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0 引言
无土栽培即不用土壤，而用营养液来栽植物，大多数无土栽培为了固定植物、增加空气含量，又采用沙、砾、泥炭、蛭石、珍珠岩、浮石、玻璃纤维、岩棉、树皮碎块或锯末等作固体基质，再加入一些植物生长所需要的营养物质，故又名沙培、砾培、泥炭培、蛭石培、珍珠岩培、浮石培、锯末培等[1]。与土壤栽培相比，无土栽培能避免土传病虫害等连作缺陷，同时还具有减少农药用量、提高作物产量和品质，省肥、省水、省工以及可以在一切不适于一般农业生产的地方进行作物生产的特点。因此，已越来越受到各个国家的重视，目前发达国家温室作物生产70%以上都是采用无土栽培的方式[2-3]。但是传统的无土栽培也存在一次性投资大，运转成本高，管理操作繁琐等缺点，所以这些系统在中国一直难以大面积推广。特别是在栽培盘（盆）的材料上，都是采用固定式，在一定程度上形成资源的浪费。因此，如何解决节约空间，降低材料成本等问题将为无土栽培技术的进一步发展奠定基础。本研究以此为目的，通过了解大多数植物的苗期与其他生育期对株行距的要求不同的特点，设计出一种活动式植物无土栽培盘，满足植物苗期与其他生育期对株行距的需求。
常规无土栽培所采用的栽培盘如图1 所示[4]：一般有着固定的株行距，整个株行距间不可调节。如果栽培盘以苗期时的株行距来种植植物，到定植时必须进行间苗，这样不仅费时费力，而且容易损伤植物根系，轻则影响生长，重则导致死亡。若栽培盘采用定植后的株行距来种植植物，而此时植物处于苗期阶段，所占空间很小，因此不论在空间还是能源上都是很大的浪费。如果设计一种利用活动的定植畦任意随时调整种植株行距，满足植物不同生育期需求的活动式植物无土栽培盘就可以解决此矛盾。
1 结构组成和工作原理
1.1 整体结构
其总体结构（如图2、图3 所示）是由栽培盘体、培养液、活动定植畦、支撑架、定植块、定植孔、紧固件等组成。
1.2 工作原理
一个活动式植物无土栽培盘，包括盛有植物生长所需的培养液的栽培盘体，盘内的活动定植畦由支撑架支撑。活动定植畦和支撑架均采用角钢制作，经喷塑或其它防锈处理。每个活动定植畦端设置插销孔，紧固件将其固定在支撑架上。支撑架的插销孔可按需要多凿孔，以方便移动定植畦时使用。植株定植块采用泡沫板加工制作，夹放在活动定植畦上端，定植块的中央钻孔，此孔便是农作物的种植孔。这样，通过移动各活动定植畦之间的距离，便可调整各植株栽培的行距。通过移动定植畦上各定植块的距离，便可调整各植株栽培的株距，以满足不同植物在不同生育期能采用不同的栽培株行距的需求[5-6]。
2 特点与创新点
2.1 株行距可调，避免由于移栽对植物根系造成的损伤植物，特别是农作物在不同的生育期，对种植的株行距要求常常不同。传统栽培在植株定植时，往往都是将植株拔起，然后根据不同植物对种植密度的要求重新种植[7]。这样，一方面容易造成对植株根系的损伤，影响生长，甚至死亡；另一方面，耗时耗工。本设计采用活动的定植畦，能根据植物在不同生育期的生理要求，调整栽培密度，避免定植时由于移栽对根系造成的损伤，提高成活率。此外，利用活动的定植畦可以解决苗期和其他生育期不同种植密度的矛盾。在苗期，尽可能提高种植密度，充分利用光能、空间等；在生长发育期，根据植株的生长速率和大小来安排株行距，高效地利用各种资源。
2.2 节约材料，提高种植介质的使用率
传统水培大多数是使用具有固定株行距的定植板，有的是钢管结构，有的则是采用轻质的塑料或泡沫板[8]。钢管结构的定植板造价昂贵，而且不便于移动和管理。塑料或泡沫定植板虽然造价相对便宜，但在种植、管理和采收的过程中往往容易损坏，材料使用寿命短。本设计采用的定植块虽然也是泡沫材料制成，但是由于将相同面积下的定植板分割成大小一致的小定植块[9]，种植过程中避免了抽拔植物，减少了定植块的损坏率，即便不小心损坏定植块，也仅需更换小面积的定植块，这样便提高了定植板的利用率，延长了使用寿命。
2.3 节约空间，降低材料成本。
由于活动式植物无土栽培盘的灵活性，栽培苗期在不影响植物生长发育的前提下可集中种植，节约相当大的栽培空间（见图3）。将活动定植畦的间距和植株定植块的间距均调整为最小，则单位面积的植株种植数量可提高数倍。活动式植物无土栽培盘也可多层叠放，例如天台阳光充足的地方。对于大棚种植或工厂化生产[10]，栽培空间的节约就是意味着栽培成本的下降。
3 试验与结果
3.1 试验基本条件
试验在福州新店课题基地密闭舱内进行。舱内条件为：温度(25±1)℃；相对湿度(75±2)%；光源采用人工T4荧光灯，各处理的灯管数量和功率相同，光照强度平均(10000±500) lx；光周期为12 h(亮)/12 h(暗)；栽培营养液为舱内养鱼水，其氮磷钾含量分别为548.1 mg/L，382.4 mg/L，55.3 mg/L；24 h 循环供应, 溶解氧为(35±2) mg/L[11-12]。
3.2 试验方法
试验设置3个处理，处理1：种植生菜；处理2：种植空心菜；处理3：种植西洋菜。分别以常规栽培盘种植的品种为对照[13]。试验分2 个阶段：第1 阶段为蔬菜的苗期，了解活动式无土栽培盘与常规式栽培盘种植密度的差异；第2 阶段为间苗后的生育期，观察记载各处理与对照间的成活率，每阶段试验重复2 次。试验时间试验时间为2009年3月—4月，共计45天。
3.3 试验结果
密闭舱内栽种不同叶类蔬菜的试验结果表明，其栽种效果明显好于常规的栽培盘。如表1所示。
从表1 可看出，用活动式无土栽培盘栽种的其成活率比对照（常规无土栽种）分别提高了9.3%、9.7%和8.9%，基本没发现因根系损伤导致植株死亡的现象。单位面积的植株种植数量也相应提高3 倍，真正做到节约空间，降低材料成本。
4 结论与讨论
（1）本研究旨在节约无土栽培空间，降低其材料成本，为无土栽培技术进一步的推广应用奠定基础。而且其设计轻巧，操作方面，灵活性强，特别适合组培苗、大棚以及工厂化生产种植应用[14]。
（2）所设计出的活动式无土栽培盘可根据不同种类蔬菜苗期和其他生育期对株行距的需求任意调节，避免由于人工间苗对蔬菜根系造成的损伤，大大提高蔬菜成活率。
（3）由于经费和时间的原因，本研究设计的栽培盘为单一栽培盘，规模化生产运用和其他各类蔬菜栽培试验结果有待进一步研究。
