CN101965795B - 营养液无基质育苗栽培系统及育苗方法 - Google Patents

Abstract

一种营养液无基质育苗栽培系统及育苗方法，该系统包括：营养液育苗槽、育苗格盘、播种纸和覆盖纸；营养液育苗槽内盛水或营养液；育苗格盘放置于营养液育苗槽上，育苗格盘中的格盘孔侧面开有透水孔；播种纸覆盖在育苗格盘上；播种后覆盖纸盖在载有种子的播种纸上。该方法为：将种子播种在播种纸上，上面覆盖吸水透气性良好的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖珍珠岩或蛭石；种子发芽后，根系可穿透播种纸向下生长，根系长出后，幼苗植株的根系从下部营养液中吸收水分养分。该系统去除了传统工厂化育苗技术中基质的使用，并实现了对整个育苗过程中植株生长所需的温度、水分、养分和氧气的全方位精确调控，真正做到了育苗环节的工厂化，提高了育苗的整齐度、壮苗率和健壮度。

Description

营养液无基质育苗栽培系统及育苗方法

技术领域

本发明涉及营养液无基质育苗栽培系统及育苗方法，属于无土育苗技术领域。

背景技术

我国面临着严重的资源和能源短缺问题，人均耕地面积和水资源占有量只有世界人均水平的1/3和1/4，并呈进一步减少的趋势。面对这一现实，我国农业必须选择一条资源高效利用的集约化可持续发展的道路。无土栽培技术是实现蔬菜高产、优质、高效的重要途径，也是蔬菜生产由传统农业生产向现代化、规模化、集约化转化的新型栽培方式。蔬菜生产包括育苗环节和定植后栽培环节两个部分，育苗环节由于集约化程度高，实现工厂化应首先从育苗环节开始。

随着我国农业现代化的进步和发展，蔬菜生产正在由传统的个体形式向科学化、集约化、商品化和市场化的现代产业化生产转变。作为蔬菜种苗产业化重要组成部分的工厂化育苗已成为农业高新技术的一个标志。蔬菜工厂化育苗主要是指穴盘基质育苗技术，我国自20世纪80年代正式引进穴盘基质育苗技术以来，广大农业科技人员在引进、消化、吸收的基础上，根据我国蔬菜种苗生产特点，已初步建立起适合我国蔬菜穴盘工厂化育苗体系(陈殿奎，中国蔬菜，2000，(S1)：7-11)。这种以泥炭、蛭石、椰子皮、珍珠岩等轻基质做育苗基质，用穴盘做育苗容器，采用机械化精量播种，一次成苗的现代化育苗体系，其主要优点是省工、省力、效率高，便于优良品种推广和规范育苗管理；成苗便于远距离运输和机械化移栽，定植后根系活力好，缓苗快，故对实施蔬菜生产机械化、规模化及持续高效发展具有特别重要意义(司亚平等，中国蔬菜，2000，(06)：52-53)。但仍存在以下几个方面的问题：

1、不利于环境保护  泥炭是世界上应用最广泛、效果最理想的一种无土育苗基质，然而除了分布不均匀、运输困难、销售价格高以外，泥炭在保护环境上也有重要意义。泥炭是一种短期内不可再生资源，储藏的总量有限，不可能无限制地开采，尽量减少泥炭的用量或寻找泥炭替代品已经受到人们的广泛关注。另外，岩棉使用后难以处理，对环境造成严重污染。

2、育苗成本高  穴盘基质育苗，由于大量使用泥炭、蛭石等价格较高的育苗基质，增加了育苗的成本。

3、基质调配和养分调控难度大  穴盘基质育苗常用的基质种类很多，主要有泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉、炭化稻壳、炉渣、锯末、棉籽壳、树皮等。不同基质的理化性质差异很大，育苗基质的调配和营养成分的调控难度较大。

4、水分调控难度大  穴盘基质育苗多采用有机或者无机基质，浇灌清水或者营养液进行栽培。由于不同基质透气保水性能不同，基质水分含量不易调控。

5、基质温度调控困难  蔬菜作物幼苗对环境条件敏感，要求严格，适宜的温度才能育出优质壮苗。目前的做法是在育苗床架内埋设电加热线，以保证秧苗根部温度在10～30℃范围，但无法针对不同作物幼苗进行精确的调节控制。

6、基质运输成本高  穴盘基质育苗主要依靠泥炭等轻基质，而泥炭资源有限，且大部分集中在东北，因此运输成本高，限制了我国广大地区的使用，尤其在缺少优良轻质育苗基质的盐碱、风沙、干旱地区，穴盘基质育苗很难发挥应有的作用。

7、基质处理困难  有机栽培基质如木屑、锯末、甘蔗渣、稻壳等本身理化性质不稳定，而且还含有酚类、重金属等一些有毒物质，不能直接用作育苗基质，需要对其进行预处理，使其易分解的有机物质分解，有毒物质去除，在育苗过程中才不会产生不良影响。目前主要的处理方式是对其进行自然堆沤，该方法需时长，堆沤后理化性质不稳定，并且对堆沤时间长短没有具体的统一标准，过程控制困难。

此外，漂浮育苗是美国开发出的一项用于烟草育苗的先进技术，利用成型的膨化聚苯乙烯格盘为漂浮体，装填上人工配制的营养基质，将格盘漂浮于完全矿质营养的苗池中，完成种子的萌发、生长和成苗过程的育苗方式，是无土育苗的方式之一。20世纪90年代中期引入国内，首先在云南烟草育苗上运用成功(蔡明，长江蔬菜，2008(3)：18-19)。据统计，2006年漂浮育苗在我国烟草上的应用面积达73.2万hm²，占烟草总移栽面积的70％(陈乃春等，中国蔬菜，2008(10)：49-50)。该技术具有提高育苗效率，根系活性强、整齐一致、便于运输、移栽后长势强等优势，是目前国内烟草种植基地育苗的主要方式。近年来漂浮育苗在番茄、黄瓜、辣椒等蔬菜上也进行了一些研究，但在蔬菜育苗中漂浮育苗存在以下不足：①基质长期浸泡在低温或高温水中，使根系发育不良，容易诱发根茎部病害(蔡明，长江蔬菜，2008(3)：18-19)；②基质长期浸泡在水中氧气不足；③水分蒸发引起基质表面盐渍化等无法克服的问题。

无土栽培中的营养液栽培技术在生产中有一定的应用，但是在育苗领域中的应用未见报道。因此，开发一种新型育苗系统，既能摆脱传统育苗方法中土壤的限制，还能摆脱穴盘基质育苗中基质的限制，建立类似植物工厂的营养液无基质育苗工厂，只需水和肥料就能育出成苗，并能精确调控育苗过程中的温度、氧气、养分等环境因子，这将会是育苗技术的一次革命。

发明内容

本发明旨在克服以上所述的传统育苗方式的限制，提供一种营养液无基质育苗栽培系统及育苗方法，该系统去除了传统工厂化育苗技术中基质的使用，采用营养液无基质栽培，通过播种纸和覆盖纸将幼苗地上部固定支撑，根系完全生长在营养液中。本系统通过对育苗系统的创新设计，实现了对整个育苗过程中植株生长所需的温度、水分、养分和氧气环境因素的全方位精确调控，从而建立最适于幼苗生长的环境条件，真正做到了育苗环节的工厂化，节水节肥，提高了育苗的整齐度、壮苗率和健壮度。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种营养液无基质育苗栽培系统，其包括营养液育苗槽、育苗格盘、播种纸、覆盖纸和覆盖基质；该营养液育苗槽内盛营养液；该育苗格盘放置于营养液育苗槽上，育苗格盘为底部具有复数个凹陷格盘孔的塑料盘，每个格盘孔的尺寸为单株幼苗根系生长所需空间，该格盘孔的至少一个侧面上开有透水孔，该透水孔部分或全部浸没在营养液中；该播种纸在播种时直接覆盖在该育苗格盘上；该覆盖纸在播种后覆盖在载有种子的播种纸上；该覆盖基质铺设于覆盖纸上。

在本发明的一种优选实施方式中，该栽培系统还包括营养液温度调节系统、营养液充氧系统和营养液补给系统；该营养液温度调节系统包括调温管道，循环泵，水箱，温控开关，以及加热和制冷设备；该调温管道铺设在所述营养液育苗槽下方或埋设在营养液育苗槽内，冬季循环热水，夏季循环冷水，通过冷热水的流动来调节营养液的温度；该营养液充氧系统包括充氧泵，充氧管道，多孔出气口，和间歇式开关或定时器；该营养液补给系统包括营养液罐、水泵和连通营养液罐与营养液育苗槽的管道。

在本发明的另一种优选实施方式中，该栽培系统还包括营养液循环控温系统，其包括营养液池，输液管道，循环装置，调节循环装置运行的间歇式开关或定时器，加热、制冷设备。

如上所述的栽培系统，其中，该营养液育苗槽上可设置水位控制阀，其为可调节高度的管状结构，其一端开口于营养液育苗槽内，另一端连接溢流管道；当营养液育苗槽内的液面高过水位控制阀口时，营养液通过水位控制阀和溢流管流出营养液育苗槽，回流到营养液池中；通过调节阀口的高度，控制不同时期营养液育苗槽内营养液的液面高度。

如上所述的栽培系统，其中，该营养液育苗槽的高度优选为8.5～9.5厘米。

如上所述的栽培系统，其中，该覆盖基质优选为珍珠岩或蛭石，厚度为0.5～1厘米。

另一方面，本发明提供应用如上所述的栽培系统进行营养液无基质育苗的方法，其包括如下步骤：

a.在营养液育苗槽中注入营养液；

b.育苗格盘放置于营养液育苗槽上，其上覆盖播种纸，将种子直接播种在播种纸上；

c.在载有种子的播种纸上面覆盖具有吸水透气性的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖覆盖基质；

d.利用纸张的吸水性或者定期向育苗格盘上喷水，保持覆盖纸和覆盖基质湿润；

e.种子发芽后，根系穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和覆盖基质的阻力防止幼苗戴帽出土；根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应依靠根系从下部营养液中吸收；

f.营养液充氧系统采用气泵向营养液中定时充氧；

g.营养液温度调节系统通过铺设在营养液育苗槽下方或埋设在营养液育苗槽内的调温管道冬季循环热水，夏季循环冷水，调节营养液的温度至秧苗生长最适温度；

h.育苗过程中由于秧苗生长和蒸腾使营养液育苗槽中减少的营养液通过营养液补给系统及时补充。

再一方面，本发明提供另一种应用如上所述的栽培系统进行营养液无基质育苗的方法，其包括如下步骤：

a.在营养液育苗槽中注入营养液；

b.育苗格盘放置于营养液育苗槽上，其上覆盖播种纸，将种子直接播种在播种纸上；

c.在载有种子的播种纸上面覆盖具有吸水透气性的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖覆盖基质；

d.利用纸张的吸水性或者定期向育苗格盘上喷水，保持覆盖纸和覆盖基质湿润；

e.种子发芽后，根系穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和覆盖基质的阻力防止幼苗戴帽出土；根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应依靠根系从下部营养液中吸收；

f.营养液循环控温系统为营养液育苗槽中补充营养液，通过营养液的循环过程进行溶氧，并通过安放在营养液池中的加热、制冷设备直接调控营养液的温度至秧苗生长最适温度。

本发明的有益效果在于：

1、本系统与穴盘基质育苗相比，去除了穴盘基质育苗技术中基质的使用，根系直接与营养液接触，避免了现有穴盘基质育苗的限制和缺点，做到了真正的营养液育苗；本系统实现了对整个育苗过程中植株生长所需的温度、水分、养分和氧气环境因素的全方位精确调控，真正做到了育苗环节的工厂化，是育苗技术的一个突破性的创新。应用结果表明：与穴盘基质育苗相比，本系统培育的黄瓜秧苗的株高、茎粗、干重和壮苗指数分别提高了130.6％、36.2％、223.0％和85.7％；番茄秧苗的株高、茎粗、干重和壮苗指数分别提高了100.5％、19.4％、144.7％和46.8％；显著提高了秧苗的整齐度、壮苗率和健壮度。

2、本系统完全不用有机基质，仅采用珍珠岩或蛭石等无机基质覆盖在覆盖纸上面，主要起萌芽期的保水和脱种皮作用，避免了穴盘基质育苗大量使用泥炭等不可再生资源的开采，更加环保。

3、本发明首次提出育苗格盘侧开孔的设计方案。传统穴盘基质育苗盘的透水孔都采用下开孔，不适应本发明的营养液育苗系统，主要是存在根系由于重力向下无限生长，致使起苗和栽苗困难问题；本发明创造性提出育苗盘的透水孔开在格盘孔侧壁的设计方案，解决了这一问题，取得良好效果。参见附图10，左侧为下开孔育苗盘栽种的黄瓜幼苗；右侧为侧开孔育苗盘栽种的黄瓜幼苗。

4、本系统营养液成分配比和浓度可以根据作物需求做到最优化和精确调控，克服了基质育苗养分难以调控的缺点。

5、本系统改变了传统穴盘育苗中从秧苗顶部喷洒的补水方式，水分主要从营养液直接吸收，克服了传统穴盘育苗因穴盘体积小、基质的水分含量变化大而难以调控的缺点；并且避免了传统穴盘育苗中喷水不均匀对秧苗的伤害；特别是覆盖的基质处于干燥状态，降低了苗床的空气湿度，减轻病害的发生。

6、本系统通过结构设计彻底解决了漂浮育苗中无法克服的基质水分含量过高、氧气不足和基质表面盐渍化三个缺陷；本系统的覆盖基质不与营养液直接接触，避免了漂浮板育苗中因蒸发引起的基质盐渍化和基质长期浸泡在低温或高温水中，使根系发育不良，容易诱发根茎部病害问题。

7、本系统除通过补氧系统对营养液补充氧气外，还特别通过液面高度的控制，使根系部分暴露于空气中，部分处于营养液中，使根系既能吸收到水分、养分，又能吸收的充足的氧气，使根系健壮地生长，为培育壮苗打下了基础。

8、本系统温度调节主要通过对营养液直接加温或降温，比常规的环境调温更直接、经济、有效。特别是克服了传统穴盘育苗因穴盘体积小、基质的温度变化大而难以调控的缺点。

9、本系统成苗后起苗更方便、快捷，占用空间少，更利于运输。更重要的是避免了常规育苗起苗对幼苗根系的伤害，定植后缓苗快，有利于早熟高产。

附图说明

图1充气式育苗系统结构示意图；

图2营养液育苗槽平面结构示意图；

图3营养液育苗槽纵向剖视图；

图4育苗格盘平面结构示意图；

图5育苗格盘沿A-A的剖面图；

图6充气式育苗系统平面结构示意图；

图7循环式育苗系统平面结构示意图；

图8循环式育苗系统纵向剖视图；

图9控水阀立体结构示意图；

图10使用下开孔育苗盘和侧开孔育苗盘栽种的黄瓜幼苗照片。

具体实施方式

本发明的栽培系统以及育苗方法的原理是：

将种子直接播种在播种纸上，利用纸张的吸水性或者从上面喷水，保证种子萌发时的水分需求。上面覆盖吸水透气性良好且有一定强度的纸张，覆盖纸上面覆盖珍珠岩或蛭石，一方面在发芽期保水并提供充分的氧气，促进出芽；另一方面防止种子戴帽出土。种子发芽后，根系可以顺利穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和珍珠岩或蛭石的阻力可以有效防止幼苗戴帽出土。根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应主要依靠根系从下部营养液中吸收；营养液通过循环或者充氧的方式，供给植株生长所需的氧气。

本发明的栽培系统中根系直接与专用营养液接触，保障了秧苗对水分和养分的充分吸收。通过营养液的循环或充氧，秧苗能够得到充足的氧气供应，此外，营养液育苗槽内液位的调节让一部分根系暴露在空气中直接接触氧气，使氧气的充足供应得到双重保障。常规土壤栽培的研究表明，通过对土壤温度的调节(根系直接加温或降温)能获得在适宜气温条件下同样高的产量，且能源消耗比调节气温更低。例如，Trudel的番茄栽培试验证明在低的气温条件下，通过加温土壤也能获得在适宜气温条件下同样高的产量；而且加温土壤的能源消耗仅是加温气温的20％-25％(Trudel M.and Gosselin，A.：Influence of soil temperature in greenhousetomato production，HortScience 1982，17(6)：928-929.)；此外，本申请发明人2000年夏天的生菜降温试验表明，将土壤温度降低5度便获得了增产90％以上的效果，且利用较低的能源消耗便可实现土壤的直接降温(Mingchi Liu，Akira Tanaka，HangChen.Development of soil-cooling and auto-irrigating system with negative pressure.Transactions of the ASABE，2006，49(1)：239-244.)。而与土壤相比，营养液的热容更低、传热效率更高，因而，直接调节营养液的温度不但比直接调节土壤温度更加节约能量，而且更加及时、精确、有效。因此，本发明的栽培系统对秧苗健康生长发育所需的水(水分)、肥(养分)、气(氧气)、热(温度)四大因子进行了最优化的设计和整合，为培育壮苗提供了保障。

以下结合具体实例对本发明进行详细说明。

实施例1：充气式营养液无基质育苗栽培系统

图1所示为本发明的一种优选实施方式的结构示意图，该营养液无基质育苗系统包括：营养液育苗槽1、育苗格盘2、播种纸3、覆盖纸4、覆盖基质25、营养液温度调节系统5、营养液充氧系统6和营养液补给系统7；

如图2和图3所示，营养液育苗槽1为一浅盘形硬质塑料容器，高度为8.5～9.5厘米，内盛水或营养液。营养液育苗槽的宽度依据育苗盘的规格而定，长度为5个育苗格盘的宽度，底部设置支撑架8。营养液育苗槽也可以为其它材料砌成的槽子，内铺两层塑料薄膜，薄膜上放垫料，用于支撑育苗格盘。

如图1、图3和图5所示，育苗格盘2放置于营养液育苗槽底部的支撑架8上，其为底部具有复数个凹陷格盘孔10的塑料盘，每个格盘孔的尺寸为单株幼苗根系生长所需空间，格盘孔约为立方形，4个侧面各有一个透水孔11；育苗格盘2为聚乙烯或聚苯乙烯塑料盘，规格根据作物种类而定。格盘分为50、72、128、256格等不同规格。格盘孔既是幼苗根系生长的空间，还能保证植株根系间生长的独立性，避免缠绕在一起。格盘侧面的透水孔11，利于营养液的进入，同时防止根系伸出格盘外部。

如图1所示，播种纸3在播种时直接覆盖在该育苗格盘2上，将种子26对应育苗格盘孔数播于其上。此播种纸既能起到吸水、固定支撑幼苗的作用，其强度允许种子发芽后根系可以顺利穿透播种纸向下生长，起苗时又容易撕断或者容易剪裁，不会对幼苗及根系造成伤害。如无纺布等。

覆盖纸4在播种后覆盖在载有种子的播种纸3上。覆盖纸为吸水透气性良好、具有适宜厚度及强度的纸张，目的是防止种子戴帽出土，并起到固定支撑幼苗的作用。

覆盖基质25为具有吸水、透气性的材质，例如珍珠岩或蛭石，厚度根据不同作物的情况调整，约为0.5～1.0厘米。

如图6和图9所示，营养液育苗槽上设置水位控制阀23，其为可调节高度的管状结构，其一端开口于营养液育苗槽内，另一端连接溢流管道28；当营养液育苗槽内的液面高过水位控制阀口时，营养液通过水位控制阀23和溢流管28流出营养液育苗槽，回流到营养液池22；通过调节阀口29的高度，控制不同时期营养液育苗槽内营养液的液面高度。

如图1所示，营养液温度调节系统5由水箱12、循环泵13、温控开关27和调温管道14组成，水箱内设置加热和制冷设备，调温管道14铺设在营养液育苗槽1下方或埋设在营养液育苗槽内，冬季循环热水，夏季循环冷水，调节营养液的温度至秧苗生长最适温度；

如图1和图6所示，营养液充氧系统6通过充氧泵15、充氧管道16、开口于营养液育苗槽内的多孔出气口17和间歇式开关或定时器18，保证营养液中含有充足的溶存氧。

营养液补给系统7由营养液灌19、水泵20和管道21组成，营养液灌中贮存浓度配制好的营养液工作液；通过水泵能够及时、便捷的补充营养液育苗槽中减少的营养液。

育苗过程包括如下步骤：

a.在营养液育苗槽中注入营养液，根据作物育苗不同时期的需要调整营养液的浓度及液面高度；

b.育苗格盘放置于营养液育苗槽上，其上覆盖播种纸，将种子直接播种在播种纸上；

c.在载有种子的播种纸上面覆盖具有吸水透气性的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖覆盖基质；

d.利用纸张的吸水性或者从上面喷水，保持覆盖纸和覆盖基质湿润，保证种子萌发时的水分需求；

e.种子发芽后，根系可以顺利穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和珍珠岩或蛭石的阻力可以有效防止幼苗戴帽出土；根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应主要依靠根系从下部营养液中吸收；

f.采用气泵向营养液中定时充氧。

g.营养液温度调节系统通过铺设在营养液育苗槽下方或埋设在营养液育苗槽内的调温管道冬季循环热水，夏季循环冷水，调节营养液的温度至秧苗生长最适温度；

h.育苗过程中由于秧苗生长和蒸腾使营养液育苗槽中减少的营养液通过营养液补给系统及时补充。

实施例2  充气式营养液无基质黄瓜育苗

(一)应用实施例1中所述的育苗系统进行黄瓜育苗，黄瓜育苗过程包括如下步骤：

a.在营养液育苗槽中注入黄瓜专用营养液(其主要元素组成成分见表1)，营养液的浓度为全倍量，营养液深度6.5厘米；

表1  黄瓜专用营养液组成

b.将侧开孔的育苗格盘放置于营养液育苗槽上，其上覆盖播种纸，将黄瓜种子直接播种在播种纸上；

c.在载有种子的播种纸上面覆盖具有吸水透气性的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖1.0厘米厚的湿润珍珠岩；

d.及时向珍珠岩上喷清水，保证黄瓜种子萌发时的水分需求；

e.种子发芽后，根系可以顺利穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和珍珠岩或蛭石的阻力可以有效防止黄瓜幼苗戴帽出土；根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应主要依靠根系从下部营养液中吸收；

f.采用气泵昼夜向营养液中循环充氧，每隔30分钟充氧20分钟；

g.将调温管铺设在营养液育苗槽内，调节营养液育苗槽内营养液的温度播种到开始出苗为20～25℃；齐苗到第3片真叶露心18～20℃；秧苗锻炼期15℃；

h.育苗过程中环境气温的调节方法与常规穴盘基质育苗相同，适宜的气温播种到开始出苗为25～28℃；齐苗到第3片真叶露心白天22～25℃，夜间12～16℃；秧苗锻炼期白天18～20℃，夜间8～10℃；

i.育苗过程中由于秧苗生长和蒸腾使营养液育苗槽中减少的营养液通过营养液补给系统及时补充。

(二)对照组应用常规穴盘基质育苗系统及方法育苗

对照组应用常规穴盘基质育苗系统，参考司亚平等的方法进行(司亚平，何伟明.蔬菜穴盘育苗技术.北京：中国农业出版社，1999)，方法如下：

a.选用山东产穴盘育苗专用基质；

b.播种深度1.0厘米，播种后覆盖蛭石。然后将育苗盘喷透水(水从穴盘底孔滴出)，使基质最大持水量达到200％以上；

c.从播种之后至齐苗阶段重点是温度管理，白天25～28℃，夜间18～20℃；齐苗到第3片真叶露心白天22～25℃，夜间12～16℃；苗期子叶展开至2叶一心，水分含量为最大持水量的75％～80％；苗期二叶一心后，结合喷水进行1～2次叶面喷肥；三叶一心至商品苗销售，水分含量为75％左右。秧苗锻炼期白天18～20℃，夜间8～10℃，以适应定植后的自然环境。

育苗结果如表2～4所示：

表2  不同育苗方式对黄瓜幼苗株高的影响(单位：cm)

由表2结果可以看出，在播种后16天以前，穴盘基质育苗(对照)处理的黄瓜幼苗株高优于营养液无基质育苗处理，之后营养液无基质育苗处理的株高迅速超过穴盘基质育苗处理，表明在黄瓜干籽直播的情况下营养液无基质育苗处理虽然出苗速度和前期生长速度比穴盘基质育苗处理略差，但中后期的生长明显好于穴盘基质育苗处理，在试验结束时营养液无基质育苗处理的秧苗株高与穴盘基质育苗处理相比增加了17.5厘米。

表3  不同育苗方式对黄瓜幼苗生长的影响

注：同列数值不同字母表示差异显著水平达0.05。

由表3结果可以看出，在试验结束时营养液无基质育苗处理的黄瓜秧苗株高、茎粗、干重和壮苗指数与穴盘基质育苗处理相比分别提高了130.6％、36.2％、223.0％和85.7％。显著提高了秧苗的整齐度、壮苗率和健壮度。

表4  不同育苗方式对黄瓜幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

叶片中的叶绿体是秧苗进行光合作用的重要器官，而叶绿体中叶绿色含量的多少直接影响着秧苗光合能力的高低；类胡萝卜素是秧苗对抗体内自由基极有效的抗氧化剂之一，在提高秧苗抗病性上具有重要作用。由表4结果可以看出，在试验结束时营养液无基质育苗处理的秧苗叶绿素和类胡萝卜素含量明显优于穴盘基质育苗处理，分别提高了19.9％和31.8％，这也是营养液无基质育苗处理的秧苗壮苗指数高的主要原因。

实施例3  循环控温式营养液无基质育苗栽培系统

循环控温式育苗系统中的营养液育苗槽1、育苗格盘2、播种纸3、覆盖纸4、覆盖基质25和水位控制阀23的结构和功能与实施例1相同。

如图7和图8所示，循环控温式育苗系统还包括营养液循环控温系统，其是由营养液池22，输液管道31，循环装置24，调节水泵运行的定时器30，控温装置32和加热、制冷设备33组成。营养液池22内贮存浓度配制好的营养液工作液，营养液池22内安装加热、制冷设备，随时调控营养液温度至秧苗生长最适温度。

育苗过程包括如下步骤：

a.在营养液育苗槽中注入营养液，根据作物育苗不同时期的需要调整营养液的浓度及液面高度；

b.育苗格盘放置于营养液育苗槽上，其上覆盖播种纸，将种子直接播种在播种纸上；

c.在载有种子的播种纸上面覆盖具有吸水透气性的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖覆盖基质；

d.利用纸张的吸水性或者定期向育苗格盘上喷水，保持覆盖纸和覆盖基质湿润，保证种子萌发时的水分需求；

e.种子发芽后，根系可以顺利穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和珍珠岩或蛭石的阻力可以有效防止幼苗戴帽出土；根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应主要依靠根系从下部营养液中吸收；

f.营养液循环控温系统为营养液育苗槽中补充营养液，通过营养液的循环过程进行溶氧，并通过系统中的加热、制冷设备直接调控营养液的温度至秧苗生长最适温度。

实施例4  循环控温式营养液无基质番茄育苗技术

(一)应用实施例3中所述的育苗系统进行番茄育苗，番茄育苗过程包括如下步骤：

a.在营养液育苗槽中注入番茄专用营养液(其主要元素组成成分见表5)，营养液的浓度为1/2全倍量，营养液深度6.5厘米；

表5  番茄专用营养液组成

b.将侧开孔的育苗格盘放置于营养液育苗槽上，其上覆盖播种纸，将番茄种子直接播种在播种纸上；

c.在载有种子的播种纸上面覆盖具有吸水透气性的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖1厘米厚的湿润珍珠岩；

d.及时向珍珠岩上喷清水，保证番茄种子萌发时的水分需求；

e.种子发芽后，根系可以顺利穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和珍珠岩或蛭石的阻力可以有效防止番茄幼苗戴帽出土；根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应主要依靠根系从下部营养液中吸收；

f.营养液循环控温系统为营养液育苗槽中补充营养液，通过营养液的循环过程进行溶氧，并通过安放在营养液池中的调温设备直接调控营养液的温度齐苗到第3片真叶露心白天20～22℃，夜间15～16℃；秧苗锻炼期15℃；

g.育苗过程中环境气温的调节方法与常规穴盘基质育苗相同，适宜的气温播种到开始出苗为25～30℃；齐苗到第3片真叶露心白天22～25℃，夜间10～15℃；秧苗锻炼期白天18～20℃，夜间8～10℃。

(二)对照组应用常规穴盘基质育苗系统及方法育苗

对照组应用常规穴盘基质育苗系统，参考司亚平等的方法进行(司亚平，何伟明.蔬菜穴盘育苗技术.北京：中国农业出版社，1999)，方法如下：

a.选用山东产穴盘育苗专用基质；

b.播种深度1.0厘米，播种后覆盖蛭石。然后将育苗盘喷透水(水从穴盘底孔滴出)，使基质最大持水量达到200％以上；

c.播种到开始出苗为25～30℃；齐苗到第3片真叶露心白天22～25℃，夜间10～15℃；秧苗锻炼期白天18～20℃，夜间8～10℃。苗期子叶展开至2叶一心，水分含量为最大持水量的75％～80％；苗期二叶一心后，结合喷水进行1～2次叶面喷肥；三叶一心至商品苗销售，水分含量为75％左右。秧苗锻炼期白天18～20℃，夜间8～10℃，以适应定植后的自然环境。

育苗结果如表6所示：

表6  不同育苗方式对番茄幼苗生长的影响

注：同列数值不同字母表示差异显著水平达0.05。

由表6结果可以看出，在试验结束时营养液无基质育苗处理的番茄秧苗株高、茎粗、干重和壮苗指数与穴盘基质育苗处理相比分别提高了100.5％、19.4％、144.7％和46.8％；显著提高了秧苗的整齐度、壮苗率和健壮度。

综上所述，本发明的系统采用播种纸和覆盖纸将植株地上部固定，采用营养液调控系统，根系直接从营养液中吸收幼苗生长所需的水分及养分，实现了根系无基质育苗生产。本系统通过对育苗系统的创新设计，实现了对整个育苗过程中植株生长所需的温度、水分、养分和氧气环境因素的全方位精确调控，从而建立最适于幼苗生长的环境条件，真正做到了育苗环节的工厂化，节水节肥，提高了育苗的整齐度、壮苗率和健壮度。因此，本发明不仅在栽培理论和技术上有创新，而且在蔬菜育苗生产中具有明显的经济效益和环境效益，极具推广应用的前景。

Claims (10)

1.一种营养液无基质育苗栽培系统，其特征在于，其包括营养液育苗槽、育苗格盘、播种纸、覆盖纸、覆盖基质、营养液温度调节系统、营养液充氧系统和营养液补给系统；

该营养液育苗槽内盛营养液；

该育苗格盘放置于营养液育苗槽上，育苗格盘为底部具有复数个凹陷格盘孔的塑料盘，每个格盘孔的尺寸为单株幼苗根系生长所需空间，每个格盘孔的至少一个侧面上开有透水孔，该透水孔部分或全部浸没在营养液中；

该播种纸在播种时直接覆盖在该育苗格盘上；

该覆盖纸在播种后覆盖在载有种子的播种纸上；

该覆盖基质铺设于覆盖纸上；

该营养液温度调节系统包括调温管道，循环泵，水箱，温控开关，以及加热设备和制冷设备；该调温管道铺设在所述营养液育苗槽下方或埋设在营养液育苗槽内；

该营养液充氧系统包括充氧泵，充氧管道，开口于营养液育苗槽内的多孔出气口，和间歇式开关或定时器；

该营养液补给系统包括营养液罐、水泵和连通营养液罐与营养液育苗槽的管道。

2.根据权利要求1所述的栽培系统，其特征在于，所述营养液育苗槽上设置水位控制阀，其为可调节高度的管状结构，其一端开口于营养液育苗槽内，另一端连接溢流管道；当营养液育苗槽内的液面高过水位控制阀口时，营养液通过水位控制阀和溢流管流出营养液育苗槽，回流到营养液池中；通过调节阀口的高度，控制不同时期营养液育苗槽内营养液的液面高度。

3.根据权利要求1所述的栽培系统，其特征在于，所述营养液育苗槽的高度为8.5～9.5厘米。

4.根据权利要求1所述的栽培系统，其特征在于，所述覆盖基质为珍珠岩或蛭石，厚度为0.5～1厘米。

5.一种营养液无基质育苗栽培系统，其特征在于，其包括营养液育苗槽、育苗格盘、播种纸、覆盖纸、覆盖基质和营养液循环控温系统；

该营养液育苗槽内盛营养液；

该育苗格盘放置于营养液育苗槽上，育苗格盘为底部具有复数个凹陷格盘孔的塑料盘，每个格盘孔的尺寸为单株幼苗根系生长所需空间，每个格盘孔的至少一个侧面上开有透水孔，该透水孔部分或全部浸没在营养液中；

该播种纸在播种时直接覆盖在该育苗格盘上；

该覆盖纸在播种后覆盖在载有种子的播种纸上；

该覆盖基质铺设于覆盖纸上；

该营养液循环控温系统包括营养液池，输液管道，循环装置，调节循环装置运行的间歇式开关或定时器，加热设备和制冷设备。

6.根据权利要求5所述的栽培系统，其特征在于，所述营养液育苗槽上设置水位控制阀，其为可调节高度的管状结构，其一端开口于营养液育苗槽内，另一端连接溢流管道；当营养液育苗槽内的液面高过水位控制阀口时，营养液通过水位控制阀和溢流管流出营养液育苗槽，回流到营养液池中；通过调节阀口的高度，控制不同时期营养液育苗槽内营养液的液面高度。

7.根据权利要求5所述的栽培系统，其特征在于，所述营养液育苗槽的高度为8.5～9.5厘米。

8.根据权利要求5所述的栽培系统，其特征在于，所述覆盖基质为珍珠岩或蛭石，厚度为0.5～1厘米。

9.一种应用如权利要求1所述的栽培系统进行营养液无基质育苗的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

a.在营养液育苗槽中注入营养液；

b.育苗格盘放置于营养液育苗槽上，其上覆盖播种纸，将种子直接播种在播种纸上；

c.在载有种子的播种纸上面覆盖具有吸水透气性的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖覆盖基质；

d.利用覆盖纸的吸水性或者定期向育苗格盘上喷水，保持覆盖纸和覆盖基质湿润；

e.种子发芽后，根系穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和覆盖基质的阻力防止幼苗带帽出土；根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应依靠根系从下部营养液中吸收；

f.营养液充氧系统采用充氧泵向营养液中定时充氧；

g.营养液温度调节系统通过铺设在营养液育苗槽下方或埋设在营养液育苗槽内的调温管道冬季循环热水，夏季循环冷水，调节营养液的温度至秧苗生长最适温度；

h.育苗过程中由于秧苗生长和蒸腾使营养液育苗槽中减少的营养液通过营养液补给系统及时补充。

10.一种应用如权利要求5所述的栽培系统进行营养液无基质育苗的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

a.在营养液育苗槽中注入营养液，

b.育苗格盘放置于营养液育苗槽上，其上覆盖播种纸，将种子直接播种在播种纸上；

c.在载有种子的播种纸上面覆盖具有吸水透气性的覆盖纸，覆盖纸上面覆盖覆盖基质；

d.利用覆盖纸的吸水性或者定期向育苗格盘上喷水，保持覆盖纸和覆盖基质湿润；

e.种子发芽后，根系穿透播种纸向下生长，上面覆盖纸和覆盖基质的阻力防止幼苗带帽出土；根系长出后，幼苗植株水分、养分的供应依靠根系从下部营养液中吸收；

f.营养液循环控温系统为营养液育苗槽中补充营养液，通过营养液的循环过程进行溶氧，并通过系统中的加热设备和制冷设备直接调控营养液的温度至秧苗生长最适温度。

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