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1、9植物的无土栽培 无土栽培 不用天然土壤而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法 优点 1 省水 省肥 省工 高产2 受区域 土壤 地形等限制少当自然环境的必要条件都可以控制时 无土栽培才能取得大的经济效益 无土栽培的分类与特点 基质栽培 无机基质培有机基质培无基质栽培 水培雾培 西瓜基质培 常用水培和喷雾培生产设施及管理 重点介绍 深液流水培技术 DFT 营养液膜技术 NFT 喷雾栽培技术 SCT 水培 是指植物部分根系悬挂生长在营养液中 而另一部分根系裸露在潮湿空气中的一类无土栽培方法 喷雾培 是指植物根系生长在雾状的营养液环境中的一类无土栽培方法 水培根据其营养液液层的深度 设施结构和
2、供氧 供液等管理措施的不同 可划分为两大类型 一 深液流水培技术 DeepFlowTechnique DFT 指营养液液层较深 植物由定植板或定植网框悬挂在营养液液面上方 根系从定植板或定植网框伸入到营养液中生长的技术 也称深水培技术 二 营养液膜技术 NutrientFilmTechnique NFT 营养液液层较浅5 20mm 植株直接放在种植槽槽底 根系在槽底生长 而营养液以一浅层在槽底流动的 有时也称浅水培技术 深液流水培生菜 营养液膜技术 其设施都必需具备以下四个基本功能 1 种植槽能盛装营养液而不致于渗漏 2 能固定植株并不会使植株根颈部浸没在营养液中 同时能让部分根系伸入到营养液
3、中生长 喷雾培的根系不需要浸入营养液层中 而半喷雾培的则需要 3 根系能吸收到足够的氧气 4 根系和营养液处于黑暗之中 以利于根系生长并防止营养液中滋生绿藻 第一节深液流水培技术 深液流水培技术是最早成功应用于商业化植物生产的无土栽培技术 在1939年美国的格里克 W F Gericke 首先将无土栽培技术应用于作物的商业化生产时所取得的 水培植物设施 的专利 采用的就是一种深液流水培技术 深液流水培技术在日本使用得很普及 我国的台湾省和大陆的许多地方也使用这一技术 目前已在我国的广东省的三十多个地方推广使用此技术 在上海 山东 福建 湖北 广西 四川和海南等许多省市也有一定的推广面积 据不完
4、全统计 目前的使用面积达100多万平方米 深液流水培技术较为适宜我国的经济和技术水平 特别是适宜南方热带亚热带地区的气候条件 而且种植效果良好 管理较为简便的一种无土栽培技术 一 深液流水培技术的特征 1 深盛装营养液的种植槽本身较深 种植槽内营养液液层较深 5 10cm 根系可伸入到较深厚的营养液中 整个种植系统中的营养液总量较多 营养液的组成 浓度 酸碱度 水分和温度等不易产生急剧变化 根系生长环境相对较稳定 营养的补充和调节方便 这是深液流水培技术的显著特点 2 流是指营养液是循环流动的 目的是 1 增加营养液中溶解氧的浓度 2 消除营养液静置时根表与根外营养液之间的 养分亏竭区 使得营
5、养及时供应到根表 3 降低根系分泌并累积于根表的有害代谢产物 例如有机酸 根系对离子选择吸收而产生的生理酸碱性以及其它的代谢产物 4 使得因沉淀而失效的某些营养物质重新溶解 供应作物生长需要 3 悬是指植物悬挂种植在营养液液面之上 目的 1 让根颈部远离液面 防止根颈部浸入营养液中而产生腐烂甚至死亡 2 提高根系的供氧 部分根系可伸入到营养液中生长 而另外的根系部分则裸露在营养液液面与定植板或定植网框之间的那部分潮湿空气中 这样在营养液和空气中的根系都可以吸收到氧气 根据作物的长势和气候条件来调节营养液的液层深度和液面至定植板或定植网框之间的空间大小 以调节根系对氧气的吸收 二 常用深液流水培
6、设施的组成 结构 一 水泥砖结构固定式水培设施的组成和结构包括 种植槽 定植板或定植网框 贮液池 营养液循环流动系统 1 种植槽宽度一般为100 150cm 槽内深度控制在12 15cm左右 最深不超过20cm 槽长度为10 20m左右 1 水泵2 增氧及回流管3 阀门4 定植杯5 定植板6 供液管7 营养液8 种植槽9 地面10 液位控制装置11 回流管12 地下贮液池水泥砖结构深液流水培种植系统纵切面示意图 1 定植杯2 定植板3 液位控制装置4 营养液5 回流管6 种植槽7 地面8 供液管种植槽横切面示意图 建造种植槽的地基必须是坚实的 在建好种植槽框还可加入防水涂料以防渗漏 2 定植板
7、或定植网框 1 定植板 定植板示意图 单位 cm 定植杯示意图 水培甜瓜幼苗 芹菜水培 2 定植网框 1 基质2 塑料纱网3 植株4 定植网框5 营养液6 种植槽7 槽底用定植网框种植作物 定植网框上种植的番茄 定植蓝 3 贮液池 地下贮液池设置的好处 作为营养液调节的场所 营养液pH值的调整 养分和水分的补充等均在贮液池中进行 增大种植系统营养液的总量 使每株占有的营养液量增大 从而使营养液的浓度 组成 pH值 溶解氧含量以及液温等不易发生较剧烈的变化 地下贮液池以不渗漏为建造的总原则来进行 建造时池底要用10 15cm混凝土加入 8 20钢筋倒制而成 池壁用18 24cm砖砌 100水泥砂
8、浆批荡 水泥膏抹光 建池所用的水泥应为高标号 耐腐蚀的 同时地下贮液池池面要比地面高出10 20cm并要有盖 防止雨水或其它杂物落入池中 保持池内黑暗以防藻类滋生 4 营养液循环系统 包括供液系统和回流系统两大部分组成 供液系统包括1 供液管道2 水泵3 调节流量的阀门等 回流系统包括1 回流管道2 种植槽中的液位调节装置 1 供液管道 指从地下贮液池经由水泵然后通向各个种植槽的各级管道 所有的管道均需采用塑料管 勿用镀锌水管或其它金属管 种植槽中液位控制装置 1 种植槽 可用硬质塑料板 木板 钢板或水泥预制件做成可拼装的镶嵌式预制块 安装时在水平的地面拼装在一起 然后在种植槽内铺上一层塑料薄
9、膜 以便盛装营养液 2 定植板及定植杯 与上述水泥砖结构深液流水培的类似 3 营养液循环系统 1 连接槽底的回流管2 密封圈3 紧固螺母4 衬垫5 套筒6 调节液位高低的活芯协和式水培种植槽的液位调节装置 4 营养液自动控制系统 由计算机控制装置 营养液加热装置 连接了泵的营养自动检测及补充装置等部分组成 营养液自动控制系统可提高生产过程的自动化 使得管理过程更加准确 精细 降低劳动强度 1 营养液的加热装置 通过温度控制器来控制浸没在营养液中的电加热管的工作时间 一旦营养液温度低于设定的作物生长最适温度下限时 加热管的电源即接通而开始工作 当液温达到设定的作物生长最适温度上限时即切断电源而停
10、止工作 使根系始终保持在一个最适生长的温度范围之内 2 营养液自动检测和补充装置 3 计算机控制装置计算机控制装置不仅可控制营养液种植系统中营养和水分的补充及营养液温度的调节 而且可以控制整个温室其它的环境条件 例如温室中的光照 湿度 温度等 全温室深液流水培设施 全温室深液流水培设施 移苗 网室中苗龄不同的幼苗 肥料分配器 未种植作物时大棚景观 三 深液流水培设施的管理 现以水泥砖结构深液流水培设施为例 一 种植槽的准备1 新建种植槽的处理新建的种植槽和贮液池 由于是用水泥和砖砌而成的 在新建时会在浸水之后有一些碱性物质溶解出来 此时浸泡后水溶液的酸碱度可高达pH11 因此要对种植槽和贮液池
11、进行使用前的处理 具体的处理方法为 先用清水浸泡种植设施2 3天 洗刷浸泡出来的碱性物质 抽去浸泡液 然后再放清水浸泡2 3天 再清掉 如此反复数次 直至加入清水后pH值稳定在6 5 7 5之间即可使用 为了加快新建种植系统的处理速度 缩短处理时间 可在经过2 3次清水浸泡后再加入稀酸中和或加入磷酸盐处理 具体方法 首先把酸稀释为2 3mol L的浓度 然后加入到贮液池中 开启水泵循环 调节至浸泡液的pH2左右 在浸泡过程中 浸泡液的pH值还会上升 可再加入稀酸 浸泡到pH值稳定在pH6 5 7 5之间 如再加入数次稀酸后浸泡液的pH值仍在8 0以上 则可排掉浸泡液 再放入清水和稀酸浸泡 直至
12、pH值稳定在pH6 5 7 5的范围为止 问题 进行种植槽或贮液池处理采用什么酸较好 为什么 应选用硫酸或磷酸 最好用磷酸 而不用盐酸 因为磷酸与水泥中的硅酸钙作用形成溶解度很低的磷酸钙沉淀 而硫酸与硅酸钙形成的硫酸钙溶解度也较低 磷酸钙或硫酸钙会附在水泥的表层而阻止水泥内部的硅酸盐进一步溶解出来 而盐酸与硅酸钙反应形成的氯化钙则是水溶性的 不仅不能在水泥表面形成一层难溶性的保护层 而且会深入到水泥层内部 进一步破坏水泥层的结构 此外 也可用磷酸盐溶液来处理 如过磷酸钙溶液 上清液 或磷酸二氢钾 磷酸二氢铵等 以浸泡液中磷 P 的浓度达到200mg L左右即可 浸泡数天pH值稳定后可排掉浸泡液
13、 用清水冲洗干净就可使用了 2 换茬时的清洗与消毒 1 把定植杯连同残留在杯中的残根一起从定植板中取出 将杯中的残根和小石砾倒出 把残根从石砾中清掉 用水冲洗石砾和定植杯 尽量将细碎的根系和其它杂质冲走 然后把石砾和定植杯分别集中放在容器中进行消毒 消毒时可用含有0 3 0 5 有效氯的次氯酸钠或次氯酸钙溶液或含有0 4 的甲醛 福尔马林 溶液浸泡1天 或用5000分之一浓度的高锰酸钾溶液浸泡30分钟 倒掉消毒液 用清水冲洗即可 2 种植槽 贮液池和循环管道的清洗和消毒 用清水冲洗干净 然后用上述的消毒液开启水泵来循环消毒 循环消毒时在种植槽中不需要保留液层 直接让消毒液从供液管中流到种植槽再
14、经回流管道流到贮液池中 以节省消毒液用量 二 种植过程的管理1 栽培作物的种类 选择经济价值高的作物品种 利用温室的条件来进行 反季节 或 错季 生产 初学者尽量选择容易种植的品种 2 育苗与定植 1 无土育苗 2 移苗 3 营养液的管理 1 营养液配方的选择通用营养液配方 不仅适用于某一种作物 而且适用于与这种作物相类似的另外一些作物 但植物对营养的需求规律既有共性 也有个性 有些植物甚至某种植物的不同生长时期对某一种或某一些养分需求得多一些 有些要求的少一些 生长在同一营养液配方中的生菜和芥菜 2 种植槽中液位的调控 刚定植作物后 应保持液面浸没定植杯杯底约1 2cm 当根系大量伸出定植杯
15、时 应使液面离开定植杯杯底 当植株很大 根系非常发达时 只需在种植槽中保持3 4cm的液层即可 液位调节装置 在生产中 应随着植株的长大 根系增多 逐渐地降低营养液液位 使部分根段裸露在空气中 一旦液位降低 根系产生较多根毛之后 就不能把已降低液位的营养液层再升高 否则可能造成根毛甚至整个根系的伤害 严重的也有可能造成死亡 但也不能够使得种植槽中的液层太浅 一般应保证液层的深度可维持在无电力供应 水泵不能正常循环的情况下植株仍能正常生长1 2天的营养液量 四 深液流水培技术的优缺点 一 优点1 营养液总量较多 组成和浓度稳定 短期的停水停电或设备故障对作物生长没有影响 管理较为方便 2 根系部
16、分裸露在空气中 全温室水培技术的除外 部分浸没在营养液层中 较好地解决水气矛盾 3 设施建造容易 经久耐用 后续生产资料少 4 适种作物广泛 5 养分利用率高 可达90 95 以上 不会或很少对周围的环境造成污染 二 缺点 1 环境相对封闭 营养液不断循环利用 一旦根系病害发生 易造成蔓延 2 设施的投资较大 特别是固定式的深液流水培设施的建设费用较拼装式的高 3 技术要求要比基质栽培的高 但比营养液膜技术要求来得低 第二节营养液膜技术 营养液膜技术 NutrientFilmTechnique NFT 是指营养液以浅层流动的形式在种植槽中从较高的一端流向较低的另一端的一种水培技术 1973年由英国人库柏 Cooper 发明 我国在1984年也开始开展这种技术的研究和应用工作 一 NFT的基本特征 1 营养液以数毫米至1 2厘米的浅层状态流动的 根系一部分浸没在这一浅层营养液中 而绝大部分裸露在种植槽中潮湿的空气里 较好地解决了供氧问题 同时也能保证了作物对水分和养分的需求 2 种植槽主要是由塑料薄膜或其它轻质材料做成的 结构简单和轻便 安装和使用便捷 降低了基本建设投资 使之更易于推广
