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2019年2月17日 作者:xwz2367609 [返回]
管道化及桶式气雾栽培在屋顶果园构建上的应用

徐伟忠,陈银华,周斌雄

(浙江省丽水市农业科学研究院,丽水 323000

摘要 随着都市农业的兴起与发展,城市的屋顶阳台庭院将成为未来城市发展农业的重要生态元素;通过屋顶菜园、花园、果园的构建,可以让都市披绿净化空气与降低屋顶温度,减少城市的热岛效应;目前都市农业已被人们普遍认知并付诸众多实践,但大多数以屋顶菜园或者盆栽的方式构建;屋顶种植具独特的优势,光照充足,通风良好,病虫害少,但也存在传统搬土耕作,因屋顶土层往往较薄,没有在地里栽培可以从地下水通过毛细管传导而产生提墒效应,所以夏日高温季节屋顶果园菜园容易干旱,浇水管理工作量加大,同时有限土壤的长期栽培,同样会导致土壤退化病虫滋生暴长;采用管道化及桶式气雾栽培,可以有效解决上述问题,构建起轻松无承重,清洁少病虫,旱涝不受影响的果园或菜园,大大节省了管理用工及提升屋顶的利用效率及产能,是未来都市屋顶果园建设的创新技术,可以在都市农业的绿化、美化、田园化工程中得以广泛应用。

关键词  管道化;气雾培;屋顶果园;营养液配方;根系修剪;定植管

屋顶果园是都市农业重要组成部份,而都市农业是未来农业发展的重要方向与趋势,利用都市环境发展农业生产,具有管理生活化体验化业余化,是人们亲近自然感受田园的重要生态元素,受广大市民的欢迎与认可;未来学家认为,未来都市的所有空间都可以用于食物生产,人们不必再从边远的农村获取农产品,让食物更加新鲜与安全健康,而且没有现在因农业生产所致的环境污染及生态危机[1];但用当前的土壤耕作无法实现,受到耕作方式的诸多局限,如建筑物的承重问题,施肥、管理、除草、打药等生产活动的繁琐问题;必须开发一种适合所有市民参予,而且无需繁琐管理及经验的新型耕作模式,同时又不会造成城市污染与可持续性问题。一种新型的栽培方式可以有效解决上述问题,让都市的白领、企业老板、老人小孩等无农耕经验的人群都可以热衷参予的创新技术,就是管道化及桶式气雾培技术;这种技术无需搬土、无需除草施肥管理,而且可以更为高效的生产与生长,更是都市人的园艺体验及老年人的嗜好,通过园艺体验可以缓减都市人群压力,达到园艺疗法的效果,是都市人体验田园感受生态绿色的重要生产生活生态元素,与传统屋顶果园菜园相比,具有构建简单,管理省力,作物生长快速,不受旱涝影响,而且清洁化的环境减少病虫滋生,实现免农药生产,是都市市民的耕读乐园及绿色食品的来源,在未来都市农业的发展中具极其重要作用与意义,以下就该模式的构建及管理技术作详细阐述,供广大都市农业的爱好者参考。

1.     新型耕作模式的技术原理

管道化水培目前在都市及农业生产上已得以较为普遍的应用,特别近年在全国各高新园区的示范园中都可以见到,但大多数用于叶类蔬菜的种植,适栽品种不多,无法满足市民的种植需求;而且管道化水培用于阳台屋顶,因夏日屋顶气温过高,会导致栽培管内液温过高,导致蔬菜缺氧烂根,而且管道化水培无法实施果树的栽培与正常生长。

管道化气雾培的营养液供给方式与管道化水培不同,不是采用水流循环方式供液,而是采用管内弥雾的方式供液,根系生长悬空于管内或桶内空间(1,图2),可以充分摄取氧气,而水循环的水培,根系供氧不足,就出现烂根或者根活力受抑制,无法正常生长;管内弥雾的气雾培方式,充分满足植物对肥水气三要求的需求,几乎适合所有植物的栽培[2];果树栽培意义更大,因为果树对于土层要求更厚,屋顶果园的搬土工程很大,同时也受屋顶承重的限制;采用管道或桶作为栽培载体,并结合管内弥雾的供液方式,屋顶整体承重轻,而且管道方便安装与架设,甚至于护栏上都可以架设用于果树栽培。肥水气三要素充分的满足与供给,果树的生长速度快于土壤栽培,而且清洁的环境减少病虫滋生场所与传播途径,有利于减农药或免农药生产;管道化的养液循环系统,根系与养液处于闭锁的空间内,水份的蒸发少,基本是植物100%的吸收,对于水资源缺乏的都市意义更为重大,其用水量只需常规土壤屋顶果园的5%-10%,也是项极为省水的栽培模式;通过屋顶果园构建,实现屋顶的快速覆绿,对防止屋顶老化,降低夏日室内温度起到很好的微气候调节作用,如果城市屋顶全部栽培生物量大的果树,实现正真的森林式城市,可以提升都市生态文明的程度,减少城市热岛效应所致的火炉现象。

2.     管道化及桶式气雾培屋顶果园的构建

光照充足、通风良好,供电供水的阳台及屋顶都可以实施气雾栽培果园的建设。空旷平整没有其它建筑障碍的阳台或屋顶可以采用管道化气雾培建设果园(3),零星非规整高低起伏的阳台或屋顶空间更适合采有桶式气雾培方式构建果园(图4)。

管道式气雾培果园通常采用大口径PVC供排水管、城市排水纹波管等管材构建,桶式气雾培可以选择带盖的塑料桶、铁桶及其它材料的桶、箱或容器。按照屋顶阳台实际情况及栽培果树的株行距要求进行栽培管布管或设置桶箱等栽培容器;管栽培一般选择Φ200-500mm的管材作为种植管,桶或箱选择直径或30-100cm,高度30-120cm桶或箱作为栽培容器。

管栽培于管中线处按一定的距离开设喷头接入孔,孔径为3-5cm,再按照种植果树的定植间距开设孔径为8-10cm的定植孔(3);桶或箱栽培于盖中心处开设孔径为8-10cm的定植孔,桶或箱的底处开回流或连通孔,边侧开设营养液支管供液口(4)

营养液循环系统安装,包括营养液供液首部、供液管道系统、回流管道系统组成,供液系统首部营养桶或池、水泵、过滤器、强磁处理器、营养液杀菌器组成;供液管道系统由主管、侧管、支管、毛管、喷头组成;回流管道系统由回流孔、回流支管、回流侧管、回流主管组成;如采用桶内或者管内循环方式的无需回流管系统安装只需把栽培管或者桶底处设连通孔,用管道进行连接让各桶与栽培管之间构建连通器式的养液流动循环即可[3]

控制系统安装,面积小的屋顶或阳台,可以采用简易的多时段编程的时间继电器控制水泵启闭频率;面积较大更为专业的控制采用由空气温度、空气湿度、光照强度等气候传感为输入信号的智能控制[4]

3.     品种选择及栽培技术

果树品种选择,气雾栽培适合所有果树品种,按照各地气候选择适栽品种,如有温室条件或致冷条件可以实现南果北种或者北果南种。

营养液池可以砖砌池也可以用不锈钢水塔、塑料桶或箱等容器代替,如屋顶阳台等栽培场所有低于回流管的空间则可以把营养液池建于该处以方便回流,如果屋顶阳台没有低位空间则采用桶内或管内循环以解决回流问题。

配制营养液的原水选择,配制营养液的用水,在都市环境下大多采用自来水作为配制原水,但有些地区自来水采用漂白粉消毒,水中溶存大量的氯离子,会对植物的根系造成伤害,就必须先把自来水静置几天后再用;也可以用屋顶收集的雨水使用,但必须对该地区的雨水进行水质检测,测定水中的钙镁离子含量与PH值,在配制营养液时作为参考,以计算出标准的栽培配方。

营养液配方的制定及EC值与PH值管理,适合大多数果树栽培的配方叫通用配方,

其元素组配如下(ppm:  N-P-K-Ca-Mg-S-Cu-Zn-Mn-Fe-Mo-B=260-31-235-200-48-64-0.02-0.05-0.5-2.5-0.01-0.5;按照理论组配制定生产应用的化合物组配配方,如所用水为纯水或自来水,其生产配方配方(g/t)为:四水硝酸钙1270.3g、七水硫酸镁486.8g、硝酸钾628.3g、磷酸二氢铵115.1g、螯合铁19.2g、一水硫酸锰1.54g、硼酸2.86g、五水硫酸铜0.08g、二水钼酸钠0.025g、二水硫酸锌0.15g,如按照上述化合物组配,其营养液理论浓度为1.9ms/cm,苗期管理控制在0.8-1.2 ms/cm之间,随着树体生长及开花结果,营养液管理范围控制在1.2-2.5 ms/cm,在整个栽培过程中最佳的PH值范围控制在6.0-7.5之间[5];如果所配的原水为雨水或井水,在制定配方时必须减去原水中所含的离子浓度,才可计算出准确的生产配方。

移栽定植与树体管理,通常果树移栽季节在早春季与晚季,该季节为根系生长高峰,移栽受伤根容易愈合及催生新根;气雾栽培果树与土壤栽培稍有不同之处就是必须清洗根系的泥土并且进行根系修剪,剪去过长的与受伤的根系,而且采用重度的根系短截修剪,以刺激气雾环境下快速长出新根,实现土根至气雾根的转变;植株定植的固定采用套管固定法,即于定植孔中先插入一同20-30厘米同口径的PVC管,再把树苗套入并用海绵块或者喷胶棉固定即可(5);气雾培屋顶果园因清洁的环境与良好的通风透光,病虫较少基本无需防治,另外因根系供营养均衡供应也大大减少修剪量,为了控制树体,可以每年或隔年进行根系修剪即可(6),为省力化的果园管理模式。

营养液温度及浓度的干预管理,如有条件可以于营养液池中安装致冷与加温设备,通过营养液温度的干预达到促进或延迟生长的效果,或者起到夏日抗高温危害及冬季防寒的效果;如果临近成熟期可以通过提高营养液浓度来实现糖度的提高,达到高盐高糖的栽培效果。

在阳台屋顶环境进行气雾栽培也会遇到停电问题,但果树具发达绵长的根系,每株果树都会有部份根系浸没于管底或者桶底中,同样具类似水培的抗停电性,不像根系较小的蔬菜,其根完全悬空,遇停电植株很快会表现失水萎蔫,必须配备备用电源或发电机,而气雾培果树无需有此顾虑,也是它能够实用于屋顶的关键。

病虫害的管理,屋顶果园病虫害也同样会有,特别是趋光的蛾类,为了达到免农药栽培的效果,屋顶栽培果树可以采用人工捕捉或者灭虫灯之类,也可以采用生活中的一些小巧门进行防治,如香烟过滤嘴的浸出液稀释1015倍可以防红蜘蛛,栽培一些辣味素高的辣椒,捣汁后兑水也可以杀虫,或者用烟叶汁;如果为了使用方便,可以市购荷兰进口的生物肥皂防治,这些方法都可以达到安全绿色免化学残留的防治效果。

4.管道化及其桶式气雾培果树的前景与意义

这种新型的果树栽培模式,打破了传统概念的果树栽培常识,它实际上可以在都市的任何环境构建果树栽培系统,但对于都市来说,屋顶具有光照充足的优势,更利于果树的生长,也有利于产量与品质的保障;利用新型栽培模式,不仅仅是屋顶果园的生产意义,它对于家庭小孩的科普教育来说更是意义重大,其间涉及植物生理学,矿质学说,工程构建学等,可以通过DIY的参予,启发学生智慧,激发对自然科学的兴趣和爱好,起到很好的启迪教育作用;对老年人更是一项园艺疗养的健康体验,通过屋顶园果的轻巧劳作与亲近,可以调整身心,减缓压力,或者起到医治城市综合症的效果;屋顶果园采用气雾培技术,可以起到屋顶的快速覆绿作用与速生早产,大多数果树次年就可以投产(图7,8);而且是可移动的果园,更增加趣味性,熟时可以整树搬挪进室内采摘,又起到室内美化的效果与即时新鲜之体验;对于一些北方果树木实现南方栽培,可以搬挪整树至冷库,实现人工休眠的调控效果,达到苹果与大樱桃等北方果树都可以在热带及亚热带地区栽培,其观赏与体验与趣味性更强;管道化与桶式雾培因栽培的植株都具独立性,彼此间不存在争水夺肥现象,为充分利用屋顶空间,早其可以于桶或管道上套种瓜果类,任其爬地生长,解决早期屋顶的裸露问题,可以当年构建,当年屋顶全部覆绿;屋顶果园的建设对于推进城市的生态文明建设意义重大,通过家门口的栽培体验,唤醒人们的对生态的崇敬之心,激发大家都参予到城市的生态文明建设中,它既是一种田园的体验和生态的优化,同时更是美好生活向往的重要组成元素,在自家屋顶就可体验采菊东篱下的田园意境;总之气雾培果园技术在屋顶及都市环境的应用,将会彻底改变未来城市的发展方向,彻底改变人们对农业高科技的认识及热情的激发,对于乡村振兴全民参予来说具积极的教育与推动作用;另外,就该技术的普及来说,也极具商业价值与推广意义,对于深居钢筋丛林中的人们,是一抹人人向往的绿色风景。

参考文献

[1]徐伟忠,程文亮,等.未来农业-城市观光休闲旅游农业[M].北京:台湾出版社,20062.

[2]徐伟忠,杨连成,邓卫杰,等.现代耕作新技术-气雾栽培M].北京:中国农业大学出版社,2016210221

[3]徐伟忠,杨连成,等.蔬菜气雾栽培实用技术[M].北京:解放军出版社,2016160113118.

[4]徐伟忠,苏朝安,等.蔬菜工厂-芽苗菜智能化栽培技术[M].北京:台海出版社,200661.

[5]曾凡清,等. 气雾栽培及其在桃树上的应用试验[J].落叶果树,20065):911.

 

 

作者简介:徐伟忠(1971-),男,硕士,高级农艺师,研究方向为设施农业。2671654005@qq.com

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