移動式活體盆栽蔬菜系統展示設計
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了移動式活體盆栽蔬菜系統展示設計范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要無土栽培是現代農業新科技、新模式、新藝術的體現，水培技術作為無土栽培技術中一種重要的現代農業生產方式，具有很好的農業科普意義。本文詳細介紹了NFT移動式活體盆栽蔬菜系統的技術概念、設計構造及適宜栽植的蔬菜種類，并分析了該系統的應用成效，以期為NFT移動式活體盆栽蔬菜系統的推廣普及提供參考。
關鍵詞NFT移動式活體盆栽蔬菜系統；展示設計；適栽蔬菜；應用
無土栽培是現代農業新科技、新模式、新藝術的體現，水培技術作為無土栽培技術中的一種重要生產方式，生產出的產品具有產量高、品質優、安全美味等特點，符合國際環保節能標準，被普遍認為是未來農業的發展方向[1]。近年來，國內各地的水培模式不斷創新發展，網絡媒體以及中小學校等宣傳教育平臺開設相關專題學習內容，通過普及農業知識讓公眾了解并熱愛農業[2]。NFT（nutrientfilmtechnique）是一種水培技術，植物的根系生長在一個塑料薄膜槽或一個固定通道中，營養溶液通過該槽或通道不斷循環，從而給植物提供必要的營養和水分。NFT模式因具有根際環境好、生長速度快、占用空間小、可標準化操作、產品衛生安全等特點逐漸成為綠葉蔬菜周年生產的優選模式。NFT移動式活體盆栽蔬菜系統作為一種新型水培模式，具有水肥管理自動化、節省人工等特點，經濟效益、生態效益顯著。科普教育可把NFT移動式活體盆栽蔬菜系統作為提高公眾科技素養、激發全民科技創新意識的關鍵手段[3]。本文以上海正義園藝有限公司NFT移動式活體盆栽蔬菜系統為例，從系統模式展示設計、配套設備及栽培管理技術、應用等方面進行總結，以供相關人員參考。
1NFT移動式活體盆栽蔬菜系統概況
NFT是一種水培技術，植物的根系生長在一個塑料薄膜槽或一個固定通道中，營養溶液通過該槽或通道不斷循環，從而給植物提供必要的營養和水分[4]。NFT系統水培設施主要由營養液槽、栽培床、加液系統、排液系統和循環系統等5個部分構成[5]。NFT系統特點是循環供液的液流呈膜狀，僅以數毫米厚的淺液流流經栽培槽底部，水培作物的根墊底部接觸淺液流吸水吸肥，上部暴露在空氣中吸氧，較好地解決了根系吸水與吸氧的矛盾。在所有類型的葉菜NFT水培栽培系統中，常見的NFT水培模式為無基質栽培類型。由于生產設施條件限制、區域水資源限制以及栽培技術人員的管理水平等因素，NFT存在液流淺、液溫不穩定，一旦停電停水，植株易枯萎，根際環境穩定性差等不足，還存在NFT水培的葉菜保鮮期短，不利于長途運輸等問題，制約著葉菜水培的運營生產。NFT移動式活體盆栽蔬菜系統結合NFT系統的特點進行改進，具有機械播種育苗、基質固定葉菜根系、智能肥水灌溉系統及紫外線殺菌循環利用、移動種植苗床等特點。NFT移動式活體盆栽蔬菜系統包括自動化播種線、催芽室、自走式噴灌育苗系統、移動式生長系統、采收包裝線、紫外線處理系統等，是集自動播種、育苗、移栽、采收等功能為一體的全自動移動式流水線系統，所生產的蔬菜可以帶根活體收獲，也可以切根后銷售。該系統適用于溫室、大棚精品葉菜類、香辛類蔬菜和草本花卉規模化生產。NFT移動式活體盆栽蔬菜系統由工廠化育苗區、移動種植生產區、采收清洗區等組成，可以實現蔬菜工廠化生產設備自動化流水線作業栽培模式，從播種、育苗到生產以及最終產品采收都實現了專業化的管理。其無土栽培中的播種、移栽、間距、供液等自動化過程，勞動效率高，節省人力操作。蔬菜在生長區域移動時，種植槽的間距根據蔬菜不同生長階段自動調節，確保每個階段都有足夠的生長空間，具體間距根據不同作物品種、收獲的重量進行設置。根據作物的品種、氣候條件、水質、光強等因素，通常從移栽至收獲需要20~28d，較露地種植產量高出10~12倍。該種植系統使用可循環的水系統，相比露地種植可節約90%~95%的水。同時，該種植系統替換種植其他植物非常方便。
2NFT移動式活體盆栽蔬菜系統的展示設計
2.1設計建設
2020年1月，上海正義園藝有限公司利用園區內已建成的1座連棟玻璃溫室的1個倉（面積2880m2，配套水簾風機、內外遮陽網、加溫設備和防蟲網等設備設施），設計為NFT移動式活體盆栽蔬菜系統展示應用基地。NFT移動式活體盆栽蔬菜系統將葉菜整個生產過程分為工廠化育苗區、移動種植生產區、采收清洗區，每個區協調運作，實現葉菜的機械化、自動化生產，節省了人力的支出。2.1.1工廠化育苗區。蔬菜種苗是生產的基礎，其技術含量高，對蔬菜生產起著關鍵性的作用。蔬菜工廠化集中育苗就是集現代高新技術于一體，運用企業化生產經營的方式，培育優質高產蔬菜秧苗，從而推進蔬菜產業快速發展。NFT移動式活體盆栽蔬菜系統工廠化育苗區由自動化播種流水線、催芽車架、催芽室、育苗床及自走式噴灌設備組成。自動化播種線包含了穴盤填土機、精確播種設備、蛭石覆蓋機、澆水機、滾軸臺，特別適用于各類種子的播種。操作上，整條線不需要配設空氣壓縮機，最大播種速度可達到200盤/h。人工播種流程為用鐵鍬拍碎基質、裝穴盤、播種、蛭石覆蓋、轉運、澆水等；自動化播種線流程則是裝盤、播種、澆水等一步到位，減少了作業環節，提高了作業效率。通過測算，機械播種的效率是人工播種的8倍。育苗技術在葉菜栽培中起著重要作用，秧苗的整齊度、長勢以及成活率直接影響著后期移栽的計劃工作。在育苗技術中，催芽是非常重要的一項，不論是炎熱的夏季還是寒冷的冬季，不適宜的環境溫度會降低葉菜種子的發芽率，從而增加育苗的種子成本。經播種線播種穴盤擺放至催芽車架，進入催芽室進行催芽。催芽室配備先進的計算機系統，實現溫度、濕度、光照、氣體環流等內部環境全部自動化控制，能針對不同種子的不同生長需求，對溫、濕度做到可控。以生菜為例，在催芽時保證發芽溫度25℃、空氣濕度80%，催芽12~72h，當秧苗開始拱土時，及時推出催芽室，轉到溫室育苗床正常管理。該育苗系統肥水澆灌采用自走式噴灌車根據基質的養分含量適當補充肥料和水分，可以通過遙控器來調節噴灌時往返噴灌的速度，相較于傳統的簡易催芽室及催芽箱、簡便的水管加花灑的水分管理形式，提高了生產效率，育出的苗成活率高、長勢整齊一致。2.1.2移動種植生產區。移動種植生產區包括種植槽、移動制架、供液回液系統。移動制架以進水端稍高、排水末端稍低的滑坡方式為好，坡降8/1000。種植槽鋪設在移動制架上，傳送鏈條通過反扣擋卡推動種植槽物流栽培線的末端方向位移。移動制架在布局時中間預留80~100cm操作空間。作物在生長區域移動時，種植槽的間距根據植物不同生長階段自動調節，確保植物每個階段的生長有足夠的空間，具體間距根據不同作物品種、收獲的重量進行設置。栽培槽管道里專用的定植杯省水省肥，移栽與采收時操作方便。從育苗區轉移定植入生長區域種植槽可以由人工完成或者由市面上常用的機械臂完成。本區域考慮規模小采用人工完成。隨著植物生長，種植槽間距自動調節以確保植物有足夠的生長空間。一個生長區域跨度總共種植槽267條，每條種植槽有61盆蔬菜，一共有3個生長區跨度。根據作物品種，種植密度（15~50株/m2）可以調控。采用水肥一體化技術供應營養液。進液管的鋪設通常以靠近走道的一端為縱向布設一道進液總管，再用黑色的微管引入澆灌槽，微管對應每根管道；而另一側排液管用集液槽收集回液，可以把每根種植槽回液的營養液集中回送至貯液回收池。流入貯液回收池的營養液可以通過再處理使用。澆灌槽和集液槽回流至貯液池安裝流水型的紫外線殺菌裝置，保證對水徹底消毒。再次澆灌時灌溉機檢測回收液的EC值，再對該營養物質進行補充，最后重新流入澆灌管道內作為新的營養液使用。2.1.3采收清洗區。采收作業可以由人工完成或者常用的采收機械臂完成。本區域考慮規模小常采用人工完成。收獲區帶有專門設計的包裝工作臺及傳輸平臺，員工進行采收作業時最大程度符合人體工程學，力求工作效率達到最大。采收區工作人員將采收的葉菜裝在運轉箱，再經過傳輸平臺，通過傳輸帶，將采收的葉菜運輸到包裝區，全程不需要人工搬動，節省人力。種植槽葉菜采收結束后不需要采用傳統的疏通管道的清洗方式來清洗栽培槽，將種植槽放在自動種植槽清洗設備進入口處，利用自動清洗設備自動往返清洗1次，然后經過熱水高壓清洗機，可同時清洗和消毒種植槽。
2.2適宜栽培品種
根據NFT移動式活體盆栽蔬菜系統栽培模式特點，可以進行周年生產，具有很好的科普展示效果。NFT移動式活體盆栽蔬菜系統適栽種類較多，適用于溫室、大棚精品葉菜類、香辛類葉菜和觀賞類葉菜規模化生產。生產示范葉菜種類為普通葉菜類（青菜、杭白菜、奶白菜、菠菜、空心菜、生菜、苦苣等）、香辛葉菜類（韭菜、西芹、香菜、小香蔥等）、觀賞類（羽衣甘藍、紅梗芹菜、紅梗葉恭菜等）。生產示范芳香作物有羅勒、鼠尾草、九層塔、貓薄荷、百里香、牛至、歐芹等種類。2.3配套技術與設施設備相結合，按作物生長需要，精準地調節植物所需的光照、室溫、空氣相對濕度、CO2濃度、營養液等生長條件，使作物生長在最適的環境條件下，促進作物產量增加、品質提高。溫室中通過內外遮陽網來控制光照，通過通風窗、濕簾或風機、加溫機等來控制室溫，通過水肥灌溉設備來控制營養液澆灌量。病蟲害防治以防為主，重在于防，主要有化學防治、農業防治、物理防治、生物防治等防治措施[6]。在開窗位置設置防蟲網將害蟲擋在防蟲網外；利用害蟲對光波段、氣味的敏感性，通過懸掛色板、粘蟲板等進行誘殺；臭氧熏蒸進行室內熏殺；環流風機定期循環可有效降低病菌的附著繁殖；營養液回收進行紫外線殺菌后再循環利用等。保持溫室內環境整潔衛生，及時清理枯枝、爛葉、病株及其他垃圾，減少病蟲害來源。
3NFT移動式活體盆栽蔬菜系統的推廣及應用成效
溫室建造技術迅速發展，自動化控制技術、儀器儀表及計算機技術在農業種植中的應用，以及人們對植物的生長規律、營養需求、環境因素對植物生長的影響、植物產值最大化的深入研究，使得水培技術得到了廣泛的推廣應用[7]。NFT移動式活體盆栽蔬菜系統是對水培技術的一個深入研究探索，從規模化標準化生產、農業科普教育到農業觀光旅游都有很好的運用意義。設計制作NFT移動式活體盆栽蔬菜系統宣傳海報，通過科普展示櫥窗加以宣傳，利用廣播、電視、報紙、網絡等媒體平臺進行專題報道，同時錄制視頻，利用論壇這種網絡交流的平臺，通過文字、圖片、劉立平等：NFT移動式活體盆栽蔬菜系統展示設計及應用視頻等方式發布，也可以借助直播平臺進行宣傳推廣。建立“學校—基地—家庭”科普教育渠道[8]，開展田間課堂體驗活動，以青少年學生為主要服務對象，以講座+實地展示+手冊+互聯網多種宣傳交流方式結合，提高活動的實用性和時效性。2020年8月至2021年5月上海正義園藝有限公司智能玻璃溫室NFT移動式活體盆栽蔬菜系統示范種植青菜、杭白菜、奶白菜、菠菜、空心菜、生菜、香菜、小香蔥等10個品種，總產量27396.5kg；青菜、杭白菜、奶白菜、生菜、菠菜、香蔥分別可周年種植16、12、11、16、10、8茬；年種植茬口是露地栽培茬口的3~4倍，且單位面積產量表現為奶白菜>青菜>杭白菜>生菜>菠菜>香蔥。相比于經濟效益，社會效益方面更突出。據統計，該項目建成后每年接待游客約3萬人次，其中為青少年學生進行專項科普教育約2萬人次，在社會公益性、普及性等方面起到了極好的作用。生態效益方面，灌溉系統可以對營養液進行回收并進行紫外線殺菌循環利用，實現零排放、無污染，生態環保且消毒徹底。
作者:劉立平 卞志偉 惠靜 卜立君 陳西濤 卜崇興 單位:上海孫橋溢佳農業技術股份有限公司