马铃薯立体柱式种植方法

陈燕红

陈燕红,北京中农富通园艺有限公司,北京市海淀区学清路甲38号金码大厦B座1507,100083,电话：15901188439,E-mail：15901188439@163.com

导读：为解决马铃薯种植土地利用率低、产量低、土壤重茬、病虫害富集、肥料吸收利用率低及绿薯等问题,特设计了一种马铃薯立体柱式种植方法。采用该方法种植马铃薯提高了土地利用率,保护了土壤和生态环境,单位面积产量呈倍数增长,还增强了肥料的利用率,减少了农药的投入,避免绿薯的出现。该种植方法不受土壤等地域限制,节省资源,产出率高,具有推广价值。

马铃薯为茄科茄属一年生草本植物，茎分地上茎和地下茎2部分，其营养丰富，是粮、菜、饲、工业原料兼用的农作物，是全球第4大粮食作物。马铃薯的种植、产量、安全等备受关注。传统马铃薯种植方法是在土壤中种植，土地利用率低，产量低；因常年种植马铃薯，出现土壤重茬、病虫害趋重、肥料吸收利用率低等问题，为获得更高的产量，需不断加大肥料、农药投入，继而使土壤结构持续恶化，生态环境遭到破坏。传统方法种植的马铃薯会有薯块长出地面或培土太浅，或土壤干裂导致薯皮暴露见光等情况，造成薯皮变绿，变绿的马铃薯含有龙葵素而不能食用。因此，设计一种立体种植装置进行无土栽培马铃薯克服上述问题是必要的。

1 立体种植柱的制作

马铃薯立体种植装置，采用立体种植柱为种植载体，配套相应的马铃薯种植方法，如图1、2所示，马铃薯立体种植柱包括种植单体柱、灌溉组件和集液槽，多个种植单体柱上下串叠而成立体种植柱结构，可以根据需求和场地确定种植单体柱的数量，即确定立体种植柱的高度。灌溉组件与每层的种植单体柱连通，对植株进行营养液的均匀供给，在串叠而成的多层种植单体柱的上面设置1个顶盖，顶盖的结构与种植单体柱底部的种植盘相同，以在顶盖的底部连接用于浇灌最上层种植单体柱内植株的灌溉组件。集液槽设置在立体种植柱的底部，位于最下层的种植盘上设置的下部支撑柱的底端伸入到集液槽内并与集液槽固定，以收集回流到集液槽内多余的水或营养液并进行重复利用。

1.1 种植单体柱

种植单体柱包括柱网、种植盘、支撑柱和基质，种植单体柱为圆柱形结构，直径1 m，高30 cm。

柱网设置在种植单体柱的最外层，为2 cm×2 cm的金属网孔，用于包裹栽培基质，网孔可使马铃薯植株地上茎通过并对其进行固定。种植盘为中间凸起、四周为凹槽的圆盘结构，用于承托种植基质，同时便于浇灌时多余的营养液通过凹槽收集并回流到下一层。种植盘的凹槽内均匀分布有垂直贯穿种植盘的下部支撑柱，下部支撑柱与上部支撑柱套装连接一起对种植盘进行固定。支撑柱，上下嵌套，可以分离，并可以使种植盘内收集的营养液通过支撑柱上设计的缺口回流到集液槽内。

1.2 基质

立体柱式种植马铃薯所用的基质分为粗椰糠和栽培基质，粗椰糠沿着种植单体柱的四周装填，粗椰糠紧贴柱网，以阻挡栽培基质从柱网孔流出，同时又能满足马铃薯植株穿过。栽培基质由草炭、蛭石、珍珠岩按3∶1∶1的体积比混合而成。装填基质时先装填粗椰糠，再装填栽培基质。

图1 立体种植柱的外部结构示意

1.3 灌溉系统

灌溉系统包括水泵、定时器、上水管、开关、灌溉管和灌溉支管。水泵设置于集液槽内，上水管垂直设置于立体种植柱的外侧，水泵的输出端与上水管的底端固定连接。灌溉管为圆形结构，直径70 cm，设置在每层种植单体柱的底部，通过卡扣与种植盘固定连接，灌溉管上设置有出水滴孔，采用滴灌模式对植株进行灌溉。灌溉管可以固定在种植盘的底部，也可以取下来放在每1层的栽培基质上直接灌溉。每个灌溉管均通过灌溉支管与上水管相连。开关设置在灌溉支管上。水泵用于提取水或营养液，通过动力驱动将营养液输入上水管内，上水管通过灌溉支管将营养液运输至每层的灌溉管，实现对每层种植盘上的植株进行灌溉，开关控制每1个种植单体柱。定时器与水泵连接，预先设定时间对植株定时灌溉，用于控制灌溉频率及灌溉时长。

2 马铃薯种植方法

该设施种植马铃薯不受地域、土地限制，只要条件适合马铃薯生长均可进行生产。将马铃薯种块准备好后，摆放在已装填20 cm深栽培基质的种植单体柱内，马铃薯种块间距为15 cm，在种植单体柱内按直径80 cm均匀摆放一圈，摆放时将芽眼朝外，然后覆盖栽培基质至与种植单体柱上平面平齐，即完成1个种植单体柱的种植。位于下部的第1层种植完成后，将第2层种植单体柱通过支撑柱固定于第1层种植单体柱的上面，重复第1层的操作步骤，完成种植后固定第3层，以此类推，将多个种植单体柱串叠成高大的立体种植柱，顶部加上顶盖。

立体种植柱组装种植完成后，连接灌溉组件，每1层都有单独的灌溉组件和由支撑柱连接组成的回液装置，上层多余的水或营养液不会影响下层的种植单体柱，每1层多余的水分都可通过支撑柱自行回流到集液槽中。第1次浇灌要保证水分充足，完全浇透。

因植物具有向光性，马铃薯萌芽后，植株会从立体种植柱的侧壁网孔钻出，钻出网孔的马铃薯植株会向上正常生长，立体种植柱的侧壁上会布满马铃薯植株，可将植株绑缚在柱网上。按马铃薯生长所需的水分和肥料，通过灌溉组件实现水肥一体化，节水节肥节省人工，多余的水或营养液回流到集液槽中还可以重复利用。

马铃薯成熟后的采收与组装立体种植单体柱的操作顺序相反，即先采收顶层种植单体柱的马铃薯，然后去掉顶层，采收下1层，以此类推，直到采收完毕。因为采用立体种植，可以完全避免绿薯的产生，大大提高马铃薯的商品率。采收完毕后立体种植柱可以重复利用，基质经过消毒处理后也可以重复利用。

综上，该方法在满足马铃薯生长条件的情况下均可种植，不受土地和设施条件的限制。通过采用立体种植柱的形式，实现了马铃薯的无土栽培，既提高了土地利用率，又保护了土壤和生态环境。立体种植柱通过多个种植单体柱的串叠而成，设计更加合理，且单位面积内马铃薯的产量呈倍数增长。通过灌溉组件集中供应营养液，使植株均匀接受灌溉，提高了肥料的利用率，减少了农药投入。通过基质覆盖种植，避免了薯块长出地面或者因培土浅而暴露见光等情况导致的绿薯，提高马铃薯的产出率。

图2 立体种植柱的内部结构示意