mg L 液溫 20 25 灌溉時(shí)長(zhǎng) 20 30min 8 出苗 植株經(jīng)過(guò)煉苗后葉片舒展 葉色翠綠且有光澤 莖 粗0 3cm以上 根系發(fā)達(dá) 無(wú)病蟲(chóng)害 即達(dá)到成苗標(biāo)準(zhǔn) 可進(jìn)行移栽定植 移栽前1 2d 將苗轉(zhuǎn)運(yùn)至移栽場(chǎng)地 噴灑1次多菌靈或百菌清溶液 將基質(zhì)含水量控制在 40 左右 即可適時(shí)移栽 9 結(jié)語(yǔ) 植物工廠育苗技術(shù)發(fā)展前景廣null 未來(lái)可期 目前 已在茄果 葉菜 花卉 中草藥等領(lǐng)域有所應(yīng)用 但針對(duì) 不同科屬 不同品種的作物類(lèi)型 尚未能構(gòu)建成熟的耦 合環(huán)境控制 植物營(yíng)養(yǎng) LED植物照明的綜合解決方 案的生產(chǎn)技術(shù)體系 不依賴(lài)人為管理經(jīng)驗(yàn) 植物工廠實(shí) 現(xiàn)全育苗環(huán)節(jié)自動(dòng)化 智能化需要更多農(nóng)業(yè)科研 生產(chǎn) 實(shí)踐數(shù)據(jù)支撐 收稿 2022 11 21 參考文獻(xiàn) 1 許亞良 劉新穎 楊其長(zhǎng) 植物工廠秧苗繁育關(guān)鍵技術(shù)裝備與產(chǎn)業(yè)化 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2022 42 04 12 15 2 李晶 育苗植物工廠 J 生命世界 2019 10 43 3 許亞良 劉新穎 楊其長(zhǎng) 植物工廠秧苗繁育關(guān)鍵技術(shù)裝備與產(chǎn)業(yè)化 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2022 42 04 12 15 4 胡強(qiáng) 李輝 一種種植null盤(pán)及相應(yīng)的垂直化培養(yǎng)系統(tǒng) P CN216673976U 2022 06 07 5 周增產(chǎn) 趙靜 胡福生 等 草莓集裝箱植物工廠設(shè)計(jì)與應(yīng)用 J 農(nóng)業(yè) 工程 2020 10 9 52 57 6 李東null 田真 王浚峰 等 植物工廠營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)再利用裝備的研究 應(yīng)用 J 農(nóng)業(yè)工程 2011 1 01 46 51 7 鄭少文 蔬菜育苗技術(shù)研究與應(yīng)用 M 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 2015 8 張曉飛 潘小兵 田永強(qiáng) 等 煉苗期基質(zhì)相對(duì)含水量對(duì)番茄幼苗貯 運(yùn)特性的影響 C 2013中國(guó)園藝學(xué)會(huì)設(shè)施園藝分會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì) 蔬菜 優(yōu)質(zhì)安全生產(chǎn)技術(shù)研討會(huì)暨現(xiàn)場(chǎng)觀摩會(huì)論文摘要集 圖2 植物工廠櫻桃番茄苗真葉期長(zhǎng)勢(shì) 溫20 環(huán)境多因子耦合從多方面影響櫻桃番茄光合作用 及生長(zhǎng)速度 由于子葉期葉面積較小 光合作用較弱 在此期間 以控制下胚軸生長(zhǎng) 促進(jìn)根系生長(zhǎng)發(fā)育為 主 應(yīng)null 幼苗長(zhǎng)勢(shì)過(guò)快 環(huán)境參數(shù)設(shè)置為 白天6 00 18 00 LED燈開(kāi)啟時(shí) 溫度22 25 濕度60 70 CO 2 濃度400 500mg kg 風(fēng)速0 8 1 2m s 夜間 18 00 6 00 LED燈關(guān)閉時(shí) 溫度 15 18 濕度 50 60 CO 2 濃度300 400mg kg 風(fēng)速0 4 0 8m s 6 真葉期管理 播種第7 9d第1片真葉展開(kāi) 種苗光合作用不斷 變強(qiáng) 生長(zhǎng)速度加快 可適當(dāng)調(diào)整控制系統(tǒng)光周期 灌 溉時(shí)間 溫濕度等參數(shù)設(shè)置 滿足種苗日益增長(zhǎng)的光 溫 水 肥 氣需求 真葉期光周期12 14h d 營(yíng)養(yǎng)液 EC 1 2mS cm pH值6 5 7 5 溶氧量不小于4mg L 液 溫25 潮null灌溉時(shí)長(zhǎng)15 20min d 灌溉間隔36 40h 白天LED燈開(kāi)啟時(shí) 溫度26 濕度70 CO 2 濃度 500 800mg kg 風(fēng)速1 5 1 8m s 夜間LED燈關(guān)閉時(shí) 溫度20 濕度60 CO 2 濃度400 500mg kg 風(fēng)速 1 2 1 5m s 7 煉苗 煉苗是采取放風(fēng) 低溫 高溫 控水等null端方法對(duì) 幼苗強(qiáng)行鍛煉的一種育苗方式 能夠使種苗定植后null 速適應(yīng)不良的種植環(huán)境 縮短null苗時(shí)間 增強(qiáng)對(duì)低溫 大風(fēng)等null端種植環(huán)境的抵抗能力 鄭少文等 7 的研究表 明 種苗移栽前低溫?zé)捗绱龠M(jìn)體內(nèi)干物質(zhì) 糖和蛋白質(zhì) 含量的增加 增強(qiáng)了種苗對(duì)低溫 干null等null端條件的抗 逆性 提高移栽后的null苗速度及成活率 張曉飛等 8 的 研究表明 煉苗期間基質(zhì)相對(duì)含水量控制在50 60 有利于培育壯苗 提高種苗的壯苗指數(shù) 生物量 根冠 比 葉綠素含量 利用植物工廠種植環(huán)境高度可控性能夠最大化提 高煉苗效果 實(shí)現(xiàn)煉苗環(huán)節(jié)自動(dòng)化 標(biāo)準(zhǔn)化 苗期地上 部分的莖葉生長(zhǎng)與地下部分的根系生長(zhǎng)同時(shí)存在相互 協(xié)同 拮抗作用 植物工廠櫻桃番茄育苗真葉期莖葉長(zhǎng) 勢(shì)旺盛 煉苗期通過(guò)調(diào)控控制系統(tǒng)參數(shù) 模擬null端氣候 2023年第19期 現(xiàn)代園藝 技術(shù)應(yīng)用 null