一种种植业工业化方法
【专利摘要】本发明提供一种种植业工业化方法，对栽培模块进行适于利用工业化设备开展栽培及管理作业的改造或设计，并统一栽培模块规格，然后基于上述栽培模块进行模块化栽培，最后在前面模块化栽培基础上利用工业化设备开展栽培及管理作业，也可以将其中利用工业化设备的部分作业也可替换为人工作业或者全部或部分替换为人工与工业化设备配合作业。本方法为大幅度提高农业种植业工业化程度提供了一条可行的途径。本发明还提供了一种统一栽培模块规格的栽培模块标准建立方法和一种栽培介质加工工厂建立方法，作为上述种植业工业化方法的补充和完善。
【专利说明】一种种植业工业化方法
【技术领域】
[0001]本发明属于植物栽培【技术领域】，尤其涉及一种种植业工业化方法及。
【背景技术】
[0002]地栽是最常用的植物栽培方式，地栽方式中对于实施根系修剪等针对地下部分的栽培及管理措施很不方便或者效果有限，即使是树冠修剪、采摘等针对地上部分的措施对于大型植物也同样不便，基于地栽的种植业中有的工业化程度已经很高，如玉米种植中的播种、收割等环节，但因不便于移动及水肥损耗较大等原因，在面对严重灾害性气候时也难以有效应对，2012年美国就因大旱而玉米大幅减产。容器栽培也是常用的植物栽培方式，属于一种模块化栽培，因而更加可控和便于移动，容器栽培的少数应用领域工业化程度已经很高，如组织培养等，但一般必需在严格控制的人为环境条件下，成本较高，难以通用；而常规情况下除育苗环节和观赏园艺栽培外，容器栽培的规模应用几乎没有。 [0003]本方法比所要求的优先权文件(同一发明人的发明专利申请植物栽培方法、栽培模块及商业用途，专利申请号为201310004371.2)特征更加显著突出，相应的工业化效果进一步显著突出。经过检索没有发现有与此相近的专利及其它类型对比文件。
【发明内容】
[0004]本发明要解决现有农业种植业工业化程度不高的问题。为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种植物栽培工业化方法。
[0005]一种种植业工业化方法，其技术方案如下:
本方案是基于模块化栽培基础上可行的工业化途径。当前花盆之类的栽培容器等常用栽培模块很多并不适合机械化作业，机械化作业一般需要对栽培模块进行较为准确的定位，然后才能实施其它的栽培及管理作业，而定位则一般通过进行机械等工业化设备本身进行固定，这就需要栽培模块有便于设备进行固定然后提升、平移、放下甚至翻转等这里统称为装载作业(其它作业如移动栽培或保护、水肥施用一般在此基础上开展)的形状、结构或特殊装置设计以强化栽培模块的可装载性，强化可装载性以方便人工或借助机械设备来实施移动、装载和翻转等操作，既提高移动性又可提高工业化程度。强化可装载性可仅针对栽培模块进行，也可针对栽培体进行，如附加和设置突起、凹陷、环状装置、钩状装置、带状装置、绳状装置或其它适合抓、提、夹、吊、握、抬、托等辅助移动装置，方便进行人工和(或)机械化移动装载操作；或采用一种能承载栽培体的构件，使相对独立于环境而不会完全融为一体从而降低移动难度，及在树干(或茎)不足以承载栽培体重量及不宜通过树干(或茎)进行移动和装载时应具有相应的承载能力而可通过该构件进行移动，并可以根据需要设置便于实施机械化抓、提、夹、吊、握、抬、托等作业的辅助装置或设计成本身就支持这种机械化作业的结构和形状，如用金属或其它材料做成具有相应承载能力的笼状、网状等的框架结构。在进行栽培及管理作业时，如施用水肥时，从何处施用、如何保障水肥在施用时没有施用到不正确的位置等，这些都可能需要栽培模块的配合。因此首先要对栽培模块有必要进行适于利用工业化设备开展栽培及管理作业的改造或设计，这样就为开展相关的作业打好了基础，改造是指对已制造出来的栽培模块进行改造，设计则是针对还未生产出来的栽培模块在设计上就使其满足要求。在前面基础上一般要进一步统一栽培模块规格，对于不同植物或不同栽培时期，可以采用不同的规格，以满足植物栽培需要，但对于同一植物的同一栽培时期的情况应最好统一栽培模块规格，这样有利于批量作业或流水线作业，同时大批量同一规格的栽培模块也有利于降低购买和/或制造成本等，当然相应的进行作业的工业化设备最好能够适用于不同规格的栽培模块，这也是可以实现的。然后基于上述适于工业化作业和统一规格的栽培模块进行模块化栽培，从而为工业化作业做好全面的准备，这样就可以在前面模块化栽培基础上利用工业化设备开展栽培及管理作业了。
[0006]上述种植业工业化方法在植物栽培过程中需要采用不同的栽培模块或需要采用两种及以上栽培模块时，即其植物栽培的不同阶段或环节需要更换栽培模块采用新的栽培模块或不更换而采用新的栽培模块时(新的栽培模块可称为后面所采用的栽培模块，而之前老的栽培模块则相应可称为前面所采用的栽培模块)，可以采取下列方案来解决: 当需要更换前面所采用的栽培模块时，由于只需把去除前面所采用的栽培模块的栽培体移入后面所采用的栽培模块，这样栽培模块包裹部分应与前面所采用的栽培模块易分离且分离后仍有装置包裹以便于栽培体整体移入后面所采用的栽培模块，这可以在前面所采用的栽培模块主体部分之内再加一个可以包裹所栽植植物地下部分及栽培介质的装置，可以不必进行非常严密的包裹，只要便于整体移动即可，其过程中少量栽培介质掉出及根系损伤可以忽略不计，如网兜形式的装置；
当无需更换前面所采用的栽培模块时，由于是直接连同前面所采用的栽培模块整体移入后面面所采用的栽培模块，因此前面所采用的栽培模块应不阻碍所栽植植物部分地下部分正常生长以能够将连同栽培模块的栽培体整体移入后面所采用的栽培模块，这样前面所采用的栽培模块应是采用不阻碍所栽植植物部分地下部分正常生长的材料制成的栽培模块，或是采用不阻碍所栽植植物部分地下部分正常生长的结构制作的栽培模块。材料如由泥土加稻草常温风干而成的材料，由于其本身也是一种栽培介质，因而不会产生明显不利的限制；结构如易解体的拼合结构，由多个子部分拼合而成，各子部分之间采用可在确定期限内失效的粘合剂粘合或可在确定期限内朽烂的线缝合等，有效期过后，结构自然解体，根系可以从各子部分之间的空隙继续生长而不再受到阻碍。
[0007]上述种植业工业化方法运用于栽培及管理作业时，有时需要在生产地、保护地、储存地、销售地及客户地间进行转移以实现生产、保护、储存、销售的无缝对接，如遇灾害性天气暂时移到安全地带、在接近成熟无需太多阳光时调整成密植而腾出土地，大批量的移动更需要能够进行机械化作业；树冠修剪、根系修剪、采摘、更换或补充栽培介质、添加功能物质(如杀菌剂、化学控根物质)等特别是那些针对地下部分的栽培管理措施，如果能够将植株移出甚至还需要放倒并翻转则操作起来非常方便，大型植株这种需求更强烈，如2.5米以上、重50公斤以上的大型植物，一个人纯手动进行移动、移栽采摘及实施根系修剪、栽培介质更换或添加等栽培及管理作业时相当困难，必须借助有关的工业化设备；解决技术方案如下:
先固定具有起重功能的工业化设备与栽培体的连接，设备如吊车或采用液压原理即类似于千斤顶的提升设备等，然后通过该设备抬起栽培体，将其从栽培坑、地面或栽培平台等设施内或上抬起提升，如果需要运输可以将其放到运输设备上，如果原地进行作业，就可以方便的对栽培模块包裹部分进行进一步的作业，在树冠修剪、嫁接或采摘等情况下，需要将抬起的栽培体放倒或作业过程中还要翻转操作，相关的栽培及管理作业才能更方便的进行，可以完全放倒在地面上或有关设施上，也可不完全放倒以使植株枝叶等不受损伤；完成作业后将栽培体放置栽培处继续栽培或放置其它处作其它处理，这个步骤在大多数情况下是前面抬起的反操作，放回原处或其它长期或临时栽培的地方继续栽培，但也可以是运输设备上等待运输，或放到一个保护设施中躲避自然灾害，最后松开设备与栽培体的连接。
[0008]上述种植业工业化方法中其中利用工业化设备的部分作业也可替换为人工作业或者全部或部分替换为人工与工业化设备配合作业。完全实现工业化可能会导致生产成本急剧增加，为了节约成本，部分作业也可替换为人工作业，一个人难以作业的可以两人或以上共同作业；或是全部或部分替换为人工与工业化设备配合作业，一般来说完全由人操作设备或全自动进行的作业可称为纯工业化作业，但这种作业对于设备要求比较高，设备的成本也相应可能比较高，因此为了节约成本和/或减少对于设备的要求，可以采用人工与工业化设备配合进行作业的方式，比如大型植株通过设备抬起后，可通过人工进行根系修剪。
[0009]为了统一栽培模块规格，有必要建立一种栽培模块制造标准，包括容量、形状、承载能力等，栽培模块可以按照这个标准进行制造从而统一栽培模块尺寸、性能等方面规格，这种栽培模块制造标准可以参考以下措施来建立:
a、栽培模块的容量及形状参考所栽植植物种类在整个栽培时期正常栽培、特殊栽培或采取控根措施条件下根系实际生长及分布情况，能够满足其根系可以实现满足栽培需要的生长与分布即可。栽培模块做得足够大显然不会对根系产生明显不利影响而影响栽培目的的实现，但这样不经济，因此有必要明确确定栽培模块容量、形状的参考依据，使在栽培模块无需做得足够大也能够基本满足植株整个栽培期甚至整个生长期需要，具体方法如下:栽培模块的容量及形状仅可以容纳栽培周期内植株根系正常生长最大空间时50%-80%的根系或不超过10%，因为很多情况下50%-80%的根系所占的空间远小于整个根系实际生长空间的相应比例的空间而且对于植物生长基本足够，根系正常生长的最大空间本就不大的情况下(如幼苗及小型植物)可以接近`甚至超过实际的全部生长空间；或对于采取根系修剪等控根措施能够更好的实现栽培目的的情况仅可以容纳采取控根措施后的全部根系生长空间或不超过10%，采取控根措施后的根系一般都明显小于正常生长空间；或在无需考虑根系生长情况下，栽培模块的容量及形状仅可以容纳栽植植株的栽入部分或不超过10%，在短期、临时栽培时也能满足栽培需要。
[0010]b、栽培模块的承载能力根据是否需要仅靠栽培模块承载整个栽培体来确定，仅靠栽培模块承载整个栽培体是指在吊起栽培或装载移动等情况下时仅靠栽培模块就能承载整个栽培体而不会损坏，一般情况下，栽培模块是有依托的，如栽培坑、地面或栽培架等设施支撑，无需仅靠栽培模块承载，只有在吊起栽培或装载移动时才会需要。若需要其承载能力应按照可以承载所栽植植物种类在整个栽培时期栽培体的最大重量而定，若不需要可按照能够包裹栽培体并有一定的强度保证在一般情况下不会损坏即可，一般情况是指在上述非承载整个栽培体时的情况，例如在移栽植物时可以用将带土根部用塑料薄膜或大型塑料袋套起来然后捆扎好以达到保护目的即可，而吊起装载移动植株可以通过绑定树干等部位进行。
[0011]C、根据需要采用针对性的工业化设备作业设计标准，没有相应需要则无需采用；利用工业化设备进行作业是提高种植业生产效率的重要途径，为了实现这一点有必要对栽培模块进行适于利用工业化设备开展栽培及管理作业的改造或设计，这种改造设计或全新设计不仅设计栽培模块，还涉及相关的作业设备，从作业设备来看最好是可以满足多种不同设计的栽培模块作业需要，从栽培模块角度则是能够方便多种设备进行作业，且与植物栽培没有直接的联系，即不影响植物生长，因此这种标准与栽培模块标准可以分开建立，栽培模块标准在实现工业化可以根据需要选择采用。由于不同的作业可能需要不同的设备，同时对栽培模块的要求也不同，因此这样的标准可以制定很多，比如进行装载移动的设计标准、便于针对所包裹部分实施栽培及管理措施的结构设计标准，等等，无法一一列举完難
iF.0 [0012]e、根据需要采用唯一标识并防篡改的设计标准，没有相应需要则无需采用唯一标识并防篡改的设计标准。和上述针对性的工业化设备作业设计标准类似，此标准与植物栽培没有直接的联系，即不影响植物生长，因此这种标准与栽培模块标准可以分开建立，栽培模块标准在实现工业化可以根据需要选择采用。唯一标识并防篡改的设计标准可以在植物寄养、确定的委托栽培、确定的预定下单、农产品质量溯源等业务模式当中进行运用，其技术方案是:进行唯一标识，一般是对主体部分进行唯一标识，也可以是其它部分，或其中几个部分一同进行唯一标识，唯一标识可采用条形码、二维码、RFID标签等形式，载体可以是标签、直接印刷图文、芯片或任意组合；同时可以防范标识本身和栽培模块包裹栽培介质及栽植植物地下部分的破坏、变造、替换等篡改，防范篡改并非阻止篡改，是指增加篡改的难度使之不可轻易实施，以及在篡改之后可以发现篡改或还可以固定篡改的证据等，防篡改可以采用贴封条、把唯一标识固化在栽培模块内部、一次性的固定连接装置将栽培模块各部分连接起来及其它可防篡改的方式实现，不影响水肥施用等必要的栽培及管理措施实施但要通过注水孔进行加注或其它不破坏标识作用的方式进行；采用贴封条方式时，有时需要多个封条并贴在关键处，如覆盖部分的封口处，在覆盖部分与主体部分分离时则需要同时贴在两个部分上以防止分离。上述栽培模块可以运用于；可以将已经采取这种模块栽培的植物将他人和单位寄养，由于唯一标识并防篡改，接受寄养的人员单位无法没有痕迹的对寄养植物地下部分及栽培模块进行破坏、变造、替换，同时也利于寄养人识别自己的寄养植物，委托栽培也是如此，接受委托的人员单位无法没有痕迹的对委托栽培的植物地下部分及栽培模块进行破坏、变造、替换，同时委托人也能方便的识别自己的委托栽培的植物；可以将已经采取这种模块栽培的植物进行商品化栽培，在没有上市前即可接受客户的确定的指明具体植物的预定，由于唯一标识并防篡改，栽培者无法没有痕迹的对已被预定的植物地下部分及栽培模块进行破坏、变造、替换，预定者也能方便的识别自己的预定的植物商品；还可用于农产品质量溯源，由于每一株植物地下部分及栽培模块都具有唯一标识并防篡改的特性，因此可以对产品本身及其栽培介质进行准确的追查，一般在批量生产时，可以抽样封存一些样品，如果发现有质量问题即可方便的进行复查，也可随时进行抽样检查，因为所抽样的都是唯一标识的有记载的，因此便于分析造成质量问题的准确原因。
[0013]在上述种植业工业化方法中，由于是基于模块化栽培的，因此批量生产或制作适合工业化设备装填的栽培介质是必须要重点考虑的，因此这里提出栽培介质加工工厂建立方法，其方案包括以下内容:
栽培介质加工工厂的设备应包括搅拌设备、粉碎设备、筛选设备等，在栽培介质生产或制作过程中主要包括各种原料如自然土壤、水肥或其它原料的搅拌混合，大块原料打碎、长的稻草秸杆枝叶等切碎，以及筛选适合颗粒度的栽培介质等，上述加工处理可以通过搅拌设备、粉碎设备、筛选设备进行；可选包装设备，有时需要将生产或制作的栽培介质包装以便于运输及保存，这就需要包装设备。栽培介质加工工厂应设施包括堆怄池、仓库等，稻草秸杆枝叶等有机物、人畜排泄物是生产或制作高肥力及其它性能栽培介质的优质原料，但一般不能直接使用，直接使用效果不佳甚至有副作用，因此需要堆怄发酵腐熟，使其中的某些有机物进一步分解，另外杀菌杀病虫害也可以采用堆怄的方法，可以无氧即密闭堆怄，有些也可以有氧非密闭堆怄，可以直接置于阳光暴晒之下，也可以避免阳光直射而进行遮挡覆盖，上述操作一般做好放在堆怄池中进行，有些情况也可以在一般场地上直接堆成一个土堆形状进行上述处理；仓库是用来堆放原料及成品的，也可以做成简易的仓库，蒙上防雨布或搭个棚也可防止雨水等侵袭。按此建立的栽培介质加工工厂可以加工植物栽培中各种需要的栽培介质，如在自然土壤中通过搅拌设备与水肥充分混合而制成肥力更高的土壤，如将沙石粉碎后过筛并与堆怄腐熟后的介质进行混合制成完全人工的栽培介质。
[0014]相对于传统的种植业方法或种植业中已经在用但不通用而局限于某个栽培环节或某种特殊植物栽培的工业化方法，本发明提出的种植业工业化方法优点在于:具备通用性可以适用各种植物或不同栽培环节，并且成本不高、要求不高易于实现，这些特征对于农业种植业真正实现工业化是至关重要的。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为种植业工业化方法的示意图；
下面结合附图对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
`[0016]实施例1
大田露地玉米规模模块化栽培，具体描述与使用方法如下:
a、参考了通常自然条件下玉米成年植株的根系正常生长空间后，确定准备大小为直径为20cm高为30cm的内空圆柱体形状的容器作为主体部分，其中底部贮水部分高5cm，贮水部分顶部有若干毛细管向下垂到容器底用于吸水，用耐用硬质塑料制成，可以长期重复利用。覆盖部分与主体部分连成一体且用透气薄膜制成，有中心对称排列相距5cm的两个直径为5cm的圆，圆分为四个相等扇形，各扇形之间由开口分开，作为保留给玉米生长的位置，各扇形圆周中段处留少部分仍与其余覆盖部分相连，使扇形薄膜不易掉落并且容易被顶起而不影响玉米生长，主体部分最上部边缘均向上向外(各超过2厘米)的突起以便于设备用叉状物叉起实现装载移动，突起的上部均匀分布有四个内空2厘米的洞以便于绑绳挂钩(人工操作可用)；
b、选择适宜玉米生长的土壤，并根据需要添加营养成分和有机质，提高土壤性能，可以由搅拌设备粉碎设备进行加工处理；
C、按容器大小剔除贮水装置容量后的95%计算装填量，先在容器内侧铺一层稻草编织的垫子(底部不铺)用于控根，防止根系异常生长，然后再将土壤装填到主体部分，可通过设备定量装填。为了使软质覆盖部分不自然形成漏斗状，在装填栽培介质时适当将其堆起成向上凸起状，从而把覆盖部分顶起而不形成漏斗状；装填可以采用类似于充填机这样的设备实现；
d、将玉米栽植到主体部分，采用双株定植方式，可以将实施例2中的玉米幼苗两株(注意方向)分别从两个保留位置的圆整体栽植进去；栽植也可用专门的栽植机实现；
e、栽植后首次浇水并浇透，特别要浇透幼苗的老的栽培容器，使土壤看起来明显湿润且贮水装置将近蓄满水分但还没溢出，根据营养土情况估算浇水量，可在估算后采用设备定量烧灌；
f、把栽植了幼苗的栽培容器相邻集中密集摆放，至植株长至30cm高时定向放到大田预先挖好的栽培坑中，可以通过类似于播种机的设备放到栽培坑中或先挖坑再放；收割则进行相反的操作，可通过设备用叉状物叉起实现将栽培体抬起然后集中放置，也可同时进行收割或分离栽培体与栽培模块； g、按生长需要补充水肥，可以根据当时情况估算水肥施用量，然后采用滴灌设施从覆盖部分的保留生长位置进行定量浇灌。在玉米蜡熟期也可以将玉米连同栽培模块从大田移出集中直立放置，待完全成熟再进行机械化采收。
【权利要求】
1.一种种植业工业化方法，其特征在于:对栽培模块进行适于利用工业化设备开展栽培及管理作业的改造或设计，并统一栽培模块规格，然后基于上述栽培模块进行模块化栽培，最后在前面模块化栽培基础上利用工业化设备开展栽培及管理作业。
2.根据权利要求1所述的种植业工业化方法，其特征在于: 栽培模块包裹部分与前面所采用的栽培模块易分离且分离后仍有装置包裹以便于栽培体整体移入后面所采用的栽培模块； 或者前面所采用的栽培模块应不阻碍所栽植植物部分地下部分正常生长以能够将连同栽培模块的栽培体整体移入后面所采用的栽培模块。
3.根据权利要求1或2所述的植物栽培工业化方法，其特征在于:其中利用工业化设备的部分作业也可替换为人工作业或者全部或部分替换为人工与工业化设备配合作业。
4.根据权利要求1或2所述的种植业工业化方法，在进行其特征在于: 固定具有起重功能的工业化设备与栽培体的连接，然后通过该设备抬起栽培体，根据需要放倒或并翻转栽培体，完成作业后通过将栽培体放置栽培处继续栽培或放置其它处作其它处理。
5.根据权利要求4所述的植物栽培工业化方法，其特征在于:其中利用工业化设备的部分作业也可替换为人工作业或者全部或部分替换为人工与工业化设备配合作业。
6.—种统一栽培模块规格的栽培模块标准建立方法,其特征在于: a、栽培模块的容量及形状参考所栽植植物种类在整个栽培时期正常栽培、特殊栽培或采取控根措施条件下根系实际生长及分布情况，能够满足其根系可以实现满足栽培需要的生长与分布即可 ； b、栽培模块的承载能力根据是否需要仅靠栽培模块承载整个栽培体来确定，若需要其承载能力应按照可以承载所栽植植物种类在整个栽培时期栽培体的最大重量而定，若不需要可按照能够包裹栽培体并有一定的强度保证在一般情况下不会损坏即可； C、根据需要采用针对性的工业化设备作业设计标准，没有相应需要则无需采用针对性的工业化设备作业设计标准； d、根据需要采用唯一标识并防篡改的设计标准，没有相应需要则无需采用唯一标识并防篡改的设计标准。
7.一种栽培介质加工工厂建立方法，其特征在于: 设备包括搅拌设备、粉碎设备、筛选设备，包装设备根据需要选用，设施包括堆怄池。
【文档编号】A01G1/00GK103733840SQ201310717161
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】倪龙 申请人:宁波保税区攀峒信息科技有限公司