5 栽培床

栽培床是植物的垂直种植载体，其内部是植物根系吸收营养液的空间。将日光温室内贮液池两侧的320座栽培床划分为8个供液区域（每个区域5排，每排8座栽培床，共40座栽培床），每侧4个区域。栽培床相邻两排交错分布，每排的每个栽培床均分布在其相邻一排距离该栽培床最近距离的两个栽培床水平方向中心连线的垂直平分线上（图5）。

栽培床整体呈六棱柱状（图5），正六边形边长35 cm，高度1.6 m，垂直种植面积为3.36 m2，占地面积0.32 m2。

栽培床包括侧面栽培板、上支撑定位盖、营养液汇集板、下承重定位盘、万向轮等。栽培床种植区域主要由6块侧面栽培板通过牙式啮合构成（图5）。栽培板为16 mm厚泡沫材料，其上的穴孔φ30-50 mm，均匀分布，与海绵一起固定植物根茎。

图5 栽培床结构

（1：支管路，2：分管路，3：栽培床手动控制阀，4：上支撑定位盖，5：栽培板，6：雾化喷头，7： 营养液汇集板，8：下承重定位盘，9：万向旋转轮，10：支回流管路，11： 回流管路的地上接口，12：土壤，13：栽培床固定板）

上支撑定位盖为轻质塑料材质，中心开φ50 mm孔。下承重定位盘为轻质塑料材质，中央向下为一体管孔，其内径与回流管路的地上接口管孔部分外径相等，实现整个栽培床中心定位。下方距中心14 cm处的圆周上布置6个万向旋转轮，实现栽培床绕回流管路的地上接口管孔原地旋转，便于作物栽培、管理、收获和各个方向作物的均匀采光。

栽培床上方由上支撑定位盖限位，下方通过下承重定位盘支撑定位，防止侧面栽培板分开，形成栽培床支撑状态。

营养液汇集板为发泡材料，四周高，中间比较低，在中间位置设置排液管孔口，管孔外径小于回流管路的地上接口管孔内径，可以直接伸入其接口内，使汇集后的营养液通过排液管孔口直接进入回流支管内。营养液汇集板放在下承重定位盘内，边缘上放置侧面栽培板。

栽培床固定板为高强度纤维水泥混凝土材质，φ750 mm，厚40 mm，呈圆板状，中间开孔直径略大于回流管路的地上接口管孔外径，误差小于2 mm，放在地面上。回流管路的地上接口通过栽培床固定板的中央圆孔与栽培床下承重定位盘中央管孔配合。

栽培床间距、高度以当地冬至日正午太阳高度角来设计参考。

式中：s为栽培床排距（m）；H为栽培床高度（m）；α为当地冬至日正午太阳高度角（º）；r为栽培床横截面外接圆半径（m）；k为校正系数，k∈[1, 2]。

式中：n为每排栽培床数量（个）；W为日光温室长度（m）；b为常数，b∈[0.7, 1.2]。

式中：p—气雾培土地利用率。

本设计中，以山东艾维有限公司农场为例（东经121°37'9.87"，北纬37°14'56.16"），冬至日正午太阳高度角29.33°，k=1.25，日光温室沿温室长度方向相邻栽培床间距1.5 m，垂直温室长度方向相邻栽培床间距1.6 m，可利用面积约占91%，高度在2.2 m以下的面积约占可利用面积的15%，该面积可进行土壤种植，其他非种植平面约为可利用面积的5%，栽培床可以旋转，可以增加地面种植面积占可利用面积40%以上，垂直种植面积气雾培系统种植面积为1 075 m2，土壤种植面积为400 m2。