植物工厂樱桃番茄育苗产业化应用.pdf

行道树景观设计 草坪点缀 园林造景等 在实际绿化 工作中 应积null展现其生态价值 引入嫁接管理工艺 以推动苗木产业发展 使苗木种植栽培顺应社会的生 态建设需求 获取较高的园林收益 收稿 2022 11 14 参考文献 1 杨相民 刺槐生长特性及育苗栽培技术 J 广东蚕业 2022 56 09 58 60 2 金子皓 王京学 任一null 等 不同林带结构的刺槐林防null效应 J 北 京林业大学学报 2022 44 08 39 47 3 申国进 杨树刺槐混交林造林技术分析 J 农家参谋 2022 13 150 152 4 闫军 刺槐育苗技术及病虫害防治要点 J 种子科技 2022 40 11 115 117 5 马东明 刺槐病虫害及防治措施 J 种子科技 2022 40 08 88 90 作者简介 杨军 1978 男 陕西千阳人 本科 林业工程师 研究方 向 林业重点项目管理 林业技术推广 植物工厂樱桃番茄育苗产业化应用 施显恩 江洲电投生态科技 深圳 有限公司 广东深圳 518000 摘 要 为了提高樱桃番茄育苗质量 降低冬季寡日照 低温冻害 高温高湿等极null气候环境对设施育苗生产的制约 本研究耦合 LED植物照明技术 无土栽培营养液技术 精准环境控制技术等现代农业技术 形成植物工厂樱桃番茄育苗综合解决方案 以期为 樱桃番茄等茄果类作物集约化育苗提供技术参考 推动植物工厂育苗产业化应用 关键词 植物工厂 集约化育苗 樱桃番茄 高新技术成果 3 以微型集装箱式育苗植物工厂为例 采用40呎集装箱式框架结构 基于LED植物照明技 术 按节能 环保 高效的生产理念研发设计 通过设施 内高精度环境控制技术实现茄果 花卉 中草药等作物 周年稳定生产 箱体长12 19m 宽2 44m 高2 87m 整 体分为动力间 育苗间 操作区三部分 其中空调外机 新风机 智能控制柜 CO 2 发生null等设null安装于动力 间 育苗模组 营养液循环系统 LED植物照明灯等设 null安装于育苗间 操作区放置控制系统控制面板 操作 台等设null 工作人员可在此设置控制系统参数 进行浸 种 配药 卫生消null等操作 并且连接处设置有null冲门 可保证操作区与育苗间相互独立 互不干扰 1 1 多层育苗架系统 40呎微型集装箱式育苗植物工厂采用立体式种 植模式 可布置14套立体育苗模组 5层 套 层间净 高250mm 每层育苗模组内 安装有潮null育苗托盘 用 于承载育苗穴盘及种苗 育苗托盘上设置了进出液口 营养液流入容置腔时呈单向流动 对托盘放置的水平 度要求较低 营养液流动过程中 不容易出现局部滞留 滋生细菌 藻类的情况 4 育苗托盘整体采用栅格化凸 条结构设计 育苗盘底部呈半悬空放置于育苗托盘之 上 有利于种苗根系null吸及通风null气 不容易产生苗期 病害 1 2 LED植物照明系统 光照是植物生长所null需的环境因子 波长 640 660nm的红光与波长 430 450nm的蓝光是植物 生长发育主要能量来源 是植物光合作用及各种生理 代谢主要吸收波段 5 红光是植物光合作用和生长最有 培育高品质壮苗是作物高效生产的基础 随着现 代设施农业快速发展 植物工厂育苗逐渐成为一种新 型商品化育苗模式 推动了null菜育苗行业的产业链升 级 1 与传统大田育苗及温室育苗相比 植物工厂种苗 繁育技术拥有育苗环境可控化 高度自动化 管理集null 化 土地利用率高等优势 育苗模组栽培层数可达10 层以上 栽培过程中降低自然环境气候影响 可实现全 季节 全天候种苗培育 2 传统樱桃番茄育苗采用null天或温室大棚的形式 其育苗环境容易受到自然环境影响 育成种苗品质参 差不齐且育苗周期长 夏季高温高湿环境下培育的种 苗容易形成徒长苗 感染猝倒病 立枯病等苗期病害 降低种苗品质及移栽成活率 秋冬季节低温 寡日照的 生长环境下育苗容易形成弱苗 且苗期较长 种苗生长 null慢或停滞 根系 茎null老化 播种至成苗往往超过 45d 当前 对于植物工厂樱桃番茄育苗产业化应用相 关研究较少 缺少成熟的可参考 可null 的耦合植物照 明 植物营养 环境控制等核心因素的植物工厂育苗综 合解决方案 本研究总结了当前植物工厂樱桃番茄育 苗技术 目的是推动植物工厂育苗产业化应用 提高樱 桃番茄等茄果类作物育苗环节集null化 自动化水平 提 高生产效率 减少人工成本 培育壮苗 1 植物工厂功能结构 作为当前最高效的农业生产系统 植物工厂种苗 繁育系统整合了包括LED植物照明 营养液供给 立 体环境控制 自动化辅null作业 智慧生产管理等综合技 术手段 同时融合了生物技术 信息技术与人工智能等 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 2023年第19期 现代园艺 技术应用 null DOI 10 14051 ki xdyy 2023 19 061 效的光 蓝光具有抑制茎的伸长 提高作物品质的作 用 可防止作物徒长 但同时 单一的红光或蓝光并不 能满足植物正常生长和营养物质积null的需求 远红光 绿光等光质也发挥着不可或缺的生理调控作用 只有 多种光质配合使用 作物的生长发育才能保持良好状 态 植物照明系统光配方核心关键在于光质 光强 光 周期3个方面 针对茄果类作物光需求采用全光谱 LED光配方 优化红蓝光质配比1 1 灯下25cm处平 均光通量密度280 350 mol m 2 s 可同时保障种苗光 合作用及生理调控需求 此外 针对樱桃番茄育苗额外 添加了2 8 mol m 2 s的UV B波段 能够促进壮苗 提高种苗抗逆性及病虫害抵抗力 1 3 营养液循环系统 营养液循环系统由RO水处理系统 供液系统 紫 外null消毒系统等组成 植物工厂育苗使用井水 河水 自来水等水源前 需经RO水处理系统净化 隔null水源 中虫null 微生物 重金属等有害生物及有害物质 供液 系统独立设置A B C肥3套自动配液水肥机组 可将 无土栽培营养液配方中多种元素分别溶解 稀释 混 配 null 肥料产生沉淀 保证营养液有效性 营养液通 过紫外null消毒系统处理可重复多次使用 系统管道中 的传感null探null实时检测EC pH 溶解氧等营养液指 标 自动控制营养液的灌溉 缺失加液 6 传感null实时自动采集育苗环境数据 PLC控制中 心微处理nullCPU分析传感null数据后 向各硬件设null发 出指令 系统使用RS485通讯协议链接植物照明系 统 营养液循环系统 环境控制系统的硬件设null 智能 调控育苗环境的温 光 水 气 肥 2 产前卫生管理 植物工厂内实施严苛的全育苗环节封闭化管理 保证杜null外界病虫害侵染 全程不需喷施null虫剂 null菌 剂 因此育苗作业开展前需用次氯酸钠溶液对育苗室 穴盘等设施设null消null 保证洁净生产 3 浸种 将种子放入55 热水中不断搅拌浸泡15min 要 确保水温稳定 当水温降低时应加热水保持55 要 求达到规定的烫种时间 烫种结束后 立即null种子捞 出 放入常温null水中冷却淘洗干净 再浸入5 的次氯 酸钠溶液中不断搅拌浸泡15min 浸泡结束后 放入常 温null水淘洗干净 更换常温null水浸泡种子4h后 沥干 水分null用 4 播种 樱桃番茄育苗选用105孔穴盘 育苗基质装盘前 浇少量清水 使基质湿度不小于50 即 手捏成团 松开即散 基质装盘时每10盘为一撂叠放 按压育苗 盘形成5 10mm深度的穴孔 每穴孔播1粒种子 人工 播种时可使用竹签等工具辅null点播进孔 null 种子损 伤及漏播 樱桃番茄种子较小 播种后覆土null度 5 10mm 有利于种子萌芽 拱背 覆土过null种子出土 较迟 下胚轴徒长 延null种子子叶展开及后续生长 播 种覆土后刮净盘面各穴孔连接处多余基质 可nullnull种 子出苗后茎基湿度过高及后期根系生长 上浮 等问 题 播种null成后穴盘移至育苗室潮null育苗托盘 控制 系统开启潮null供水 第1次清水灌溉1 2h 使育苗基 质湿度达到 80 90 环境温度 28 环境湿度 70 5 子叶期管理 植物工厂育苗处于室内密闭环境中 幼苗生长null 全依赖LED照明提供光照 播种第2d后开始有部分 种子null白萌发 超过20 种子萌芽后立即打开LED植 物照明灯 null 先发芽幼苗光照不足导致下胚轴徒长 光周期10 12h d 开灯时间6 00 18 00 子叶期幼苗根系较弱 吸收水肥能力较差 此时地 上部分主要为下胚轴生长 水肥过多 湿度过大容易导 致下胚轴徒长 出现 高脚苗 因此 幼苗子叶期需要 严格控制营养液供给 保持基质含水量不超过70 控制系统潮null灌溉参数每次循环10 20min 间隔时间 48 60h 营养液使用霍格兰茄果通用配方 营养液EC 0 8 1 0mS cm pH值6 5 7 5 溶氧量不小于 4mg L 液 图1 微型集装箱式育苗植物工厂结构功能分区 1 4 环境控制系统 植物工厂内部是null全密闭的正压空间 空气由内 而外流动循环 能够自然隔null外部病菌及害虫入侵 系 统包含空调机组 新风风机 环流风机机组 温湿度传 感null CO 2 传感null等设null 通过传感null检测室内外环境 变化 针对不同工况对空调 新风风机等设null执行温湿 度 风速控制 使室内环境满足作物要求 1 5 自动化控制系统 地面及墙体 育苗模组 50倍液 喷null 营养液循环系统 含管道 育苗托盘 100倍液 循环30min 育苗穴盘 100倍液 浸泡30min 表1 产前消null区域及方法 消null对象 次氯酸钠浓度 使用方法 技术应用 现代园艺 2023年第19期 null 环境 适当控制种苗地上部分旺长 可促进种苗茎null横 向生长及根系向下生长 播种第18d左右 种苗2叶1 心时开始炼苗 炼苗每3d为一个周期 可以反复多次 进行 直至移栽为止 炼苗第1 2d 光周期14h d 开灯时间6 00 20 00 环境控制方面 白天LED灯开启时 温度15 湿 度50 CO 2 浓度800 1000mg kg 风速1 8 2 0m s 夜 间 LED灯关闭时 温度12 湿度50 CO 2 浓度 300 500mg kg 风速1 5 1 8m s 炼苗第3d 种苗经过前2dnull端环境锻炼 此时叶 片及茎null处于缺水状态 植株开始出现轻微生长障碍 叶片及茎null逐渐失水 变软 萎蔫 此时调整控制系统 参数 null经过null端环境及干nullnull 的种苗恢复生长活 力 系统参数设置 光周期12h d 开灯时间6 00 18 00 白天LED灯开启时 温度26 湿度70 CO 2 浓 度500 800mg kg 风速1 5 1 8m s 夜间LED灯关闭 时 温度 20 湿度 60 CO 2 浓度 400 500mg kg 风 速1 2 1 5m s 营养液EC0 3 0 5mS cm pH值6 5 7 5 溶氧量不小于 4mg L 液温 20 25 灌溉时长 20 30min 8 出苗 植株经过炼苗后叶片舒展 叶色翠绿且有光泽 茎 粗0 3cm以上 根系发达 无病虫害 即达到成苗标准 可进行移栽定植 移栽前1 2d 将苗转运至移栽场地 喷洒1次多菌灵或百菌清溶液 将基质含水量控制在 40 左右 即可适时移栽 9 结语 植物工厂育苗技术发展前景广null 未来可期 目前 已在茄果 叶菜 花卉 中草药等领域有所应用 但针对 不同科属 不同品种的作物类型 尚未能构建成熟的耦 合环境控制 植物营养 LED植物照明的综合解决方 案的生产技术体系 不依赖人为管理经验 植物工厂实 现全育苗环节自动化 智能化需要更多农业科研 生产 实践数据支撑 收稿 2022 11 21 参考文献 1 许亚良 刘新颖 杨其长 植物工厂秧苗繁育关键技术装备与产业化 J 农业工程技术 2022 42 04 12 15 2 李晶 育苗植物工厂 J 生命世界 2019 10 43 3 许亚良 刘新颖 杨其长 植物工厂秧苗繁育关键技术装备与产业化 J 农业工程技术 2022 42 04 12 15 4 胡强 李辉 一种种植null盘及相应的垂直化培养系统 P CN216673976U 2022 06 07 5 周增产 赵静 胡福生 等 草莓集装箱植物工厂设计与应用 J 农业 工程 2020 10 9 52 57 6 李东null 田真 王浚峰 等 植物工厂营养液循环再利用装备的研究 应用 J 农业工程 2011 1 01 46 51 7 郑少文 蔬菜育苗技术研究与应用 M 北京 中国农业出版社 2015 8 张晓飞 潘小兵 田永强 等 炼苗期基质相对含水量对番茄幼苗贮 运特性的影响 C 2013中国园艺学会设施园艺分会学术年会 蔬菜 优质安全生产技术研讨会暨现场观摩会论文摘要集 图2 植物工厂樱桃番茄苗真叶期长势 温20 环境多因子耦合从多方面影响樱桃番茄光合作用 及生长速度 由于子叶期叶面积较小 光合作用较弱 在此期间 以控制下胚轴生长 促进根系生长发育为 主 应null 幼苗长势过快 环境参数设置为 白天6 00 18 00 LED灯开启时 温度22 25 湿度60 70 CO 2 浓度400 500mg kg 风速0 8 1 2m s 夜间 18 00 6 00 LED灯关闭时 温度 15 18 湿度 50 60 CO 2 浓度300 400mg kg 风速0 4 0 8m s 6 真叶期管理 播种第7 9d第1片真叶展开 种苗光合作用不断 变强 生长速度加快 可适当调整控制系统光周期 灌 溉时间 温湿度等参数设置 满足种苗日益增长的光 温 水 肥 气需求 真叶期光周期12 14h d 营养液 EC 1 2mS cm pH值6 5 7 5 溶氧量不小于4mg L 液 温25 潮null灌溉时长15 20min d 灌溉间隔36 40h 白天LED灯开启时 温度26 湿度70 CO 2 浓度 500 800mg kg 风速1 5 1 8m s 夜间LED灯关闭时 温度20 湿度60 CO 2 浓度400 500mg kg 风速 1 2 1 5m s 7 炼苗 炼苗是采取放风 低温 高温 控水等null端方法对 幼苗强行锻炼的一种育苗方式 能够使种苗定植后null 速适应不良的种植环境 缩短null苗时间 增强对低温 大风等null端种植环境的抵抗能力 郑少文等 7 的研究表 明 种苗移栽前低温炼苗促进体内干物质 糖和蛋白质 含量的增加 增强了种苗对低温 干null等null端条件的抗 逆性 提高移栽后的null苗速度及成活率 张晓飞等 8 的 研究表明 炼苗期间基质相对含水量控制在50 60 有利于培育壮苗 提高种苗的壮苗指数 生物量 根冠 比 叶绿素含量 利用植物工厂种植环境高度可控性能够最大化提 高炼苗效果 实现炼苗环节自动化 标准化 苗期地上 部分的茎叶生长与地下部分的根系生长同时存在相互 协同 拮抗作用 植物工厂樱桃番茄育苗真叶期茎叶长 势旺盛 炼苗期通过调控控制系统参数 模拟null端气候 2023年第19期 现代园艺 技术应用 null