茄果類蔬菜日光溫室智能化育苗關(guān)鍵控制技術(shù)

梁玉芹，楊 陽(yáng)，劉 云，宋炳彥

（河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，河北 石家莊 050051）

溫室大棚管理技術(shù)是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，能夠結(jié)合各種技術(shù)手段營(yíng)造最適合農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)的抗災(zāi)、減災(zāi)與反季節(jié)生產(chǎn)能力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，溫室智能化技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用[1-3]，根據(jù)農(nóng)作物的生長(zhǎng)習(xí)性，溫度、水、肥、光照等環(huán)境參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。由于育苗過程對(duì)溫室環(huán)境要求較為嚴(yán)格，包括環(huán)境溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度以及二氧化碳濃度等[4-5]，滿足在不同品種幼苗和不同適宜環(huán)境參數(shù)要求的情況下進(jìn)行最優(yōu)控制成為智能化育苗亟待解決的關(guān)鍵問題。

茄果類智能化育苗采用計(jì)算機(jī)和專門的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在設(shè)置好具體參數(shù)的情況下可實(shí)現(xiàn)溫度、濕度和澆水量的自動(dòng)控制和管理，使秧苗出苗整齊、抗病性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)，從而達(dá)到培育壯苗的目的[6]。研究表明，智能化育苗技術(shù)的使用可使番茄育苗周期縮短20～30 d，辣椒、茄子育苗周期縮短30～40 d，黃瓜縮短10～20 d，并保證了種苗的質(zhì)量[6-8]。在前期研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能化育苗數(shù)據(jù)檢測(cè)控制及管理系統(tǒng)，完善果菜類蔬菜日光溫室育苗過程中的關(guān)鍵技術(shù)，使智能化育苗體系能夠更好地為果菜類蔬菜幼苗發(fā)育提供專業(yè)的指導(dǎo)，進(jìn)而促進(jìn)現(xiàn)代化蔬菜產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。

1 基本概況

溫室類型需符合現(xiàn)代化大棚或智能日光溫室建造的標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 智能化育苗數(shù)據(jù)檢測(cè)控制及管理系統(tǒng)

智能化育苗數(shù)據(jù)檢測(cè)控制及管理系統(tǒng)包括溫室溫度監(jiān)測(cè)模塊、基質(zhì)濕度監(jiān)測(cè)模塊、空氣濕度監(jiān)測(cè)模塊和光照監(jiān)測(cè)模塊，其可對(duì)育苗過程中的環(huán)境條件進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)，并通過設(shè)置最佳生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行精細(xì)調(diào)控，從而為其創(chuàng)造最佳生長(zhǎng)條件。

1.2 灌溉系統(tǒng)

灌溉方式為微噴，可根據(jù)智能化管理系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉噴水管。管道前端裝有水分計(jì)量設(shè)備（圖1）。

圖1 智能化育苗灌溉系統(tǒng)

1.3 溫濕度調(diào)節(jié)

根據(jù)果菜類幼苗生長(zhǎng)過程中對(duì)溫度的要求，當(dāng)溫度超過最適高溫時(shí)自動(dòng)開啟放風(fēng)口或覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)，當(dāng)溫度接近最適低溫時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉放風(fēng)口或覆蓋保溫被（圖2）。

圖2 溫度、濕度檢測(cè)與控制

1.4 基質(zhì)濕度調(diào)節(jié)

濕度測(cè)量傳感器探頭可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基質(zhì)的濕度，當(dāng)濕度低于最低值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)噴水裝置，當(dāng)基質(zhì)濕度達(dá)到高限時(shí)停止噴水（圖3）。

圖3 育苗基質(zhì)濕度檢測(cè)與控制

2 果菜類智能化育苗關(guān)鍵技術(shù)

2.1 播種至出苗

2.1.1 溫度

番茄播種至出苗對(duì)溫度要求較為嚴(yán)格，通過覆蓋地膜保溫，盡量提高苗床溫度，促進(jìn)出苗，溫度應(yīng)控制在白天30～32 ℃、夜間18～20 ℃；茄子播種到出苗溫度應(yīng)控制在白天28～30 ℃、夜間18～20 ℃；辣椒播種到出苗溫度應(yīng)控制在白天28～32 ℃、夜間18～20 ℃。

參數(shù)設(shè)置：白天溫室內(nèi)溫度高于30 ℃時(shí)，自動(dòng)開啟上風(fēng)口；溫度降至28 ℃時(shí)，上風(fēng)口關(guān)閉。夜間溫度低于10 ℃時(shí)覆蓋保溫被。

Informed consent:study personnel will obtain written informed consent from all participants prior to enrollment.The patients will then be able to provide consent via a signature on a written consent form.An informed consent script will be read aloud to any patients who are illiterate.

2.1.2 濕度

播種前基質(zhì)應(yīng)澆透水，使基質(zhì)濕度保持在80%～90%；番茄生長(zhǎng)過程中對(duì)水分的要求較高，番茄幼苗生長(zhǎng)過程中澆水應(yīng)遵循“少量多次”的原則，使基質(zhì)保持適宜的濕度。番茄出苗前，應(yīng)適當(dāng)增加灌水量，基質(zhì)濕度應(yīng)在80%左右，這有助于秧苗正常生長(zhǎng)發(fā)育；茄子和辣椒出苗前，基質(zhì)濕度不應(yīng)低于75%，表面應(yīng)保持濕潤(rùn)，以利于出苗整齊。

參數(shù)設(shè)置：番茄幼苗出土前基質(zhì)濕度設(shè)定范圍為70%～80%；茄子基質(zhì)濕度設(shè)定值為75%～80%；辣椒基質(zhì)濕度設(shè)定值為75%～80%。

2.1.3 光照

茄果類蔬菜幼苗在出土前對(duì)光照強(qiáng)度無特殊要求，但光照過強(qiáng)時(shí)應(yīng)覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)。

2.2 2葉1心至4葉期

茄果類蔬菜幼苗在2葉1心至4葉期，要適當(dāng)?shù)乜刂茰囟群蜐穸?，進(jìn)行煉苗，從而使幼苗生長(zhǎng)健壯，根系發(fā)達(dá)。

2.2.1 溫度

番茄幼苗長(zhǎng)至2葉1心時(shí)，白天溫度控制在25～30 ℃，夜間溫度控制在10～12 ℃，并增加晝夜溫差進(jìn)行煉苗；茄子幼苗長(zhǎng)至2葉1心時(shí)，白天溫度應(yīng)在25 ℃左右，夜間溫度15 ℃左右，防止徒長(zhǎng)；辣椒3葉期開始煉苗，保持溫度白天20～25 ℃、夜間15～18 ℃。

2.2.2 濕度

在此期間，為防止番茄幼苗徒長(zhǎng)，應(yīng)根據(jù)基質(zhì)情況酌量澆水，基質(zhì)濕度控制在55%～75%；茄子幼苗基質(zhì)保持濕潤(rùn)即可，濕度在75%以下為宜；要對(duì)辣椒幼苗進(jìn)行溫濕度并控，以培育壯苗。

參數(shù)設(shè)置：茄果類蔬菜幼苗在2葉1心至4葉期時(shí)，育苗基質(zhì)濕度低于55%時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)噴水裝置，基質(zhì)濕度達(dá)到75%時(shí)停止噴水，根據(jù)天氣情況每天澆水2～3次。

2.2.3 光照

適宜光照強(qiáng)度為4 000～25 000 lx。當(dāng)光照強(qiáng)度低于4 000 lx時(shí)，啟動(dòng)補(bǔ)光裝置；在晴天中午光照較強(qiáng)時(shí)，可覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)。

2.3 移栽前

茄果類蔬菜幼苗生長(zhǎng)中后期要及時(shí)控制水分、增加通風(fēng)，適當(dāng)降低溫度，防止幼苗徒長(zhǎng)，增加莖稈粗度，提高幼苗抗逆能力，進(jìn)而達(dá)到培育壯苗的目的。

2.3.1 溫度

為控制幼苗徒長(zhǎng)，茄果類蔬菜幼苗移栽前的溫度應(yīng)控制在白天20～25 ℃、夜間10～15 ℃。

參數(shù)設(shè)置：白天溫度高于25 ℃時(shí)開啟上風(fēng)口，低于20 ℃時(shí)關(guān)閉風(fēng)口；夜間溫度低于10 ℃時(shí)自動(dòng)覆蓋保溫被。

2.3.2 濕度

番茄在移栽前應(yīng)減少澆水量，基質(zhì)表面保持濕潤(rùn)即可；茄子幼苗此時(shí)要以控水為主，基質(zhì)濕度在55%～65%為宜；辣椒在移栽前要蹲苗促壯，基質(zhì)濕度應(yīng)為50%～65%。

參數(shù)設(shè)置：茄果類蔬菜幼苗移栽前基質(zhì)濕度低于50%時(shí)啟動(dòng)噴水裝置，濕度達(dá)到60%時(shí)停止噴水，每天澆水1～2次。

2.3.3 光照

光照強(qiáng)度適宜范圍為4 000～25 000 lx，低于4 000 lx啟動(dòng)補(bǔ)光裝置，晴天中午光照較強(qiáng)時(shí)，可覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)調(diào)查，與人工育苗相比，使用智能化育苗系統(tǒng)后，番茄、茄子、辣椒整體出苗率提高3%，出苗較整齊，壯苗率提高6.2%，葉綠素含量較傳統(tǒng)育苗高；所以，茄果類蔬菜智能化育苗技術(shù)參數(shù)的精確采集，可為茄果類蔬菜智能化育苗提供技術(shù)支持，為茄果類蔬菜育苗的半自動(dòng)化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。