無(wú)土種植的技術(shù)
無(wú)土種植的技術(shù)
無(wú)土栽培是不用自然土壤, 用營(yíng)養(yǎng)液或營(yíng)養(yǎng)液與基質(zhì)栽培作物。那么無(wú)土種植的技術(shù)是什么?下面是學(xué)習(xí)啦小編精心為你整理的無(wú)土種植的技術(shù)，一起來(lái)看看。
無(wú)土種植的技術(shù)
水質(zhì)
水質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)液的配制有密切關(guān)系。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)是電導(dǎo)度(EC)，pH值和有害物質(zhì)含量是否超標(biāo)。
電導(dǎo)度(EC)是溶液含鹽濃度的指標(biāo)，通常用毫西門(mén)子(mS)表示。各種作物耐鹽性不同，耐鹽性強(qiáng)的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘藍(lán)類。耐鹽中等(EC=4mS)，如黃瓜、菜豆、甜椒等。無(wú)土栽培對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格，尤其是水培，因?yàn)樗幌笸猎耘嗑哂芯彌_能力，所以許多元素含量都比土壤栽培允許的濃度標(biāo)準(zhǔn)低，否則就會(huì)發(fā)生毒害，一些農(nóng)田用水不一定適合無(wú)土栽培，收集雨水做無(wú)土栽培，是很好的方法。無(wú)土栽培的水，pH值不要太高或太低，因?yàn)橐话阕魑飳?duì)營(yíng)養(yǎng)液pH值的要求從中性為好，如果水質(zhì)本身pH值偏低，就要用酸或堿進(jìn)行調(diào)整，既浪費(fèi)藥品又費(fèi)時(shí)費(fèi)工。
營(yíng)養(yǎng)液
營(yíng)養(yǎng)液是無(wú)土栽培的關(guān)鍵，不同作物要求不同的營(yíng)養(yǎng)液配方。世界上發(fā)表的配方很多，但大同小異，因?yàn)樽畛醯呐浞奖驹从趯?duì)土壤浸提液的化學(xué)成分分析。營(yíng)養(yǎng)液配方中，差別最大的是其中氮和鉀的比例。
配制營(yíng)養(yǎng)液要考慮到化學(xué)試劑的純度和成本，生產(chǎn)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)，再進(jìn)行稀釋，可以節(jié)省容器便于保存。需將含鈣的物質(zhì)單獨(dú)盛在一容器內(nèi)，使用時(shí)將母液稀釋后再與含鈣物質(zhì)的稀釋液相混合，盡量避免形成沉淀。營(yíng)養(yǎng)液的pH值要經(jīng)過(guò)測(cè)定，必須調(diào)整到適于作物生育的PH值范圍，水增時(shí)尤其要注意pH值的調(diào)整，以免發(fā)生毒害。
基質(zhì)
用于無(wú)土栽培的基質(zhì)種類很多。可根據(jù)當(dāng)?shù)鼗|(zhì)來(lái)源，因地制宜地加以選擇，盡量選用原料豐富易得、價(jià)格低廉、理化性狀好的材料作為無(wú)土栽培的基質(zhì)。
對(duì)基質(zhì)的要求
1.具有一定大小的固形物質(zhì)。這會(huì)影響基質(zhì)是否具有良好的物理性狀?；|(zhì)顆粒大小會(huì)影響容量?？紫抖取⒖諝夂退暮?。按著粒徑大小可分為五級(jí)、即：1毫米;1-5毫米;5-10毫米;10-20毫米;20-50毫米?？梢愿鶕?jù)栽培作物種類、根系生長(zhǎng)特點(diǎn)、當(dāng)?shù)刭Y狀況加以選擇。
2.具有良好的物理性質(zhì)?；|(zhì)必須疏松，保水保肥又透氣。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)吳志行等研究認(rèn)為，對(duì)蔬菜作物比較理想的基質(zhì)，其粒徑最好以0.5-10毫米，總孔隙度>55%，容重為0.1-0.8克每立方厘米，空氣容積為25-30%，基質(zhì)的水氣比為1：4。
3.具有穩(wěn)定的化學(xué)性狀，本身不含有害成分，不使?fàn)I養(yǎng)液發(fā)生變化?；|(zhì)的化學(xué)性狀主要指以下幾方面：PH值：反應(yīng)基質(zhì)的酸堿度，非常重要。它會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)液的pH值及成分變化。PH=6-7被認(rèn)為是理想的基質(zhì)。
電導(dǎo)度(EC)：反映已經(jīng)電離的鹽類溶液濃度，直接影響營(yíng)養(yǎng)液的成分和作物根系對(duì)各種元素的吸收。緩沖能力：反映基對(duì)肥料迅速改變pH值的緩沖能力，要求緩沖能力越強(qiáng)越好。
鹽基代換量：是指在pH=7時(shí)測(cè)定的可替換的陽(yáng)離子含量。一般有機(jī)機(jī)質(zhì)如樹(shù)皮、鋸末、草炭等可代換的物質(zhì)多;無(wú)機(jī)基質(zhì)中蛭石可代換物質(zhì)較多，而其它惰性基質(zhì)則可代換物質(zhì)就很少。
4.要求基質(zhì)取材方便，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。
在無(wú)土栽培中，基質(zhì)的作用是固定和支持作物;吸附營(yíng)養(yǎng)液;增強(qiáng)根系的透氣性?；|(zhì)是十分重要的材料，直接關(guān)系栽培的成敗?；|(zhì)栽培時(shí)，一定要按上述幾個(gè)方面嚴(yán)格選擇。北京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系通過(guò)1986-1987年的試驗(yàn)研究，在黃瓜基質(zhì)栽培時(shí)，營(yíng)養(yǎng)液與基質(zhì)之間存在著顯著的交互作用，互為影響又互相補(bǔ)充。所以水培時(shí)的營(yíng)養(yǎng)液配方，在基質(zhì)栽培時(shí)，特別是使用有機(jī)基質(zhì)時(shí)，會(huì)受基質(zhì)本身元素成分含量、可代換程度等等因素的影響，而使配方的栽培效果發(fā)生變化，這是應(yīng)當(dāng)加以考慮的問(wèn)題，不能生搬硬套。
(四)供液系統(tǒng) 無(wú)土栽培供液方式很多，有營(yíng)養(yǎng)液膜(NFT)灌溉法、漫灌法、雙壁管式灌溉系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)、虹吸法、噴霧法和人工澆灌等。歸納起來(lái)可以分為循環(huán)水(閉路系統(tǒng))和非循環(huán)水(開(kāi)路系統(tǒng))兩大類。生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是營(yíng)養(yǎng)液膜法和滴灌法。
無(wú)土栽培技術(shù)概述
1 無(wú)土栽培的類型
無(wú)土栽培有2 種類型: 一類是固體基質(zhì)栽培, 采用固形物質(zhì)固定作物的根系, 這些固形物質(zhì)孔隙較大, 透氣性好,有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)( 如酸堿度、導(dǎo)電度等) , 不含有毒物質(zhì),能吸附營(yíng)養(yǎng)液滿足作物根系所需要的營(yíng)養(yǎng)與氧氣。在無(wú)土栽培中應(yīng)用的基質(zhì)可分為無(wú)機(jī)基質(zhì)和有機(jī)基質(zhì)。無(wú)機(jī)基質(zhì)主要有: 巖棉、石礫、砂、火山巖、蛭石、珍珠巖、膨脹陶粒、膨脹片巖等; 有機(jī)基質(zhì)常用的有: 樹(shù)皮、軟木、鋸末、炭化稻糠等。另一類是直接將根系連續(xù)或斷續(xù)地浸在營(yíng)養(yǎng)液中, 這種方式稱為水培, 或是將根系掛在栽培槽中, 間斷地向根系噴霧, 提供營(yíng)養(yǎng), 這種方式稱為霧培。
無(wú)土栽培系統(tǒng)包括: 作物生長(zhǎng)保護(hù)設(shè)施, 如溫室、塑料棚等; 容納基質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)液的槽、桶、盆、床等; 提供作物營(yíng)養(yǎng)液系統(tǒng), 如營(yíng)養(yǎng)液的制備、貯存、消毒、注入等; 監(jiān)測(cè)調(diào)控系統(tǒng), 包括監(jiān)測(cè)調(diào)控溫度、濕度、光照、CO2 濃度、氣流速度、pH值、電導(dǎo)度、營(yíng)養(yǎng)液水位、營(yíng)養(yǎng)液成分等?；|(zhì)栽培: 是在容器內(nèi)填充一定基質(zhì), 再將調(diào)好的營(yíng)養(yǎng)液灌入容器內(nèi)的一種栽培方式。水槽栽培或立筒水培: 這是無(wú)土栽培采用最早的形式, 這種方法是讓作物的根系直接懸掛在營(yíng)養(yǎng)液中, 營(yíng)養(yǎng)液在栽培體中呈流動(dòng)狀態(tài), 以增加氧氣含量, 它的優(yōu)點(diǎn)是不需用栽培基質(zhì)。噴霧或噴淋栽培: 這是無(wú)土栽培中較先進(jìn)的方法, 主要是讓作物的根系懸掛在栽培體空間, 用噴霧或噴淋的方法供應(yīng)根系營(yíng)養(yǎng), 這種方法不但供氧效果好, 便于控制根系發(fā)育, 而且還節(jié)約用水, 但對(duì)噴霧、噴淋質(zhì)量要求嚴(yán)格。
2 無(wú)土栽培發(fā)展歷程
第2 次世界大戰(zhàn)期間, 西方國(guó)家應(yīng)用無(wú)土栽培技術(shù)生產(chǎn)蔬菜供應(yīng)部隊(duì)。20 世紀(jì)70 年代后期出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT) , 生產(chǎn)成本有所下降。后來(lái)又出現(xiàn)多種人工基質(zhì), 其中巖棉的應(yīng)用較廣, 發(fā)展迅速。荷蘭的無(wú)土栽培已發(fā)展到4 000hm2, 成為世界上無(wú)土栽培最先進(jìn)的國(guó)家?，F(xiàn)在世界上商業(yè)性無(wú)土栽培以基質(zhì)栽培為主, 荷蘭的基質(zhì)栽培占無(wú)土栽培總面積的90%, 法國(guó)占89%, 加拿大占80%, 日本占88%。世界各國(guó)采用無(wú)土栽培技術(shù)主要生產(chǎn)蔬菜、花卉和水果, 在歐盟各國(guó)的溫室蔬菜、水果和花卉生產(chǎn)中, 已有90%采用無(wú)土栽培方式。
3 無(wú)土栽培技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
應(yīng)用無(wú)土栽培技術(shù)可以避免作物連作障礙、減少病害、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、降低成本、簡(jiǎn)化工序、不受農(nóng)藥化肥污染, 有利于栽培技術(shù)的現(xiàn)代化。產(chǎn)量高是無(wú)土栽培的最大特點(diǎn), 世界上無(wú)土栽培的先進(jìn)技術(shù)可使番茄產(chǎn)量達(dá)到45~55kg/m2, 黃瓜產(chǎn)量達(dá)到50~70kg/m2。在農(nóng)產(chǎn)品短缺的年代,主要追求產(chǎn)品的數(shù)量, 過(guò)量施用化肥、農(nóng)藥, 使農(nóng)產(chǎn)品中殘留過(guò)多的硝酸鹽、重金屬和有毒農(nóng)藥等有害成分?，F(xiàn)在, 隨著人們生活質(zhì)量的提高, 對(duì)無(wú)公害無(wú)污染的蔬菜、水果的需要逐年增加。無(wú)土栽培基本杜絕了植物土傳病害的發(fā)生, 化學(xué)農(nóng)藥的使用相對(duì)少于土壤栽培。利用高溫蒸汽、紫外線、沙濾、生物膜過(guò)濾等物理方法, 可對(duì)植物病害進(jìn)行防治, 對(duì)營(yíng)養(yǎng)液和設(shè)施進(jìn)行消毒, 而不污染環(huán)境。為此, 采用無(wú)土栽培技術(shù)可以較好地保護(hù)環(huán)境, 生產(chǎn)出無(wú)土種植的技術(shù)綠色食品。20 世紀(jì)后期, 無(wú)土栽培技術(shù)無(wú)論在發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家都得到迅速發(fā)展, 無(wú)土栽培技術(shù)已日益完善。
4 我國(guó)的無(wú)土栽培技術(shù)
我國(guó)最早進(jìn)行無(wú)土栽培是在1941 年, 由浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)教授陳子元在上海開(kāi)展無(wú)土栽培試驗(yàn), 后來(lái)因成本太高而放棄。1975 年山東農(nóng)業(yè)大學(xué)首先開(kāi)展了無(wú)土栽培西瓜的研究。改革開(kāi)放以來(lái), 我國(guó)無(wú)土栽培面積成倍增長(zhǎng), 1990 年無(wú)土栽培面積7hm2, 1995 年為100hm2, 2000 年達(dá)到240hm2。我國(guó)先后引進(jìn)荷蘭、日本、美國(guó)等國(guó)一些無(wú)土栽培設(shè)施, 在消化吸收國(guó)外無(wú)土栽培先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上, 進(jìn)行了無(wú)土栽培設(shè)施配套技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的研究與開(kāi)發(fā)。20 世紀(jì)90 年代以來(lái), 我國(guó)引進(jìn)和自己研制的無(wú)土栽培系統(tǒng)很多, 目前生產(chǎn)上應(yīng)用的主要有: 營(yíng)養(yǎng)液膜系統(tǒng)、深液流法、浮板毛管水培法、袋培法、基質(zhì)水培法。
中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉所研制開(kāi)發(fā)了袋培、槽培、巖棉培和UFT 無(wú)土栽培系統(tǒng); 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京蔬菜所研制開(kāi)發(fā)了果菜類NFT 無(wú)土栽培系統(tǒng); 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研制開(kāi)發(fā)了魯- SC 基質(zhì)水培系統(tǒng); 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制了深水栽培系統(tǒng); 農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)院研制了無(wú)土栽培滴灌系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)控制系統(tǒng)。為進(jìn)一步降低無(wú)土栽培成本, 提高產(chǎn)量, 中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉所研制開(kāi)發(fā)出符合國(guó)情、節(jié)約投資、節(jié)約肥料、管理簡(jiǎn)便、產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到綠色食品標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)生態(tài)無(wú)土栽培技術(shù); 浙江省農(nóng)科院和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制出浮板毛管水培系統(tǒng)。目前, 這兩個(gè)無(wú)土栽培系統(tǒng)約占全國(guó)無(wú)土栽培面積的60%, 大大促進(jìn)了我國(guó)無(wú)土栽培技術(shù)的發(fā)展。
5 無(wú)土栽培發(fā)展趨勢(shì)
從世界各國(guó)發(fā)展無(wú)土栽培的歷程看, 都是從礫耕循環(huán)水開(kāi)始, 成本較高。20 世紀(jì)70 年代中期出現(xiàn)了NFT 系統(tǒng)。各種天然和人工基質(zhì)同時(shí)發(fā)展, 歐洲找到了巖棉并認(rèn)為是最好的基質(zhì), 加拿大因木材工業(yè)發(fā)達(dá), 則以鋸末為基質(zhì)?；|(zhì)栽培絕大多數(shù)是營(yíng)養(yǎng)液不循環(huán)使用, 成本較低, 成為當(dāng)前各國(guó)無(wú)土栽培的主要方式。一種是高投資、高技術(shù)、高效益類型。如荷蘭、日本、美國(guó)、丹麥、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家, 無(wú)土栽培生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了高度機(jī)械化、自動(dòng)化、電子化、專業(yè)化。其溫室的環(huán)境條件( 溫度、濕度、CO2 濃度、通風(fēng)、光照) 、營(yíng)養(yǎng)液配制都完全由計(jì)算機(jī)調(diào)控。
其生產(chǎn)過(guò)程,包括播種、間苗、移栽、病蟲(chóng)害防治、采收、分級(jí)包裝全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化, 實(shí)現(xiàn)了一條龍的工廠化生產(chǎn), 達(dá)到產(chǎn)品周年供應(yīng), 產(chǎn)值高, 經(jīng)濟(jì)效益顯著; 另一種趨勢(shì)是以發(fā)展中國(guó)家為主, 主要根據(jù)本國(guó)的國(guó)情和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件, 采用簡(jiǎn)單的設(shè)備就地取材, 土法上馬, 手工操作。這些國(guó)家發(fā)展無(wú)土栽培目的是改造環(huán)境, 節(jié)約水、土資源, 解決人民生活的基本需要。展望21 世紀(jì), 我國(guó)的無(wú)土栽培技術(shù)主要目標(biāo)是研究適合我國(guó)國(guó)情的普及型簡(jiǎn)易無(wú)土栽培設(shè)施, 以降低投資和生產(chǎn)成本。將微電子、計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)應(yīng)用于無(wú)土栽培設(shè)施, 對(duì)其營(yíng)養(yǎng)液的貯液量、液溫、pH 值、電導(dǎo)率和供液時(shí)間實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。
同時(shí)要研究營(yíng)養(yǎng)液全自動(dòng)控制系統(tǒng), 定時(shí)測(cè)量作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的需求量, 自動(dòng)分析和調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液成分, 以達(dá)到高產(chǎn)節(jié)本的目的。擴(kuò)大無(wú)土栽培的應(yīng)用范圍, 在國(guó)內(nèi)缺水、土壤貧瘠甚至難以種植作物的沙漠、重鹽堿地、海島、屋頂、陽(yáng)臺(tái)、庭院等開(kāi)發(fā)大、中、小型無(wú)土栽培設(shè)施, 擴(kuò)大無(wú)土栽培技術(shù)的應(yīng)用范圍。
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