新型节水节能灌溉技术及设备，研发潮汐灌溉育苗

新型节水节能灌溉技术及设备，研发潮汐灌溉育苗（2）供水管道、回水管道平行布局，且共用上水和回水槽，减少了施工的工程量和施工成本。（1）水肥由下向上溢出地面，逐渐供给植物根部，避免叶片水渍入侵，降低空气湿度，有效降低病害发病率；同时，由于根系的向水性较常规育苗方式更有利于育苗基质内根系发育，提升了有效根系量。潮汐地面苗床示意图水肥循环系统水肥循环系统由水肥供给系统和营养液循环系统组成。水肥供给系统管道布设于地下，由地下向地上供水，由供水槽向上溢出地面，供给植物根部；供水管道、回水管道平行布局，其管道地埋距苗床混泥土地面向下深60~80 cm，坡度均为1‰~3‰；给水管道的出水孔由电磁阀控制，回水管道的回水口由气动阀门控制，电磁阀和气动阀门均属于灌溉系统中控制系统的执行器，根据施肥机设备发出的电信号，开启和关闭管路中的水肥。营养液循环系统将潮汐灌溉回水经回水管道流及过滤器回收至回收罐/回收池，再经紫外线消毒后进入供水罐/供液池，由施肥机

|摘要|地面潮汐灌溉育苗系统是一种全新机械化育苗系统，苗床依地而建，利用潮汐原理，将水分和养分供应有机结合，从底部直接供给种苗根部，实现自下而上优势灌溉。系统主要含水肥循环系统、潮汐地面苗床系统、地暖系统、育苗管理体系四部分，可推动中国设施农业的节能增效，在提高种苗品质方面具有广阔的应用前景。

潮汐地面苗床系统

地面潮汐灌溉地表面层苗床处理。预留回水孔位置用深10 cm×10 cm的U型板槽隔档后，地表面层苗床采用10 cm厚的混泥土地面，抹平，要求平整度误差在2 cm以下。相较于常规育苗设施系统，土地利用率提高至95%以上。其承重可完全实现车辆等大型高效率运输，便于机械化操作。

地面潮汐灌溉地面结构分层示意图

潮汐地面苗床示意图

水肥循环系统

水肥循环系统由水肥供给系统和营养液循环系统组成。水肥供给系统管道布设于地下，由地下向地上供水，由供水槽向上溢出地面，供给植物根部；供水管道、回水管道平行布局，其管道地埋距苗床混泥土地面向下深60~80 cm，坡度均为1‰~3‰；给水管道的出水孔由电磁阀控制，回水管道的回水口由气动阀门控制，电磁阀和气动阀门均属于灌溉系统中控制系统的执行器，根据施肥机设备发出的电信号，开启和关闭管路中的水肥。营养液循环系统将潮汐灌溉回水经回水管道流及过滤器回收至回收罐/回收池，再经紫外线消毒后进入供水罐/供液池，由施肥机或人为调整好营养成分后，再经过水肥供给管道，供给种苗根系。水肥循环系统其独特的性能和优势有以下4点：

（1）水肥由下向上溢出地面，逐渐供给植物根部，避免叶片水渍入侵，降低空气湿度，有效降低病害发病率；同时，由于根系的向水性较常规育苗方式更有利于育苗基质内根系发育，提升了有效根系量。

（2）供水管道、回水管道平行布局，且共用上水和回水槽，减少了施工的工程量和施工成本。

（3）供水由电磁阀控制和回水由气动阀门控制，便于和施肥机连接，实现精准化控制。

（4）营养液循环利用，节水节肥，水肥利用率达到95%以上；动态营养成分调整，利于种苗的营养均衡，商品性好，壮苗率提高5%。

水肥循环系统

地暖系统

地暖系统施工前需进行前期准备工作。在所有地下管道安装完毕，回填压实以后，采用激光平地机整理地面，激光平地机随带压路机压实，地面平整度误差在3 cm以下。地暖系统前准备工作完毕后，先铺设地暖隔热膜防止热量向下传导，然后采用直径为0.6 cm的螺纹钢20 cm间距，纵横交错布置，交叉处采用扎丝固定，增加地面承重硬度和地暖管道保护，最后铺设外径2.0 cm或2.5 cm的地暖管。地面基层加温可以由下向上供给热量，为植物根部和生长点提供更接近最佳温度的环境，将热量直接供给到种苗根系及植株周边，减少了温室空间能耗浪费，供暖能耗降低15%以上。

地暖总体示意图

地暖管路示意图

育苗管理体系

地面潮汐灌溉育苗系统的管理体系需要注意种苗育苗类型及种苗摆放，重点体现在水肥管理和环境调控方面。

种苗育苗类型

地面潮汐灌溉育苗对于育苗容器几乎无选择性，大多数的育苗容器均可适用。种苗育苗类型多为穴盘苗、钵苗、盆苗、岩棉种苗、椰糠种苗等，要求种苗根系务必已经距穴盘/营养钵/育苗盆/岩棉块/椰糠块上沿向下扎根超过2 cm，便于地面潮汐灌溉能够直接供给种苗根部，又不至于漫过穴盘/营养钵/育苗盆/岩棉块/椰糠块等育苗容器。

种苗摆放

种苗宜采用种苗运输车运输，并在潮汐地面摆放。摆放原则为两株种苗叶片不能有重叠和接触，穴盘/营养钵/育苗盆/岩棉块/椰糠块之间保持3 cm以上的间隙，便于植株间通风透气和上水回水的流畅；随着种苗的生长，应逐渐拉大种苗间距，始终遵循通风透气和上水回水流畅的摆放原则。

水肥供给

水源及水质要求水源可以是地下井水、雨水、市政供水等，水质要求pH为5~7，EC小于1 mS/cm。水质不满足要求时则需经过水处理后再使用，且回收后的营养液务必进行严格过滤消毒后再进入循环利用环节。营养液动态调控针对不同种苗类型和需肥特性，确定专用配方，依据回液的离子含量的动态变化，调整供给营养成分比例。水肥供给指标参数及设定原则依据苗龄、叶面积指数、光照强度、温度以及基质含水量来确定水肥供给的EC、pH。EC控制在1.9~3.5 mS/cm，pH为5.2~6.8。EC设定原则可参考“高温低EC，低温高EC”控制。潮汐灌溉上水水位在3~8 cm，每次供水达到水位的时间为3~5 min，之后停止供水，达到水位保持1~3 min后开启回水阀门。以上控制参数可在施肥机上设定，由施肥机根据指示实时控制。

环境调控

温度水温及气温要具体根据不同种苗而定。在水温控制方面，水肥供给时水温要求在15~22℃为宜；在气温控制方面，叶菜类要求22~25℃最佳，果菜类要求25~30℃为佳，观叶植物、草花及景观园艺作物25~28℃为宜。光照依据不同种苗的光照强度饱和点和光照强度补偿点确定。

研发与推广情况

国内潮汐灌溉技术发展起步较迟，相应设备主要是国外直接引进为主，自主研发为辅。例如，2006年云南昆明的安祖花卉有限公司所安装的潮汐灌概系统就是从国外引入的。本地面潮汐灌溉育苗系统的研发是以水肥利用效率、作物生长发育及机械化操作为重点，对潮汐灌溉系统的装备进行了优化设计和改善，实现育苗产业的节能增效。本研发成果于2018年在邢台市南区中国南和设施农业产业集群建成8000 m2地面潮汐灌溉育苗系统，连续三年应用于河北富硕农业种植有限公司果蔬育苗，育苗效果较好，病虫害感染率降低20%，商品苗提高8%，达到97%以上，培育优质壮苗效果显著。

地面潮汐灌溉系统应用实景图

总结

潮汐灌溉育苗对于育苗产业是一个全新的理念，目前很多学者已经证实其优点。柳红等研究证明，潮汐式灌溉较常规喷淋浇水相比灌溉量降低了 21.36%，用电量降低了 30.38%，用工量降低了 76.81%，证明潮汐式灌溉在培育壮苗、节本增效方面的效果显著；潮汐式灌溉可以推动植物工厂化育苗的发展，具有良好的应用前景。