大白菜,又称为“结球白菜”、“黄芽菜”或“窝心白菜”等,是我国的原产和特产蔬菜,全国各地普遍栽培,以华北地区为主要产区。大白菜以其细嫩甘脆、汁白如乳的品质,易种植、耐储藏的特性,在我国的蔬菜生产和消费中占有重要的地位,是人们秋冬季节餐桌上的美味佳蔬。在北方,大白菜被称为“当家菜”、“半年菜”,现已先后引种世界各地。在日本,大白菜叫做“唐人菜”、“山东菜”;在欧美,有人把大白菜叫做“中国甘蓝”。 大白菜虽然起源于我国,但它既不象韭、姜、蒜等蔬菜,在古典文献上可以找到悠久确实的记录,也不象有些原产于中国的蔬菜,在山川野间仍有原始的野生种类可寻。遍览古籍,元代以前并无关于大白菜记载的典籍。根据考证,我国大白菜的历史较短,自元代以后历经明清两朝,迄今约七、八百年,农学家对大白菜深入研究的结论是:它是由南方的小白菜和北方的芜菁天然杂交演化而来的。因此,要探究大白菜的来历,必须从小白菜和芜菁的源头说起。 小白菜,又名青菜、油菜、普通白菜等,古时称“菘”。原产于中国南方。最早的历史记载从西晋开始;芜菁,又称蔓菁,是一种根用芥菜,俗称“辣疙瘩”,原产我国,以西北、华北为主产区。芜菁在我国的栽培年代较久,在先秦文献《诗经》中已被记载,称为“葑菁”,西汉《范胜之书》的蔬菜专篇中亦有“芜菁”的收录。东汉已普遍栽培,桓帝时曾有“横水为灾,五谷不登,令所伤郡国,皆种蔓菁以充饥”的记述。 关于小白菜和芜菁这两种蔬菜的地域特点及演变,西晋稽含所著的《南方草木状》在“芜菁附菘”一节中是这样写的:“芜菁岭峤以南俱无之,偶有,士人因官携种,就彼种之,出地则变为芥,亦橘种江北为枳之义也。至曲江方有菘,彼人谓之秦菘。”南朝萧子显的《南齐书》载:南方有小白菜栽培,称为“菘”。唐苏恭著《唐本草》载有:“蔓菁与菘,产地各异。”宋代陆佃所著《埤雅》一书上说:“菘菜北种,初年半为芜菁,二年菘种都绝。芜菁南种也然。”南宋陈敷在《陈敷农书》也记载:“七月种萝卜、青菜。”青菜即指小白菜。 从以上史料可以看出,小白菜和芜菁的产地不同,且在南北引种过程中有发生性状变异的情况,但鉴于当时科技尚不发达,因此人们也就无从知晓小白菜和芜菁的变异是由什么因素所引起的了。史至元代,才有大白菜的出现。忽思慧在《饮膳正要》上第一次将所谓的“菘”直接叫做白菜,并精细绘制成图,从他所描绘的白菜形态来看,已经不再是塌地而生的小白菜了,而是外叶向上拢起,其抱合状态已经进化为结球的大白菜类型了。但不能割裂和漠视的是,从晋到元这漫长的历史,是大白菜在进化过程中经历的从内因到外因、从量变到质变、从偶然到必然引发突变的重要阶段。同时,这一时期的战乱动荡,人民迁徙,南北文化交流,农作物的交互种植,对大白菜的演化起到了促进作用。元朝以后,记述大白菜的典籍渐多,明王世懋著《广百川学海》在“果蔬疏”一节介绍了大白菜的定义和产地,并推荐“燕地黄芽菜”是著名品种。清弘书等所著《授时通考》中赞美大白菜“脆美无滓”,还确切指出:黄芽菜是白菜的别种,决不能与小白菜混为一谈。丁宜曾在《农圃便览》中对大白菜作了较明确的论述,他把大白菜称之为“窝心大白菜”。他介绍了山东地区立秋种小雪收的栽培经验,还介绍霜降后可用草绳将外叶捆起以保护球叶的方法。现代农业科技证明,小白菜和芜菁均属十字花科芸薹属的不同亚种,而十字花科蔬菜最易天然杂交,尤其小白菜和芜菁的亲缘关系最近,基本染色体组相同,彼此间天然杂交可育率达百分之百,其亲本后代也能正常生长和繁殖,而且,大白菜的生物特征又介于小白菜和芜菁之间。 蔬菜专家对这两种蔬菜进行人工杂交的结果,也佐证了大白菜是小白菜和芜菁杂交的产物。农学家的进一步推论是:一则由于小白菜和芜菁南北相互引种,两种蔬菜又是同期开花,其亲缘关系又极为密切,在天然受粉的情况下,完全可能天然杂交,出现杂交后代。二则这种杂交后代,属半耐寒性蔬菜,它既要求气候凉爽湿润、昼夜温差适宜,又不遭受冻害,日照、雨量等均符合结球的外界环境条件。而华北的秋季气候、温度和弱碱性土壤特性正符合这些要求,而且又经近千年的进化和培育,才终于出现了结球结实的大白菜。在此需要申明的是,笔者以为,今人称大白菜为“菘”或“菘菜”是一种误称,应该予以澄清改正。 综上所述,我们现在所食用的大白菜的高级变种——结球大白菜,是经历无数次演化和历代人民在长期的劳动实践中辛勤培育的结果。当代的大白菜已形成一个庞大的家族,可谓五彩纷呈,今非昔比。它的品系已发展到四个变种和结球变种三个生态型的一千余个品种。大白菜的适应性更强,成为祖国大江南北举国种植的“国菜”。更令人感到振奋的是,随着农业科技的日新月异,反季节的耐热大白菜和彩色大白菜也相继问世了。 大白菜个大体壮、物美价廉、营养丰富,令人久吃不厌。它一经问世,备受人们喜爱。元代忽思慧在《饮膳正要》中写到:“白菜,味甘,温,无毒。主通肠利胃,除胸中烦,解酒毒。”明朝王世懋对大白菜很赏识,认为是蔬菜中的神品。清朝吴其睿说北方大白菜运到南方之后:“竞相争购、味胜于肉,不胫而走。”王士雄在《随息居饮食谱》中记载品评吃大白菜的好处说:“甘平养胃,荤素皆宜,味胜珍馐。”清史学家柯劭忞作《种胶州白菜》诗:“翠叶中饱白玉肪,严冬冰雪亦甘香。”鲁迅在《滕野先生》中褒奖的“胶菜”即是山东青岛的著名特产,当年的“胶菜”物以稀为贵,运到南方被商家用红头绳系住菜根招摇销售。现代著名国画大师齐白石对大白菜钟爱有加,在他的《辣椒白菜》图中很为大白菜鸣不平,他慨然题词:“牡丹为花之王,荔枝为果之先,独不论白菜为菜之王,何也?”从此,大白菜乃“菜中之王”的美名,广为传颂认同。老百姓的大白菜情结更浓,常见的民谚道:“鱼生火,肉生痰,白菜豆腐保平安。”日本人评价大白菜:“性质极优,其味甜美,质极柔脆,诸菜中之最良品也。” 现代营养科学测得每百克大白菜含蛋白质1.7克,脂肪0.2克,碳水化合物3.1克,膳食纤维0.6克,维生素A原250微克,维生素A42微克,维生素PP0.8毫克,维生素C47毫克,维生素E0.92毫克,硫胺素0.06毫克,核黄素0.07毫克,钙69毫克,铁0.5毫克,锌0.21毫克,磷30毫克,硒0.33毫克,钼0.08微克。特别需要提醒大家的是,大白菜中富含的硒和钼元素,是人体必需的微量元素,硒可与维生素E相辅相成,有预防心肌梗死、高血压和增强人体免疫力等功能;钼是酶的重要构成要素,还可协助糖类和脂肪的代谢,两者极具抗癌作用,可直接或间接杀死癌细胞。大白菜的草酸含量甚微,几乎不见报道。因此,营养专家将大白菜列为保健与防癌的首选蔬菜之一。 在食用上,大白菜的菜路宽、不拦味,适合于多种烹调方法,拌炝腌炒皆宜。它既可单独成菜,又可与众多原料配伍;既可做成淡雅的高档菜,又可做成味厚的大锅菜;既上得了厅堂,又下得了食堂;而且还是面点馅心和涮火锅必备的原料之一。可谓真味若水,承载万物。但专家建议,隔夜或放置时间较久的大白菜菜点不宜食用,以防大白菜中的硝酸盐转变成有毒的亚硝酸盐。 近几年来,在返璞归真食风的引领下,各地厨师倾情打造以大白菜为主角的品牌菜、创新菜,涌现出众多备受消费者青睐的大白菜菜点。而胶州作为大白菜的故乡,在餐饮界颇有知名度的胶南市黄海酒家经理高振刚,以弘扬地方特产为己任,以绿色天然的有机大白菜为研发对象,先后开发出大白菜的系列菜点,深受消费者欢迎,拉动了酒店的经营效益,使酒店人财两旺,生意红火,成为当地白菜营养价值:白菜中含有丰富的维生素,多吃白菜,可以起到很好的护肤和养颜效果。白菜中的纤维素不但能起到润肠、促进排毒的作用,还能促进人体对动物蛋白质的吸收。中医认为白菜微寒味甘,有养胃生津、除烦解渴、利尿通便、清热解毒之功。民间也常说:鱼生火,肉生痰,白菜豆腐保平安。 白菜原产地:我国北方,引种南方,南北各地均有栽培。十九世纪传入日本、欧美各国。白菜种类很多,北方的大白菜有山东胶州大白菜、北京青白、天津绿、东北大矮白菜、山西阳城的大毛边等。 白菜生长的气象条件:苗期:一般在立秋节前后,日平均气温在20一25℃播种力宜,温度超过27℃,幼苗生长细弱,易受病害。播种时太旱不能出苗,涝了根系不能下扎。苗期日照弱,雨水勤,土壤含水量为田间持水量的85%较为适宜。莲座期:适宜温度为18一22℃,水分充足,土壤无裂缝,凉爽晴天,日照充足,便于叶片和根系生长。连阴雨、日照弱、湿度大、暴用骤晴高温引起病害。包心期:适宜温度为12一16℃,气温凉爽利于包心,尤其是昼夜温差大,养分积累多。高温、闷热、忽冷忽热、干旱、大风容易烂心和造成病害,不利包心。 收获期:适宜温度为4一8℃,晴朗天气,以便晾晒,遇寒潮、冰冻、霜冻、气温降至-4一-5℃即受冻害。 “立冬不砍菜,受害莫要怪”。据统计我市在立冬后一周时间内,不受冻害的气候保证率达80%,说明大部分年份在此期间收获大白菜不会受害,但也有20%的年份受害。就是说每年在此期间温度有高有低,但这时大白菜生长很快,收获早了产量低,包心差。收获晚了易受冻害,适时收获产量高、质量好。何时砍菜最好,一方面要考虑节气,另外一方面要注意收听气象台站的降温和冰冻天气预报
1、整地施肥,小白菜对种植的条件没有什么要求,只要光照合理,土壤含有一定的养分、排水良好、储水较强、通透性较好的土地均可进行种植,至于种植的温度和其他的一些提哦啊见我们可以根据具体的情况进行调控和管理,小白菜的种植地土质要整的比较细,同时不能有积水,在整地的时候就要撒上一些草木灰或是足量的农家肥进行深翻,这样养分不易流失,同时起好水沟,这样方便后期的灌溉和排水。 2、科学播种,现在的小白菜基本上一年四季菌可以进行种植,只要你管理的好,照样长的很好,在播种前如果使用的是自己留的种子,那么就需要筛除杂质和空的以及坏的种子,保留颗粒饱满的、无病虫害的种子进行种植,其次就是进晒种,然后就可以进行播种了,如果是购买的种子那就可以直接进行播种。小白菜主要的播种方法有两种,分别是撒播和条播,撒播适合懒人播种,这样比较快捷,而采用条播话后期的田间操作会比较方便一点。 3、浇水管理,在播种之前就需要先将土浇湿,然后在播种,一般强开是三到四天左右就会出苗,期间如果气温比较高,那么就需要及时浇水,保持土壤的湿度,等到出苗之后需要浇一次水,这次浇水可以促进小白菜苗的生长,最后就是田间的水分过多也要及时的将水排出去。 4、施肥管理,在小白菜出苗之厚进行第一次浇水的时候,我们可以使用粪尿水进行浇灌,如果没有那就可以用适量的尿素兑水来代替,最后就是根据小白菜的生长状况来合理的进行施肥,最好是采用有机肥进行喷施,这样不会影响小白菜的质量。
时间:小白菜种植应选在每年的3-11月份之间。1主要是春秋两季,春季选在3-4月份,秋季选在8-11月份。2、种子:准备好合适的种子,提前催芽处理。3、播种:提前整理好土壤,将土壤翻耕,施入腐熟肥,翻地做成平畦,将种子均匀播撒下去。4、管理:小白菜出苗后及时浇水,保持土壤湿润,长出真叶及时间苗。选地作畦:有机小白菜的栽培首先应选择无三废污染、化学农药和重金属超标残留的土壤,其次,宜选择向阳高燥、排水方便的田块。采取窄畦深沟,畦宽1.2-1.5米,畦面平整。
1. 选种:选择无损伤、颗粒饱满的种子。 2. 栽种前准备:在盆底铺上2公分的钵底石,加入土壤及适量有机肥混 匀。 3. 栽种:将种子均匀撒播于土上,再覆薄土(约0.5公分),并避免浇水时冲散种子。 4. 间拔:种植约3天即萌芽,一周后生长本叶时,即可将一些生长较弱的拔除,留下健壮的植株继续生长。待本叶长至3片,即可进行第二次 间拔。 5. 施肥:种植约10天后,视基肥投入量及作物成长状况适度追肥;可在株间施肥,或喷洒有机液肥。 6. 采收时机及方式:小白菜生长期短,一般约25∼30天即可采收。采摘时可从较大株的开始,整株拔起即可。 小白菜属于十字花科芸薹属作物,原产于中国,粗略可分为「小白菜」与「土白菜」两个品种。白菜由于叶片较厚,致较耐雨淋,但根部不耐浸水,可全日照,适合排水良好的肥沃砂质土壤,叶面容易遭蝶、蛾幼虫啃食。 小白菜几乎全年可种植,土壤建议使用排水良好的沙质土壤,种子直拨在土中,用手拨弄泥土使之均匀,每天浇水约1-2天即可发芽。植株过密需间拔,将发育不良的苗株拔除,幼苗需谨慎浇水,约30天至45天后可采收。植株过密需间拔,否则妨碍彼此生长反而得不偿失 。小白菜易引来蝴蝶生卵,虫害会啃食页面,幼虫为绿色难以分辨,因为是自家食用,所以不用喷农药,有空抓抓虫也不错,倘若没有蝴蝶的幼虫却发现叶面被啃食的情况,那就得留意是否有蜗牛、蜗蝓出没。 使用盆栽则须留意水分的补给,小白菜根系极为发达,盆土水分容易被吸收,因此需要每日浇水二次,如用保丽龙栽培,可生产更多的小白菜。栽种工具箱:适合栽种季节 四季皆适合栽种,尤以春、秋两季为佳。 栽种方式:播种法。 适合容器 20公分以上深度的花盆,须具有排水孔隙以利排水。 生长至收成时间 25∼30天。 采收季节 四季皆可采收。 栽种所需材料 小白菜种子、有机培养土、有机肥料、钵底石、栽培容器、洒水壶、小铲子。 栽种有撇步 日照 须有充足明亮的光线。 土壤 肥沃、疏松、保水、排水良好之砂质壤土。 种植株距 约15∼20公分。 水量 不耐旱,须保持土壤湿润,早晚各浇一次水。 温度 20∼25℃。 注意事项: 1. 小白菜一般采撒播的方式栽种,必须注意种子要疏密适当,苗株才能均 匀生长。 2. 小白菜根系浅,因此不耐旱,生长期间要有充足的水分。此外,必须注 意土壤要排水良好,以防产生病虫害。浇水时应使用出水孔小的喷水 壶,避免冲散种子。 3. 栽种小白菜可以纱网覆盖,略为抵挡风雨。
植物着丝粒是基因组中进化最剧烈、结构最复杂的区域,在物种形成和分化过程中发挥重要作用。 大多数植物着丝粒结构复杂,主要是由高度重复的卫星DNA (satellite)以及中间穿插的反转座子序列 (CR) 组成,其中着丝粒satellite序列单元长度主要集中在150 – 180 bp之间,例如水稻CentO和玉米CentC序列,多年前已经发现并用于着丝粒结构与功能研究(Comai et al., 2017)。 普通小麦是重要的粮食作物,经过两次远缘杂交和多倍化过程,是染色体组进化及多倍体二倍化研究的模式材料。 然而普通小麦基因组巨大,90%以上的序列均是高度的重复序列,给小麦研究带来巨大的挑战(Marcussen et al., 2014)。 前期对小麦着丝粒的研究基本局限于通过筛选着丝粒BAC等手段,获得某些着丝粒序列(Liu et al., 2008; Li et al., 2013)。 对小麦着丝粒全面解析,包括小麦着丝粒DNA序列组成(尤其是功能性satellite序列)、结构以及其在基因组形成和进化过程中的动态变化及对多倍化适应的分子机制目前基本不清楚。
韩方普研究组长期从事植物着丝粒的遗传和表观遗传学研究。 前期在小麦非整倍体及其野生近缘种杂交后代观察到丰富的着丝粒变异现象,染色体重排诱导着丝粒序列减少、丢失、扩增、新着丝粒以及多着丝粒形成,不稳定的着丝粒可能造成染色体频繁的断裂和接合,暗示着丝粒在异源多倍体小麦物种形成过程潜在的功能 (Guo et al., 2016)。近年来随着小麦参考基因组的逐渐公布,对小麦着丝粒进行全面的解析成为可能(Avni et al., 2017; Luo et al., 2017; (IWGSC), 2018; Ling et al., 2018),)。
1. 我们利用之前发表的中国春小麦着丝粒表观标记CENH3抗体的ChIP数据,重新比对到最新的中国春参考基因组上,确定了小麦着丝粒大小及位置(图1A)。 在小麦中发现两类着丝粒特异的串联重复序列,和CENH3核小体结合,分别在其二倍体供体B和D亚基因组着丝粒富集分布(图1B)。与二倍体供体着丝粒特异satellite序列的信号强度相比,在普通小麦中这些序列的拷贝数明显减少,FISH信号明显减弱,甚至在某些着丝粒上已经完全丢失satellite序列(图1B)。与传统着丝粒的串联重复序列单元大小150-180 bp不同,小麦着丝粒satellite序列单元大小超过500-bp,序列上包含多个特定的CENH3结合位点,表现出周期性CENH3结合特点(图1C)。
图1 小麦着丝粒串联重复序列在不同亚基因组之间的分布
2. 随后系统进化树分析表明小麦着丝粒串联重复序列在不同亚基因组间发生分化(图2A),更同质的串联重复序列保持和CENH3核小体的结合(图2B),在小麦多倍化过程中,从二倍体到四倍体再到六倍体,着丝粒特异satellite序列在每个亚基因组上其遗传多样性明显增加(图2C) 。最后比较不同倍性小麦着丝粒位置、基因共线性以及表达等情况发现,多倍化过程中小麦着丝粒结构发生重排,基因位置和表达水平发生变化,着丝粒串联重复序列发生局部扩增(图1B)。异源六倍体小麦着丝粒在不同亚基因组之间的不对称性可能参与小麦减数分裂过程同源染色体的配对,促使多倍体小麦的稳定传递。
图2 小麦着丝粒特异satellite序列亚基因组不同区域序列相似度
该论文于2019年7月16日在线发表于 《The Plant Cell》 上,题为“Centromere Satellite Repeats Have Undergone Rapid Changes in Polyploid Wheat Subgenomes” (doi.org/10.1105/tpc.19.00133),韩方普研究组已毕业博士研究生苏汉东和刘亚林为该文章的共同第一作者,韩方普研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。
参考文献
Avni, R., Nave, M., et al., (2017). Wild emmer genome architecture and diversity elucidate wheat evolution and domestication. Science 357, 93-97.
Comai, L., Maheshwari, S., and Marimuthu, M.P.A. (2017). Plant centromeres. Curr. Opin. Plant Biol. 36, 158-167.
(IWGSC), I.W.G.S.C. (2018). Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome. Science 361(6403).
Li, B., Choulet, F., Heng, Y., Hao, W., Paux, E., Liu, Z., Yue, W., Jin, W., Feuillet, C., and Zhang, X. (2013). Wheat centromeric retrotransposons: the new ones take a major role in centromeric structure. Plant J. 73, 952-965.
Ling, H.Q., Ma, B., et al., (2018). Genome sequence of the progenitor of wheat A subgenome Triticum urartu. Nature 557, 424-428.
Marcussen, T., Sandve, S.R., Heier, L., Spannagl, M., Pfeifer, M., International Wheat Genome Sequencing, C., Jakobsen, K.S., Wulff, B.B., Steuernagel, B., Mayer, K.F., and Olsen, O.A. (2014). Ancient hybridizations among the ancestral genomes of bread wheat. Science 345, 1250092.
Liu, Z., Yue, W., Li, D., Wang, R.R., Kong, X., Lu, K., Wang, G., Dong, Y., Jin, W., and Zhang, X. (2008). Structure and dynamics of retrotransposons at wheat centromeres and pericentromeres.
Chromosoma 117, 445-456.
Luo, M.C., Gu, Y.Q., et al., (2017). Genome sequence of the progenitor of the wheat D genome Aegilops tauschii. Nature 551(7681):498-502.
中国种子行业主要公司:隆平高科(000998.SZ)、登海种业(002041.SZ)、丰乐种业(000713.SZ)、万向德农(300462.SZ)、荃银高科(300087.SZ)、苏垦农发(601952.SH)等
本文核心数据:小麦种业发展历程、制种面积、制种产量、需种量、发展趋势
国外小麦种业起步较早
小麦为我国三大粮食作物之一,为世界约40%人口的主粮。目前,我国小麦种子的自主率达100%。国外小麦种业起步较早,经历了抗病育种、植株矮化和品质改良三个阶段。19世纪80年代,英国、瑞典、荷兰等欧洲国家和加拿大、澳大利亚开始利用小麦杂交育种,主要目标是解决品种的条锈、叶锈等抗病性问题;植株矮化阶段,国际玉米小麦改良中心利用农林10号为矮源,育成一批同时具有抗倒伏、抗锈病、高产等突出优点的春小麦品种;品质改良阶段,英、美、加、澳等育种技术强国非常重视小麦品质改良,从谷物化学、品质检测、加工特性等方面助推品质育种发展。
我国小麦在大规模种植后,在各地形成了1万多个地方品种。20世纪20年代中期,我国引进国外品种300余份,从收集、引进、筛选、鉴定品种发展到杂交育种;之后我国陆续从国外引进小麦品种,对我国小麦育种工作起到推动作用;1972年前后,我国从国际玉米小麦改良中心引进了墨巴66、索罗拉64等春小麦品种除直接利用外,还广泛用作杂交亲本;2004年以来,我国对过去粮食增产导向进行种植结构调整,在不断提高单产以维持总产的同时,大力提高品质和生产效率;2017年,我国完成了对太谷核不育小麦显性细胞核雄性不育基因Ms2的克隆和功能解析,并逐渐形成了有效的轮回选择育种体系。
2020年冬小麦落实繁种面积1120万亩
2015-2020年,全国冬小麦落实繁种面积保持稳定。根据全国农技中心的调研数据,2020年,全国冬小麦落实繁种面积1120万亩,与2019年繁种收获面积持平,各主产区冬小麦长势好于常年,虽然条锈病、赤霉病等病虫害中等偏重发生的风险加大,但各地积极响应预警,开展综合防治,效果良好,进一步巩固了丰收基础。初步统计,2021年中国冬小麦制种面积达1074万亩。
我国冬小麦制种量保持在45亿公斤以上
2015年以来,我国冬小麦制种量保持在45亿公斤以上,2018年制种面积减少,冬小麦种子收获面积1128万亩,制种量41亿公斤,较2017年减少19%。2020年,全国冬小麦种子实际收获面积1114万亩,平均繁种单产441公斤/亩,实际收获种子49亿公斤,河北、安徽、山东等省受倒春寒天气影响,部分弱春性中早熟品种繁种产量有所下滑,其余省份小麦种子生产情况整体好于常年。初步统计,2021年冬小麦繁种产量超50亿公斤,种子质量良好。
据预测2022年冬小麦需种量达33-35亿公斤
从总需求看,据调度,尽管部分基地因灾减产,但根据2021年10月数据,冬小麦繁种收获仍超45亿公斤,超出需种量近10亿公斤。根据全国农技中心预测,2022年,全国冬小麦需种量达33-35亿公斤,春小麦需种量达1.34亿公斤。
优质专用型、抗逆广适型、资源节约型品种或为重点发展方向
在加快生物组学、基因编辑、智能信息等新技术的创新和知识产权保护、全国优势小麦种业力量进行产学研结合、企业侧重于评价新品种的市场需求和生产应用的背景下,优质专用型、抗逆广适型、资源节约型品种或为重点发展方向。其中,针对小麦赤霉病、茎基腐病、穗发芽、倒春寒等极易造成重大生产隐患的灾害问题的技术攻关或为技术布局方向。
此外,通过突出优势产区和重点地区,优化品种和品质结构,布局合理、特点鲜明、效益显著的优质小麦优势种子产区将加快构建,小麦供种保障能力提升。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国小麦种植行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
1、选地与施肥 实行精播高产栽培,必须在土、肥、水条件良好,常年小麦产量在350公斤以上的地块。较高的土壤肥力不仅可以提高单产,而且有利于改善小麦的营养品质和加工品质,实现450~550公斤的高产,必须以较高的土壤肥力和良好的土肥水条件为基础,特别要注意保持较高的有机质含量和土壤养分平衡。 施肥种类和数量应考虑到土壤养分的丰缺,平衡施肥,在总量保证的前提下,可根据当地的肥源任意选择肥种。在施肥中要重视有机肥的使用和秸秆还田。施用有机肥主要是为了增加土壤中的有机质,提高土壤肥力。大力推广玉米秸秆还田,起到提高土壤有机质含量和补充钾素的作用。有的农民朋友把玉米秸秆烧掉了,既浪费了资源又污染了环境,太可惜了。只有有机肥和化肥配合使用,才能够培肥地力,实现小麦的高产稳产。总施肥量一般每亩施有机肥3000公斤左右;化肥用量,一般每亩施纯氮(N)12~14公斤、五氧化二磷(P2O5)6~8公斤、氧化钾(K2O)4.5~7.5公斤、硫酸锌1公斤。 上述总施肥量中,应将有机肥、磷肥、钾肥、锌肥的全部和氮肥总量的50%,作底肥于耕地时使用,第二年春季看苗于小麦起身或拔节期再施总氮量的50%。 根据上述施肥用量,秋种底肥的化肥施用方案为:方案1:亩施尿素13-15公斤+过磷酸钙40-50公斤+氯化钾7.5-12.5公斤。施肥方案2:亩施三元复合肥(N、P2O5、K2O各15%)40-50公斤。 方案3:亩施磷酸二铵15公斤+尿素10公斤+氯化钾7.5-12.5公斤。过去施肥量高于推荐施肥量高限的、土壤肥沃的选施肥量的低限,相反,选高限(这个原则适用于以下施肥量选择)。 2、选用良种 精播、半精播高产栽培要求选用分蘖成穗率高的高产品种。适于精播栽培的品种有:泰山23号、烟农24、济麦21、济麦19号、济麦20、鲁麦21号等。适于半精播栽培的品种有:山农664、淄麦12、潍麦8号等为主。 3、整地作畦 整地质量直接影响播种质量和幼苗生长,而且通过耕作整地可以改良土壤结构,增强土壤蓄水性能,提高地力,从而促进小麦生长发育。高产麦田要求深耕翻,打破犁底层,一般要求耕深23~25厘米,并做到随耕随耙,耙细耙透,做到上松下实。 为了提高土地利用率,增加单位面积产量,一般应适当扩大畦宽,以2.5~3.0米为宜,畦埂宽不超过40厘米。为节约用水,提倡短畦,畦长以50~60米为宜。采用等行距种植的地块,可根据不同品种的株型特点,平均行距一般定在22~25厘米为宜。采用小麦与其他作物间作套种的地块,可采用大小行种植,提倡采用“20+40”的模式:即大行40厘米,小行20厘米,秋种时大行内间作菠菜等低温蔬菜、春季套种玉米、棉花等其他作物;小行内种两行分蘖成穗率高的品种,如泰山23号、济麦19等。 4、做好种子处理 提倡使用包衣的良种。小麦专用种衣剂含有防病和防虫药剂、微肥和生长调节剂,有利于综合防治病虫害,培育壮苗。没有种衣剂的要采用药剂拌种:地下害虫发生较重的地块,可选用40%甲基异柳磷乳油或35%甲基硫环磷乳油,按种子量的0.2%(即100公斤种子加0.2公斤药剂)拌种。纹枯病、根腐病、全蚀病、散黑穗病等病害发生地块,可选用2%立克秀按种子量的0.1%~0.15%(即100公斤种子加0.1-0.15公斤药剂)拌种,或20%粉锈宁按种子量的0.15%(即100斤公斤种子加0.15公斤药剂)拌种。病、虫混发地块可选用以上药剂(杀菌剂十杀虫剂)混合拌种。采取药剂拌种的播种量应适当加大10%~15%。 5、适期播种 播种过晚,蘖少、根少、苗弱,形不成壮苗;播种过早,苗旺长、缺位、病虫害严重、易发生冻害。不同项目县冬前积温和前茬作物各不相同,难以统一确切的时间,适宜的播期应掌握在日平均气温17~16℃左右,冬前≥0℃积温650℃,越冬时能形成6叶1心的壮苗为宜。鲁南、鲁西南以10月5日~10日,鲁北、鲁中、鲁东以10月1日~5日为宜。采用冬性品种可在适期内适当早播;采用弱冬性品种可在适期内适当晚播。 6、足墒播种 适宜的土壤墒情是培育壮苗的关键措施,小麦出苗最适宜的土壤含水量为田间持水量的70%~80%(手感标准为:手抓能成团,松手落地能散开)。墒情不足的,应采取多种形式造墒,反对抢墒播种或沟墒播种,确保适墒播种。当墒情和播期发生冲突时,宁可晚播3~5天,也要造墒播种,做到足墒下种,确保一播全苗。 7、确保适宜的播种密度 每亩基本苗应根据不同品种特点,千粒重、发芽率、出苗率等情况确定,对于分蘖成穗率高的中穗型品种,适期播种的高产麦田适宜基本苗每亩10~12万基本苗,每亩40万穗。对于分蘖成穗低的大穗型品种,适宜基本苗每亩13~18万,每亩30万穗。为确保适宜的播种量,应按下列公式计算: 每亩播种量(公斤)=[要求基本苗×千粒重(克)]/[1000×1000×发芽率×出苗率] 地力水平一般,整地水平差的可用半精播栽培,每亩13-18万基本苗(一般种子发芽率在90%以上,千粒重40克左右的,以斤籽万苗计算即可)。 做好播种机具的调试,建议采用精量播种机播种,播种深度3~4厘米。 (二)冬前管理要点 1、保证全苗 在出苗后要及时查苗,有缺苗断垄的,要补种经过浸种催芽的种子,同时拔除疙瘩苗,这是确保苗全的第一个环节。出苗后遇雨或土壤板结,应及时进行划锄,破除板结,通气、保墒、促进根系生长。 2、化控或深耘断根 若越冬前麦田群体偏大超过80万/亩,有旺长趋势,可在气温降至零上5℃前,使用壮丰安化控(使用方法见说明)或镇压,或深耘断根,以缓解生育中后期群体与个体的矛盾。深耘断根的方法是去掉2齿的耘锄隔行深耘,深度10厘米,耘后将土搂平,压实,接着浇冬水,防止透风冻害。一般长势正常的麦田也可采用这一措施,但群体偏小、长势较弱的麦田不宜采用。 3、冬季水分管理 浇好冬水有利于保苗越冬,使早春保持较好墒情,以推迟春季第一次肥水,管理主动。对于部分抢墒播种的麦田,及群体偏小长势较弱的麦田,应于立冬至小雪期间浇冬水,确保小麦安全越冬。浇过冬水,墒情适宜时要及时划锄,以破除板结,防止地表龟裂,疏松土壤,除草保墒,促进根系发育,促苗壮。对造墒播种,麦田冬前墒情较好,土壤基础肥力较高且群体适宜或偏大的麦田,一般不要求浇冬水。 (三) 春季(返青-挑旗)管理要点 拔节期追肥浇水 项目区麦田返青期、起身期一般不追肥不浇水,主要进行划锄,以通风、保墒、提高地温,利于大蘖生长,促进根系发育,使麦苗稳健生长。及时防治病虫草害。 拔节肥、水的具体施用时间,还要根据地力水平和麦苗情况灵活变化。肥力中等、群体偏少的麦田一般在拔节期稍前或拔节初期(基部第一节间伸出地面1.5~2cm)追肥浇水。地力水平高、群体适宜或偏大的麦田,宜在拔节中后期(基部第一节间接近定长)追肥浇水。 (四)中后期(挑旗-成熟)管理要点 浇好挑旗水或开花水。挑旗期是小麦需水的临界期,此时灌溉有利于减少小花退花,增加穗粒数,并保证土壤深层蓄水,供后期吸收利用。如小麦挑旗墒情较好,也可推迟至开花期浇水。 酌情浇灌浆水。小麦开花后土壤水分含量过高,会降低小麦的品质,所以,在开花后应注意适宜控制土壤含水量不要过高,在浇过挑旗水或开花水的基础上,一般不用再浇灌浆水,若只浇挑旗水且天气较旱,一直没有降雨,可考虑在花后10-20天浇一次灌浆水,以提高小麦的综合品质,以及籽粒的光泽度和角质率,提高籽粒蛋白质含量,延长面团稳定时间,减少灰分含量。 及时防治病虫害。小麦生育后期容易受到锈病、白粉病、赤霉病、蚜虫、麦叶蜂等病虫害的危害,影响小麦品质和产量。因此,必须加强病虫害的综合防治。 适时收获。实践证明,蜡熟末期收获产量最高,以籽粒到蜡熟末期收获为宜。
蔬菜分为绿色、有机、无机、黑色。长途运输和短途运输。有毒和无毒。转基因和天然。
蔬菜创汇商机无限 新一轮农业结构的调整使蔬菜生产面临两种机遇,一是粮改、棉改为蔬菜发展提供了空间,二是加入WTO可极大地推动蔬菜的出口。近几年来,全世界蔬菜年贸易额不断增加,亚、欧、美发达国家对蔬菜的需求越来越大。以日本为例,近20年蔬菜进口逐年递增,1996年已达209.4万吨,其主要原因:一是人们饮食结构改变。目前,经济发达国家都进入了以保健型食品为主的时期,美国和欧洲各国迅速改变饮食结构,由过去以肉食为主转变为以素食为主。据专家预测,21世纪的主要食品,将是绿色食品。二是发达国家蔬菜生产弱化。由于蔬菜品种繁多,其生产的机械化程度较低,绝大部分田间作业靠人工操作,劳动强度大,属于劳动密集型产品,致使发达国家种菜的劳力不安心种菜,不少菜田荒芜,蔬菜生产严重弱化。另外,加入WTO后,各国将取消农产品补贴,实行世界农业贸易自由化,其结果必将促使各国按比较效益的原则重新安排农业生产,一些发达国家如日本必将减少不具备比较优势的农产品,发展一些机械化程度高,规模效益高的作物如稻谷,而让出生产成本高的蔬菜等农产品的市场份额。我国是世界上蔬菜种类最多、种植面积最大的国家,具有较大的出口潜力。例如去年我国蔬菜出口量是进口量的30多倍,出口金额是进口金额的50多倍,在国际市场极具竞争优势。江苏省出口蔬菜1991年为2.78吨,1995年达到4万吨,1998年提高到14万吨。出口成倍增长,呈现出强劲的发展势头。1998年江苏省蔬菜等农副产品年出口约为6亿美元,而其他沿海地区,如福建省、山东省和广东省蔬菜出口规模更大,其创汇总额分别为江苏的2倍、2.5倍和3倍,存在着极大的出口潜力。蔬菜是我国农产品中出口值最大、比较效益最高的产品,在价格方面存在着3个反差:1、进出口价格的反差。据有关资料介绍,1996年,山东莱阳县出口蔬菜12万吨,创汇1.5亿美元,平均每吨创汇1250美元;当年度日本进口中国的蔬菜达81.81万吨,价值1420亿日元,折每吨价格1509.3美元。而同期泰国出口优质2号大米到岸价每吨仅为325美元,出口蔬菜是进口大米价格的3.85倍至4.65倍。2、内外贸价格的反差。据农业部市场信息司及中国海关统计,我国出口粮食的价格低于内销价格,而出口蔬菜的价格则大大高于内销价格。如1993年,蔬菜平均每吨出口价折合人民币7800元,是国内市场价的8倍。3、产加销价格的反差。根据江苏海星集团的经营实践,日本的常磐黄瓜在我国国内收购价格为每公斤人民币0.7元,稍经腌制装箱出口价为1.83元,而加工后日本市场销价可高达17元。产加销比为1∶2.6∶24。据山东省农委提供的资料,草莓国内市场价每公斤1.6元,一亩收入2400元,经过加工增值可收入9450元,而出口创汇可收入1950美元。
智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文
在日常学习、工作生活中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
摘要:
传统的农业种植模式已经很难满足现代生活模式与需求,以传统塑料大棚为例,不仅产量很低,也会带来较大的污染,且人员管理非常繁琐,不利于蔬菜种植效益的提升。智慧温室大棚蔬菜种植模式优势较多,相比于传统塑料大棚能够大幅度扩展蔬菜种植发展空间,也改变了现代农业、新型农村的格局。该文简述了智慧温室大棚蔬菜种植的优势,然后分析了智慧温室大棚建设方案,最后介绍了智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用。
关键词 :
智慧温室;大棚蔬菜;种植技术;
引言:
在传统农业发展模式下,农民的浇水、施肥和打药等农业劳动过程主要借助已有经验进行。在温室大棚蔬菜种植中,需要关注浇水的时机,准确把控农药浓度,且保证温湿度、光照、氮元素等处于适宜的状态。由于无法量化指标,通常依赖于人为判断,因而经常发生误差,也无法提高温室大棚蔬菜种植的产量和质量。要想解决传统农业中低效率、低产能等现象,需要积极引入智慧温室大棚蔬菜种植技术,将各影响因素进行有效控制,改进环境条件,促进蔬菜的正常生长。
1、传统大棚蔬菜种植的危害气体
传统大棚蔬菜种植会释放很多有害气体,如氮气,引起有害气体含量超标的原因较多,主要包括人员操作不当、肥料质量不合格等因素。若是施肥方法不科学,施用含量超标的肥料,将引起氮气排放的增加,当温室大棚内氮气含量超出一定限度后,将导致叶片枯死,特别是对黄瓜、西红柿、西葫芦等蔬菜来说,对氮气更加敏感。此外,还会存在亚硝酸气体,当土壤呈弱酸性后,即pH值未超过5,某些菌体的作用效果将持续减弱,形成大量的亚硝酸气体。亚硝酸气体含量的增加,会让蔬菜绿叶发生白色斑点,黄瓜、西葫芦、青椒和西芹等蔬菜对亚硝酸气体较为敏感[1].冬季严寒,很多农民常用煤球升温取暖,在燃料不充分燃烧的情况下,将形成大量一氧化碳等有毒气体,温室大棚中碳元素也会超标,不利于蔬菜产量与质量的提升。
在预防过程中主要采取以下措施:
(1)做到施肥的科学性。温室大棚中施用的有机肥必须需要发酵腐热,以优质化肥为主,尿素要与过磷钙混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少为12cm,施后及时覆土浇水。
(2)通风换气。在天气条件较好的情况下,要根据温度要求及时通风换气,遇到雨雪天气时也应该做好通风换气工作。
(3)农膜与地膜不能产生毒性,温室大棚中废旧塑料品等需第一时间清理干净。
2、智慧温室大棚蔬菜种植的优势
在蔬菜种植中需要控制好空气温湿度、土壤温湿度和水肥条件,才能保证蔬菜生长的品质,实现产量提高的目的。因此要通过精准化控制各项环境因素,改善温室大棚蔬菜种植品质,确保经济效益逐步提升。智慧大棚主要在温室大棚蔬菜种植中引入自动化控制系统,发挥最新生物模拟技术的作用,对棚内蔬菜生长最适宜的环境进行模拟。同时也设置了温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器,对温室大棚内多项环境指标进行感知,并利用微机完成数据分析,实现对棚内水帘、风机和遮阳板等设施的全面监控,最终有效改善大棚内蔬菜生长环境。
在科技进步与发展过程中,各种智慧大棚控制系统得到了广泛应用,实行精细化管理模式,温室大棚内的茄子、辣椒、黄瓜和西红柿等蔬菜都能快速生长,能够帮助种植户创造丰厚利润,也促进了智慧温室大棚的发展。在智慧大棚控制系统中主要应用了物联网技术,设置农业物联网传感器,管理中物联网系统能够有效采集实施环境数据,其中包含了光照、空气温度、湿度和二氧化碳浓度等信息,在网络支持下向控制平台传输[2].系统结合获得的数据信息完成智能判断,远程控制温室大棚中的各项设备,达到及时调节棚内环境的目的,确保满足大棚内蔬菜生长的要求。在温室大棚蔬菜种植中引入智慧大棚控制系统,大幅度提升了温室大棚生产自动化和管理智能化水平。
智慧大棚控制系统除了可以在温室环境方面实现精准管理以外,还具备大面积统一管理的优势。在系统运行过程中,能够为温室大棚蔬菜种植提供精细化的智慧管控服务,实现对设施农业管理效果的不断优化。这样不仅能让温室大棚管理效率大幅度提升,也有效减少了管理成本的投入,为大棚蔬菜种植创造了诸多便利,能够达到增产增收的目的,温室大棚蔬菜种植也能逐步发展为稳定型和持续增收型产业。在中国加快推进乡村振兴战略实施的过程中,智慧大棚控制系统将在农业智能化发展中发挥越来越大的作用,为农业全面升级打牢基础。
3、智慧温室大棚建设方案
在智慧温室大棚建设过程中,需要由多个环境监测节点完成组网,才能实时采集环境信息,达到精准控制的目的。在各环境监测节点上需要安装传感器,控制设备主要有补光照明设备、排风设备、灌溉设备以及报警设备等。各节点也设置2节干电池保证电能供应,因为节点功耗不高,所以电池使用寿命很长,在智慧温室大棚中供电非常安全与便利。各传感器获得的数据向上位机传输过程中,上位机除了可以实时显示、控制与存储,并自动生成温度、湿度和光照等环节因素变化曲线图以外,也可以借助网关与Internet服务器进行连接,达到手机远程监测和控制等目的。建设智慧温室大棚后,能够实现对温室大棚蔬菜生长情况的远程视频监控,也能将相关信息实时存储下来,为农业生产科学化管理创造条件。
在智慧温室大棚功能设计上,主要包括以下几点:
(1)身份识别功能。借助RFID射频识别技术将个人信息显示在上位机,用户在系统刷卡登记后才能完成相应操作。
(2)自动报警功能。要想农业生产更加安全可靠,在大棚中发生烟雾、明火以后,利用烟雾传感器与火焰传感器进行检测,能够第一时间让蜂鸣器报警得到控制,在GPRS模块支持下为用户发送短信或者是打电话,并在屏幕上清晰完整呈现大棚报警信息。
(3)远程监控功能。登录网页端,即实现对智慧温室大棚蔬菜种植的远程监控。
(4)无线信息采集与传输功能。为提高大棚蔬菜种植的产量与质量,要实时监测和控制大棚内蔬菜生长环境。环境监测节点主要由光照、空气温度、土壤温湿度以及二氧化碳传感器等构成,能够精确采集相关信息数据[3].
(5)定时防治病虫害功能。利用臭氧发生器,能够在高压、高频电等电离作用下,让空气内氧气转化为臭氧,并定时进行杀菌,达到对温室大棚蔬菜种植中的病虫害防治功能。这种方式不仅具有安全、高效等优点,还降低了成本与农药使用量,能够达到无污染、无残留的要求,不断推动智慧温室大棚蔬菜种植增值提效。
4、智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统
在农业自动化发展过程中,除了应用计算机技术以外,也涉及微电子技术、通信技术和光电技术等,尤其对蔬菜种植自动控制系统而言,它们是智慧温室大棚蔬菜种植中需要重点关注的.内容。对该系统而言,主要结合蔬菜温室控制要求建设的远程监控管理系统,属于可扩展、可操作的硬件与软件系统。利用无线通信方式与蔬菜温室管理中心的计算机联网,能够让蔬菜温室单元得到实时调节与控制。
蔬菜种植自动控制系统主要构成如下:
(1)无线传感器,分别为温湿度传感器,土壤温湿度传感器、光传感器和二氧化碳传感器等设备。
(2)控制器,主要有温湿度控制器、光强控制器和土壤温湿度控制器等,可以集中处理各传感器传输的数据信息,并由计算机发出相应的控制指令。
(3)触摸屏,能够显示各种数据,以及风机、加湿、加热电磁阀等现场设备的远程控制,各种数据报表的打印等。
(4)遥控终端,通常包括手机、计算机等。
对蔬菜种植自动控制系统功能来说,包括以下几点:
(1)检测系统:设置多种无线传感器,将蔬菜生长环境中的温度、湿度、pH值、光照强度、土壤养分和二氧化碳浓度等物理参数及时采集起来。
(2)信息传输系统:利用本地无线网络、互联网、移动通信网络等通信网络,为数据传输、转换等创造有利条件,能够提高智慧温室大棚内环境信息传输效率。
(3)信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传输到控制中心,各节点能够自由匹配,任意监控,互不干扰。
(4)控制系统:增加摄像头,对各温室大棚进行监测,并借助监控计算机对环境调整的全过程进行监控。蔬菜生长环境信息数据等进行实时监测,将各节点数据采集起来,通过存储、管理后能够动态呈现各测点信息。同时结合掌握的信息数据自动灌溉、施肥、喷施、降温和补光等,发挥历史数据存储、查询、报警和打印等作用[4].
(5)远程控制系统:移动电话终端用户能够了解蔬菜棚的工作状态,借助手机实时发布指挥控制设备。
蔬菜种植自动化控制系统不仅安全可靠,适应性也很强,能够提高蔬菜种植智能化水平,为绿色健康蔬菜种植奠定了良好基础。蔬菜自动种植控制系统融合处理大量的农业信息,确保技术人员可以完成多个蔬菜棚环境的监控与智能管理,让蔬菜生长环境得到改善,真正实现增产、提高质量、调节生长周期、提高经济效益等目标,也达到集约化农业生产、高产、优质、高效、生态、安全的目的[5].
5、结语
总之,近年来人民生活水平不断提高,在蔬菜栽培自动化控制系统建设与应用上有着更高的要求,产品附加值越来越高,经济效益也不断提升。通过光照、温度、湿度、二氧化碳、土壤等监测与自动化控制,推动现代农业发展再上新台阶,也是智能技术在农业生产中作用的体现。实行智慧温室大棚蔬菜种植技术,为蔬菜种植技术提供量化指标作为参照,这样蔬菜种植产量与品质得到保障,可操作性也大幅度提升,不仅可以实现增产创收的目的,也为产业链的形成创造了有利条件。
参考文献
[1]胡琼香基于物联网的智慧温室大棚蔬菜种植技术[J]江西农业,2019(14):13-17.
[2]刘欣"互联网+"设施蔬菜智慧决策管理系统设计与验证[J.江苏科技信息,2018,35(29):62-64.
[3]孙通农业气象物联网在蔬菜大棚中的应用[J]现代农业科技2020(16):164-171.
[4]何淑红设施大棚蔬菜生产技术与发展趋势研究[J].农村实用技术2020(08):11-12.
[5]胆温室大棚蔬菜种植技术试析[J]农民致富之友,2020(13):50-50.
金银花又名双花、忍冬花等,为忍冬科忍冬属植物,下面是我为大家精心推荐的金银花的栽培技术论文,希望能够对您有所帮助。 金银花的栽培技术论文篇一 论金银花的生物特性及高效栽培技术 [摘 要]金银花又名双花、忍冬花等,为忍冬科忍冬属植物,金银花提取物的主要成分是绿原酸(chlorogenic acid,CGA)与木犀草甘(luteoloside),具有独特的抗菌性,被人们誉为”中药抗生素”。据有关部门统计,临床常用中药方剂中近1/3含有金银花,特别是在”非典”“甲流感”“禽流感”“手足口病”发生与流行期间,金银花成为防治这些疾病的首选药物。随着人们对自身健康的日益关注,金银花作为一种天然的大宗药材,越来越受到青睐,市场需求量很大。本文对金银花的生物特性、繁育技术及病虫害防治技术进行了探讨研究。 [关键词]金银花;生物特性;繁育;病虫害;技术 中图分类号:S511 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0207-01 1、生物学特性 1.1生长环境。金银花适应性强,喜通风透光,怕枝条密挤;喜温暖干燥,怕阴冷潮湿。金银花为温带及亚热带喜阳植物,春季孕蕾前,若晴天干燥,抽枝展叶特别茂盛。金银花喜阳,对水分、土壤要求不严,在pH值为5.5~7.8的微酸偏碱地均能正常生长,尤以砂壤土、阳坡、半阳坡为最适组合生境,特别是在肥沃、疏松的土质中生长极其旺盛,在中国北至辽宁、南至广东均有种植。 1.2生长发育习性。金银花适应性强,根系发达,地上生长旺盛,藤茎分生能力强,茎叶覆盖度大,故能起到良好的蓄水保土、防风固沙作用。金银花的主干有较强的直立性,藤茎有一定的缠绕性与”自剪性”。 2、繁殖技术 金银花一般采用扦插繁殖方式,分为直接扦插和扦插育苗2种。直接扦插就是在金银花藤茎生长季节,选择生长旺盛的枝条,截成长20~30cm的插条,每根至少具有3~5个牙位,剪去下部叶片,将下端切成斜口,用促根生长剂浸10秒后趁鲜扦插。株行距1.5m×1.5m,挖穴,每穴扦插3~5根,地上留1/3的茎,至少有1个芽露在土面,踩紧压实后浇透水,1个月左右即可生根发芽。扦插育苗就是将插条先育成苗子,然后再移栽大田。 3、栽培技术 3.1选地整地金银花对土壤要求不严,向阳的山坡地、山坳地、山坞田均可种植;但若要达到优质高产,应尽量选择向阳、土层较为深厚、土质肥沃疏松、透气排水良好、坡度在15℃以下的沙质壤土栽植,坡度偏大的可整理成阶梯状条栽。栽前土壤适当深耕,平整耙细,开沟作畦,一般畦宽1.5~2m,株行距为(1.3~1.5)×2m。 3.2精细移栽春季、晚秋或初冬均可移栽。晚秋或初冬移栽,于栽前挖定植穴,穴底可适当深施基肥,一般每穴施肥1kg或45%三元复合肥0.1kg,再覆土待移栽,以免烧根;春季移植的,可等移栽成活后再采用环状沟施。移栽苗一般选择直径1cm以上、高20cm以上的扦插苗,移栽时将苗木根系舒展开,栽植在定植穴中,并踩紧土、浇透水。有条件的可选择阴雨天移栽,以提高成活率。 3.3田间管理 3.3.1施肥第一年,晚秋或初冬移栽的,建议先施基肥;而春季一般在空白地移栽,成活后结合中耕培土。之后每年分别结合中耕除草,施春、冬2季肥,化肥和农家肥配合,根据树冠大小确定施肥沟位置。此外,每次采花轻剪后,均需追肥一次,以施用速效氮肥为主、辅以部分磷肥,还可喷施叶面肥;施肥量视金银花长势、树冠大小、土壤肥沃程度等灵活确定,一般头茬花施肥量多于后几茬。施肥尽量在阴雨天前后进行,既可节约劳力,又可提高肥效。同时,每次修剪后都应追肥1次。 3.3.2中耕除草金银花移栽前几年,每年最少需除草3~4次。每年开春,长出新叶时,结合施肥进行第1次中耕除草、培土;7~8月份第一季花后二季花前,进行第2次;秋冬霜降前后,结合施越冬肥进行第3次中耕除草、培土。3~4月后,视金银花长势、杂草滋生情况,酌情减少除草次数。为确保金银花的药用价值,一般不使用除草剂,以人工或机器除草为宜。 3.4整形修剪整形修剪是金银花种植成功与否和实现优质高产的关键环节之一。通常移植后1-3个月后主要是培育直立粗壮的主干,修剪培养成伞形直立小灌木。 3.4.1整形修剪的方法第1年移栽成活后,当主干高度长到30~40cm时,剪去顶梢,促进侧芽萌发成枝;当年冬季霜降后,略加修剪,剪去过长枝、病枝、密枝。第2年春季萌芽后,在主干上部选留生的粗壮枝条4~5个,作为主枝;到冬季,再从各主枝上长出的分枝中分别有选择地保留5~6个,剪去顶部作为主枝的一级分枝。此后,再从一级分枝上长出的分枝中每枝保留4~6个,剪去顶部作为二级分枝;以此类推,最终形成主干直立粗壮、分枝均匀的伞形灌木。以后每年春季,金银花尚未萌发时,再将枯老、细弱、直立能力差的枝条剪除;一般开春后在二级分枝中或原来的老花枝上萌发出的节密而短、叶细的幼枝均是花枝,应予保留;主干基部新抽出的蔓生枝和枝干上的内膛枝一定要剪去,以免消耗营养。 3.4.2整形修剪的时间每年于冬、夏2季进行修剪。冬季修剪主要是剪去下垂枝、徒长枝、交叉枝、病枯枝、细弱枝等,保留健壮枝条;要求枝枝都剪,即对所剩余下的枝要全部进行轻剪,以形成多个粗壮主侧枝,逐年修剪形成枝条疏朗、分布均匀、通风透光、主干粗壮直立的伞形灌木状树形,促使通风透光性能好,增加产量又便于摘花。夏季修剪,以“打顶”为主,促进多发新枝;适当对少数旺枝进行中度修剪,控制金银花徒长,以利于形成均匀的伞形枝;剪除郁闭枝,细弱枝,枝粗、节长、叶大的无花徒长枝,以改善光照条件,提高光合效能,增加营养积累。每季花后都要进行轻剪,剪去已开花梢,促使形成新的花梢,以免未采摘干净的花稍转变成生殖生长,即开花结籽,影响下一季开花。而且靠近根部发出的枝条和徒长枝条都要剪去,以减少养分消耗,促使大批量花蕾提早形成,从而达到增产的目的。 4、病虫害防治 4.1病害防治金银花抗病性较好,只要保持植株通风透光、田间排水良好,则很少发生病害。若雨水过多,则应注意叶部和嫩茎的褐斑病、白粉病的发生。防治对策:(1)加强管理,增施有机肥,提高植株抗病力;(2)发病初期用1∶1∶200倍的波尔多液或50%多菌灵600倍液、25%粉锈宁1500倍液喷雾防治,每7天1次,连喷2~3次。 4.2虫害防治主要虫害有蚜虫、天牛,蚜虫主要危害叶片、嫩枝,天牛主要危害茎干。蚜虫一般每年防治2次,即在每年的4月份花期前10~15天和9月上中旬采花前10~15天,用菊酯类农药或40%氧化乐果防治。天牛一般采用注射法防治,当发现植株被天牛幼虫危害且已蛀入枝干时,用医用注射器及针头吸取40%氧化乐果原药直接插入虫孔,将药液注入,注药量以孔洞注满、从另一个孔洞冒出为止,随即拔出注射器后用湿粘土将2个出口封住,防效可达98%以上。最后一次用药须至少在采花前10~15天进行,以免造成农药残留,影响金银花的质量。 金银花的栽培技术论文篇二 金银花的利用价值与丰产栽培技术 摘要 介绍金银花的特性和利用价值,并总结其栽培技术,包括选地、整地、育苗、移栽、田间管理、病虫害防治等方面内容,以促进金银花的开发利用。 关键词 金银花;特性;开发价值;栽培技术 中图分类号 S567.79 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2012)10-0207-02 金银花又名二花、金花、银花、忍冬花等,为忍冬科忍冬属多年生常绿缠绕灌木。金银花在我国分布较广,辽宁以南、华北、华中、华东、西南等地均有分布或栽培,河南、山东栽培较多。金银花是一种经济价值高、市场前景看好的优良药用经济树种,深受广大农民群众的喜爱。近年来,随着国内对金银花开发利用速度的加快,金银花市场缺口越来越大,2012年市场缺口将高达1.2万t。为此,笔者结合栽培经验和有关文献资料,对金银花的利用价值和丰产栽培技术进行了总结。 1 金银花的特性 金银花为多年生常绿缠绕性灌木。茎中空,多分枝,密生短柔毛。叶片凌冬不凋,单叶对生,卵形或椭圆形,长3~8 cm,先端短渐尖至钝,全缘,叶缘浅紫色,叶柄短。花生于叶腋,一梗两花,花下2苞片叶状,花冠筒状唇形,长3~4 cm,初开白色,2~3 d后为金黄色。浆果球形,熟后褐色,有光泽,内含种子4~10粒。花期5—9月,果熟期7—11月。金银花喜光、喜湿润、喜通风、耐热、耐寒、耐旱、耐涝、耐瘠薄,是一种适应性很强的植物。金银花根系发达,根深可达3 m左右,根幅比树冠大2~3倍,浮根多集中在深30 cm的土层内。豫南地区3月上旬金银花芽体膨大,4月中旬第3、4对叶开始现蕾,5月中旬可摘第1茬花,土、肥、水管理好的条件下,一年可收3茬花。丰产期可产干花2 250 kg/hm2左右,丰产期一般可维持30年以上[1-2]。 2 金银花的利用价值 2.1 经济价值 近年来,国内对金银花的开发利用发展很快,在香料、化妆品、保健食品和饮料等多个产业领域都有应用。在香料工业方面开发出金银花香水、金银花香液、金银花浴液等,在食品与饮料方面已开发出金银花面包、点心、花茶、啤酒等,取得了很好的经济效益。随着人们生活水平的提高、保健意识的增强和市场开发的深入,市场对金银花的需求将逐年增加。 2.2 药用价值 金银花药用价值高,花、叶、根、藤都可以入药,其含有30多种人体所必需的元素,并且有抗菌消炎和对某些病毒的抑制作用,其制剂应用十分广泛。用于清热解毒、抗菌消炎,治疗上呼吸道感染、流感、扁桃体炎、急性乳腺炎、急性结膜炎、急性阑尾炎、大叶性肺炎、细菌性痢疾、外伤感染、子宫颈腐烂等症。 2.3 环境价值 金银花是地被灌木,分枝力强,根系繁密,固土性能好,适应性强,是优良的固堤、防止水土流失的灌木树种。 2.4 观赏价值 金银花色香具备,可攀援花架、花廊等作垂直绿化材料,或附植于山石上、沟边、山坡作地被材料。十年生的金银花可以进行整枝造型,做成盆景以供观赏。 3 金银花丰产栽培技术 3.1 选地,整地 金银花对土壤要求不严格,在微酸、微碱及中性土壤都能较好生长,最好选通风向阳、水利条件好的土地,要求土层深厚、土质疏松肥沃。对选好的地块施农家肥6 t/hm2左右,深翻细耙,做成1.5 m×10.0 m的平畦,以备育苗。大田栽植可穴状整地,穴株行距90 cm×150 cm,穴大小为40 cm×40 cm×40 cm,每穴施农家肥10 kg与土拌和,以备栽植[3]。 3.2 培育壮苗 育苗有种子育苗和扦插育苗2种方式。种子育苗生长慢,生产中一般不采用,而扦插育苗简单易行,省功省力,收益快,在生产中应用较为普通。扦插育苗在春、夏、秋3季均可进行,但以9—10月为好,此时地温高于气温3~5 ℃,伤口愈合快、生根快、成活率高。扦插方法:选择一年生以上健壮枝条,剪成30~40 cm长(须保持3对叶以上)作为插穗。在苗床上按行距30 cm、深25 cm开沟,株距10~15 cm垂直摆入沟内,插穗埋土2/3,覆土踏实,及时浇水,保持湿润,10 d即可生根发芽,来年秋季即可移栽大田。 3.3 大田移栽 成苗后进行大田移栽,春、秋2季均可,春移在3月上旬,秋移在9月中下旬。将根系好的壮苗栽入整好的大田里,株行距90 cm×150 cm,每穴1株,覆土压紧,及时浇水,以保成活[4]。 3.4 田间管理 3.4.1 中耕除草。大田移栽成活后,在前2年要注意清除植株周围的杂草,以后结合除草普遍进行松土,除草一般在夏季前后进行。 3.4.2 浇水追肥。金银花喜湿润,要求土壤湿度在70%以上,促使植株生长旺盛、稳产、高产。每年入冬前浇1次防冻水,萌芽前浇1次促芽水,每次夏剪后根据天气结合追肥,适时各浇1次催长水。 3.4.3 整形修剪。金银花萌芽率高,成枝率高,不适时修剪很容易密不透风,发生病虫害,影响产量、质量和田间作业。修剪要求做到“株形直立蘑菇状,群枝离地斜向上;内膛清除无效枝,外围留枝要适当;瘦小弱枝全剪掉,株形美观透风光”。修剪全年进行3次,其中冬剪1次,夏剪2次。冬剪在10月下旬至封冻前进行,过早会发芽,过晚则消耗养分。冬剪主要剪除细弱枯老枝、横串密集枝、下垂着地枝、油条徒长枝及交叉枝,留强壮、旺盛、顺生枝,剪后达到主干、侧枝明显,层次分明,摆布均匀,多而不乱,树高控制在1.5 m以内。夏剪在摘完每茬花后3~5 d内完成。夏剪主要剪除细弱枯老枝、密生枝及交叉枝,留强壮花枝第1对花蕾的以下部分,上半部分全部剪掉,一般留15 cm左右。金银花具有当年新枝发育成花枝的特点,通过合理修剪即可达到枝多花多、提高产量和质量的目的。 3.5 病虫害防治 3.5.1 蚜虫。在4月上中旬开始发生,15~25 ℃繁殖最快,主要刺吸植物的汁液,使叶变黄、卷曲、皱缩,严重时会造成绝收。可用40%氧化乐果、5%灭蚜松1 000倍液、20%灭扫利乳油2 000倍液喷雾毒杀,采花前15 d应停止用药。采花期发生时可用洗衣粉1 kg对水100 kg,或用酒精1 kg对水100 kg,或用生物农药鱼藤酮乳油500倍液喷雾防治。 3.5.2 咖啡虎天牛。多发生天5月中下旬,可用50%辛硫磷乳油600~1 000倍液或50%磷胶乳油1 500倍液喷雾,7~10 d喷1次,连喷数次。 3.5.3 红蜘蛛。多发生在5月下旬至6月上旬,可用螨虫净或螨必治1 000~2 000倍液喷雾。采花期可喷洒10%浏阳霉素1 000~1 500倍液。 3.5.4 白粉病。多发生于夏季高温多雨后,田间郁蔽、通风不良时易发生。防治方法:及时修剪,改善通风透光条件,合理施肥,使植株生长健壮而不旺长;发病初期,喷洒20%粉锈宁1 500倍液或50%甲基托布津1 000倍液,每隔7 d喷1次,连喷3~4次,可收到良好的防治效果。 4 参考文献 [1] 唐密林.金银花经济价值及繁殖栽培技术[J].农村实用技术,2011(3):36. [2] 叶传财.金银花栽培关键技术[J].福建农业科技,2011(6):85-87. [3] 严振旺,柳宗林,林敏莉,等.药用植物金银花高产高效栽培技术初探[J].内蒙古农业科技,2011(6):131-132. [4] 郭艳萍,丁文静,张李娜,等.金银花新品种中花1号特征特性与栽培技术要点[J].山东农业科学,2012,44(1):121-122.看了"金银花的栽培技术论文"的人还看: 1. 金银花盆景的栽培技术 2. 对园林绿化种植类型及养护研究 3. 地方经济发展论文 4. 党员干部远程教育论文3篇
无土栽培 无土栽培是在植物矿质营养学研究的基础上发展起来的一门新兴科学技术.它不用天然土壤,完全用化学溶液(营养液)栽培植物。 一、无土栽培的发展简史 人类对植物矿质营养的探索,可以追溯到公元前600年亚里斯多德的时代,但是目前比较公认的,有关植物矿质营养研究的最早科学报告是1600年Belgion Jan Van Helmant发表的著名的柳树实验。19世纪中叶(1842) Wiegmen 和 Polsloff第一次用重蒸馏水和盐类成功地培养植物,并证明了水中溶解的盐类是植物生长的必需物质。但这一时期的最杰出的代表人物,应当认为是 Van Liebig(1803-1873),他证明了植物体中的碳来自空气中的CO2,H和O来自NH3、NO3-,其它一些矿质元素均来自土壤环境。他的工作彻底否定了当时流行的腐殖质营养理论,建立了矿质营养理论的雏型,他的理论也是现代”营养耕作”理论的先导。 1838年德国科学家斯鲁兰格尔,鉴定出来植物生长发育需要15种营养元素。1859年德国著名科学家Sachs和Knop,建立了直到今天还沿用的、用溶液培养来植物矿质营养的方法。在此基础上,逐步演变和发展而成为今天的无土栽培实用科学技术。 1920营养液的制备达到标准化,但这些都是在实验室内进行的试验,尚未应用于生产。1929年美国加利福尼亚大学的W.F.Gericke 教授,利用营养液成功地培育出一株高7.5米的番茄,采收果实14公斤,引起人们极大的关注。被认为是无土栽培技术由试验转向实用化的开端。 1935年一些蔬菜和花卉种植者,在Gericke的指导下,进行了大规模的生产实践。首次把无土栽培发展到商业规模,面积最大的有0.8公顷。同时美国中西部发展了一些砂培和砾培的技术,水培技术也很快传到欧洲、印度和日本等地。Gericke教授并把无土栽培定义为”Hydroponics ”(hydor是”水”的意思,ponics意为”放置”)。 第二次世界大战期间,水培在生产上起了相当作用。在Gericke教授指导下,泛美航空公司在太平洋中部荒芜的威克岛上种植蔬菜,用无土栽培技术,解决了航班乘客和部队服务人员吃新鲜蔬菜问题。以后英国农业部也对水培发生兴趣,1945年伦敦英国空军部队在伊拉克的哈巴尼亚和波斯湾的巴林群岛开始进行无土栽培,解决了吃菜靠飞机由巴勒斯坦空运的问题。以后在圭亚那、西印度群岛、中亚的不毛沙地上,科威特石油公司等单位,都运用无土栽培为他们的雇员生产新鲜蔬菜。 由于无土栽培在世界范围内的不断发展,1955年9月,在荷兰成立了国际无土栽培学会。当时只有一个工作组、成员12人。而到了1980年召开的第五届国际无土栽培会议时,会员人数已发展到45个国家的300人。据不完全统计,全世界目前关于无土栽培的研究机构,大约在130个以上。栽培面积也不断扩大,在新西兰,50%的番茄靠无土栽培生产。在意大利的园艺生产中,无土栽培占有20%的比重。在日本无土栽培生产的草莓占总产量的66%、青椒占52%、黄瓜占37%、番茄占27%、总面积已达500公顷。荷兰是无土栽培面积最大的国家,1986年统计已有2500公顷。目前无土栽培技术,已在全世界100多个国家应用发展。 我国无土栽培技术在研究应用起步较晚,但较原始的无土栽培技术却有悠久历史。生豆芽、种水仙早有记载(至晚在宋代就有),但较正规的科学研究和生产试验,则是近十几年的事。山东农业大学于1975年开始用蛭石栽培西瓜、黄瓜、番茄等,均获成功,1987年在胜利油田推广面积达6000平方米。无土育苗技术已在我国广泛运用,北京市朝阳区1987年,无土育苗的数量,已占总育苗数量的33.5%。1985年在河北省农科院蔬菜研究所,召开了全国会议,成立了中国的无土栽培学组,并于1986、1987、召开了全国性的学术讨论会,出席者多达百人。1988年5月,中国首次出席了在荷兰召开的第七届国际无土栽培学会的年会,并在会上发表了论文,引起了很多国家的重视。 二、无土栽培的优点 无土栽培之所以能迅速在全世界范围内发展,是因为这种新的栽培技术与常规土壤比较有许多优点。 (一)产量高、品质好 无土栽培能充分发挥作物的生产潜力,与土壤栽培相比,产量可以成倍或几十倍地提高,如4-4-1所示。 上表说明土壤栽培不仅产量低,而且消耗水分很多。 北京农业大学园艺系在北京地区秋季进行大棚黄瓜无土栽培试验,自7月30日播种至9月14日,共计46天,浇水(营养液)共21.7立方米。若进行土培,46天中至少浇水5-6次,需用50-60立方米的水,统计结果,节水率为50-66.7%。节水效果非常明显,是发展节水型农业的有效措施之一。 无土栽培不但省水,而且省肥,一般统计认为土栽培养分损失比率约50%左右,我国农村由于科学施肥技术水分低,肥料利用率更低,仅30-40%,一半多的养分都损失了,在土壤中肥料溶解和被植物吸收利的过程很复杂,不仅有很多损失,而且各种营养元素的损失不同,使土壤溶液中各元素间很难维持平衡。而无土栽培中,作物所需要的各种营养元素,是人为配制成营养液施用的,不仅不会损失,而且保持平衡,根据作物种类以及同一作物的不同生育阶段,科学地供应养分,所以作物生长发育健壮,生长势强,增产潜力可充分发挥出来。 (三)清洁卫生 无土栽培施用的是无机肥料,没有臭味,也不需要堆肥场地。土栽培施有机肥,肥料分解发酵,产生臭味污染环境,还会使很多害虫的卵孳生,危害作物,无土栽培则不存在这些问题。尤其室内种花,更要求清洁卫生,一些高级旅馆或宾馆,过去施用有机花肥,污染环境,是个难以解决的问题,无土养花便迎刃而解。 (四)省力省工、易于管理 无土栽培不需要中耕、翻地、锄草等作业,省力省工。浇水追肥同时解决,由供液系统定时定量供给,管理十分方便。土培浇水时,要一个个地开和堵畦口,是一项劳动强度很大的作业,无土栽培则只需开启和关闭供液系统的阀门,大大减轻了劳动强度。一些发达国家,已进入微电脑控制时代,供液及营养液成分的调控,完全用计算机控制,几乎与工业生产的方式相似。 (五)避免土壤连作障碍 设施栽培中,土壤极少受自然雨水的淋溶,水分养分运动方向是自下而上。土壤水分蒸发和作物蒸腾,使土壤中的矿质元素由土壤下层移向表层,常年累月、年复一年,土壤表层积聚了很多盐分,对作物有危害作用。尤其是设施栽培中的温室栽培,一经建设好,就不易搬动,土壤盐分积聚后,以及多年栽培相同作物,造成土壤养分平衡,发生连作障碍,一直是个难以解决的问题。在万不得已情况下,只能用耗工费力的”客土”方法解决。而应用无土栽培后,特别是采用水培,则从根本上解决了此问题。土传病害也是设施栽培的难点,土壤消毒,不仅困难而且消耗大量能源,成本可观,且难以消毒彻底。若用药剂消毒既缺乏高效药品,同时药剂有害成分的残留还危害健康,污染环境。无土栽培则是避免或从根本上杜绝土传病害的有效方法。 (六)不受地区限制、充分利用空间 无土栽培使作物彻底脱离了土壤环境,因而也就摆脱了土地的约束。耕地被认为是有限的、最宝贵的、又是不可再生的自然资源,尤其对一些耕地缺乏的地区和国家,无土栽培就更有特殊意义。无土栽培进入生领域后,地球上许多沙漠、荒原或难以耕种的地区,都可采用无土栽培方法加以利用。例如在中东和墨西哥,人们在海滨沙滩上建立起了很多塑料温室,与海水淡化系统相结合,采用无土栽培技术,生产新鲜蔬菜,成为沙漠中的绿洲,这为解决地球上许多贫瘠地区人民生活的困难,带来了福音。 此外,无土栽培还不受空间限制,可以利用城市楼房的平面屋顶种菜种花,无形中扩大了栽培面积。据1986年的卫星测定,北京市就有平面屋顶16000多亩,如果充分利用起来,可以产生很大的经济效益和社会效益。 (七)有利于实现农业现代化 无土栽培使农业生产摆脱了自然环境的制约,可以按照人的意志进行生产,所以是一种受控农业的生产方式。较大程度地按数量化指标进行耕作,有利于实现机械化、自动化,从而逐步走向工业化的生产方式。目前在奥地利、荷兰、苏联、美国、日本等都有水培”工厂”,是现代化农业的标志。我国航空工业进出口公司,曾在1986年引进了日本的无土栽培设备,也建立了一座小型的水增工厂,参观学习的人络绎不绝,反映出人们对这一新技术的兴趣。 三、无土栽培的类型和方式 无土栽培的方式方法多种多样,不同国家、不同地区由于科学技术发达水平不同,当地资源条件不同,自然环境也千差万别,所以采用的无土栽培类型和方式方法各异。 目前比较普遍的分类方法,是根据作物根系的固定方法来区分。大体上可以分为无基质(也称介质)栽培和有基质栽培两大类(表4-4-3)。 (一)水培 水培是指植物根系直接与营养液接触,不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长,这种方式会出现缺O2现象,影响根系呼吸,严重时造成料根死亡。为了解决供O2 问题,英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式,简称”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液(0.5-1厘米)层,不断循环流经作物根系,既保证不断供给作物水分和养分,又不断供给根系新鲜O2。NFT法栽培作物,灌溉技术大大简化,不必每天计算作物需水量,营养元素均衡供给。根系与土壤隔离,可避免各种土传病害,也无需进行土壤消毒。 (二)雾(气)培 又称气增或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上,根系悬挂于容器的空间内部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板,其上按一定距离钻孔,于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形,形成空间,供液管道在三角形空间内通过,向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔2-3分钟喷雾几秒钟,营养液循环利用,同时保证作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高,需要消耗大量电能,且不能停电,没有缓冲的余地,目前还只限于科学研究应用,未进行大面积生产。 (三)基质栽培 基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中,通过滴灌或细流灌溉的方法,供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内,或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的,称为开路系统,这可以避免病害通过营养液的循环而传播。 基质栽培缓冲能力强,不存在水分、养分与供O2之间的矛盾,且设备较水增和雾培简单,甚至可不需要动力,所以投资少、成本低,生产中普遍采用。从我国现状出发,基质栽培是最有现实意义的一种方式。 欧洲许多国家目前应用较多的基质是岩棉(rockwool),它是由60%的辉绿岩,20%石灰石和20%的焦碳混合后,在1600℃的高温下煅烧熔化,再喷成直径为0.005毫米的纤维,而后冷却压成板块或各种形状。岩棉的优点是可形成系列产品(岩棉栓、块、板等),使用搬运方便,并可进行消毒后多次使用。但是使用几年后就不能再利用,废岩棉的处理比较困难,在使用岩棉栽培面积最大的荷兰,已形成公害。所以,日本现在有些人主张开发利用有机基质,使用后可翻入土壤中做肥料而不污染环境。 四、无土栽培技术要点 不论采用何种类型的无土栽培,几个最基本的环节必须掌握,无土栽培时营养液必须溶解在水中,然后供给植物根系。基质栽培时,营养液浇在基质中,而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状,必须有所了解。 (一)水质 水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度(EC),pH值和有害物质含量是否超标。 电导度(EC)是溶液含盐浓度的指标,通常用毫西门子(mS)表示。各种作物耐盐性不同,耐盐性强的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4mS),如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格,尤其是水培,因为它不象土栽培具有缓冲能力,所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低,否则就会发生毒害,一些农田用水不一定适合无土栽培,收集雨水做无土栽培,是很好的方法。无土栽培的水,pH值不要太高或太低,因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好,如果水质本身pH值偏低,就要用酸或碱进行调整,既浪费药品又费时费工。 (二)营养液 营养液是无土栽培的关键,不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方很多,但大同小异,因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中,差别最大的是其中氮和钾的比例。表4-4-4介绍了从50年代到80年代不同科学家所采用的配方,可供参考。 配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本,生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原源),再进行稀释,可以节省容器便于保存。需将含钙的物质单独盛在一容器内,使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合,尽量避免形成沉淀。营养液的pH值要经过测定,必须调整到适于作物生育的PH值范围,水增时尤其要注意pH值的调整,以免发生毒害。 (三)基质的理化性状 用于无土栽培的基质种类很多,已在表4-4-3中列举,可供参考。可根据当地基质来源,因地制宜地加以选择,尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质。无土栽培对基质的要求是: 1.具有一定大小的固形物质。这会影响基质是否具有良好的物理性状。基质颗粒大小会影响容量。孔隙度、空气和水的含量。按着粒径大小可分为五级、即:1毫米;1-5毫米;5-10毫米;10-20毫米;20-50毫米。可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资状况加以选择。 2.具有良好的物理性质。基质必须疏松,保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为,对蔬菜作物比较理想的基质,其粒径最好以0.5-10毫米,总孔隙度>55%,容重为0.1-0.8克•厘米-3,空气容积为25-30%,基质的水气比为1:4。 3.具有稳定的化学性状,本身不含有害成分,不使营养液发生变化。基质的化学性状主要指以下几方面: PH值:反应基质的酸碱度,非常重要。它会影响营养液的pH值及成分变化。PH=6-7被认为是理想的基质。 电导度(EC):反映已经电离的盐类溶液浓度,直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素的吸收。 缓冲能力:反映基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力,要求缓冲能力越强越好。 盐基代换量:是指在pH=7时测定的可替换的阳离子含量。一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多;无机基质中蛭石可代换物质较多,而其它惰性基质则可代换物质就很少。 4.要求基质取材方便,来源广泛,价格低廉。浙江农科院园艺研究所选用南方农村广 为存在的砻糠灰(农村家庭饭用的燃料废渣),做无土栽培基质,栽培番茄,效果良好,大幅度降低了成本。 在无土栽培中,基质的作用是固定和支持作物;吸附营养液;增强根系的透气性。基质是十分重要的材料,直接关系栽培的成败。基质栽培时,一定要按上述几个方面严格选择。北京农业大学园艺系通过1986-1987年的试验研究,在黄瓜基质栽培时,营养液与基质之间存在着显著的交互作用,互为影响又互相补充。所以水培时的营养液配方,在基质栽培时,特别是使用有机基质时,会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响,而使配方的栽培效果发生变化,这是应当加以考虑的问题,不能生搬硬套。 (四)供液系统 无土栽培供液方式很多,有营养液膜(NFT)灌溉法、漫灌法、双壁管式灌溉系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法和人工浇灌等。归纳起来可以分为循环水(闭路系统)和非循环水(开路系统)两大类。目前生产中应用较多的是营养液膜法和滴灌法。 1. 营养液膜法(NET) (1)备三个母液贮液灌(槽)。一个盛硝酸钙母液,一个盛其它营养元素的母液,另一个盛磷酸或硝酸,用以调节营养液的pH。 (2)贮液槽。贮存稀释后的营养液,用泵将其液由栽培床高的一端的送入,由低的一端回流。液槽大小与栽培面积有关,一般1000平方米要求贮液槽容量为4-5吨。贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营养液。 (3)过滤装置。在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器,以保证营养液清洁,不会造成供液系统堵塞。 2. 滴灌系统的灌溉方法 (1)备两个浓缩的营养液罐,存放母液。一个液罐中含有钙元素,另一个是不含钙的其它元素。 (2)浓酸罐。用业调节营养液的PH。 (3)贮液槽。用来盛按要求稀释好的营养液。一般300-400平方米的面积,贮液槽的容积1-1.5吨即可。贮液槽的高度与供液距离有关,只要高于1米,就可供30-40米的距离。如果用泵抽,则贮液槽高度不受限制。甚至可在地下设置。 (4)管路系统。用各种直径的黑色塑料管,不能用白色,以避免藻类的孳生。 (5)滴头。固定在作物根际附近的供液装置,常用的有孔口式滴头和线性发丝管。孔口式滴头在低压供液系统中流量不太均匀,发丝管比较均匀。但共同的问题是易堵塞,所以在贮液槽的进出口处,也必须安装过滤器,滤出杂质。 五、无土栽培前景展望 从历史上来看,农业文明标志,就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明,对作物地上部分的环境条件的控制,比较容易做到,但对地下部分的控制(根系的控制),在常规土培条件下很困难的。无土栽培技术的出现,使人类获得了包括无机营养条件在内的,对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力,从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约,完全按照人的愿望,向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。 从资源的角度看,耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用,所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充,这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题,有着深远的意义。无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲,而且在不久的将来,海洋、太空也将成为新的开发利用领域。美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交流会上,就是关于宇宙空间植物栽培的研究报告,那只能是无土栽培。因而无土栽培技术在日本,已被许多科学家做为研究”宇宙农场”的有力手段,人们称为太空时代的农业,已经不再是不可思议的问题。 水资源的问题,也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区,就是在发达的人口稠密的大城市,水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长,各种水资源被超量开采,某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一,而无土栽培,避免了水分大量的渗漏和流失,使得难以再生的水资源得到补偿。它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。 诚然,无土栽培技术在走向实用化的进程中也存在不少问题。突出的问题是成本高、一次性投资大;同时还要求较高的管理水平,管理人员必须具备一定的科学知识,这也不是任何地方都能做到的。 从理论上讲,进一步研究矿质营养状况的生理指标,减少管理上的盲目性,也是有待解决的问题。此外,无土栽培中的病虫防治,基质和营养液的消毒,废弃基质的处理等等,也需进一步研究解决。 无土栽培在我国刚刚起步,还未广泛用于生产,特别是设施条件,供液系统工程本身,还未形成专门生产行业。由于种种因素限制,使得栽培技术与农业工程技术还不能协调同步,致使无土栽培技术在我国发展的速度,不如发达国家那样迅速。但是随着科学技术的发展、提高,更重要的是这项新技术本身固有的种种优越性,已向人们显示了无限广阔的发展前景。
菊科植物菊科是比较年青而进化程度较高的一个大科。虽然出现在地球上的时间较晚,但由于该科植物在形态结构上先进,对环境适应能力强,使这个年青的科在较短的时间内,不论在种的数量上还是分布范围上,均跃居世界种子植物之冠。许多植物分类专家和系统演化专家都一致认为它在被子植物(尤其是双子叶植物)系统演化中的地位,发展到了最高阶段。菊科植物的绝大部分属、种的营养体都是草本,木本者甚少,仅占本科植物种数的1.5%。从进化角度看,草本植物以种子或地下器官(根、根茎、块茎、球茎等)度过环境的不良时期,比木本植物适应性强,因而较木本植物进化。菊科植物除少数种类(如百日草、鬼针草)为对生叶外,多为互生单叶。1.菊科植物繁殖器官的特点是头状花序。头状花序是由许多无柄小花(或仅有一朵花)密集着生于花序轴的顶部,聚成头状。外形酷似一朵大花,实为由多花(或一朵)组成的花序。一般再由许多头状花序组成圆锥花序、伞房花序等。漏芦属的头状花序小,只包含一朵花,由许多小的头状花序又组成较大的复头状花序。头状花序的最外面,包有总苞,一般为绿色,叶状,它的功能无疑是在头状花序未开放之前,包在外面起保护作用。但本科中许多属、种的总苞,特化成具有特殊用途的器官,如蜡菊的总苞变成膜质,并有鲜艳的色彩,用它吸引昆虫;牛蒡、苍术及苍耳等的总苞变成钩刺,腺梗菊、豨莶等的总苞上具粘质的腺毛,可利用动物来传播果实、种子。由许多小花集成头状花序,这就使本来不太明显的每个小花集在一起,显得较大而醒目,尤其当某些属、种花序边缘的舌状花开放后,使花序变得更大、更醒目,以利于招引更多的昆虫。有些属、种的头状花序中,各小花之间有了明确的分工,如向日葵,花序边缘的舌状花是不能结实的无性花,中间的管状花既能产生花粉,又能结果实,是两性花,而金盏菊与之不同,边缘的舌状花是能结实的雌花,而中间的管状花全是只能产花粉而不能结实的雄花。2.头状花序上每朵花的结构,简要概括有如下几点:萼片变成冠毛,花瓣5枚连合,雄蕊聚药、子房2心皮下位。但各属、种之间差异很大,简化或特化现象很普遍。萼片:萼片是保护器官,尤其在花蕾时期。菊科的头状花序外围有总苞统一保护,所以萼片失去了它原有的作用,有些种类特化成为果实顶端刺状、毛状或片状的“冠毛”,成为果实种子的传播器官,如蒲公英、鸦葱等具毛状冠毛,可借风力使果实到处飘扬。又如鬼针草,冠毛变成刺状,可使果实附着于动物身体上,借以传播。花瓣:5枚,互相连合成管状或舌状。从进化角度看,合瓣花是后出性状,要比离瓣花进化。若花瓣的基部连合成较长的管,顶端五个花瓣呈辐射对称排列的,叫管状花,如向日葵花序中央的小花。若花瓣基部连合成较短的管,五个花瓣连合成为片状,两侧对称,向一侧伸展的叫作舌状花,花瓣顶端五个齿,表明该舌状花是由五枚花瓣连合而成。如蒲公英的花。有的种类花瓣基部连合成较长的管,但花瓣五枚形成唇形,分上下二唇,往往有的只发育一个唇,另一个唇退化,形成假舌状花,如金盏菊和向日葵花序外围的小花。在花冠管的基部,有环形的蜜腺,可分泌花蜜贮存在管的基部。雄蕊:5枚,花丝互相分离而花药边缘互相连合形成空筒形,即聚药雄蕊。每当花药成熟时,将花粉粒撒在聚药雄蕊的“筒”中,待雌蕊花柱生长时,将它们“推”出筒外。有些种类花药的基部特化成“尾”状,其功用是保护花瓣管基部的蜜腺和花蜜,免遭灰尘或雨水的侵蚀。在每个花药的顶端有突出的“药隔”,在雄蕊未成熟时,此五个药隔互相靠合形成一个“盖子”,封住花药管的口部,起防护作用。雌蕊:子房下位,二心皮构成,一室,一枚倒生胚珠,基底着生。花柱一条,伸于花药管中,顶端柱头2裂,但在雌蕊尚未成熟时,柱头不张开。在花柱上部,常生有一圈毛,叫“扫粉毛”,每当花柱发育而伸长的过程中,此“扫粉毛”即可将雄蕊花药“撒”在花药管中的花粉粒“推”出,便于来访的昆虫携带。菊科植物花一般都是雄蕊先熟,花柱伸长过程中将花粉粒“推”出后,顶端的柱头再张开来接受其它花传来的花粉。这是避免自花传粉的适应。但是,一旦柱头上没接受到其他花传来的花粉,即异花传粉遭到失败,也无妨,柱头可以下弯,将“授粉面”接触到自己的花柱上,沾上自花产生的花粉粒,完成自花授粉。3.菊科的果实是不开裂的干果,果皮致密,其中只含有一粒种子,一般认为是瘦果。但它来源于二心皮,并且是子房下位形成的,这与由一心皮形成的子房上位的瘦果有所不同,严格说起来应叫“菊果”或“连萼瘦果”(Cypsela)。菊科植物大多数花序较大而鲜艳,适于虫媒传粉,但另外有些属、种的花并不鲜艳,例如蒿属(Artemisia)、苍耳属(Xanthium)及豚草属(Ambrosia)等,它们的花序很小,黄绿色,很不鲜艳。这些植物是由虫媒特化成风媒的一个类型。苍耳属植物是雌雄同株,异花,雄花序较小,还保留扁平的头状花序,花期很短,花谢后即脱落,往往不被人们注意到。雌花序(即所谓的“苍子”)的花序轴(托)木质化,外有许多钩刺,其中包有两朵雌花,每朵雌花只剩下一个子房和二裂的花柱,成熟时整个花序脱落。向日葵在我国各地广为种植,取材容易,而且花序及花都较大,便于观察,下面将它的各部器官作一简述,供教学参考。向日葵是原产北美洲的一年生大型草本油料作物,种子含油量43.9~52%。高2~4米,大型的心脏形叶,互生。头状花序单生于茎顶,一般直径30厘米,大的可达60厘米。头状花序的花序轴(托)扁平,其中充满白色海绵状的填充物(薄壁细胞)。花序边缘围有3~4层绿色的总苞。最外圈的花为鲜黄色的“舌状花”(边花),中央为黄褐色的管状花(盘花)。舌状花(边花)(见图c)是不育性的无性花,功能就是吸引昆虫来访,帮助传粉。花瓣基部连合成短管,花瓣上部扁平、伸展,由三枚花瓣连合而成,另外两枚花瓣退化,所以有人称它为“假舌状花”。子房三角柱状,内无胚珠,花柱和雄蕊皆退化,不复存在。萼片退化成膜质的“冠毛”,一般三枚,分别着生在子房三个角的顶端。子房基部无明显的苞片。管状花(盘花)(见图B)的五枚花瓣基部连合成管状,上部五个齿,辐射对称。在花瓣管的下部膨大成球形,上生纤毛,其作用有二:1.膨大的空腔内贮花蜜供来访的昆虫采食。2.膨大的部分彼此靠得紧密,填充了花冠管之间的空隙,防止雨水、灰尘或长吻昆虫伤害下面的子房。萼片退化成膜质三角形的小薄片,着生在扁平子房的两个上角,已无明显的作用,果实成熟时脱落。雄蕊的花药黑褐色,连合成管,药隔三角形,黄褐色。雌蕊的子房下位,未成熟时白色,壁薄而软,待成熟后,果皮变硬而具黑色花纹。每个子房的基部都有一枚膜质的苞片包住子房,白色,顶端有三个裂齿,当果实成熟脱落时,此苞片仍存留在扁平的花序轴上。菊科植物依据头状花序内花的形态及乳汁的有无可分为两个亚科12个族。划分标准即:管状花亚科(Asteroideae)植物体不含乳汁,头状花序皆为管状花或至少花序中的盘花为管状花。包括11个族,大多数菊科植物都属于此亚科。应当说明的是我们日常栽培的菊花(Dendranthema morifolium)虽花序中央的盘花似舌状,那是长期人工选择的结果,它无乳汁应归于本亚科。蒿属、向日葵等,也都属于本亚科。舌状花亚科(Cichorioideae)植物体含乳汁,头状花序上皆为舌状花。只包含一个族。蒲公英、莴苣、苣荬菜等都属于本亚科。菊科植物与人类生活关系较为密切。其中有许多著名的观赏花卉如菊花、大丽菊、万寿菊、金盏菊、翠菊、蜡菊、大波斯菊(秋英)、瓜叶菊、雏菊等。日常食用的蔬菜有莴苣、茼蒿(北京称蒿子秆),菊芋(姜不辣),生菜等。药用种类较多如除虫菊、红花、牛蒡、蛔蒿(花序中产驱蛔虫有效成分——山道年)、苍术、泽兰、大蓟等。可提取芳香油的植物有艾纳香(Blumeabalsamifera),蒸馏后提取的挥发性物质即冰片,黄花蒿(Artemisia annua)全草可提取芳香油。橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)是北方较寒冷地区的草本橡胶资源植物,苏联曾大量栽培。对人类生活有害的植物如蒿属某些种,专门生长在农田中,是庄稼的大敌。豚草属一些种的花粉对某些人易产生过敏反应。
人是要靠自己的
智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文
在日常学习、工作生活中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
摘要:
传统的农业种植模式已经很难满足现代生活模式与需求,以传统塑料大棚为例,不仅产量很低,也会带来较大的污染,且人员管理非常繁琐,不利于蔬菜种植效益的提升。智慧温室大棚蔬菜种植模式优势较多,相比于传统塑料大棚能够大幅度扩展蔬菜种植发展空间,也改变了现代农业、新型农村的格局。该文简述了智慧温室大棚蔬菜种植的优势,然后分析了智慧温室大棚建设方案,最后介绍了智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用。
关键词 :
智慧温室;大棚蔬菜;种植技术;
引言:
在传统农业发展模式下,农民的浇水、施肥和打药等农业劳动过程主要借助已有经验进行。在温室大棚蔬菜种植中,需要关注浇水的时机,准确把控农药浓度,且保证温湿度、光照、氮元素等处于适宜的状态。由于无法量化指标,通常依赖于人为判断,因而经常发生误差,也无法提高温室大棚蔬菜种植的产量和质量。要想解决传统农业中低效率、低产能等现象,需要积极引入智慧温室大棚蔬菜种植技术,将各影响因素进行有效控制,改进环境条件,促进蔬菜的正常生长。
1、传统大棚蔬菜种植的危害气体
传统大棚蔬菜种植会释放很多有害气体,如氮气,引起有害气体含量超标的原因较多,主要包括人员操作不当、肥料质量不合格等因素。若是施肥方法不科学,施用含量超标的肥料,将引起氮气排放的增加,当温室大棚内氮气含量超出一定限度后,将导致叶片枯死,特别是对黄瓜、西红柿、西葫芦等蔬菜来说,对氮气更加敏感。此外,还会存在亚硝酸气体,当土壤呈弱酸性后,即pH值未超过5,某些菌体的作用效果将持续减弱,形成大量的亚硝酸气体。亚硝酸气体含量的增加,会让蔬菜绿叶发生白色斑点,黄瓜、西葫芦、青椒和西芹等蔬菜对亚硝酸气体较为敏感[1].冬季严寒,很多农民常用煤球升温取暖,在燃料不充分燃烧的情况下,将形成大量一氧化碳等有毒气体,温室大棚中碳元素也会超标,不利于蔬菜产量与质量的提升。
在预防过程中主要采取以下措施:
(1)做到施肥的科学性。温室大棚中施用的有机肥必须需要发酵腐热,以优质化肥为主,尿素要与过磷钙混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少为12cm,施后及时覆土浇水。
(2)通风换气。在天气条件较好的情况下,要根据温度要求及时通风换气,遇到雨雪天气时也应该做好通风换气工作。
(3)农膜与地膜不能产生毒性,温室大棚中废旧塑料品等需第一时间清理干净。
2、智慧温室大棚蔬菜种植的优势
在蔬菜种植中需要控制好空气温湿度、土壤温湿度和水肥条件,才能保证蔬菜生长的品质,实现产量提高的目的。因此要通过精准化控制各项环境因素,改善温室大棚蔬菜种植品质,确保经济效益逐步提升。智慧大棚主要在温室大棚蔬菜种植中引入自动化控制系统,发挥最新生物模拟技术的作用,对棚内蔬菜生长最适宜的环境进行模拟。同时也设置了温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器,对温室大棚内多项环境指标进行感知,并利用微机完成数据分析,实现对棚内水帘、风机和遮阳板等设施的全面监控,最终有效改善大棚内蔬菜生长环境。
在科技进步与发展过程中,各种智慧大棚控制系统得到了广泛应用,实行精细化管理模式,温室大棚内的茄子、辣椒、黄瓜和西红柿等蔬菜都能快速生长,能够帮助种植户创造丰厚利润,也促进了智慧温室大棚的发展。在智慧大棚控制系统中主要应用了物联网技术,设置农业物联网传感器,管理中物联网系统能够有效采集实施环境数据,其中包含了光照、空气温度、湿度和二氧化碳浓度等信息,在网络支持下向控制平台传输[2].系统结合获得的数据信息完成智能判断,远程控制温室大棚中的各项设备,达到及时调节棚内环境的目的,确保满足大棚内蔬菜生长的要求。在温室大棚蔬菜种植中引入智慧大棚控制系统,大幅度提升了温室大棚生产自动化和管理智能化水平。
智慧大棚控制系统除了可以在温室环境方面实现精准管理以外,还具备大面积统一管理的优势。在系统运行过程中,能够为温室大棚蔬菜种植提供精细化的智慧管控服务,实现对设施农业管理效果的不断优化。这样不仅能让温室大棚管理效率大幅度提升,也有效减少了管理成本的投入,为大棚蔬菜种植创造了诸多便利,能够达到增产增收的目的,温室大棚蔬菜种植也能逐步发展为稳定型和持续增收型产业。在中国加快推进乡村振兴战略实施的过程中,智慧大棚控制系统将在农业智能化发展中发挥越来越大的作用,为农业全面升级打牢基础。
3、智慧温室大棚建设方案
在智慧温室大棚建设过程中,需要由多个环境监测节点完成组网,才能实时采集环境信息,达到精准控制的目的。在各环境监测节点上需要安装传感器,控制设备主要有补光照明设备、排风设备、灌溉设备以及报警设备等。各节点也设置2节干电池保证电能供应,因为节点功耗不高,所以电池使用寿命很长,在智慧温室大棚中供电非常安全与便利。各传感器获得的数据向上位机传输过程中,上位机除了可以实时显示、控制与存储,并自动生成温度、湿度和光照等环节因素变化曲线图以外,也可以借助网关与Internet服务器进行连接,达到手机远程监测和控制等目的。建设智慧温室大棚后,能够实现对温室大棚蔬菜生长情况的远程视频监控,也能将相关信息实时存储下来,为农业生产科学化管理创造条件。
在智慧温室大棚功能设计上,主要包括以下几点:
(1)身份识别功能。借助RFID射频识别技术将个人信息显示在上位机,用户在系统刷卡登记后才能完成相应操作。
(2)自动报警功能。要想农业生产更加安全可靠,在大棚中发生烟雾、明火以后,利用烟雾传感器与火焰传感器进行检测,能够第一时间让蜂鸣器报警得到控制,在GPRS模块支持下为用户发送短信或者是打电话,并在屏幕上清晰完整呈现大棚报警信息。
(3)远程监控功能。登录网页端,即实现对智慧温室大棚蔬菜种植的远程监控。
(4)无线信息采集与传输功能。为提高大棚蔬菜种植的产量与质量,要实时监测和控制大棚内蔬菜生长环境。环境监测节点主要由光照、空气温度、土壤温湿度以及二氧化碳传感器等构成,能够精确采集相关信息数据[3].
(5)定时防治病虫害功能。利用臭氧发生器,能够在高压、高频电等电离作用下,让空气内氧气转化为臭氧,并定时进行杀菌,达到对温室大棚蔬菜种植中的病虫害防治功能。这种方式不仅具有安全、高效等优点,还降低了成本与农药使用量,能够达到无污染、无残留的要求,不断推动智慧温室大棚蔬菜种植增值提效。
4、智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统
在农业自动化发展过程中,除了应用计算机技术以外,也涉及微电子技术、通信技术和光电技术等,尤其对蔬菜种植自动控制系统而言,它们是智慧温室大棚蔬菜种植中需要重点关注的.内容。对该系统而言,主要结合蔬菜温室控制要求建设的远程监控管理系统,属于可扩展、可操作的硬件与软件系统。利用无线通信方式与蔬菜温室管理中心的计算机联网,能够让蔬菜温室单元得到实时调节与控制。
蔬菜种植自动控制系统主要构成如下:
(1)无线传感器,分别为温湿度传感器,土壤温湿度传感器、光传感器和二氧化碳传感器等设备。
(2)控制器,主要有温湿度控制器、光强控制器和土壤温湿度控制器等,可以集中处理各传感器传输的数据信息,并由计算机发出相应的控制指令。
(3)触摸屏,能够显示各种数据,以及风机、加湿、加热电磁阀等现场设备的远程控制,各种数据报表的打印等。
(4)遥控终端,通常包括手机、计算机等。
对蔬菜种植自动控制系统功能来说,包括以下几点:
(1)检测系统:设置多种无线传感器,将蔬菜生长环境中的温度、湿度、pH值、光照强度、土壤养分和二氧化碳浓度等物理参数及时采集起来。
(2)信息传输系统:利用本地无线网络、互联网、移动通信网络等通信网络,为数据传输、转换等创造有利条件,能够提高智慧温室大棚内环境信息传输效率。
(3)信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传输到控制中心,各节点能够自由匹配,任意监控,互不干扰。
(4)控制系统:增加摄像头,对各温室大棚进行监测,并借助监控计算机对环境调整的全过程进行监控。蔬菜生长环境信息数据等进行实时监测,将各节点数据采集起来,通过存储、管理后能够动态呈现各测点信息。同时结合掌握的信息数据自动灌溉、施肥、喷施、降温和补光等,发挥历史数据存储、查询、报警和打印等作用[4].
(5)远程控制系统:移动电话终端用户能够了解蔬菜棚的工作状态,借助手机实时发布指挥控制设备。
蔬菜种植自动化控制系统不仅安全可靠,适应性也很强,能够提高蔬菜种植智能化水平,为绿色健康蔬菜种植奠定了良好基础。蔬菜自动种植控制系统融合处理大量的农业信息,确保技术人员可以完成多个蔬菜棚环境的监控与智能管理,让蔬菜生长环境得到改善,真正实现增产、提高质量、调节生长周期、提高经济效益等目标,也达到集约化农业生产、高产、优质、高效、生态、安全的目的[5].
5、结语
总之,近年来人民生活水平不断提高,在蔬菜栽培自动化控制系统建设与应用上有着更高的要求,产品附加值越来越高,经济效益也不断提升。通过光照、温度、湿度、二氧化碳、土壤等监测与自动化控制,推动现代农业发展再上新台阶,也是智能技术在农业生产中作用的体现。实行智慧温室大棚蔬菜种植技术,为蔬菜种植技术提供量化指标作为参照,这样蔬菜种植产量与品质得到保障,可操作性也大幅度提升,不仅可以实现增产创收的目的,也为产业链的形成创造了有利条件。
参考文献
[1]胡琼香基于物联网的智慧温室大棚蔬菜种植技术[J]江西农业,2019(14):13-17.
[2]刘欣"互联网+"设施蔬菜智慧决策管理系统设计与验证[J.江苏科技信息,2018,35(29):62-64.
[3]孙通农业气象物联网在蔬菜大棚中的应用[J]现代农业科技2020(16):164-171.
[4]何淑红设施大棚蔬菜生产技术与发展趋势研究[J].农村实用技术2020(08):11-12.
[5]胆温室大棚蔬菜种植技术试析[J]农民致富之友,2020(13):50-50.
蔬菜创汇商机无限 新一轮农业结构的调整使蔬菜生产面临两种机遇,一是粮改、棉改为蔬菜发展提供了空间,二是加入WTO可极大地推动蔬菜的出口。近几年来,全世界蔬菜年贸易额不断增加,亚、欧、美发达国家对蔬菜的需求越来越大。以日本为例,近20年蔬菜进口逐年递增,1996年已达209.4万吨,其主要原因:一是人们饮食结构改变。目前,经济发达国家都进入了以保健型食品为主的时期,美国和欧洲各国迅速改变饮食结构,由过去以肉食为主转变为以素食为主。据专家预测,21世纪的主要食品,将是绿色食品。二是发达国家蔬菜生产弱化。由于蔬菜品种繁多,其生产的机械化程度较低,绝大部分田间作业靠人工操作,劳动强度大,属于劳动密集型产品,致使发达国家种菜的劳力不安心种菜,不少菜田荒芜,蔬菜生产严重弱化。另外,加入WTO后,各国将取消农产品补贴,实行世界农业贸易自由化,其结果必将促使各国按比较效益的原则重新安排农业生产,一些发达国家如日本必将减少不具备比较优势的农产品,发展一些机械化程度高,规模效益高的作物如稻谷,而让出生产成本高的蔬菜等农产品的市场份额。我国是世界上蔬菜种类最多、种植面积最大的国家,具有较大的出口潜力。例如去年我国蔬菜出口量是进口量的30多倍,出口金额是进口金额的50多倍,在国际市场极具竞争优势。江苏省出口蔬菜1991年为2.78吨,1995年达到4万吨,1998年提高到14万吨。出口成倍增长,呈现出强劲的发展势头。1998年江苏省蔬菜等农副产品年出口约为6亿美元,而其他沿海地区,如福建省、山东省和广东省蔬菜出口规模更大,其创汇总额分别为江苏的2倍、2.5倍和3倍,存在着极大的出口潜力。蔬菜是我国农产品中出口值最大、比较效益最高的产品,在价格方面存在着3个反差:1、进出口价格的反差。据有关资料介绍,1996年,山东莱阳县出口蔬菜12万吨,创汇1.5亿美元,平均每吨创汇1250美元;当年度日本进口中国的蔬菜达81.81万吨,价值1420亿日元,折每吨价格1509.3美元。而同期泰国出口优质2号大米到岸价每吨仅为325美元,出口蔬菜是进口大米价格的3.85倍至4.65倍。2、内外贸价格的反差。据农业部市场信息司及中国海关统计,我国出口粮食的价格低于内销价格,而出口蔬菜的价格则大大高于内销价格。如1993年,蔬菜平均每吨出口价折合人民币7800元,是国内市场价的8倍。3、产加销价格的反差。根据江苏海星集团的经营实践,日本的常磐黄瓜在我国国内收购价格为每公斤人民币0.7元,稍经腌制装箱出口价为1.83元,而加工后日本市场销价可高达17元。产加销比为1∶2.6∶24。据山东省农委提供的资料,草莓国内市场价每公斤1.6元,一亩收入2400元,经过加工增值可收入9450元,而出口创汇可收入1950美元。