设施农业新型栽培模式探析
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摘要 设施农业栽培技术发展迅速。本文调研了华北地区设施农业常见的新型栽培模式，并介绍了根系生境和营养调控新技术，以期为设施农业的发展提供参考。
关键词 设施农业;立体栽培;栽培模式;新技术
中图分类号 S625 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2020）03-0166-01 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
设施农业已经成为现代农业的重要组成部分，在北京、上海等大城市周边设施农业面积已经占到总种植面积的1/4左右[1]，在山东、河北、河南等省设施农业收入已经成为农民的主要收入[1]。近些年来，设施农业栽培技术发展迅速，新技术和新模式层出不穷。尤其是在北京等大城市周边，都市型农业除了对农产品品质要求更高外，还特别注重设施农业景观美学和观赏旅游开发价值。各农业科研院所以及科技型农业企业顺应现代农业发展要求积极开发了多种新型栽培技术模式及设备[2-4]。对新型技术和模式进行系统分析和研究，可以发现现代设施农业发展的新动向，可以为设施农业研究和生产应用提供参考。
1 多样式立体栽培新模式
现代设施农业建设成本高，因而积极追求单位面积和单位空间利用效率成为基本追求目标。水肥一体化控制技术、水培、基质栽培、管道化种植等设施农业栽培技术日益成熟和普及，为离地立体栽培模式提供了可靠技术支撑，涌现了大量新型立体栽培模式[5-7]。
1.1 多层立体垂直栽培
多层立体垂直栽培模式将作物种植在多层支架上，最大限度地增加种植密度、提高空间利用效率，充分利用光能。该模式较传统平面种植模式可以提高单位地表面积种植密度4～6倍，且能保证群体通风透气，光照、湿度、温度等生境因素适宜，具有较高的观赏价值。该模式可以为固定模式，也可以为保证受光均匀设计的转动模式[5-7]。
1.2 旋动式栽培
旋动式栽培模式将作物栽培在可以上下旋转的设备上。这种栽培模式较平面种植的种植面积扩大2～4倍，提高产量2～3倍。通过旋转可以使作物受光均匀，不仅能提高光能利用效率，还能改善作物外观和品质。与垂直立体种植模式相比，该模式更方便进行种植、管理、采收等作业，更适宜植物工厂化应用和机器人管理。
1.3 景观美化栽培
设施农业具有人工可控的优势，是高科技密集产业，可以集成当前甚至超前的农业技术，具有很大的观光旅游价值。因此，新、奇、特的景观美化栽培技术也在近几年得到大力发展和应用。以下3种是具有代表性的栽培模式。
1.3.1 单株栽培。把具有无限生长特性的直立和蔓生草本蔬菜进行单株“树型化”或“巨型化”栽培，以主攻植株冠幅面积、单株高产和延长生长结果周期。单株栽培模式一般都具有较强烈的视觉效应，是一种观光、科普型的栽培模式。例如，目前较为成功的有番茄树、巨型南瓜、空中番薯等。
1.3.2 一树多果栽培。一树多果栽培成功案例可以以茄子多果栽培为代表。充分利用茄子的生长势强、木质化程度相对较高等特性，采取高位嫁接的方法，在1个茄子品种上嫁接各种茄子类型，或者在1株茄子上嫁接不同类的蔬菜品种，如辣椒、番茄等。经过特殊的养护，让同一株茄子上结出多种不同的蔬菜果实，具有良好的观赏和科普效果。
1.3.3 七彩蔬塔。七彩蔬塔栽培模式外观美丽、新奇，是观赏性立体栽培的典型代表。七彩蔬塔将多种色彩和形态的蔬菜、瓜果、花卉等经过美观设计组合，放置在多层立体框架上，科学地实现多层立体化种植，高效利用栽培空间。七彩蔬塔整体性强，景观效果好。
2 根系生境和营养调控新技术
水肥一体化控制技术、无土栽培技术、管道化种植技术是实现作物离地种植和立体种植的基础，其核心是作物营养高效供给和根系生境优化调控。近几年，应用较多的新技术主要包括以下3种。
2.1 储液储气栽培技术
储液储气栽培技术的目的是调节作物根系周边固体、气体、液体三相平衡，解决根际供液和供氧矛盾，改善根际生境，提高作物营养供给，保证作物生长发育健康。近几年，储液储气栽培技术除了在基质材料、装置和设备系统上改进外，还特别重视根际生境监测智能化、营养液回流利用等技术。
2.2 深液流水培技术
深液流水培模式即将作物栽培在定植板或定植网筐上，根系从定植板或定植网筐深入较为深厚并且流动的营养液层中，同时采用水泵间歇开启供液使得营养液循环流动，以补充营养液中氧气并使营养液中养分更加均匀。
2.3 气雾栽培技术
气雾栽培是近几年新兴的一种无土栽培方式，其利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状，喷射到植物根系，以提供植物生长所需的水分和养分。该方式可有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分供应矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件，有利于作物发挥增长潜力，使作物生长量、生物量得到大幅度提高。该技术非常适宜立体栽培模式，与传统立体栽培技术相比，气雾栽培无需基质，能充分利用空间，其产量可以达到传统立体栽培的2～3倍。
3 新型栽培模式的特点
经分析可以发现，当前设施农业新型栽培模式发展有以下4个特点：一是多样立体栽培、提高空间利用效率为主要发展方向;二是水培、基质栽培等清洁可控栽培技术为基本条件;三是景观美學栽培技术越来越受到重视;四是现代生物技术和信息技术集成应用，工厂化发展。
4 参考文献
[1] 国家统计局农村社会经济调查司.中国农村统计年鉴2018[M].北京：中国统计出版社，2019.
[2] 张天柱.现代无土栽培模式图集[M].北京：中国轻工业出版社，2019.
[3] 王甜甜.中国设施农业发展研究[D].荆州：长江大学，2017.
[4] 韩玉倩.设施农业蔬菜栽培技术[J].乡村科技，2016（26）：4.
[5] 何桂荣.可自动旋转及灌溉的立体栽培设备：中国，ZL20173011259-6.9[P].2017-09-27.
[6] 尚辉.储气储液式立柱栽培设施：中国，ZL201620917865.9[P].2017-02-08.
[7] 郭玲娟.一种水培番茄树栽培系统：中国，ZL201721044119.4[P].2017-11-07.
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