茄果類蔬菜日光溫室智能化育苗關(guān)鍵控制技術(shù)

梁玉芹，楊 陽，劉 云，宋炳彥

（河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，河北 石家莊 050051）

溫室大棚管理技術(shù)是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，能夠結(jié)合各種技術(shù)手段營造最適合農(nóng)作物的生長環(huán)境，增強農(nóng)業(yè)的抗災(zāi)、減災(zāi)與反季節(jié)生產(chǎn)能力。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，溫室智能化技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用[1-3]，根據(jù)農(nóng)作物的生長習(xí)性，溫度、水、肥、光照等環(huán)境參數(shù)實現(xiàn)自動控制，大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。由于育苗過程對溫室環(huán)境要求較為嚴(yán)格，包括環(huán)境溫濕度、土壤溫濕度、光照強度以及二氧化碳濃度等[4-5]，滿足在不同品種幼苗和不同適宜環(huán)境參數(shù)要求的情況下進行最優(yōu)控制成為智能化育苗亟待解決的關(guān)鍵問題。

茄果類智能化育苗采用計算機和專門的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在設(shè)置好具體參數(shù)的情況下可實現(xiàn)溫度、濕度和澆水量的自動控制和管理，使秧苗出苗整齊、抗病性強、根系發(fā)達，從而達到培育壯苗的目的[6]。研究表明，智能化育苗技術(shù)的使用可使番茄育苗周期縮短20～30 d，辣椒、茄子育苗周期縮短30～40 d，黃瓜縮短10～20 d，并保證了種苗的質(zhì)量[6-8]。在前期研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能化育苗數(shù)據(jù)檢測控制及管理系統(tǒng)，完善果菜類蔬菜日光溫室育苗過程中的關(guān)鍵技術(shù)，使智能化育苗體系能夠更好地為果菜類蔬菜幼苗發(fā)育提供專業(yè)的指導(dǎo)，進而促進現(xiàn)代化蔬菜產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。

1 基本概況

溫室類型需符合現(xiàn)代化大棚或智能日光溫室建造的標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 智能化育苗數(shù)據(jù)檢測控制及管理系統(tǒng)

智能化育苗數(shù)據(jù)檢測控制及管理系統(tǒng)包括溫室溫度監(jiān)測模塊、基質(zhì)濕度監(jiān)測模塊、空氣濕度監(jiān)測模塊和光照監(jiān)測模塊，其可對育苗過程中的環(huán)境條件進行實時采集和監(jiān)測，并通過設(shè)置最佳生長環(huán)境參數(shù)對局部區(qū)域進行精細調(diào)控，從而為其創(chuàng)造最佳生長條件。

1.2 灌溉系統(tǒng)

灌溉方式為微噴，可根據(jù)智能化管理系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置，自動啟動或關(guān)閉噴水管。管道前端裝有水分計量設(shè)備（圖1）。

圖1 智能化育苗灌溉系統(tǒng)

1.3 溫濕度調(diào)節(jié)

根據(jù)果菜類幼苗生長過程中對溫度的要求，當(dāng)溫度超過最適高溫時自動開啟放風(fēng)口或覆蓋遮陽網(wǎng)，當(dāng)溫度接近最適低溫時，自動關(guān)閉放風(fēng)口或覆蓋保溫被（圖2）。

圖2 溫度、濕度檢測與控制

1.4 基質(zhì)濕度調(diào)節(jié)

濕度測量傳感器探頭可實時監(jiān)測基質(zhì)的濕度，當(dāng)濕度低于最低值時自動啟動噴水裝置，當(dāng)基質(zhì)濕度達到高限時停止噴水（圖3）。

圖3 育苗基質(zhì)濕度檢測與控制

2 果菜類智能化育苗關(guān)鍵技術(shù)

2.1 播種至出苗

2.1.1 溫度

番茄播種至出苗對溫度要求較為嚴(yán)格，通過覆蓋地膜保溫，盡量提高苗床溫度，促進出苗，溫度應(yīng)控制在白天30～32 ℃、夜間18～20 ℃；茄子播種到出苗溫度應(yīng)控制在白天28～30 ℃、夜間18～20 ℃；辣椒播種到出苗溫度應(yīng)控制在白天28～32 ℃、夜間18～20 ℃。

參數(shù)設(shè)置：白天溫室內(nèi)溫度高于30 ℃時，自動開啟上風(fēng)口；溫度降至28 ℃時，上風(fēng)口關(guān)閉。夜間溫度低于10 ℃時覆蓋保溫被。

Informed consent:study personnel will obtain written informed consent from all participants prior to enrollment.The patients will then be able to provide consent via a signature on a written consent form.An informed consent script will be read aloud to any patients who are illiterate.

2.1.2 濕度

播種前基質(zhì)應(yīng)澆透水，使基質(zhì)濕度保持在80%～90%；番茄生長過程中對水分的要求較高，番茄幼苗生長過程中澆水應(yīng)遵循“少量多次”的原則，使基質(zhì)保持適宜的濕度。番茄出苗前，應(yīng)適當(dāng)增加灌水量，基質(zhì)濕度應(yīng)在80%左右，這有助于秧苗正常生長發(fā)育；茄子和辣椒出苗前，基質(zhì)濕度不應(yīng)低于75%，表面應(yīng)保持濕潤，以利于出苗整齊。

參數(shù)設(shè)置：番茄幼苗出土前基質(zhì)濕度設(shè)定范圍為70%～80%；茄子基質(zhì)濕度設(shè)定值為75%～80%；辣椒基質(zhì)濕度設(shè)定值為75%～80%。

2.1.3 光照

茄果類蔬菜幼苗在出土前對光照強度無特殊要求，但光照過強時應(yīng)覆蓋遮陽網(wǎng)。

2.2 2葉1心至4葉期

茄果類蔬菜幼苗在2葉1心至4葉期，要適當(dāng)?shù)乜刂茰囟群蜐穸龋M行煉苗，從而使幼苗生長健壯，根系發(fā)達。

2.2.1 溫度

番茄幼苗長至2葉1心時，白天溫度控制在25～30 ℃，夜間溫度控制在10～12 ℃，并增加晝夜溫差進行煉苗；茄子幼苗長至2葉1心時，白天溫度應(yīng)在25 ℃左右，夜間溫度15 ℃左右，防止徒長；辣椒3葉期開始煉苗，保持溫度白天20～25 ℃、夜間15～18 ℃。

2.2.2 濕度

在此期間，為防止番茄幼苗徒長，應(yīng)根據(jù)基質(zhì)情況酌量澆水，基質(zhì)濕度控制在55%～75%；茄子幼苗基質(zhì)保持濕潤即可，濕度在75%以下為宜；要對辣椒幼苗進行溫濕度并控，以培育壯苗。

參數(shù)設(shè)置：茄果類蔬菜幼苗在2葉1心至4葉期時，育苗基質(zhì)濕度低于55%時自動啟動噴水裝置，基質(zhì)濕度達到75%時停止噴水，根據(jù)天氣情況每天澆水2～3次。

2.2.3 光照

適宜光照強度為4 000～25 000 lx。當(dāng)光照強度低于4 000 lx時，啟動補光裝置；在晴天中午光照較強時，可覆蓋遮陽網(wǎng)。

2.3 移栽前

茄果類蔬菜幼苗生長中后期要及時控制水分、增加通風(fēng)，適當(dāng)降低溫度，防止幼苗徒長，增加莖稈粗度，提高幼苗抗逆能力，進而達到培育壯苗的目的。

2.3.1 溫度

為控制幼苗徒長，茄果類蔬菜幼苗移栽前的溫度應(yīng)控制在白天20～25 ℃、夜間10～15 ℃。

參數(shù)設(shè)置：白天溫度高于25 ℃時開啟上風(fēng)口，低于20 ℃時關(guān)閉風(fēng)口；夜間溫度低于10 ℃時自動覆蓋保溫被。

2.3.2 濕度

番茄在移栽前應(yīng)減少澆水量，基質(zhì)表面保持濕潤即可；茄子幼苗此時要以控水為主，基質(zhì)濕度在55%～65%為宜；辣椒在移栽前要蹲苗促壯，基質(zhì)濕度應(yīng)為50%～65%。

參數(shù)設(shè)置：茄果類蔬菜幼苗移栽前基質(zhì)濕度低于50%時啟動噴水裝置，濕度達到60%時停止噴水，每天澆水1～2次。

2.3.3 光照

光照強度適宜范圍為4 000～25 000 lx，低于4 000 lx啟動補光裝置，晴天中午光照較強時，可覆蓋遮陽網(wǎng)。

3 結(jié)束語

經(jīng)調(diào)查，與人工育苗相比，使用智能化育苗系統(tǒng)后，番茄、茄子、辣椒整體出苗率提高3%，出苗較整齊，壯苗率提高6.2%，葉綠素含量較傳統(tǒng)育苗高；所以，茄果類蔬菜智能化育苗技術(shù)參數(shù)的精確采集，可為茄果類蔬菜智能化育苗提供技術(shù)支持，為茄果類蔬菜育苗的半自動化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。