一、多功能（LG-D型）无土栽培设施及栽培技术

   LG-D型无土栽培设施是一种具有多种栽培用途，可以栽培各种蔬菜、花卉、草莓等作物的多功能栽培模式，具有通用的底槽、槽堵和4种不同栽培用途的定植板，及无纺布基质袋，复合栽培专用方形定植钵、水培定植杯等产品。

（注：LG-D含义：LG表示绿东国创公司“绿、国”两个汉字拼音的第一个字母，D就是多功能的缩写）

1、 LG-D型无土栽培设施结构

⑴、通用底槽及槽堵：

为高密度聚苯材料模压而成，槽的外径宽600mm，长度1000mm，槽深50mm，厚度为20mm，槽底具有两条凸起10mm的纵向分界线。槽侧立面具有曲线形可叠加的嵌合结构，槽的两端具有互相连接的嵌合结构，侧立面上部与定植盖板之间具有咬合结构。槽堵为“簸箕形”，外径、槽深、厚度、槽底分界线及上下、左右咬合结构完全和底槽一致，长度为500mm，其中一端的槽堵底部有一个内径50mm，外径75mm的排液口。

⑵、A型定植板

为高密度聚苯材料模压而成外罩式定植板，厚度为20mm，外径宽600mm，长度1000mm，内高10mm，定植板上具有纵向三排、每排5个隐形定植孔，定植孔的周围正面凸起板面5mm（可以阻挡灰尘、滴水流进栽培槽），反面向上凹5mm，定植孔上部内径28mm，下部25mm，中间具2毫米封闭薄片，根据栽培密度需要考虑是否打开。定植板两端具有互相搭接的嵌合结构，与底槽口具咬合结构。

⑶、 B型定植板

为高密度聚苯材料模压而成外罩式定植板，厚度为20mm，外径宽600mm，长度1000mm，定植板上具有纵向六排、每排10个定植孔，定植孔的周围正面具有凸起板面5mm的结构（可以阻挡灰尘、滴水流进栽培槽），定植孔内径为25mm。定植板两端具有互相搭接的嵌合结构，与底槽具咬合结构。

⑷、C型托植板

为高密度聚苯材料模压而成“内嵌式托板”，厚度为20mm，外径宽600mm，内径宽520mm，长度500mm，托植板与底槽具有嵌合结构，托植板本身具有隔档结构，互相连接处不设搭接结构，托植板上具有纵向八排、每排7个“扎根透水孔”。

⑸、D型定植板

为高密度聚苯材料模压而成外罩式定植板，厚度为20mm，外径宽600mm，长度800mm，内高50mm，板内侧顶部具2根加强筋，定植板上具有纵向两排、每排2个方形定植孔，定植孔的周围正面具有凸出板面5mm的凸起结构（可以阻挡灰尘、滴水流进栽培槽）。定植孔内径上口为97mm见方，下口为90mm见方。定植板两端具有互相搭接的嵌合结构，与底槽口具嵌合结构。

⑹、无纺布基质袋

用亲水性园艺专用无纺布缝合而成枕头形，标准型号为长360mm，宽220mm，厚100-120mm，每袋装基质8-9L；另一种型号为长1000mm，宽280mm，厚100-120mm，每袋装基质30-36L。

⑺、方形定植钵：采用PS塑料模压而成，方形，上口边长120mm，底部边长80mm，高90mm，底部为格栅状，果菜复合栽培专用。

⑻、水培定植杯：采用PS塑料模压而成，圆形，上口具有平行向外延伸的“翻边”构造，杯体外径24mm，底部外径19mm，高45mm，杯体上部20mm为封闭式，下部25mm为格栅状，叶菜水培专用。

 

2、 LG-D型无土栽培设施模式应用

LG-D型无土栽培设施产品根据栽培需要可以组合出多种栽培模式，每一种栽培模式的栽培槽（床）长度一般设计在400-2500cm之间，根据不同作物的生长高度及栽培要求，可以在地面直接进行组装，也可配套钢结构床架，将栽培槽铺设在单层或多层的栽培托架上。采用营养液循环供液方式进行灌溉。

⑴、 DFT水培叶菜（A/B板）

采用通用底槽与A型定植板结合，进行结球生菜、散叶生菜、奶油生菜、不结球白菜、羽衣甘蓝、西芹等大棵型叶菜的水培；与B型定植板结合，可进行小油菜、菠菜、三叶芹、水芹、香芹、紫背天葵、空心菜、油麦菜等的水培。DFT水培叶菜一般采用双槽并列组合而形成宽度120cm的水培床，道路宽40-70cm不等，为确保水培叶菜的叶片不受尘土、滴水、地面土传病虫害等的污染和侵扰，通常采用离地栽培，将栽培床架设置离地面60-80cm，使床面的蔬菜定植管理作业正好符合人站立操作的理想层面，以减轻劳动强度，提高作业效率，降低栽培风险。

采用通用底槽与A型板结合，还可进行草莓的水培，栽培槽为单列设置，路间距50-60cm，打开A型板两侧的定植孔，进行草莓定植。

⑵、 DFT/NFT水培果菜

   栽培槽为单列，行间道宽100-120cm，采用通用底槽与A型板结合，用于番茄、黄瓜、甜瓜、西瓜等果菜的水培。将定植板两侧的定植孔交错打开，即纵向间隔打开定植孔，其余定植孔保持隐形封闭状态。

   栽培槽可以布置在地表，但需要铺设园艺地布进行隔离，最理想的做法是采用离地布设，将栽培槽架高30-60cm，形成标准化的果菜水培床，对减轻病虫害发生，降低栽培风险具有重要意义。将支架水平设置即为DFT水培模式，按80-100:1的坡降设置即为NFT果菜水培模式。

⑶、立体多层叶菜水培

采用钢结构床架进行多层式水培，支架内宽60cm，长度不限，高度160-200cm，设3-4层，每层间距40-60厘米不等，第一层离地不低于40cm。将通用底槽与A/B/C三种定植、托植板结合使用，每层可栽培不同的园艺作物。通常最上层栽培对光照要求强、温度高的大棵型叶类蔬菜，中间栽培棵型相对偏小、不耐强光高温的叶菜品种，下层栽培喜阴叶菜或芽苗菜。将不同温光需求的作物品种按垂直温光条件进行分层定位栽培，有利于发挥每一种作物的生产潜能。

⑷、 DFT水培育苗

采用钢架结构离地作成水培育苗床，与叶菜水培床设施结构类似。底槽与B型板结合使用，进行叶菜和果菜的水培育苗。当苗与苗之间的叶片基本搭接，槽内根系还没有交叉纠缠生长，地上部未出现明显徒长前进行分苗定植。

⑸、简易型复合无土栽培（发明专利申请号：201110068853.5）

采用通用底槽与无纺布基质袋、黑白膜、方形定植钵组合而成栽培设施。将地面整理平整，高低误差不超过±10mm，铺设园艺地布进行土壤隔离后，铺设通用底槽和黑白膜，将基质袋按株距设置进行布置，即株距40cm，基质袋之间距4cm，上面再铺设一层黑白膜，在基质袋上方的黑白膜上开一个与方形定植钵底部边长匹配的定植口，不伤及基质袋。将培育好苗的定植钵直接摆放到开口位置即可，初次浇透水，使定植钵中基质与基质袋中的基质经无纺布的吸湿作用，实现上下水分的毛细管作用连接。初期可以将槽内水位淹没到基质袋的一半位置，随着作物根系下扎到基质袋中，逐渐降低水位至20mm，每天定时进行流动循环灌溉。

⑹、标准型复合无土栽培（发明专利申请号：201110068853.5）

采用通用底槽与D型定植板、无纺布基质袋、黑白膜、方形定植钵进行组合，设施标准化程度高，外形美观。将地面整理平整，高低误差不超过±10mm，铺设园艺地布进行土壤隔离后，铺设通用底槽和黑白膜，将基质袋按株距设置进行布置，即株距40cm，基质袋之间距4cm，将D型定植板覆盖后即可定植。将育好苗的定植钵直接摆放到定植板的方形定植口中即可。初次浇透水，使定植钵中基质与基质袋中的基质经无纺布的吸湿作用，实现上下水分的毛细管作用连接。初期槽内水位淹没到基质袋的一半位置，随着作物根系生长进入基质袋，逐渐降低水位至20mm，每天定时进行流动循环灌溉。

 

3、 LG-D型无土栽培设施模式的优越性

⑴、通用底槽的宽度、高度适合栽培各种果菜、叶菜，既适合做水培，也可与基质袋结合，做成水培、基质培复合模式，充分体现其多功能性。

⑵、配套开发的四种不同用途的定植板、托植板，满足了不同作物及不同栽培模式的需求。

⑶、通用底槽与定植板的宽度，可单槽连接成“栽培畦”，操作道宽80-120cm，用于栽培各种果菜；双槽并列布成栽培畦时，恰好是正常叶菜的栽培畦宽度（120cm），操作道宽40-60cm。因此，这种宽度的栽培槽比以往40-50cm和80-100cm宽度设计的栽培槽更加合理。

⑷、定植板上定植孔周围的凸起设计可以避免温室的滴水、灰尘进入定植孔，避免病菌侵入根基和进入营养液中；槽与槽、槽与定植板之间连接处的嵌合结构设计，提高了水培根际环境的污染防御能力，降低病虫害的入侵几率；

⑸、通用底槽与基质袋、方形定植钵、黑白膜覆盖、D型定植板结合的复合型无土栽培模式，充分发挥了基质栽培与水培的综合优点，克服了两者的缺点，不仅可以进行无机营养液栽培，还可用有机液肥进行灌溉，解决了有机生态型无土栽培必须使用固体有机肥的种种弊端。

⑹、水培、基质培复合栽培模式，解决了基质栽培必须用滴灌进行灌溉而带来堵塞和供液（给水）不均匀的缺水、死苗和生长不均衡问题。

⑺、无纺布基质袋的标准化产品和商品化生产，不再需要在栽培现场配制基质和装袋，将基质袋直接按株距要求进行铺设，槽内灌水浸泡基质袋，定植时不需要在基质袋上开口，将底部带网格的方形定植钵直接摆放在袋子上即可，实现了无土栽培设施系统的标准化、规范化、洁净化作业，操作人员可以十分轻松、干净地完成种植作业。

⑻、作物根系在3-5d内就能穿透无纺布扎入基质中，一段时间后再一次穿出袋壁，向槽内空间伸展，使根际水、肥、气环境得到有效调控。

⑼、栽培结束后，切断栽培钵底部根系，将基质袋堆积覆膜，进行高温闷闭消毒，沤腐基质中的残根，而后晾晒干燥，将基质袋周围的须根轻轻刮除，即可投入下一茬栽培使用。

 

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(复合无土栽培铺设基质袋)

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(标准型复合无土栽培设施)

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(简易型复合无土栽培番茄定植后景观)

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(标准型复合无土栽培番茄定植后景观)

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(番茄标准型复合无土栽培结果期)

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(复合无土栽培模式番茄生长势-摄于宁夏科技厅科研温室)

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(番茄简易复合无土栽培栽培模式)

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(立体生态三层水培模式叶菜生长势-摄于宁夏科技厅科研温室)

 

 

 

二、 LG-Ｌ立体无土栽培设施及栽培模式

针对本人原设计发明的斜插式立体栽培柱、栽培墙设施结构在安装、栽培过程中存在的问题，对这两种栽培设施装置进行了较大的改正，研制开发出第二代链条组合式墙体栽培（专利号：ZL 2008 2 0109103.1）、组拼式墙体栽培和三角柱式栽培设施三套模式。2011年，又针对目前所有立柱式栽培设置装置普遍存在需要更换基质，主体结构遮挡光照明显以及蔬菜直立生长不均衡、商品性差等的弊端，进一步研究开发出第三代“螺旋仿生立体水培柱”（专利号：ZL 201120202956.1）。

 

1、链条组合式墙体栽培设施结构

由墙体栽培槽、槽顶盖、底部集液槽、基座、固定轴管、无纺布、基质、定植杯、营养液循环供液系统等组成。

栽培槽体采用高密度聚苯材料模压而成，槽外长860mm，高125mm，槽内径长  mm，宽40mm，深10mm，厚度为20mm。槽内分设四个档格，每个档格的底部具有两个排液口，两侧各带一个凸出的U形定植口，整个栽培槽体两侧共有8个定植口。栽培槽两端带有内径40mm的轴管圈，两端轴管圈的位置是上下错位排列，便于横向连接。栽培槽体的上端和底部具有上下叠加的嵌合结构，使槽体纵向串叠后形成整体，并可避免槽内上下水不外溢。

槽顶盖、集液底槽长宽与栽培槽体完全一致，两端带轴管圈，顶槽盖内深40mm，底部集液槽内深60mm，底部中间具一个内径25mm，外径50mm的排液口，可以外接内径50mm的PVC管。基座与固定轴管起支撑与连接、固定栽培墙体的作用，基座一般为砖混结构，高度200-240mm,宽度与栽培槽体外宽基本一致，事先将回液管路固定到基座中，轴管上部与温室或其他建筑物进行连接固定，以确保整体栽培墙设施的稳固。

无纺布、基质是墙体栽培槽内作物根系生长的载体，无纺布承担吸水和保护基质不下漏、不外溢的作用，基质可选用海绵或珍珠岩、大粒蛭石、小陶粒等吸水性、透气性、排水性好的材料。

配合墙体栽培槽的“凸起”定植口，设计了一种专用“U形定植杯”，杯体外壁为封闭式，内壁和底部为格栅状，供作物根系向外伸展。定植杯底部平整，装上基质后可以自立，便于分苗、移苗操作和苗床浇水作业，成苗后将杯体直接塞入墙体的定植孔中即完成定植作业。

 

2、三角立柱栽培设施

由三角立柱钵、无纺布、基质、定植杯、柱芯管、集液槽、营养液循环供液系统等组成。

三角立柱钵为整六边形，高160mm，内深140mm，中间为内径50mm的轴芯管圈，管圈外壁与钵体内壁具间隙结构，用于填充基质材料，满足作物根系生长对空间的需要，其间隙宽为30-40mm不等，内腔底部具有6个排液孔，有利于营养液的上下径流；栽培钵体具三个凸起的U形定植口，成“正三角”排列，故名三角立柱栽培模式。

无纺布、基质、定植杯、轴心管等的功能及材料基本与链条组合式墙体栽培一致。

集液槽可以是水泥结构，也可采用多功能栽培设施的通用底槽与A型定植板配合。集液槽的宽度一般在300-800mm之间，深度50-120mm，将柱体排出的营养液全部收集并通过排液管路流回营养液池，完成循环供液。在集液槽上覆盖定植板或铺设鹅卵石，进行叶菜或花草的平面种植。

 

3、组拼式墙面立体栽培设施

由栽培盒、连接盒、无纺布、海绵、定植杯，集液槽、附着支架、固定螺丝，营养液循环系统等组成。

栽培盒采用ABS塑料模压而成，栽培盒外径尺寸：长250mm，高125mm，宽30mm。上部开口处壁厚1mm，往下逐渐增厚至2mm。栽培盒中间具有一个档格，将盒体分为纵向两个空腔（124×124mm）供植物根系生长，空腔内填充无纺布和基质材料。栽培盒底部具有8个直径12mm的排水孔；盒体上口的外壁上具有两个U形凸起的定植口，定植口内径为38mm。盒口的内壁高出盒体20mm，具3个固定螺孔。连接盒外形尺寸、盒内构造和栽培盒完全一致，只是不带定植口，起到连接栽培墙上下栽培盒给排液的作用和调节植物种植间距的作用。盒体中填充无纺布包裹基质材料，作为根系生长的载体。

墙体支撑附着物，必须是完全平整的垂直面，能拧进螺丝，便于将栽培盒、链接盒固定在垂直面上，也可考虑采用木条、木板等做成骨架，再将栽培盒、链接盒安装固定在骨架上形成栽培墙体。

回液槽设在栽培墙体设施的底部，用塑料槽或水泥槽将栽培墙体盒排出的水肥收集并回流到营养液池中，完成循环供液。

 

4、螺旋仿生立体水培柱

由栽培钵、外罩式定植盖、内嵌式种植盘、小型定植杯、柱芯管、营养液循环系统等组成。

栽培钵采用聚丙塑料模压而成，钵体高45mm，厚度2mm，外形为六瓣花边型，外径230mm，钵的一侧带内径75mm的固定圈，与栽培钵形成整体，圈壁厚为5mm，高度为80mm。栽培钵的一侧底部设有排液管口，内径为16mm，可以插接外径16mm的PVC管调节钵内水位。

外罩式定植盖其内径尺寸与栽培钵外径尺寸吻合，罩在栽培钵上形成一个整体，定植盖上具有7个内径25mm的定植孔。定植盖的一侧边沿设有一个内径16mm的进液口。内嵌式种植盘其外径尺寸与栽培钵内径尺寸吻合，搁置在栽培钵内形成“笼屉型“构造。种植盘底部为网格状，便于根系的穿透。

柱芯管为外径75mm的PVC管，回液管路在每个栽培柱的底部设一个对应回液管口，将每个柱的排液串联回收，流回到营养液池，完成循环供液。

 

5  LG-Ｌ立体栽培设施的应用

⑴、 三角柱式立体栽培模式

生产性栽培一般将立柱钵串叠到180-200cm高，需要11-13个立柱钵串叠而成；观光场所栽培一般高度没有严格标准，可高低错落；家庭阳台栽培一般6-12个立柱钵串叠即可。三角立柱钵需先装上基质，在钵内衬垫一层无纺布，将基质灌注入钵内空间，至8-9成满，再将无纺布边沿覆盖在基质表面，实际上是用无纺布把基质包裹起来，避免串叠立柱钵时出现基质撒溢现象。立柱底部需要统一的集液槽，一般在地面砌宽度30-80cm不等的砖混水泥槽，做好防渗处理。在集液槽的中间或一端设一个排液口，将营养液排入地下回液管路，集中流回到营养液池中。立柱体的固定一般是在顶部设置网格进行固定，也可将柱芯管事先预埋固定在集液槽中。

⑵、链条组合式墙体栽培模式

链条组合式墙体栽培一般不作为生产性使用，可作为温室东西分区的“生态隔离墙”、观光农业的“景观墙”、生态餐厅的“雅间装饰墙”等使用，在这些场合使用，栽培墙的间距比较大，互相遮光的时间少，能确保整体墙面上的作物生长一致。

组装墙体时，底层先布置集液槽，第二层从左到右依次搭接，第三层从右到左依次搭接，使上下层栽培槽的定植口位置错开，一层一层串叠栽培槽，至高度达到设计要求（一般正常栽培墙高度180-200cm，也可做到300cm高度）到顶部加盖一层顶槽，形成一面完全封闭的墙体栽培设施。栽培槽两端的轴心管下部固定在基座上，顶部与温室柱进行连接固定。在栽培墙的顶槽上布置供液管，采用滴灌灌溉。

⑶、 组拼式墙面立体栽培模式

组拼式墙面立体栽培模式一般也不作为生产性使用，可作为温室东西分区的生态隔离，观光农业的景观布置，生态餐厅的雅间隔离，建筑物表面垂直绿化、美化等场合使用。

以上三种立体栽培模式，结构装置与原理基本一致，主要适合栽培散叶株型和分枝株型的绿叶蔬菜和各种矮生花草，不适宜栽培草莓、结球叶菜等。一般常见的叶用甜菜、散叶生菜、木耳菜、番杏、紫背天葵、乌塌菜、奶白菜等都可栽培。

⑷、螺旋仿生立体水培柱模式

这是根据植物叶片在主茎上螺旋着生的原理而设计的一种“仿生栽培装置”，打破了传统立柱栽培中柱粗大而种植部位偏小的模式。将每个栽培钵从下往上依次螺旋形串叠，形成中柱细（外径84mm），栽培钵大（外径230mm）的设施构造。作物幼苗定植在栽培钵的定植盖上，根系伸展在栽培钵的营养液中，和中柱不发生关联，而且把作物与中柱的间距拉开，从而把柱体对作物生长的影响降低到最低限度。

螺旋仿生立体水培模式可以栽培大部分叶类蔬菜和各种矮生花草及草莓，还可进行细叶菜和芽苗菜的培育，这是其他任何一种柱式栽培所无法实现的，显著扩大了栽培品种的范围。栽培大棵形叶菜（结球生菜、羽衣甘蓝），每层栽培钵定植一棵即可；栽培中棵形（散叶生菜、花叶生菜）蔬菜，每层栽培钵定植3棵；小棵形定植7棵（油麦菜、空心菜、紫背天葵等）；细叶菜、芽苗菜等采用内嵌式种植盘，密度可进一步加大。

 

6、 LG-Ｌ系列立体栽培模式的主要优点

⑴、第一代斜插式立柱、墙体栽培设施是汪晓云在1999年设计发明的，率先在河北省北戴河集发农业观光园进行栽培应用，从最初的手工制作栽培设施到采用模具生产带斜插孔的圆柱钵、栽培墙板经历了3年时间，此后这两种栽培模式很快在全国各地推广、效仿应用。这两套立体栽培模式实现了立体栽培在定植时不需要对主体结构及柱体、墙体内基质材料的扰动，作物育苗直接在斜插管杯中进行，将管杯直接插入立体设施的斜插孔即可，同时，供液、回液管路在立体栽培设施的上下端进行安装，水肥在立体设施内部的基质材料中润流，不需要对立体设施上的每棵作物单独进行给水、给肥，简化了栽培设施和管理程序。

⑵、通过几年的应用及栽培实践，于2008年对斜插式立柱栽培及墙体栽培的设施结构进行了改正创新，将立柱钵、墙体上的斜插孔改为凸出垂直面的“U形定植孔”，将“斜插管式杯”这一不规范结构改为“专用U形定植杯”。U形定植杯可以直接直立育苗，解决了斜插管杯不能自立，不利于育苗操作的问题。

    立柱栽培装置从方形、圆形改为“三角六边形”，在三个对角定植植物，一是极大地方便了立柱钵的串叠安装，实现上下层栽培钵定植孔的准确错位；二是使栽培柱体对每棵作物横向生长空间的释放发挥到极致（三角柱每棵作物的垂直生长空间可达到300°的方位，而圆形栽培柱的每棵作物垂直生长空间只有200°左右），有利于作物更好地直立生长。

墙体栽培设施从两片夹板结构改为槽式结构，从依靠设立内钢管骨架固定墙体，改为通过轴管穿过栽培槽体两端的链接轴圈来固定墙体。这一结构的改正一方面使墙体栽培设施的安装更加容易、便捷；另一方面使固定骨架不再和栽培基质体、营养液等参杂在一起，避免了钢管骨架因营养液酸碱侵蚀而锈腐和释放有毒离子的问题，也避免了根系与锈蚀金属管的接触。栽培槽两端的链接轴圈设计使纵向固定管的安装更为方便，这种轴圈链接结构使墙体栽培立面造型可以随意而变，最大变幅角度可达90°，也就是可以将栽培墙直接回合成一个正方形或长方形的“院墙”而不需在拐角处断开安装，还可回合成六边形、八边形、多边形及波浪形栽培墙，可组合出富有文化、艺术与科技内涵的立体栽培景观。

⑶、螺旋仿生水培柱的设计构思，改变了传统立柱式栽培中柱粗大、栽培孔位小的“依附性”种植结构，使中柱完全脱离作为植物根系生长空间与水肥流经通道的功能，成为独立并支撑栽培钵的骨架结构。栽培钵在中柱上的螺旋形排列使每个栽培钵中的植物得到全方位生长空间，并使每棵作物活动更充分的直射光照射，将设施结构对光照的遮挡降低到最低限度。

栽培钵配套了两套定植盖，使可选择栽培的作物品种更加丰富。定植盖的灵活揭、盖设计，使每个栽培钵内残根清理、钵体消毒更为方便、彻底。解决了以往立柱栽培设施必须拆卸整体柱子，才能进行立柱钵内残根清理、更换基质、消毒等的弊端，使换茬、清理、消毒、再定植等作业效率显著提高，周期显著缩短。

回液管路安装及设施的固定不再需要固定基座、回液槽、集液槽等基础土建工程，减轻了工程施工强度和难度，降低了栽培工程费用投入，回液管路可直接布于地表或浅埋地下，工程衔接既方便又省力，有利于推广应用。

 

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（螺旋仿生水培柱种植景观——摄于廊坊金丰农科园）

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（螺旋仿生水培柱栽培场景——摄于廊坊金丰农科园）