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无土栽培

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无土栽培,智能连栋温室,农业规划
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果类蔬菜无土栽培营养液配方、制备方法及供液方法

2022-06-08 17:50:24

无土栽培 全国农业产业耕地为20亿亩,园艺产业种植面积占18%。农业种植总产值5.8万亿元中园艺占比56%。园艺产业对农民人均收入的贡献超过1500元。其中蔬菜种植面积3.0亿亩,年产值2.0万亿元。但由于目前蔬菜生产不便于大型机械化作业,从业人员劳动强度大,工作环境较差,收入低于外出打工,从业人员年龄多为60-70岁以上,劳动力呈不可持续趋势,也不利于新技术的推广应用。

无土栽培

面对这一困境,无土栽培温室生产技术为未来集约化农业的发展方向之一,无土栽培的优势在于:高产高效(单产达到70-80kg/平米);节水、节肥(养分和水的循环利用);自动化程度高、环境便于控制;工作环境良好;不受土壤和气候的限制,在城市郊区、沙漠(如以色列)都可以发展。虽然相对于欧洲无土栽培蔬菜生产面积占总蔬菜生产面积的50-60%相比,中国目前不到1%,但发展迅速,且果类蔬菜无土栽培占总无土栽培总量的50%以上。2018年中荷政府间签署了420公顷无土栽培合作项目,标志着该项技术正式进入快速发展通道。

无土栽培种植模式中,营养液配方是核心技术之一,本技术成果不仅将为未来中国蔬菜产业发展带来较大的经济效益,特别是在该领域自主知识产权创新方面具有重要意义。如大幅度降低应用成本,同等质量进口产品为2.7万元/吨,本技术降低到1.7万元/吨以下,为产业带来较大经济利益空间。

本技术获得发明专利授权3项,2019年获授权《一种果类蔬菜无土栽培营养液配方、制备方法及供液方法》(ZL2016100752163);2020年获授权《一种黄瓜无土栽培营养液配方、制备方法及供液方法》(ZL201710863066.7);2021年获南非专利授权(202107067)。

在植物营养领域,新的发明创造就是12种矿质营养元素之间合理比例。而适宜的比例,适宜植物生长,还大程度避免了多余离子积累和离子之间拮抗。特别是平衡了氮、磷、钾之间及其与钙离子的比例,并降低了铵态氮对钾离子吸收拮抗作用,同时规避了作物对铁和锌吸收障碍,提高了各离子的吸收效率。本技术涉及高效、集约化农业发展的重要专利申请。 

本专利技术由中国农业大学园艺学院经过多年自主研发、适合果类蔬菜无土栽培的营养液配方,并经过多年多地实际验证。具有大规模开发应用潜力,实际使用效果高于或与进口肥料持平,具备替代同类、同质量进口肥料的潜力。

技术要点及参数

本技术优化了果类蔬菜无土栽培营养液配方,为国内首 次在该领域获得授权的发明专利,核心技术为适合果类蔬菜作物生长的高产、高效营养液配方及其制备方法和供液方法。提出了适合主要果类蔬菜作物优化配比方案,矿质养分离子间采用适宜配比,在适宜作物生长的同时,避免多余离子积累和离子之间的拮抗作用。以此,肥料投入达到经济合理水平,盐分累积达低,肥料利用效率提高20-30%。

本发明技术包括主要果类蔬菜作物无土栽培营养的N、P、K、Ca、Mg、S大量、中量元素和B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo微量元素营养液的AB配方。提出了适合主要果类蔬菜作物不同生育期,即幼苗期、开花期和结果期的不同生长阶段营养液优化配比方案。特点在于:

(1)根据果菜类作物的需肥特点,满足无土栽培条件下必需的矿质营养需求;达到各离子之间作物吸收合理的平衡配比,减少了过量离子积累,并提高了肥料利用效率。

(2)依据不同生育期采用科学的营养液配方并合理供液,大程度地满足不同生育期果菜类作物生长需要。

(3)规范了营养液中铵态氮含量,避免氨离子对钾离子吸收造成拮抗作用,规范了钾离子含量,在保障养分供应的前提下,避免钾离子对钙镁离子的拮抗作用;提高了Ca和P含量,由此提高了氮素使用效率,可大幅度减少化肥使用量。

(4)尽可能规避了盐离子的添加量,大程度减少不必要离子积累,减少了未吸收离子根际积累对作物造成的毒害和肥料浪费问题。回液可以多次再利用,减少水肥浪费。

(5)营养液供液模式采用EC值和pH值,将微量元素和磷等受植物根际pH值影响较大的营养元素规范在合理范围内。

(6)整个配方及供液模式提高氮肥的利用效率达10-20%,提高磷肥的吸收率达20-30%。

应用前景

本技术涉及高效、集约化蔬菜生产的重要专利,适合果类蔬菜无土栽培营养平衡配方,并经过多年、较大面积实际生产试验验证。现由大北农合作开发生产。主要特点如下:

(1)技术成熟:已在6年3地种植示范;可以大面积开发应用;在首农集团双塔绿谷基地、北京市水木九天科技有限公司、小汤山特菜基地连续应用6年,10个番茄品种,6个辣椒品种和4个茄子品种、及黄瓜均表现良好。果类蔬菜无土栽培营养液由山东漫生活农业科技有限公司转化授权使用,特别是在无土栽培营养液和营养土的安全性、高 效性方面得到一致好评。

(2)高产、高效:肥料投入达到经济合理水平,盐分累积达低;肥料利用效率提高20-30%;与同类产品比较,作物生长良好、产量高,得到生产单位的一致好评。


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