馬鈴薯立體柱式種植方法

陳燕紅

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

導(dǎo)讀：為解決馬鈴薯種植土地利用率低、產(chǎn)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(shè)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(hù)了土壤和生態(tài)環(huán)境,單位面積產(chǎn)量呈倍數(shù)增長,還增強了肥料的利用率,減少了農(nóng)藥的投入,避免綠薯的出現(xiàn)。該種植方法不受土壤等地域限制,節(jié)省資源,產(chǎn)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(nóng)作物，是全球第4大糧食作物。馬鈴薯的種植、產(chǎn)量、安全等備受關(guān)注。傳統(tǒng)馬鈴薯種植方法是在土壤中種植，土地利用率低，產(chǎn)量低；因常年種植馬鈴薯，出現(xiàn)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(chǎn)量，需不斷加大肥料、農(nóng)藥投入，繼而使土壤結(jié)構(gòu)持續(xù)惡化，生態(tài)環(huán)境遭到破壞。傳統(tǒng)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(dǎo)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(shè)計一種立體種植裝置進(jìn)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(yīng)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(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需求和場地確定種植單體柱的數(shù)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(jìn)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(shè)置1個頂蓋，頂蓋的結(jié)構(gòu)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(nèi)植株的灌溉組件。集液槽設(shè)置在立體種植柱的底部，位于最下層的種植盤上設(shè)置的下部支撐柱的底端伸入到集液槽內(nèi)并與集液槽固定，以收集回流到集液槽內(nèi)多余的水或營養(yǎng)液并進(jìn)行重復(fù)利用。

1.1 種植單體柱

種植單體柱包括柱網(wǎng)、種植盤、支撐柱和基質(zhì)，種植單體柱為圓柱形結(jié)構(gòu)，直徑1 m，高30 cm。

柱網(wǎng)設(shè)置在種植單體柱的最外層，為2 cm×2 cm的金屬網(wǎng)孔，用于包裹栽培基質(zhì)，網(wǎng)孔可使馬鈴薯植株地上莖通過并對其進(jìn)行固定。種植盤為中間凸起、四周為凹槽的圓盤結(jié)構(gòu)，用于承托種植基質(zhì)，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(nèi)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(jìn)行固定。支撐柱，上下嵌套，可以分離，并可以使種植盤內(nèi)收集的營養(yǎng)液通過支撐柱上設(shè)計的缺口回流到集液槽內(nèi)。

1.2 基質(zhì)

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

圖1 立體種植柱的外部結(jié)構(gòu)示意

1.3 灌溉系統(tǒng)

灌溉系統(tǒng)包括水泵、定時器、上水管、開關(guān)、灌溉管和灌溉支管。水泵設(shè)置于集液槽內(nèi)，上水管垂直設(shè)置于立體種植柱的外側(cè)，水泵的輸出端與上水管的底端固定連接。灌溉管為圓形結(jié)構(gòu)，直徑70 cm，設(shè)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(shè)置有出水滴孔，采用滴灌模式對植株進(jìn)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(zhì)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(guān)設(shè)置在灌溉支管上。水泵用于提取水或營養(yǎng)液，通過動力驅(qū)動將營養(yǎng)液輸入上水管內(nèi)，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(xiàn)對每層種植盤上的植株進(jìn)行灌溉，開關(guān)控制每1個種植單體柱。定時器與水泵連接，預(yù)先設(shè)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(shè)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(jìn)行生產(chǎn)。將馬鈴薯種塊準(zhǔn)備好后，擺放在已裝填20 cm深栽培基質(zhì)的種植單體柱內(nèi)，馬鈴薯種塊間距為15 cm，在種植單體柱內(nèi)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(zhì)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(fù)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(cè)壁網(wǎng)孔鉆出，鉆出網(wǎng)孔的馬鈴薯植株會向上正常生長，立體種植柱的側(cè)壁上會布滿馬鈴薯植株，可將植株綁縛在柱網(wǎng)上。按馬鈴薯生長所需的水分和肥料，通過灌溉組件實現(xiàn)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(fù)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(chǎn)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(fù)利用，基質(zhì)經(jīng)過消毒處理后也可以重復(fù)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(shè)施條件的限制。通過采用立體種植柱的形式，實現(xiàn)了馬鈴薯的無土栽培，既提高了土地利用率，又保護(hù)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(shè)計更加合理，且單位面積內(nèi)馬鈴薯的產(chǎn)量呈倍數(shù)增長。通過灌溉組件集中供應(yīng)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(nóng)藥投入。通過基質(zhì)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(dǎo)致的綠薯，提高馬鈴薯的產(chǎn)出率。

圖2 立體種植柱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意