第五章常用水培和喷雾培生产设施及管理

第五章常用水培和喷雾培生产设施及管理Chapter5Thefacilitiesandmanagementsofsolutioncultureandsprayculture本章学习重点Thefollowswillbeintroduced•营养液膜技术(NutrientFilmTechnique,NFT)•深液流水培技术(DeepFlowTechnique,DFT)•浮板毛管水培技术(Floatingcapilaryhydroponics,FCH）•喷雾栽培技术(SprayCultureTechnique,SCT)•设施结构及管理要点•Thestructures,constructionsandmanagementofthefacilities第一节营养液膜技术Section1NutrientFilmTechnique•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。•1965年英国人库柏(Cooper)发明。营养液膜技术NutrientFilmTechnique,NFT一、NFT设施结构•主要组成部分：种植槽、贮液池和营养液的循环流动装置•辅助设施：浓缩营养液罐及自动检测及补充装置、营养液的加温及冷却装置等管道式水培生菜lettuceintubehydroponicsystem(一)种植槽•建造材料：如塑料薄膜、硬质塑料板、铁板、玻璃钢和水泥砖等。•栽培槽分两大类（据作物类型）：•高大株型作物；•较小株型作物。1、大株型作物的种植槽•制作材料多样，最简单用塑料膜围成等腰三角形的种植槽。•种植槽：长25m左右、槽底宽25~30cm•种植槽:坡降1:75~1:100左右，•液膜:10~20mm。•营养液流量:2~4L/m。根垫的危害？如何防止根垫的危害？•设置“假底”•槽底铺一层约3~5mm厚的塑料网，•其上面再铺一层无纺布，•无纺布吸水后随毛细管扩散到与无纺布接触的根系的各部位，可防止根系穿透无纺布。•“假底”的作用：一是防止浅层营养液产生的乱流。二是防止根垫缺氧而腐烂。三是由于无纺布水，可保证不缺水。2、小株型作物用的种植槽•组成:水泥预制的或玻璃钢制成的波纹瓦生菜切花草莓全温室地面水培系统全温室地面水培生菜收获(二)贮液池/tank•一般设在地面以下。•作用：营养液量大，稳定性好；便于管理。贮液池容积：大型植株每株5L营养液小植株每株1L营养液(三)营养液循环流动系统nutrientsolutioncirculationsystem主要由水泵、管道及流量调节阀门等部分组成•供液管道：主管、支管和毛管。•在管道上安装流量调节阀门。•每一条种植槽从支管中引入2~3条供液毛管WHY??A、B.浓缩营养液罐C.浓酸液/碱液罐1.水泵2.定时器3.供液管4.pH控制仪5.EC控制仪6.注入泵7.营养液回流管8.EC及pH探头(感应器)9.加温或冷却管10.暖气(冷水)螺纹管11.暖气(冷水)控制阀12.水泵滤网13.贮液池14.水源及浮球开关NFT的自动控制装置示意图(四)辅助设施营养液自动控制系统二、NFT的基本特征1、营养液薄：几mm至1-2cm液膜、流动状态，2、解决水氧矛盾：部分根系在浅层营养液中，大部分在空气里。3、种植槽结构简单：轻质材料，安装和使用便捷，4、投资低，易于推广应用。三、NFT生产设施的管理（一）种植系统的安装及调试1、种植槽：槽底平整，薄膜渗漏？清洗和消毒。2、供液系统：检查水泵、供液管道、毛管及流量、回流管？3、辅助设施：检查营养液的电导率(EC)和酸碱度(pH)自控装置（二）营养液配方的选择和管理1、营养液配方的选择•要选择一些稳定性较好的营养液配方为什么？？不同供液量及供液方式对番茄产量的影响•解决植株根系氧气供应的方法：(1)连续供液法。(2)间歇供液法问题：上述2种方法中哪种好些？为什么？（三）液温的控制与管理•液温调控促进作物的生长。•适当地提高供液量。•保温性能较好的材料做种植槽•管道埋于地下•贮液池建在室内（四）营养液的补充和更换•果菜类：生长期6个月以上，整个生长期更换1~2次，•叶菜类：种植1~2茬更换一次。四、营养液膜技术的优缺点(一)优点/advantages种植槽内液层浅薄，较好解决根系氧气的供应问题，作物的生长良好，产量较高。设施的投资较少，建造方便、简捷。配套自动控制装置，可实现生产过程的自动化。(二)缺点/disadvantages设施耐用性较差，后续生产资料耗费较多，维护工作频繁。NFT系统营养液总量较少，营养液的浓度和组成以及温度等的变化较快，稳定性差。NFT为封闭的循环系统，根系病害易在整个系统中传播、蔓延。管理技术水平要求高，同时对设备的精确性、稳定性和安全性的要求也较高。第二节深液流水培技术DeepFlowTechnique指营养液液层较深、植物由定植板悬挂在营养液液面上方，而根系从定植板伸入到营养液中生长的技术。也称深水培技术。一、深液流水培技术的概念与特征深液流水培技术DeepFlowTechnique,DFT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，1939年美国格里克(W.F.Gericke)首先将无土栽培技术应用于商业化生产“水培植物设施”第一专利。深液流水培技术日本使用比较普及，我国台湾和大陆的许多地方使用。华南农业大学国内研究最早深液流水培技术，据统计，面积达100多万平方米。(1)盛装营养液的种植槽较深；(2)种植槽内营养液液层较深。营养液总量大，根系生长环境较稳定，营养的补充和调节方便，这是深液流水培技术的显著特点。1.深三大特征指营养液是循环流动的。目的：(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”；(3)降低根系分泌影响；(4)提高某些营养物质的有效性。2.流指植物悬挂在营养液液面上。目的：1、防止根茎部浸入营养液而产生腐烂；2、提高根系的供氧。3.悬二、深液流水培设施的结构(一)水泥砖结构包括：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：100-150cm；深：12-15cm左右；长：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2、定植板或定植网框(1)定植板定植板示意图单位:cm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杯示意图3、贮液池/tank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。4.营养液循环系统由供液系统和回流系统两大部分组成•供液系统：供液管道、水泵、调节流量的阀门等•回流系统：回流管道、液位调节装置等A.供液管放置在槽底B.供液管架设在种植槽的一端C.供液管架设在种植槽分隔墙的侧上部供液管道的三种布置方法所有管道均需采用塑料管，勿用镀锌水管或其它金属管。（1）供液管道种植槽中的供液入口和液位调节装置1.可上下移动的橡胶管2.PVC硬管3.开孔的橡皮塞4.回流管5.槽底种植槽内液位调节装置种植槽中液位控制装置1.海绵块2.定植板3.PVC管道4.水泵5.入水口6.喷液口7.种植槽8.塑料薄膜M式水培设施示意图ThesketchmapoftypeMDFT(二)日本M式水培设施的结构和组成特点：无贮液池叶菜类栽培营养液管理不便1.营养液2.空气3.气泡4.外管5.空气入口6.口径突然收窄的内管空气混入器示意图Thesketchmapofairmixer(三)日本协和式水培设施的结构和组成协和式水培与水泥砖结构深液流水培的结构类似，但其中种植槽为拼装式的，可拆迁，安装较为简单。它主要由种植槽、定植板、营养液循环系统、贮液池和供液控制系统等部分组成。1、种植槽/plantationtrough•预制块：硬质塑料板、木板、钢板或水泥预制件•拼装：•铺塑料膜，盛装营养液。1.定植板2.液位调节装置3.栽培架4.回流管道5.供液管道6.贮液池7.水泵8.种植槽9空气混入器叶菜类使用的协和式水培设施示意图1.液位调节装置2.液面3.栽培架4.回流管道5.供液管道6.贮液池7.育苗用的贮液池8.育苗用水泵9.供液及液温控制盘10.追肥自控装置11.水泵12.种植槽13.空气混入器果菜类使用的协和式水培设施示意图2、定植板及定植杯/plantationplateandcup•与水泥砖结构深液流水培的类似。3、营养液循环系统/recirculationsystemofnutrientsolution1.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/automaticcontrolsystemofnutrientsolution•由计算机控制装置、营养液加热装置、连接了蠕动泵的营养自动检测及补充装置等部分组成。•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。(四)日本神园式水培设施的组成和结构神园式水培的种植槽示意图与“水泥砖结构深液流水培”的区别：一是种植槽为水泥预制件，拼装式的，但需衬垫一层或2层塑料薄膜，后续生产资料投入较大，操作手续麻烦。二是营养液层深，但神园式水培是喷雾形式供液，溶解氧大。1.厚塑料薄膜2.定植杯3.定植板4.喷液管5.支撑墩(用定植杯倒扣而成)6.液位调节装置7.塑料薄膜8.水泥预制的槽框9.回流管道A．种植槽横切面神园式水培生产设施结构示意图1.塑料薄膜2.硬水泥板3.液位调节装置4.橡皮塞5.回流管道6.水泥预制的槽框7.回流营养液流向8.防止根系扎入回流管的装置D.回流管内浮标口构造示意图神园式水培生产设施结构示意图1、2.水泵3.交换槽新和等量交换式水培系统的组成(五)新和等量交换式水培设施组成和结构1、2.种植槽3、4.水泵5.浮球开关新和等量交换式水培系统的供排液系统运转示意图(六)全温室深水培设施的组成和结构•整个温室建成一个深约80－100cm的水池，营养液深度80－95cm。•水池底部安装有出气口和出液口。•通过水泵，实现整个贮液池中营养液的自体循环。全温室深液流水培设施示意图ThesketchmapofDFTsysteminallgreenhouse全温室深液流水培设施全景ThepanoramaofDFTsysteminallgreenhouse肥料分配器全温室深液流水培流程全温室深液流水培流程比较：•上述几种深液流水培的优点，在我国现实情况下，哪种更为适用一些？你认为还可以进一步简化吗？？四、深液流水培技术的优缺点（一）优点/Advantages1、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/disadvantages1、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。第三节浮板毛管水培技术•浮板毛管水培技术(FloatingCapillaryHydroponics，FCH)是浙江省农科院园艺所于1991年研制成功一种新型无土栽培系统。•具有成本低、投资少、管理方便、节能、实用等特点。该系统适应性广，适宜我国南北方各气候生态类型应用。•示范应用获得了良好的应用效果