包括配套设施设备在内的全套设施蔬菜工厂化育苗技术，值得收藏！
设施蔬菜工厂化育苗技术和设备应用
导读
育苗移栽的蔬菜种植方式具有对气候的补偿作用和使作物生育期提早的综合效应。而蔬菜工厂化育苗技术与传统育苗方式相比，可不受季节限制，实现周年育苗，同时能提高幼苗的成活率和出苗整齐度，有利于保障作物品质。文章就设施蔬菜工厂化育苗技术及配套设备进行介绍，为相关从业人员提供参考。
设施蔬菜工厂化育苗技术是指在现代温室工程设施内，借助精量播种机、施肥灌溉等机械从事蔬菜种苗生产。设施内蔬菜工厂化育苗是一种在人工创造的最佳环境条件下，采用科学化、机械化、自动化等技术措施和手段，批量生产优质秧苗的生产方式，具有以下5个优点：①减少劳动强度、提高生产效率；②避免因田间振动及复杂环境等因素导致的播种质量下降问题，节省能源、种子和育苗场地；③能抵御不良气候和病虫害的影响，不受季节限制，实现周年育苗；④可保护幼苗根系、提高幼苗品质和出苗整齐度，保证苗齐苗壮，增产效果明显；⑤适于远距离运送；⑥加速新品种应用，丰富市场供应。
技术要点介绍
蔬菜工厂化育苗的生产工艺流程因使用的基质、容器、作物种类的不同而有所差异。但其主要工艺流程包括准备阶段、播种阶段、催芽阶段、苗期管理和炼苗阶段。其中，机械化作业手段较为成熟的重要工序包括种子处理、基质准备、机械化精量播种、播后管理及成苗管理。
种子处理
种子处理是进行工厂化育苗生产的重要环节。特别是对蔬菜种子而言，种子处理不但可以提高蔬菜种子的纯净度与发芽率，还能减少种子表面携带的病原菌，保护种子和幼苗免遭病原菌的侵袭，同时还可打破种子休眠，促进种子发芽和幼苗生长。此外，部分蔬菜种子由于粒径过小、形状不规则，必须进行丸粒化之后才能使用机械进行精量播种。
种子处理包括种子清选、浸种、包衣和丸粒化等。其中种子清选、包衣和丸粒化等环节已有较成熟的机械化设备。种子处理机械化不仅可减轻劳动强度，提高劳动效率，也有利于提高种子的品质，便于进行后期的机械化精量播种作业。
基质准备
育苗基质是固定支持秧苗、保持水分和营养、提供根系正常生长发育环境的重要载体，选用适宜的基质是工厂化育苗的重要环节和培育壮苗的基础。为便于实行标准化管理和工厂化、集约化育苗，一般采用无土栽培技术进行蔬菜机械化育苗生产。
无土栽培育苗是指不用天然土壤，而利用蛭石、泥炭、珍珠岩、岩棉等天然或人工合成基质及营养液进行育苗的方法。通常采用复合基质，尽量选用当地资源丰富、价格低廉的轻型基质，有机、无机复合基质效果更优。育苗基质需利于根系缠绕，便于起坨。基质中草灰:蛭石的比例为2:1或3:1，草灰:蛭石:珍珠岩的比例为2:1:1。为了便于应用也可选择配制好的全营养育苗基质。育苗基质处理设备主要有碎土筛土机、基质搅拌机和土壤消毒机等。
机械化精量播种
花卉和蔬菜的种子具有粒径小、形状不规则等特点，单粒播种难度较大。机械化育苗生产设备中的精密播种机能够实现蔬菜种子的精量播种，不但能够节约种子用量，而且能提高秧苗质量，是整个机械化育苗生产环节中的重中之重。
穴盘育苗需要依据作物种类、苗龄大小等因素来确定穴盘规格。实生苗如甜椒多采用72穴或105穴，黄瓜采用72孔，番茄多采用105穴，嫁接苗多采用50穴等。在播种前，先将穴盘进行消毒处理，可用“恶霉灵”溶液浸泡穴盘，也可以用高锰酸钾溶液进行消毒，特别是旧的穴盘更需要做好消毒措施。
工厂化育苗播种流水线的基本工作流程为基质填充、刷平压穴、播种、覆土、刮平、喷水。工厂化穴盘育苗，播种应由精量播种机来完成，这样可以保证播种深浅均匀一致，保证出苗的整齐度。
播后管理及成苗
◆水分管理
苗盘放到苗床上要及时检查基质内的含水量，一般基质表面发白时需要补水。
◆肥料补充
采用优质的液体复合肥，一般浇水就带肥，如果肥水和农药在一天施用，最好是上午施用肥水，下午施用农药。
◆温度管理
播种至出苗要求温度较高，果菜类蔬菜白天温度掌握在28~30℃，夜间温度需要大于18℃，温度偏低的话，会延迟出苗，温度过高，虽然能提前出苗，但是往往不是很整齐，而且苗株纤细。出苗后要适当降温，白天温度控制在25~28℃，夜间温度控制在15℃左右。6~8月份温度偏高，每天11:00~14:00需用遮阳网遮阳。
◆病虫害防治
病虫害防治应选择高效、低毒、无残留农药，喷药要均匀周到，在10:00前或16:00以后。常见的病害主要有猝倒病、立枯病，主要发生在幼苗期，种子出催芽室后可用“普力克”800倍液进行灌根。
配套设施
工厂化育苗配套设施包括播种车间、催芽室和育苗温室。
播种车间
播种车间主要用于进行播种操作，其中的主要设备包括工厂化精量育苗播种线、基质搅拌设备、运苗车等。播种车间一般应与温室相连，或者就是育苗温室的一部分。播种车间内功能分区应合理，有足够的空间堆放基质、肥料、育苗容器等物资及运苗车等设备，基质搅拌、播种、运输等工序合理衔接、有条不紊。
催芽室
催芽室（图1）可通过控制温度、湿度、光照等条件，满足种子萌发对环境的要求。催芽室的优点是占用空间小，种子萌发率高、速度快、均匀度好。因此，在完成播种作业后，应立即将穴盘等育苗容器运送至催芽室内。
小型催芽室可建造在播种车间或温室内，其中布置固定或移动式催芽架。催芽架之间应有合理距离，保证互不遮挡光照、空气流通顺畅，取运方便。
催芽室主要配备加温系统、加湿系统、风机、新风回风系统、补光系统及自动控制器等。应实现温度和相对湿度可控可调，相对湿度为75%~90%，温度为25~35℃，气流均匀度达95%以上。
育苗温室
育苗温室（图2）是工厂化育苗的主要场所，应满足种苗生长发育所需的温度、湿度、光照、水分等条件。因此育苗温室内除了配备常规温室的通风、幕帘、加温、降温设备外，还应配有苗床、补光灯育苗所需的特殊设备。
大型育苗企业或大规模高效生产可采用带隔断的大型连栋温室作为育苗温室。不同分区内的环境可独立调控，从而满足不用品种的幼苗以及幼苗不同发育时期的需求。在连栋温室内配套潮汐式灌溉苗床、物流苗床以及移动式喷灌机等装备，可实现育苗过程的高度自动化，真正实现工厂化育苗。
但连栋温室初期投资大、日常运行费用高。北方地区冬春季可在日光温室内进行育苗，而北方地区夏季和南方地区则可在塑料连栋拱棚、单栋拱棚等设施内进行育苗。
配套装备
采用机械化、自动化手段，可以使秧苗生产达到快速、优质、高产、高效，适用于大批量商品化秧苗生产。工厂化育苗工艺过程的配套装备包括①种子处理设备；②基质的破碎和筛选设备；③基质搅拌提升设备；④精密播种生产线，其中包括基质充填、刷平、压穴、精密播种、覆盖、刮平、喷水；⑤穴盘的运送设备。
下面就工厂化育苗基质处理设备及精量播种几款设备进行介绍。
碎土筛土机
一般天然采土的颗粒细度达不到播种的要求，要经过碎土筛土机（图3）的破碎、过筛、再按需求添加相应比例基质和肥料，才能取得直径小且均匀、通透性好的苗床养分土。天然收集的土壤进入滚筒筛后，在滚筒筛与破碎轴反方向旋转效果下，土块被破坏，契合规范要求的细土由筛孔滤出，石块、杂质等则沿着筛网滚落至另一端，完成细土与石块、杂质的别离。滚筒式碎土筛土机结构紧凑，对作业环境要求不高，采用封闭结构，使土壤和石块在机具内部分离，确保操作人员安全。
基质搅拌机
基质搅拌机（图4）的作用是避免原基质中各成分不均匀，或防止基质在储运过程中结块影响装盘质量，从而满足植物生长的需要。基质搅拌机的结构形式多种多样，按工作方式可分为连续式和分批式；按配置形式可分为立式和卧式；按工作部件又可分为螺旋式、螺带式、桨叶式和转仓式等。
比利时Demtec公司生产的2M-2B基质搅拌机特点如下：①搅拌效果均匀；②采用螺旋式升运器；③可自动搅拌，完全倒空料仓。2M-2B配有调压阀的喷水管会在基质搅拌的过程中持续定量喷水，以调节基质的含水率在适宜的范围，这对后期制作基质块是非常重要的。搅拌均匀的基质由螺旋升运器提升并落入工厂化育苗生产线的进料口。它的容量为1m3。
育苗精密播种设备
应用于工厂化育苗生产中的精密播种机根据工作原理不同，大致可分为机械式、气力式和磁吸式3种。机械式的蔬菜播种机多设计为简单的手持式，这种手持播种机主要适用于小型育苗生产或播少量种子。而气力式精密播种机播种效率高、精密播种效果好，对种子的形状要求相对宽松，因此应用最广。下面介绍的几种常见的精密播种机都是利用真空吸力完成作业的。按结构形式划分，国内外温室园艺精量播种机可分为板式播种机、针（管）式播种机、滚筒式播种机。
◆手持式播种器
Vibro手持式播种器（图5）中的种子均匀地分布在播种器前条形槽内，播种机水平放置在待填充的扁平托盘上；调节振动速度控制，直到种子从条形槽尖端缓慢移动。也可以通过向上或向下倾斜播种机来控制分配速度。
◆板式育苗播种机
板式育苗播种机的播种装置为平板式，其工作机理是针对规格化的穴盘，配备相应的播种模板，播种1穴1粒，1次1盘。播种板大小与播种穴盘对应。其上有与穴盘孔对应的播种孔，种子靠真空吸力被吸附在播种孔上，翻转与穴盘相对，切断负压，种子即可落入穴盘孔内，完成播种作业工序。
板式育苗播种机对种子绝无损伤，大多数播种机速度可达到每小时800盘以上。这种播种器一般都会配有优化的气流匹配技术，吸力传递均匀，精度高，反应迅速，吸种和落种都可在0.2s内完成，几乎不需要等待时间，使得设备能达到较快的播种速度，而且还会自带清洗功能，吸嘴不会堵塞。Vandana和E-Z公司主要生产板式精密播种机。
◆气吸针式育苗播种机
气吸针式育苗播种机的主要工作部件是一排针式吸嘴，采用负压吸种，正压播种，可精确的控制播种数量和排数等。工作时通过真空发生器产生真空，与此同时针式吸嘴管在摆杆气缸的作用下到达种子盘上方，种子被吸附，随后气缸在回位弹簧的作用下带动吸嘴杆返回到排种管上方。此时吸嘴处的真空状态将被解除，种子落入托盘中。
荷兰VISSER公司的自动播种机Granette（图6）是一款完全可编程的产品，通过使用可编程计算机可以进行多种设置并存储在内存中。该机配备自清洗式吸嘴，当每个播种周期完成后可自动进行清理，通过这种方式可以避免堵塞，从而减少了播种的损失。这种设备只需要配置几种规格的针头就能对不同大小形状的种子进行播种，托盘最大尺寸为600mm×400mm，播种速度每小时最大可达220盘。
◆气吸滚筒式育苗播种机
气吸滚筒式育苗播种机（表1）其播种部件主要是周向均布型孔的圆筒，穴盘运输带行走的速度和滚筒转动的速度保持同步而且连续。滚筒内部是一个全封闭的真空负压室，种子的吸附和落种是通过滚筒上小孔的正负压来控制的。种子由滚筒上端的种子盘供应，当真空气室由真空泵提供负压时可以将种子吸附在滚筒表面的小孔上，而多余的种子会通过刮种器清理并落入种盘，滚筒转到下方的穴盘上方时，种子通过自重和气室的正压下落到穴盘中，从而完成播种工作。根据使用的穴盘规格不一样，还要将滚筒的转速进行调节。
荷兰VISSER公司生产的自动滚筒播种机（图7，表1）具有高精准度、易于更换和高速播种等优点。播种滚筒具有不同类型的喷嘴和相适应的穴盘尺寸，喷嘴可提供如下尺寸：0.1、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6mm。
意大利URBIONATI公司生产的YPSILON65（图8，表2）每小时最多播种650个穴盘。排种器处有传感器，检测到穴盘开始播种。但送盘效率会影响整条生产线的工作效率。整条播种线各环节设有标尺，可根据穴盘的大小和高度进行调节。穴盘、压穴器、播种滚筒配合成套装配和更换。
上述播种装备中，手持振动式播种机主要适用于小型育苗生产者或播少量种子。板式精密播种装置多设计为需人工操作的半自动式，实现间歇步式整盘播种。针式精量播种机与滚筒式播种机均可实现全自动作业，适用于大中型种苗生产企业。特别是滚筒式播种机，播种速度最快，与人工相比提高的工效可达几十倍以上，适合于大型蔬菜生产基地使用，能够创造比较高的经济效益，但通用性较差。种苗生产企业可根据自己生产规模和生产效率来选择手动、半自动或全自动播种方式。
存在问题及发展趋势
存在问题
自中国引进工厂化育苗技术之后，经过30多年的研究与发展，育苗技术得到了不断提升和发展，但是在推广应用中仍存在着一些问题：
设施设备成本高 虽然在日光温室、塑料膜温室内也可进行蔬菜育苗，但难以实现真正的工厂化育苗。要实现大规模高效工厂化育苗，还需以连栋温室及其配套的苗床、灌溉系统、物流系统等设施设备为依托。此外，育苗过程中所需的播种生产线等关键装备相当大的程度上还是依赖进口。因此大规模高效工厂化育苗的初期投入成本较高，在一定程度上制约了该技术的发展。
生产规模小 目前相当一部分的蔬菜生产规模还是比较小，无法形成大的规模化、产业化生产模式，因此劳动力成本投入大、设备条件差、生产效益低等问题仍制约着种苗行业的发展。
配套服务欠缺 工厂化育苗生产需要的设备、材料等还没形成专门的供给通道，如何通过合理安排最大化的挖掘生产潜力，提高生产系统整体运行效益等问题尚需解决。
发展趋势
中国设施农业已进入快速发展阶段，种植面积逐年扩大。从而迫使中国的育苗从分散、落后向专业化、规模化转变。机械化、规模化、集约化生产育苗的方式不仅推动了蔬菜商品性生产的发展，而且为传统农业向现代农业的转变提供了技术实力保证，为提高蔬菜产品质量和产量奠定可靠的保障。
未来蔬菜工厂化育苗的发展将以农机农艺融合为路径，在保证育苗能力最大化、成本投资最小化和工艺流程合理化的同时，促使设备、工艺和技术协调发展。机械化、自动化、信息化的“三化”结合将成为未来工厂化育苗的重要特征。从设施到设备，整个系统集成将更集约化，管理也将更趋于智能化。而生产工艺流程各环节技术体系的逐步完善也是工厂化育苗健康发展的必然需求。工厂化育苗将向质量、效益并重的方向发展，实现工厂化育苗产业的全面健康发展。
作者：郑 刚 1， 刘 佳 1，聂晓波 2，李保明 3，王朝栋 1
（1. 北京中农富通园艺有限公司；2. 石家庄井陉县行政审批局； 3. 中国农业机械化科学研究院）
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