culture) 不用土壤,用溶液培养植物的方法,包括水培和沙培。19世纪中,W.克诺普等发展了这种方法。到20世纪3 0年代开端把这种技术运用到农业生产上。在二十一世纪人们进一步改良技术,使得无土栽培发展起来 。
无土育苗概念
不必土壤,而用非土壤的固体材料作基质,浇营养液,或不用任何基质,而利用水培或雾培的方式进行育苗, 称为无土育苗。按是否利用基质,又可分为基质育苗和营养液育苗,前者是利用蛭石、珍珠岩、岩棉等基质并灌溉 营养液苗;后者不用任何基质,只利用某些支持物和营养液。
无土育苗的长处
幼苗生长敏捷,苗龄短,根系发育好,幼苗硬朗、整洁,定植后缓苗时光短,易成活。不管是基质育苗仍是营 养液育苗,都可保障水分和养分供应充分,基质通气良好。同时,无土育苗便于迷信、标准治理。
无土育苗的必要性
无土栽培是用非土壤的基质,供给营养液或完全应用营养液的栽培技术,要求最佳的根际环境。采用无土育苗 方式培养的幼苗,定植后,因根系发育好,根际环境和无土栽培相适应,定植后不伤根,易成活,个别不缓苗期。 同时,无土育苗还可防止泥土育苗带来的土传病害和线虫害。因而,无土栽培一定要采取无土育苗,
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无土栽培顶用人工配制的培养液,供给植物矿物营养的需要(见表)。表中列出了几种常用的营养液配方。为 使植株得以直立,可用石英砂、蛭石、泥炭、锯屑、塑料等作为支持介质,并可坚持根系的通气。多年的实践证明 ,大豆、菜豆、豌豆、小麦、水稻、燕麦、甜菜、马铃薯、甘蓝、叶莴苣、番茄、黄瓜等作物,无土栽培的产量都 比土壤栽培的高。
由于植物对养分的要求因种类和生长发育的阶段而异,所以配方也要相应地转变,例如叶菜类需要较多的氮素 (N),N可以增进叶片的生长;番茄、黄瓜要开花成果,比叶菜类需要较多的P,K,Ca,需要的N则比叶菜 类少些。生长发育时代不同,植物对营养元素的需要也不一样。对苗期的番茄培养液里的N,P,K等元素可以少 些;长大当前,就要增加其供应量。夏季日照长,光强、温度都高,番茄需要的N比秋季、初冬时多 ,
jordan shoes official site。在秋季、初冬生长的番茄要求较多的K,以改良其果实的质量。培养统一种植物,在它的毕生中也要一直地修正 培养液的配方。
无土栽培所用的培育液可以循环使用。配好的培养液经由植物对离子的选择性接收,某些离子的浓度降低得比 另一些离子快,各元素间比例和pH值都发生变化,逐步不合适植物需要。所以每隔一段时间,要用NaOH或H CI调节培养液的pH,并补充浓度下降较多的元素。因为pH和某些离子的浓度可用选择性电极持续测定,所以 可以自动控制所加酸、碱或补充元素的量。但这种循环使用不能无穷制地持续下去。用固体惰性介质加培养液造就 时,也要按期排出营养液,或用点灌培养液的方法,供应植物根部足够的氧。当植物蒸腾茂盛的时候,培养液的浓 度增长,这时需补充些水。无土栽培胜利的症结在于管理好所用的培养液,使之合乎最优营养状况的 需要。
无土栽培中营养液成分易于控制。而且可以随时调节,在光照、温度合适而没有土壤的地方,如沙漠、海滩、 荒岛,只要有一定量的淡水供应,便可进行。大都市的近郊和家庭也可用无土栽培法种蔬菜花卉。
无土栽培与常规栽培的差别,就是不用土壤,直接用营养液来栽扶植物。为了固定动物,增添空气含量,大多 数采用砾、沙、泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉、锯木屑等作为固定基质。其优点能够有效地控制花卉在生长发育进程 中对温度、水分、光照、营养和空气的最佳要求。因为无土栽培花卉不用土壤,可扩展种植范畴,加速花卉生长, 进步花卉品质,节省肥水,节俭人工操作,节省劳力和用度。毛病是,一次性投资较大,须要增加装备,假如营养 源受到传染,容易蔓延,营养液配制需要技术常识。
无土栽培的方式无土栽培的办法良多,目前生产上常用有水培、雾(气)培 、基质栽培 。
(一)水培
水培是指植物根系直接与营养液接触,不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长,这 种方式会涌现缺O2景象,影响根系呼吸,严峻时造成料根逝世亡。为了解决供O2 问题,英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式,简称”NFT”(Nutri ent Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液(0.5-1厘米)层,不断循环流经作物根系,既保证 不断供给作物水分和养分,又不断供给根系新颖O2。NFT法栽培作物,灌溉技术大大简化,不用天天盘算作物 需水量,营养元素平衡供给。根系与土壤隔离,可避免各种土传病害,也无需进行土壤消毒。
此方法栽培植物直接从溶液中汲取营养,相应根系须根发达,主根显明比露地栽培退化. 例:黄瓜无限型生长,主蔓可达10----15M 主根 根系: 45CM
(二)雾(气)培
又称气增或雾气培。它是将营养液紧缩成气雾状而直接喷到作物的根系上,根系吊挂于容器的空间内部。通常 是用聚丙烯泡沫塑料板,其上按一定距离钻孔,于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形,构成空间,供液管道 在三角形空间内通过,向悬垂下来的根系上喷雾。一般每距离2-3分钟喷雾几秒钟,营养液循环利用,同时保证 作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高,需要耗费大批电能,且不能停电,没有缓冲的余地,目前还只限 于科学研究应用,未进行大面积生产,因此最好不要用此方法。此方法栽培养物机理同水培 因此根系状况同水培.
(三)基质栽培
基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中,通过滴灌或 细流灌溉的方法,供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内,或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循 环的,称为开路系统,这可以避免病害通过营养液的循环而传布。
基质栽培缓冲能力强,不存在水分、养分与供O2之间的抵触,且设备较水增和雾培简略,甚至可不需要能源 ,所以投资少、成本低,生产中广泛采用。从我国现状动身,基质栽培是最有事实意义的一种方式。
欧洲许多国度目前应用较多的基质是岩棉(rockwool),它是由60%的辉绿岩,20%石灰石和2 0%的焦碳混合后,在1600℃的高温下煅烧融化,再喷成直径为0.005毫米的纤维,而后冷却压成板块或 各种外形。岩棉的优点是可形成系列产品(岩棉栓、块、板等),使用搬运方便,并可进行消毒后屡次使用。但是 使用几年后就不能再利用,废岩棉的处理比较难题,在使用岩棉栽培面积最大的荷兰,已形成公害。所以,日本当 初有些人主意开发利用有机基质,使用后可翻入土壤中做肥料而不污染环境。 此种方法因为有基质的参加,实际操作中可能会面到主根的长度比一般无土栽培可能长,但是就黄瓜 的表示 主根一般不超过60CM
无土栽培技术要点
不论采用何种类型的无土栽培,几个最基础的环节必须控制,无土栽培时营养液必须溶解在水中,而后供给植 物根系。基质栽培时,营养液浇在基质中,而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状, 必须有所懂得。
(一)水质 水质与营养液的配制有亲密关系。水质尺度的重要指标是电导度(EC),pH值和有害物资含量是 否超标。
电导度(EC)是溶液含盐浓度的指标,通常用毫西门子(mS)表现。各种作物耐盐性不同,耐盐性强的( EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4mS),如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质 要求严格,尤其是水培,因为它不象土栽培具有缓冲能力,所以许多元素含量都比土壤栽培容许的浓度标准低,否 则就会发生毒害,一些农田用水不一定适合无土栽培,收集雨水做无土栽培,是很好的方法。无土栽培的水,pH 值不要太高或太低,因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好,如果水质本身pH值偏低,就要用酸或碱进 行调整,既挥霍药品又费时费工。
(二)营养液 营养液是无土栽培的要害,不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方许多,但大同小异,由于最初 的配方根源于对土壤浸提液的化学成分剖析。营养液配方中,差异最大的是其中氮和钾的比例。
配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本,生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原 源),再进行稀释,可以节省容器便于保留。需将含钙的物质独自盛在一容器内,使用时将母液稀释后再与含钙物 质的稀释液相混杂,尽量避免造成积淀。营养液的pH值要经过测定,必须调整到适于作物生养的PH值规模,水 增时尤其要留神pH值的调剂,免得发生毒害。
(三)基质的理化性状 用于无土栽培的基质种类很多。可根据当地基质来源,就地取材地加以挑选,尽量选用原料丰盛易得、价格低廉、 理化性状好的材料做为无土栽培的基质。
无土栽培对基质的要求是:
1.具备一定大小的固形物质。这会影响基质是否拥有良好的物感性状。基质颗粒大小会影响容量。孔隙度、 空气和水的含量。按着粒径大小可分为五级、即:1毫米;1-5毫米;5-10毫米;10-20毫米;20- 50毫米。可以依据栽培作物品种、根系生长特色、当地资状态加以取舍。
2.具有良好的物理性质。基质必须蓬松,保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为,对蔬菜作物比 较理想的基质,其粒径最好以0.5-10毫米,总孔隙度>55%,容重为0.1-0.8克?厘米-3,空气容积为25-30%,基质的水气比为1:4。
3.存在稳固的化学性状,本身不含有害成分,不使营养液发生变化。基质的化学性状主要指以 下几方面: PH值:反映基质的酸碱度,十分重要。它会影响营养液的pH值及成分变化。PH=6-7被以为是幻想的基质 。
电导度(EC):反映已经电离的盐类溶液浓度,直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素 的吸收。 缓冲能力:反应基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力,要求缓冲能力越强越好。
盐基代换量:是指在pH=7时测定的可调换的阳离子含量。一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物 质多;无机基质中蛭石可代换物质较多,而其它惰性基质则可代换物质就很少。
4.请求基质取材便利,起源普遍,价钱低廉。
在无土栽培中,基质的作用是固定跟支撑作物;吸附营养液;加强根系的透气性。基质是非常主要的资料,直 接关联栽培的成败。基质栽培时,必定要按上述多少个方面严厉抉择。北京农业大学园艺系通过1986-198 7年的实验研讨,在黄瓜基质栽培时,养分液与基质之间存在着明显的交互作用,互为影响又相互弥补。所以水培 时的营养液配方,在基质栽培时,特殊是应用有机基质时,会受基质自身元素成分含量、可代换水平等等因素的影 响,而使配方的栽培后果产生变更,这是应该加以斟酌的问题,不能生吞活剥。
(四)供液系统 无土栽培供液方式很多,有营养液膜(NFT)灌溉法、漫灌法、双壁管式浇灌系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法 和人工灌溉等。演绎起来可以分为轮回水(闭路系统)和非循环水(开路系统)两大类。目前生产中利用较多的是 营养液膜法和滴灌法。
1. 营养液膜法(NET)
(1)备三个母液贮液灌(槽)。一个盛硝酸钙母液,一个盛其它营养元素的母液,另一个盛磷酸或硝酸,用 以调节营养液的pH。
(2)贮液槽。储存稀释后的营养液,用泵将其液由栽培床高的一真个送入,由低的一端回流。液槽大小与栽 培面积有关,正常1000平方米要求贮液槽容量为4-5吨。贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营 养液。
(3)过滤装置。在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器,以保证营养液干净,不会造成供 液系统拥塞。
2. 滴灌系统的灌溉方法
(1)备两个稀释的营养液罐,寄存母液。一个液罐中含有钙元素,另一个是不含钙的其它元素 。
(2)浓酸罐。用业调节营养液的PH,
oakleyssunglasses。
(3)贮液槽。用来盛按要求稀释好的营养液。普通300-400平方米的面积,贮液槽的容积1-1.5 吨即可。贮液槽的高度与供液距离有关,只有高于1米,就可供30-40米的间隔。如果用泵抽,则贮液槽高度 不受限度。甚至可在地下设置。
(4)管路系统。用各种直径的玄色塑料管,不能用白色,以避免藻类的繁殖。
(5)滴头。固定在作物根际邻近的供液安装,常用的有孔口式滴头和线性发丝管。孔口式滴头在低压供液体 系中流量不太平匀,发丝管比较平均。但独特的问题是易梗塞,
abercrombie and fich,所以在贮液槽的进出口处,也必需装置过滤器,滤出杂质。
无土栽培远景瞻望
从历史上来看,农业文化标记,就是人类对作物生长发育的干涉和控制程度。实际证实,对作物地上部门的环 境条件的掌握,比拟轻易做到,但对地下局部的把持(根系的节制),在惯例土培条件下很艰苦的。无土栽培技巧 的呈现,使人类取得了包含无机营养条件在内的,对作物成长全体环境条件进行精细控制的才能,从而使得农业出 产有可能彻底解脱天然前提的制约,完整依照人的欲望,向着主动化、机械化和工厂化的生产方法发展。这将会使 农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增加。
从资源的角度看,耕地是一种极为可贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用 ,所以使得不能再生的耕地资源得到了扩大和补充,这对弛缓及解决地球上日益重大的耕地问题,有着深远的意思 。无土栽培岂但可使地球上许多荒凉变成绿洲,而且在未几的未来,
mbt clearance shoes,大陆、太空也将成为新的开发利用范畴。美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交换会上,就 是对于宇宙空间植物栽培的研究讲演,那只能是无土栽培。因此无土栽培技术在日本,已被很多科学家做为研究” 宇宙农场”的有力手腕,人们称为太空时期的农业,已经不再是不堪设想的问题。
水资源的问题,也是世界上日益严峻地要挟人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区,就是在发达的人口浓 密的大城市,水资源紧缺也越来越突出。跟着人口的不断增长,各种水资源被超量开采,某些地域已近枯竭。所以 控制农业用水是节水的办法之一,而无土栽培,避免了水分大量的渗漏和散失,使得难以再生的水资源得到弥补。 它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。
诚然,无土栽培技术在走向适用化的过程中也存在不少问题。凸起的问题是本钱高、一次性投资大;同时还要 求较高的管理程度,管理职员必须具备一定的科学知识,这也不是任何处所都能做到的。
从实践上讲,进一步研究矿质营养状况的生理指标,减少管理上的盲目性,也是有待解决的问题。此外,无土 栽培中的病虫防治,基质和营养液的消毒,放弃基质的处置等等,也需进一步研究解决。 然而随着科学技术的发展、提高,更重要的是这项新技术本身固有的种种优胜性,已向人们显示了无限辽阔的发展 前景。