1、 轻质网袋容器全光雾插育苗技术与设备 (中国林科院林业研究所工厂化育苗研究开发中心 北京 100091)全光自动喷雾扦插育苗技术和设备,是笔者 20 年前在学习国内外的先进经验基础上,结合我国国情研制开发成功的专利设备“20 年来在全国推广实践中,众多难生根的树种如,落叶松!马尾松!云杉! 桉树! 毛白杨!山杨!紫杉!杜仲! 沙棘!枸杞! 枣!树莓!桂圆等扦插育苗成功并且大面积应用于造林和绿化“现在全光自动喷雾扦插育苗设备已成为苗木生产的常规机具“ 该装置先后获国家专利和国家发明奖(见封面)“多次被国家林业局和国家科委列为国家科技成果重点推广项目“2000 年全光喷雾工厂化育苗技术被国家林业局
2、列为西部生态环境工程建设科技支撑项目“这项技术与设备问世后不断改进 !发展和逐步完善 ,又先后研制开发出用于扦插育苗!播种育苗!园艺栽培等几种无土轻型基质; 适合于林木! 花卉!蔬菜!农作物育苗的植物碎渣育苗容器!胶合育苗营养快 !压缩育苗块!无土轻质网袋育苗容器,以及复合泥炭无土基质植生带“为使上述成果能用于生产,又研制开发出上述产品的专用生产设备“ 同时,对全光自动喷雾扦插育苗快繁设备进行了重要改进“这些研究结果组装配套后形成了从育苗基质! 容器生产到快繁育苗,一整套比较完整!适合国情! 具有自主知识产权的工厂化育苗技术生产线 “目前,此项技术已在西部生态环境工程建设上得到应用,如内蒙!山
3、西! 河北!辽宁!四川! 北京!福建!河南!陕西! 云南等地均建立了年产百万株全光雾插培育无土基质网袋容器苗生产示范基地“2001 年仅北京地区就有 10 多家企业采用此项技术与设备,已生产繁育了速生杨及树莓等轻质网袋容器苗千万株以上“1 培育轻型网袋容器苗基质1.1 无土轻基质基质在苗木生产过程中用量大,属于基础性材料“近代工厂化容器育苗使用的是无土轻基质,根据我国实际情况,轻型基质应就地取材,主要原料是:(1)农林废弃物:如各种作物秸秆!稻壳!花生壳!谷壳! 种皮! 玉米芯!蔗渣!锯末等;(2)轻体矿物: 如蛭石! 珍珠岩!砖渣!炉渣! 煤渣!火山岩等;(3)高位泥炭:泥炭是比较好的基质材
4、料;(4)城镇垃圾:城市垃圾经过分类筛选及处理可作基质“ 上述原料应经粉碎! 发酵!处理!筛分后才能使用“1.2 加工设备粉碎机组,筛分机组!传送带!基质仓库!发酵池! 处理池“工艺流程: 原料- 粉碎-发酵-处理- 筛分-干燥-装袋“1.3 扦插基质扦插基质要求有一定的固相!液相! 气相指标和化学稳定性 “不同植物因生根难易程度不同,对基质要求不同,因此基质的配制也应依植物而异“难生根,耐旱或沙生根植物扦插时基质必须具有良好的透气性“为了使基质在潮湿状态时有更好的透气性,基质应过 2 次筛,第 1 次用8mm 或 10mm 筛,第 2 次用 2mm 或 3mm 筛,取中间部分作基质“一般说来
5、用炭化稻壳! 树皮!花生皮!果壳! 珍珠岩等作基质透气性好“2 无土轻型基质网袋育苗容器2.1 结构基质与容器有机结合为一体,圆柱体,外表由一层纤维网被包被,里面装轻基质“纤维网材料有可降解和部分降解的两种,部发降解的属无毒害惰性高分子材料“2.2 优点(1)无土轻型基质较轻,运输过程中不散团,保水性好,可长距离运输 ,移栽! 运输降低了劳动强度 “(2)这种容器具有良好的通透性,根系可自由生长不被导向 ,与轻基质紧密交织为一体,再经过空气断根措施,最终可形成一个由多级根系组成的富有弹性的根团,移栽后根系水平,利于植株生长“(3)延长造林时间: 使用网袋容器育苗可以在整个生长期内进行移栽造林“
6、不仅成活率有保障,而且有利于幼树早期生长“在春季干旱少雨地区 ,可用于雨季造林“(4)适用范围广: 可用于林木! 作物! 花卉!果树扦插育苗和播种育苗或培育不同规格的苗木“(5)网袋育苗容器为生根创造了非常适宜的环境,加上工厂化的管理方式 ,嫩枝扦插 1 年可生产 24 批苗木,可获得更大的经济与社会效益“尤其是生产短缺紧俏苗木更具有特殊意义 “(6)可以改良土壤: 因其主要成分是天然有机物质,半降解纤维网状材料入土后离散成纤维丝状,可增加土壤腐殖质含量“2.3 无土基质网袋容器生产生产设备:搅拌机!筛分机!传送带 !容器成型机“网袋容器规格:直径:40mm!50mm,高度按需要而定“常用规格
7、 40mm100mm“工作过程说明:将已处理好的基质按需要进行配制,送入搅拌机混合,混合好的基质筛除过大的颗粒(含水量小于 30%),用提升机运进容器造型机的料斗里,连续生产出长条状的容器袋“容器袋放到干燥处保存,育苗时再切成小段“ 生产网袋容器时装填基质数量要适中,以防破裂和松散“工艺流程:基质混合 y 筛分 y 容器成型 y 仓储“2.4 网袋育苗容器成型机采用近代机床工业设计,研制开发了几种类型的网袋育苗容器成型机,其中 ZL-2 型,ZL-3 型及 ZL-4 型机属半机械化设备,结构简单操作容易,适合一般中小型苗木生产单位“ 下面仅介绍ZL-4 型半机械化容器成型机组使用方法“3 ZL
8、-4 型网袋育苗容器成型机组它由基质提升机!容器成型机 !容器切段机组成“3.1 提升机功率 0!4KW,螺杆提升 ,结构简单 “基质放入提升料斗里开启电源,螺杆转动,基质提升到容器成型机的料斗里“3.2 容器造型机功率:1KW 左右,工作电压:220V;产量:每小时可生产40mm 网袋容器 100m 左右“使用方法:开启容器成型的电开关,用提升机将筛好的轻型基质放入料斗中;左手将紧口器下压并推向侧面,右手将套好网袋的套管套在出料管上,松手后套管就固定,复位紧口器,橡胶齿片将网袋挡住“ 启动脚踏开关,物料装入袋中 ,装满后网袋顺滑溜槽滑下,取下网袋,用封口器封口“ 再拔下套管,套上装好袋的套管
9、,重复上述操作“3.3 容器切段机功率 1KW,每小时可切 4000 多段“ 使用时将装好网袋从一端提起抖动使基质密度均匀,放入水中浸泡,当完全浸湿后取出渗水,然后放到切段机上按需要的长度切段“将切好的容器段直立排码在托盘里或苗床上“注意容器间留有空隙 ,利于空气断根阻止根系相互穿透“4 纤维网袋材料此材料是我中心研制开发和加工生产,有40mm 和50mm 两种规格,能满足广大育苗单位的需求“如有特殊需要也亦可加工“ 每千克网袋材料可生产40mm 高 100mm 的容器 3000 个;50mm 高 100mm 的容器 2500 个“5 全光自动喷雾扦插育苗技术与装置5.1 全光喷雾扦插育苗技术
10、全光喷雾扦插育苗是在植物旺盛生长季节里进行的,它充分利用穗条来源极其丰富和自然提 供的充足的光!热!水资源,生产成本低廉,苗木生长快,质量好 ,抗逆性强,容易适应移栽后的环境“ 它是现代化工厂化育苗技术的一个组成部分,适应培育阳性树种扦插苗“ 在植物生长季节里,从采穗圃经幼化处理的母树或幼树及大树的基部的萌条上剪取当年萌发的带数枚叶片的嫩枝,扦插在用无土轻型基质制作的容器里!摆放在露天安装/全光自动喷雾扦插育苗设备 0的苗床上“该设备的传感器能够检测叶片表面水分蒸发情况,当叶片水份全部蒸发后微喷雾机械自动向叶片上喷雾,水中加适量药剂,叶面有水时停止喷,控制精度高“在连续几十天育苗过程中能一直保
11、持叶片不萎蔫!基质不过湿“ 在这种条件下多数难生根树种都能生根 “5.2 全光自动喷雾扦插育苗设备全光雾插设备的喷雾机械部分有几种,比较适用的是双悬臂压力水反冲旋转微喷雾机“这种设备雾化指标高,均匀一致,抗风能力强,结构简单,适合难生根树种育苗“另一种是平行移动微喷雾机,设备较复杂,需要一定的维修能力“还有一种是单个固定的微喷头,结构简单,容易安装,室外应用时受风影响大,适合温室大棚内使用“新一代双悬臂喷雾机械由于中心立柱不转动,钢性好,双悬臂用细钢索双向斜拉,应力分布合理!水平和垂直方向无挠度,高度可调,喷射距离可以调到离插条顶几厘米,保证了插穗叶片在飓风时不萎蔫“长臂喷管用薄壁铝镁合金管材
12、,质量轻,轴承转动,磨擦系数小!力臂长 !力矩大“该系统停电时能在 0125Pa 自压水反冲推力下即可旋转喷水“现有几种规格 :直径 8m!12m!16m,常用的悬臂管直径 12m 控制面积 120m2 设备,用 750W 单机或三相电源! 配扬程大于 30m!出口管径 25mm 的潜水泵供水(自备)“停电时也可以用高出床面 2.5m 的水箱供水 “配件: 过滤器! 钢丝绳!紧固件! 地角螺丝!球阀(通径25mm)“5.3 全光雾插架空苗床架空苗床 可以对容器底部根系进行空气断根;增加了容器间的透气性;减少基质的含水量;提高了早春苗床温度;便于安装增温设施 “架空苗床选设在地势平坦,排水良好,
13、四周无遮光物体,地面用 12 层砖铺平,上砌 34 层的砖垛,垛间距视育苗盘规格而定,插床上面放底部有透气孔的育苗托盘,容器放在盘上面“5.4 全光自动喷雾扦插育苗设备安装机座用地角螺丝固定安装在床中心混凝土上“为使机座高度能调整,地角螺丝基础面以上部位应尽量加长“全光雾插设备安装时要求床面水平,机座水平,两臂喷雾管水平,喷雾管喷一周转动的时间应在 8s“修建水池 一套全光雾插设备的水池容积应不小于 6m3,水池高于地面部分不超过20cm,潜水泵悬挂水池中心,池面加盖“叶部水分控制仪 叶面水分多少是全光雾插育苗的关键技术“本仪器由叶面水分传感器和数字显示控制仪组成,它是根据物体表面水分吸热蒸发
14、!物体温度降低的热力学原理设计“电路采用惠氏电桥! 低漂移差分运算放大器 !积分运算,数码显示等“此仪器经改进后其传感器用不锈钢制作,盒上表面是金属网,水分可以在网上成膜“ 金属网的一边有一层吸水纱布覆盖,另一边裸露,裸露部分金属网,称模拟叶片也称干片,吸水膜覆盖部分金属网,称参照叶片,也称湿片“盒底部用来盛水,吸水纱布的下端浸到水中,干片和湿片下面分别安装一对温度敏感!互相匹配的电子器件,用一根 4 芯屏蔽导线与数字显示控制仪连接“传感器正面安装一个立柱,立柱上安装一个喷水嘴,喷水嘴通过细胶管连接到喷雾机机座的一个小水阀上“叶面水分传感原理 喷雾时,机座上细胶管流出一股取样水,从胶管上的折射
15、喷头同时喷到模拟叶片和参照片上“这时两个片的温度基本上等于这时水的温度,两个片的温差接近 0 或等于 0,远远小于设定值,当传感器将此数值传送到仪器时,经过判断仪器发出停止喷雾指令,随后传感器网片上的水分蒸发,当模拟叶片上面的水分蒸发干后,参照片由于有一层吸纱布,两个片的有显著的温差“当温差累积到设定值时,经判断识别后发出喷雾指令,如此反复实现了自动控制“数字显示控制仪 该仪器尚备有时间间歇控制部分作为控制的补充和控制的双保险“电路安装 在离插床边 1m 远处安装防雨控制箱,控制箱的体积应能放入叶面水 分控制仪和中间继电器!刀闸开关及至少 3 个电源插座“ 控制箱正面朝北 ,叶面水分传感器面朝
16、南放在仪器箱南面,固定在支架上托板上,支架高度 1m“传感器与仪器间的四芯连结导线不得剪断,将取样水的胶管喷头嘴对准传感器的网片,调整好高度!角度及水流大小,使每次喷出的水正好喷到整个网片上“将潜水泵电源线连结到中间继电器一端两个常开触点上,相对应的另两个常开触点接到电源上,继电器吸合线圈的两个端子用导线连到仪器后面板 220V 输出的二个端子上“接通电源,自动喷雾系统开始工作 “仪器和水泵电源电压应保证在 220V 左右“6 全光雾插培育轻质网袋容器苗扦插前必须备有完善的停电停水应急措施如小型发电机!柴油泵,或高于插床 3m 的水箱“生产流程 架空插床 y 喷雾设备 y 容器浸泡 y 容器切
17、段 y 容器上托盘 y 取条 y 修条 y 激素处理y 扦插 y 全光喷雾管理 y 空气断根 y 练苗 y 移栽“6.1 扦插育苗6.1.1 硬枝扦插 在北京地区,4 月下旬可以用木质化枝条扦插 ,将穗条剪成 510cm,经激素处理后扦插到网袋容器内,插入深度 3cm,然后将容器摆到架空苗床上,这个时期若气温低应停止自动喷雾,并在苗床上盖塑料薄膜并适当喷水保湿“白天注意棚内温度不超过 30e“当气温升高叶片长大后,白天将塑料膜去掉,启动全光喷雾装置保持叶片湿润,晚上盖膜,5 月初去膜,启动全光喷雾设备进行自动管理“生根后进行炼苗后,即可育出第一批容器商品苗“6.1.2 嫩枝扦插 5 月份,剪取
18、当年萌发的长约 10cm 嫩枝,保留二枚以上叶片,剪除插穗下部叶片,上端大叶片剪掉一部分,插穗扦插在网袋容器中心,深度 3cm“然后将容器摆在有底孔的托盘里放在架空的插床上“ 启动全光自动喷雾扦插育苗设备,进行自动管理“在取条和扦插过程中要不停向叶面浇水保湿“ 嫩枝扦插时基质必须有良好透气性,除了选择透气性好的基质还可以采取以下措施:适当降低容器基质密度,容器放在有透气底孔的托盘上,架空摆放,加大容器摆放间隙,提高雾化程度,提高双臂喷雾管转动速度,精确控制每次喷雾时间,喷雾仅使叶片湿润而不产生径流“扦插后每周要喷两次杀菌剂,最好是几种杀菌剂轮换使用“晚上停止喷雾前,将杀菌剂兑好放到缸里再用潜水
19、泵喷到床面上“6.2 自动喷雾管理时间间歇控制在扦插初期可以单独使用,如扦插后 3d 内可以用它控制,白天停 12min 喷 15s即喷雾机械转动 720b,晚上每小时喷 1 次“3 天后调整叶面水分传感器控制喷雾,如果需要延长停止喷的时间,可以在模拟片(干片) 上贴一小块纱布延长水分蒸发时间 “每次喷雾只能转动360b450b“日落后停止喷 “3d 后时间间歇部分可作为双保险使用,将停的时间调到 10min 左右,当传感部分超过 10min 不起动,则会由时间间歇控制起动 1 次“ 扦插生根后期,可以完全使用时间间歇控制,如停止 30min 喷雾 1 次等“一般阔叶树 20 多 d 长出根,
20、经过苗期锻炼和空气断根处理育成容器商品苗“苗期锻炼时也可以将容器苗从全光苗床上移出,用简单的固定式微喷头定时喷雾,空出的苗床再扦插下一批“北京地区每年可育 25 批苗木,多数树种生根率在 80%以上“一套全光喷雾装置每批可育出 5 万株商品苗 ,从春到秋,可育 20 万株“最后扦插的一批容器苗,也可以留在床上采取防寒措施越冬“在平原地区风大,应转动喷雾管,使喷头喷雾方向朝下方 45b 角喷出“整个扦插过程喷雾管理原则是:前期湿度可大,中期不湿不干,后期要干“6.3 空气断根处理在全光喷雾条件下,插床空气湿度大,根系容易从容器侧壁伸出,当大部分扦穗根系伸出时要停止喷雾,这时干燥空气从容器空隙间流
21、过时,容器侧壁伸出的根萎蔫干枯,促进了侧根的生长“ 经过 12 次空气断根处理,容器基质里抽的根系和基质交织在一起形成富有弹性的根团 “空气断根技术掌握好,可以使从容器侧壁长出的根,沿容器侧壁向下生长并将容器包住而不互相穿透“在喷雾条件下生出的根大部分是水生根,根毛少,通过空气断根和炼苗后能长出带有根毛的气生根“此时容器苗可以移栽或作商品苗出售 ,容器苗移栽时应至少在容器上面覆盖2cm 厚的土“在练苗和空气断根时,应有防雨设备“7 播种或芽苗移栽培育无土基质网袋容器苗该容器也可用于播种育苗或移栽芽苗,裸根苗或小型容器苗移入大型网袋容器培育成大苗“自全光自动喷雾扦插育苗设备问世以来“知识产权严重受到侵犯,劣质假冒产品充斥于市场,为保护用户利益,该套设备由中国林科院林业研究所工厂化育苗研究开发中心负责生产!供应及技术服务“凡是由我所提供的设备都附有专利证书和国家发明奖证书影印件“
