[发明专利]一种根与根茎类药用植物的设施半水培栽培装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于设施农业无土栽培技术领域，具体涉及一种根及根茎类药用植物设施条件下半水培无土栽培的装置及方法。

背景技术

过去几十年，国内外市场对中药材需求量不断增加，但野生药用植物资源枯竭程度状况日益严重，无法满足商业需要，因此药用植物开始人工大规模的大田栽培生产。但是，药用植物大田栽培过程中存在着许多问题，生产的可持续性难以保证。首先，过量施用化肥、农药等农用化学品导致中药材中农药、重金属超标，药用成分含量下降等问题，严重影响了中药材的质量。同时，多数药用植物对土壤条件要求严格，长期种植易发生连作障碍问题，需要倒茬种植，从而限制了高产优质药材的生产规模，中药材供给矛盾仍难以解决。为了解决药用植物大田栽培存在的病虫害频发，施肥施药过多，中药材质量下降等问题，提高我国中药材品质和有效供给，研发在设施可控环境下无土栽培药用植物的方法与技术取代土壤露地栽培十分有必要，具有十分重要的意义。

与大田栽培相比，设施内无土栽培栽培药用植物具有众多优势。首先，设施环境因子可控，药用植物养分供给可控。设施内的温度、湿度、光照，CO₂浓度等条件，可以根据药用植物的需求进行而适当调控；而且，设施药用植物无土栽培可根据作物生长供给养分，提高作物的养分吸收率，减少因施肥过多而引起的环境污染、品质下降和资源浪费。（2）设施药用植物无土栽培可杜绝或减少连作障碍的发生，减少农药的施用。设施内无土栽培采用基质或营养液栽培，栽培基质经过消毒后可二次使用，可减少因连作而引起的各种土传病害，减少农药的使用。（3）设施药用植物无土栽培可人为调控提高中药材的质量。栽培过程中可通过温度、光照等环境因子和水肥供给的控制，促进植物的生长和产量，提高药用部位药用成分的累积，提高中草药的质量。（4）设施药用植物无土栽培可实现周年生产，生产效益成倍提高。因设施内环境可控，药用植物的设施栽培可周年进行，提高药用植物的栽培效率。总之，设施无土栽培药用植物将大幅度提高中药材的产量和质量，有效减少中药材病虫害及重金属含量超标等问题，实现节水、节肥、节约耕地资源等功能。

在药用植物中，以根和根茎入药的药用植物占很大比例，商业化价值很高，占有重要地位。然而，根和根茎类药用植物是以根或根茎作为药材入药的，其根茎的产量和质量直接决定着药用植物生产的效益。为了实现优质高产，必须为根茎药用植物的地下部提供适宜的生长环境，以利于其膨大和药用成分的累积。因此，传统的无土栽培方法（如NFT、DFT和基质栽培技术）无法满足根茎类药用植物生长的根区环境的需求。首先，水培条件下，植物的根系无法膨大形成膨大根，并且缺乏溶解氧供给；其次，传统基质栽培条件下，基质层薄，基质的温度和湿度条件容易受设施温湿度条件的影响，发生大幅度的昼夜波动，所以基质环境不易控制，导致植物的根系的膨大难以调控；最后，单纯的基质栽培只能从基质层上部滴灌营养液，基于植物喜水肥的生物学特性，常导致植物根系较浅，限制根系膨大和深扎，严重限制根茎类药用植物的生长和中药材的品相。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种设施条件下根和根茎类药用植物半水培栽培装置及其栽培方法，通过栽培装置，即营养液槽和栽培槽将栽培基质与营养液分开，营养液在营养液槽内流动，装有基质的栽培槽嵌套在营养液槽内，营养液通过吸液孔由营养液槽进入栽培槽，并通过基质的向上吸水吸肥作用将营养液供给植物吸收，满足其水肥需求，同时避免基质一直浸泡在营养液中，可增加基质中的溶解氧的含量，利于根部生长。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种根与根茎类药用植物的设施半水培栽培装置，包括营养液槽和栽培槽，其内分别装有营养液和栽培基质，栽培槽嵌套于营养液槽内，栽培槽下部浸入营养液中并设有使营养液进入的吸液孔。

进一步地，所述吸液孔可以是各种形状，比如圆孔、方孔、长条形、栅状等，优选采用呈水平多行排列的多孔状的吸液孔。

进一步地，所述营养液槽为方形、圆形等形状，所述栽培槽采用与其相匹配的形状。优选地，营养液槽为长方体形；栽培槽的上部为长方体形，下部为倒梯形，该倒梯形与营养液槽同高，所述吸液孔设于该倒梯形的两个斜面上。

一种适用于上述装置的栽培基质，有利于药用植物的生长，该栽培基质包括蛭石、草炭和珍珠岩，按照1:(1～2):(0.5～1)的质量比例混合而成。

优选地，所述蛭石、草炭和珍珠岩的质量比例为1:2:1。