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1、新型储液储气式无土栽培系统卜崇兴1，2 ，张艳苓2，黄丹枫1，李式军3，姚永康2 （1.上海交通大学；2.上海市设施园艺技术重点试验室孙桥实验室；3.南京农业大学 基金项目：上海市科技兴农重点攻关项目(沪农科攻字(2003)第9-2号) 原文发表于华中农业大学学报 摘 要: 研制成一种新型果菜专用无土栽培装置。其外型如桶状，内装配网芯一个，将装置分成基质、空间和营养液三部分。该装置很好地调节了装置内固体、气体、液体三相的平衡，解决了无土栽培中根际供液和供氧的矛盾，并且装置底部的营养液层在一定时间内能持续供给植株充足的营养和水分，使植株能健壮生长，是一种新型的无土栽培新系统。从在上海孙桥、新疆、
2、银川示范生产表明，装置具有易于移动、便于提早定植、节省基质和营养液、明显提高产量的特点。 关键词：无土栽培；无土栽培装置；无土栽培系统 无土栽培的形式很多，有有机生态型无土栽培、鲁SC型无土栽培、营养液膜（NFT）技术、深液流（DFT）系统、浮板毛管（FCH）系统以及其它基质栽培系统1。但在我国，除有机生态型无土栽培和基质槽栽有一定栽培面积外，其他系统的应用规模还比较小。主要有投资高、设施配套不完善、系统操作不便、后茬基质处理困难等因素2。在深入研究现有无土栽培技术和调研实际生产情况的基础上，研制了一种适用的储液储气式无土栽培装置，具有结构简单、组合容易，栽培效果好、易于操作的特点，便于大规模
3、用于生产。 1 新装置的结构 无土栽培装置如图1所示，主要由外桶1和礼帽状带孔眼的网芯C组成，网芯盘3将外桶分成上下两部分，下部有营养液层10和气室4，上部及网芯筒2内填放栽培基质5。在网芯盘3上镶有通气管6，在外桶的最下边的相对两边设有进液口7和出液口8，并设有高低不同的三个出液口9，可以用来调节装置中储存营养液的量。在网芯盘3的表面覆盖一层20g/m2的无纺布，防止基质从网孔中漏掉。外桶底部进液口7和出液口8处接有两根承插式连通管。连接管可以将多个装置互相连接起来，实现营养液的流动和各装置间营养液量的平衡，进行大规模商业化无土栽培生产。 2 新装置的使用原理 使用时，可以将瓜菜或花卉等种子
4、播种在装置的基质中，也可以将菜苗、花苗或树苗等直接移栽在基质中。当装置内栽的植株处于苗期时，由于苗小对水肥气的需求也小，小苗从基质中可吸收到充足的水分和营养。而随着植株的生长需水量也增大，基质内的水分会逐渐减少，负压增大，水分在基质内从上到下形成梯度。这时，底部营养液可通过网芯内的基质通过毛细管作用向上运动，不断向上部基质中补充并被根系吸收，直至底部营养液全部被耗尽。在底部营养液被消耗完或即将被消耗完前，可以通过基质表面或从底部连接管 7或者8补充新的营养液，多余的营养液可以通过兼作溢水孔的通气管9溢出。如果采用有机基质或基质中加有缓释肥,肥效能满足栽培植物的需要，也可以只加清水。 无土栽培专
5、用装置的栽培特点 31 易移动性强 专用装置即可单独使用，又可串联使用，还可在植株生育期内，根据需要，在地面上做任意水平移动，以调整到适宜的株行距。 32 提早种植，提早上市 采用专用装置栽培，可以提早在加温温室（或条件好的设施）内集中育苗，长到一定苗龄，就可定植到专用装置中并集中管理，可培育出50-60cm高的壮株，当生产设施内温度适宜定植时，可将专用装置移进并根据株行距摆放好，接上连通管，即可进行正常管理，这样最少可提早播种和定植25天，提早上市20天左右。 33 节约肥水 目前最常用的无土栽培系统，由于其营养液不回收重复利用，根据测算，一个生长季中，营养液的外渗量约占总用量的45-55%
6、，每亩浪费水约150-200m3，浪费肥料约100150kg。专用装置栽培，装置与装置间用连通管连接，装置与管道都不会渗水，营养液循环使用，可以大大节约用水和肥，明显降低生产成本。 34 节约基质，残根清理方便 一般无土栽培系统在一季生产结束后都无法彻底清除植株残根，下茬栽培中腐烂的残根使基质粘重，透气性降低，另一方面残根及其腐烂降解物可能会引起自毒作用，另外还会引起连作障碍。用专用装置栽培，一季结束后将装置内的基质全部倒出，集中冲洗，再重新装基质；也可直接将专用装置的出水孔封住，灌满清水浸泡基质12次后可以继续使用，而不会引起基质盐分积累造成的生理障害。另外，专用装置基质用量只有一般无土栽培
7、系统的1/3。 35 病害少 设施内高的空气湿度是栽培作物发病的最主要的因素，地表潮湿或积水常常造成设施内持续高湿，土壤栽培或一般无土栽培形式很难控制供水量和湿度，所以发病率很高。专用装置栽培的营养液是循环利用，营养液不会外渗，所以地表比较干燥，由于专用装置栽培大大降低了设施内空气相对湿度，尤其是降低了近地表处的湿度，使得各种病害的发生率都显著降低。 36 增产增值 利用无土栽培装置，比常用的其他无土栽培形式增产2035%，增值2090%。 4 专用装置的应用范围 专用装置可广泛用于厚皮甜瓜、番茄、黄瓜、茄子、辣椒、西葫芦等果类蔬菜的栽培；装置不仅可用在现代化温室、塑料大棚、日光温室内，还可用
8、于露地、阳台、屋顶栽培；由于装置可以储液储气，并进行营养液循环利用，可用于教学和科研，进行植物营养和生理研究。本发明经在上海孙桥国家现代农业开发区、新疆、银川等地大规模栽培蔬菜、网纹甜瓜等表明，作物根系发达，在盆内空间形成很厚的白色根垫，作物长势健壮，产量和商品性都已达到或超过引进国外的现代化栽培系统。 5 系统的配套 系统由无土栽培装置、栽培基质、供液系统（包括灌溉施肥机、管道或者营养液池）等相关配套设施（配件）组合，构成新型无土栽培体系。 51 栽培基质可以选用蘑菇渣或其他农副产品废料添加2050的草炭和生物菌肥发酵成的有机基质。大面积栽培时可以采用珍珠岩、蛭石或珍珠岩与蛭石的混合基质中添
9、加510的发酵或者膨化过的鸡粪。采用本单位研制的无土栽培有机缓释肥，栽培效果超过发酵有机基质，一般按照体积比20：1混合后，喷淋水分充分混匀，覆盖棚膜放置57天，期间可以再喷淋水分23次使基质充分吸水。基质准备好后，就可以装入装置。 52 灌溉系统灌溉施肥机 现代化温室基本都采用灌溉施肥机，又称混肥机， 是目前温室内辅佐灌溉和施肥工作的最先进的自动化机器。它不仅包括多台并联的吸肥器和动力混肥罐，还安装有功能强大的控制器， 能够按照用户要求和根据植物的实际需求，精确地吸入不同种类的化学肥料和营养物质， 在混肥罐中充分混合后，配制成作物生长所需的相应浓度的营养液，再通过灌溉管道系统适时定量地供给作
10、物， 保证作物生长的需要。贮液池或储液罐储液池（罐）大多数用在比较小的面积栽培，北方日光温室大多采用这种形式。地下式贮液池用砖砌成或混凝土现浇，要确保池不渗水。池的大小根据栽培面积而定，一般应保证1.5m3/100m2，每单元建一座贮液池。贮液池最好建在设施的中央位置，使供液均匀。也可采用储液罐灌溉。储液罐的储水量在0.51.0 m3，底部高度高于地面50cm以上，以保证有一定的压力。供液系统 供液系统包括动力（每1000m2要用1kw的离心泵或潜水泵）、进液主管道、支管和滴箭（滴头）。主管与回液沟（管）相伴或相平行，为40的黑色PE管或PVC管，在每一行装置主管与支管连接处安装一个供液水阀控
11、制该行装置营养液的供应量。整个系统通过灌溉机或水泵供水。小规模的也可安装高出地面的储液罐通过水的重力自行供水。回液管道 目前大型现代化温室一般不采用回收液再利用，而是直接排放，通过栽培装置下部的波纹管收集通到室外排放或者集中处理。利用栽培装置栽培，由于底部可以储存2L营养液，如果控制好灌溉量，排放的废液可以减少到供液量的58。北方的日光温室中栽培，一般采用营养液循环利用的方式。在温室最前部用砖砌成沟槽，截面1515cm，加盖盖板防止日光直射生长青苔。回液沟应保证水平或向营养液池稍倾斜，并与营养液池相通，以利营养液尽快流回营养液池。也可以用PVC地埋回液管道，在正对每行专用装置排液管端焊接一个竖
12、向接回流液小管，管的高度稍高于地面防杂物掉入。 53 系统的安装与调试 根据盆间距55cm，盆行距120150cm摆好专用装置，将每行装置从底部的连接管互相连接起来或者每45套为一组连接，要注意每组两端的装置下孔要堵塞，以保证装置内有一定的储液量。耗水量小时从下孔排水，以免各装置内积液过多造成烂根；而耗水量大时堵塞下孔从上孔排水，使装置内积聚比较多的营养液，从而延长两次供液时间。用重力滴头灌溉，为保证灌溉均匀，每组的装置数不超过15套；如用插箭式滴灌，以4050套装置为宜（图2、图3）。系统连接好后，启动水泵，检查各个装置中的（滴头）滴箭滴水是否均匀，回液是否畅通，并检查是否有渗漏处并及时调整
13、。 54 营养液的使用 依气候和不同生育期，定期定量启动供液泵供液。苗期按每株0.4L，每天供液1次，营养生长期每株0.8L，每天供液2次，开花至果实膨大期每株1.5L以上，每天45次，以后降到每株1.2L，每天23次。 55 新系统的营养液管理 营养液灌溉采用两种循环方式，一种是用插箭式灌溉，即在每行专用装置边地面并行摆一根供液支管，在每个专用装置的基质上插2个滴箭，营养液经动力提升从储液池通过13道过滤装置进入供液主管，再分入各支管，经插在支管上的滴箭滴入各专用装置的基质中供作物根系吸收利用，多余的营养液渗到装置底部积存起来，当营养液积存到回流口的高度时，多余的营养液经连接管流到回液沟（管），最后回到营养液池中，完成一次循环（图2、图3）。另一种是重力滴灌灌溉，即在供液支管上安装稳流式旁通，旁通上接10PE管，在每套装置上装一只重力滴头。装置可以单独使用，也可以连接起来使用。使营养液从一个装置流向另一个装置，在此过程中部分营养液经基质的毛管作用向上移动供基质中的根系吸收利用，多余的营养液经最后一个装置的连接管流到回液沟（管），最后也回到营养液池中，也完成一次循环。两种方式中每个装置的储液量是由每行最后一个装置的出液管的高低决定的。
