栽培槽的开发与应用
在20世纪90年代，荷兰将温室中的土壤保护列入法规，荷兰开始采用无土栽培营养液循环的栽培模式（图1），连栋温室中的栽培槽的制作也得到了迅猛的发展。栽培槽是种植基质和植株承托结构，它能够隔离地面和基质，断绝土传病害传播，引导多余的营养液进入回收再利用系统，是适用于无土栽培规模化高效生产的一种设备。栽培槽与配套的封闭灌溉施肥系统可以避免土壤的连作障碍、土壤次生盐渍化以及土壤病虫害的传播，保护土壤环境。栽培槽主要适用于基质栽培，常用的基质有岩棉、椰糠等。
栽培槽按材料分为钢材式和聚丙烯式两大类。
钢材式栽培槽
钢材式栽培槽的厚度一般为0.6~0.8mm，高度为90~120mm，宽度为100~400mm，长度可以根据温室尺寸定制，可以保证中间无接缝，避免了营养液在接缝处的渗漏。栽培槽双面镀锌，最外层覆盖聚酯涂层，其中聚酯涂层是一种无毒、气密性好的聚酯材料，可以保护栽培槽不受营养液的腐蚀，延长回收的营养液的存储时间。因此钢材式栽培槽具有材质轻、韧性良好、耐腐蚀、使用寿命长等特点。
基质袋直接放置在栽培槽的支撑面上，多余的营养液可以通过基质袋上的割口沿支撑面流入栽培槽两侧的导水槽，回收的营养液经过消毒杀菌可以作为灌溉用水再次利用。导水槽的尺寸根据植株生长期间最大的排水量计算确定，满足植株各个时期的排水需求。
聚丙烯式栽培槽
聚丙烯式栽培槽的厚度为0.7~1.0mm，宽度为200~250mm，高度为50~70mm。该类栽培槽具有化学性能稳定、无毒，常温下不溶于一般的溶剂，抗腐蚀性能良好等特点。基质袋或盆状栽培容器放置在栽培槽或是间隔器上，多余的营养液直接流入栽培槽底部，由连接的PVC管流出，用于回收再利用。聚丙烯式栽培槽长度固定，整行栽培槽间有接缝，在后期运营中栽培槽接缝处存在漏水现象，且不易修复。聚丙烯式栽培槽按剖面形状划分为四方形栽培槽和三角式栽培槽。
聚丙烯式和钢材式栽培槽的性能分析
连栋温室的规模化生产中投资量大，需要常年运营，对温室内栽培槽的称重性能、排水性能和使用寿命都有较高的要求。钢材式和聚乙烯式栽培槽的性能分析见表2，分析对比结果显示，钢材式栽培槽比聚丙烯式在支撑栽培基质和植株不易发生变形或破损，不易出现漏水现象，使用寿命长达10~15年，更易施工安装。钢材式栽培槽的性能良好，更加适宜于连栋温室的常年栽培。
栽培槽在温室中的安装模式有地面支撑式和悬挂式两种，具体的安装模式根据温室的配套设备、温室的结构以及栽培作物的种类等情况确定。
悬挂式
悬挂式栽培是指将栽培槽用钢丝绳悬挂于温室的桁架上的一种栽培模式。栽培管理方面，脱离地面的植株根部温度不受地表温度的影响，有利于合理调控根温，为作物创造更适宜的生长环境。栽培槽悬挂在温室桁架上，坡度不易改变，保证营养液的回收再利用。地面无支架有利于温室内的日常清洁作业。施工安装方面，悬挂式栽培槽的安装可以根据温室的结构快速安装定位，可以缩短工期，节省人工成本。栽培槽、作物以及整体的配套设施的重量由温室结构承担，对温室的承载能力要求较高，提高了温室的建造成本。先进的悬挂式栽培模式实现了栽培槽在垂直方向上的自由移动。在温室中，作物分不同茬口种植时，调整栽培槽为不同高度，充分的利用温室空间和光照资源，实现高产高效生产。
地面支撑式
地面支撑式栽培是指栽培槽的支撑结构直接固定在地面上的一种栽培模式。栽培管理方面，脱离地面的植株根部温度同样不受地表温度的影响。栽培槽、作物以及整体的配套设施的重量通过栽培支架传输到地面，不会增加温室结构的荷载，但坡度易受地面影响发生变化，导致导水槽易形成局部积液，影响营养液的回收再利用，同时也不利于地面的日常清洁。施工安装方面，为了保证栽培槽坡度均匀，加大了施工期的施工难度，增加了施工成本。
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栽培槽不同安装模式的性能分析 栽培槽悬挂式和支撑式栽培模式的对比分析见表3，悬挂式栽培模式对温室结构要求较高，整体建造成本较高，但施工安装方便快捷，利于栽培管理和温室的日常清洁，是未来连栋温室栽培模式的发展方向。 现代化连栋温室中的栽培槽的安装坡度在3‰~5‰，必须保证坡度均匀。坡度均匀可以保证多余的营养液通畅的流入导水槽，通过消毒设备回收再利用。栽培槽的坡度不均匀可能造成以下几个方面的不良影响。第一，基质内的水分流通不畅，造成局部营养液的积累，增加病虫害的发生几率。第二，多余的营养液造成基质内养分的富集，从而导致基质的富营养化，影响作物的正常生长。在施工期，必须保证栽培槽的安装坡度均匀。 免除了土壤连作障碍，保护了土壤环境 栽培槽使植物根部完全脱离了土壤，解决了因土壤栽培单一作物连作而造成的地力衰竭、病虫害严重等问题，同时杜绝了化学农药试剂对土壤的污染，保证了土壤中生物群落的平衡和稳定。 有利于水肥的高效利用 一方面多余的营养液通过栽培槽回收后进入消毒杀菌设备再用于植物的灌溉，提高了水肥的利用效率。另一方面栽培槽方便营养液的采样分析，实现植株用水量和用肥量的数字化精准控制，更有利于水肥的高效利用。 有利于作物布局合理 采用栽培槽种植模式可以科学的控制植株生长的密度和间距，提高光能利用率；保证植物生长在同一水平面上，实现标准化生产，同时，有利于工人的操作管理。 改善劳作空间提高生产效率 温室中栽培槽可以根据当地种植者的平均身高确定安装高度，种植者以最舒适的方式进行生产作业，搭配智能化、自动化的栽培设施，提高了劳动效率，使管理操作向自动化、现代化的方向发展。 5.结论 荷兰设施农业的发展水平位居世界前列，连栋玻璃温室的应用普遍，连栋温室的专用栽培槽在农业生产实际中也得到了广泛的应用，但目前仍有问题值得深入研究。钢材式栽培槽性能优良，应用广泛，更适用于规模化连栋温室的生产，但对于种植作物种类并没有区分，栽培槽的制作和安装成本较高，研发更适于某单一作物的栽培槽，降低栽培槽的制作成本将是连栋温室栽培槽的重要发展趋势。悬挂式栽培模式搭配自动化移动装置，实现植株在不同生长期智能化调整栽培布局，是未来栽培模式的发展方向。 中国连栋温室专用栽培槽的发展时间较短，尚未形成独立的产业，栽培槽在温室中的应用并不广泛。应结合我国的实际情况，有选择性地引进、消化、吸收荷兰的先进的栽培槽技术，可以加快中国设施农业的发展速度，促进中国设施农业生产模式的现代化转型。 |