搜索
1设施农业有机生态型无土栽培技术巴州农业技术推广中心----韩广泉一.概述1.无土栽培的定义：无土栽培是指不用天然土壤栽培作物，而是将作物栽培在营养液中，这种营养液可以代替天然土壤向作物提供水分、养分、氧气、温度，使作物能够正常生长并完成其整个生命周期。2.无土栽培的分类：2.1.有固体基质类型--栽培容器或槽内的空间无基质存在，只有作物根系、营养液和空气。包括砂培、砾培、岩棉培和有机生态型无土栽培等方式2.2.无固体基质类型--栽培容器或栽培槽内的空间均有基质填充，基质固定植株营养液和空气存在于基质间隙，包括NFT、DFT和雾培等方式。3.无土栽培的优缺点:3.1无土栽培的优点：3.1.1.为作物提供了最佳根系生长环境和最优水肥，产量比土壤栽培高。3.1.2.省水、省肥、省工。3.1.3.避免土壤连作障碍。3.1.4.免除土壤污染（生活污染、工业污染），生产出符合卫生要求的产品。3.1.5.不受地区限制，可充分利用不毛之地。3.1.6.有利于实现农业的产业化。3.2无土栽培的缺点：3.2.1.一次性投资大。3.2.2.要求管理人员素质高。3.2.3.有一定风险，一个环节一旦出问题，可能导致全军覆灭。3.2.4.管理过程要求严格。3.2.5.对环境条件要求更高。4.存在的问题：4.1.无土栽培系统设施投资成本高，但蔬菜产量增幅不大。4.2.菜农文化素质低，无土栽培技术人才匮乏。4.3.无土栽培配套设施不完善，基础研究薄弱。4.4.过去无土栽培的研究重点主要集中在无土栽培的应用技术上（如基质种类和营养液配方的研究），而对无土栽培的应用基础的研究（在无土栽培条件下，作物根际环境和温室环境因素与作物生长发育关系研究）比较薄弱。二.无固体基质无土栽培无固体基质无土栽培包括水培和雾培，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。水培可以分为两类：一是营养液膜技术(NutrientFilmTechnique,NFT)：营养液液层较浅，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。二是深液流水培技术(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，而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。2雾培又称气培或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上，根系悬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，形成空间，供液管道在三角形空间内通过，向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔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，需要消耗大量电能，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。此方法栽培植物机理同水培因此根系状况同水培.根系生长环境是营养液而不是固体基质这是水培和雾培的共性。1.水培：水培根据其营养液液层的深度、设施结构和供氧、供液等管理措施的不同，可划分为两大类型：一是营养液膜技术(NutrientFilmTechnique,NFT)：营养液液层较浅，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。二是深液流水培技术(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，而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。2.水培的设置构成：水培系统包括种植槽、供液系统、回液系统和储液池等，供液系统包括电泵、管道、流量计、时间控制器、浓缩营养液罐、营养液自控装置等。2.1种植槽：在制作种植槽时应注意：2.1.1选用建槽材料要考虑其耐用性和生产成本。2.2.2种植槽的深浅根据种植蔬菜种类确定。2.2.3槽要有一定的坡度，一般以坡降为1:100左右为宜，过大的坡降营养液流速过大，而坡降过小，则流动缓慢，不利于槽中营养液的更新。2.2营养液循环系统：包括供液系统和回流系统两大部分组成。供液系统包括供液管道、水泵和调节流量的阀门等。供液管道是指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。回流系统包括回流管道和种植槽中的液位调节装置。2.3储液池：储液池一般建在地下2.4其他设备：2.4.1.供液定时器：可准确地控制水泵工作的间歇时间，省去人工控制的麻烦，使得生产过程更趋自动化。间歇供液定时器要选择可进行1分钟~24小时循环控制的。2.4.2.电导率(EC)自控装置：由电导率传感器、检测及控制仪表、浓缩营养液罐(A液和B液两种)和浓缩营养液注入泵以及与水源连接的电磁阀等部分组成。3.酸碱度(pH)自控装置：由酸碱度(pH)传感器、控制仪表、浓酸或浓碱罐以及酸碱的注入泵组成。三营养液管理1.营养液概念及配制要求：概念：是把含有植物所需营养元素的化合物溶解于水中而成的液体。营养液3是无土栽培的核心，营养液配制与管理是无土栽培技术的关键。营养液是无土栽培的核心，只有掌握了营养液配制的原理、配制技术和变化规律，才能使无土栽培获得成功1.1营养液组成的原则：1.1.1.营养液必须含有植物生长所必需的全部营养元素。1.1.2.含各种营养元素的化合物必须是根部可以吸收的状态,就是可以溶于水的呈离子状态的化合物。1.1.3.营养液中各营养元素的数量比例应符合植物生长发育的要求、而且是均衡的。1.1.4.营养液中各营养元素的无机盐类构成的总盐分浓度及其酸碱反应应是适合植物生长要求的。1.1.5.组成营养液的各种化合物，在栽培植物的过程中，应在较长时间内保持其有效状态。1.1.6.组成营养液的各种化合物的总体，在被根吸收过程中造成的生理酸碱反应应是比较平衡的。1.2营养液组成的依据：在营养液浓度确定时，必须要充分考虑生理平衡和化学平衡的适宜性。所谓生理平衡，就是植物能在营养液中按其生理要求吸收到所需的一切营养元素，且要吸收到符合比例的数量。影响营养液生理平衡的因素主要是营养元素之间的拮抗作用。化学平衡就是要考虑营养液中某些营养元素的化合物，当其离子浓度达到一定值时，会相互作用形成难溶性沉淀而从营养液中析出，使营养液中营养元素的比例失去平衡。主要要通过调节浓度及营养液pH来避免。2.营养液的配制：2.1营养液配制时选择肥源的要求：2.1.1.化学矿质肥料为主；2.1.2.溶解性好，均匀分布，长期有效2.1.3.质地纯正，含量稳定，不含有害物质2.1.4.符合配方前提下，尽量减少种类2.1.5.水质无污染，不含杂质和有害物质2.2水源：水质有软、硬之分。硬水中含有多种钙、镁盐类，主要是碳酸盐、硫酸盐、氯化盐等。而软水含量较低。2.2.1.水质的软硬程度以每升水中含CaO的重量来表示：1=10mgCaO/L按其划分：0－4-----很软水；4－8-----软水；8－16----中硬水；16－30----硬水；30以上----极硬水。2.2.2.营养液对水质的要求（1）水的硬度10以下为宜，最高不超过15；（2）pH5.5-8.5；（3）悬浮物不超过10mg/L；（4）NaCl含量小于2mmol/L；（5）无有害微生物（病原菌）；4（6）溶解氧（≥3mg/L）、氯气（≤0.3mg/L）；（7）重金属及有害元素不许超标。2.2.3.营养液水源及处理（1）自来水----一般是经消毒和处理的饮用水，可直接使用（2）井水----分软水、硬水，经分析测定后使用。（3）雨水----考虑当地的空气污染情况，对pH及有害物质严格检测，可进行澄清、过滤、沉淀、消毒，一般为软水。下雨开始几分钟的雨水最好不要使用。（4）河水----水质复杂、多变，应慎重。必须经过检测、处理，达标后使用。（5）雪水----一般为软水。亦应分析测定后使用。（6）蒸馏水、去离子水----多用于严格的科学试验。2.2.4.营养液的肥源要求：质地纯正，含量稳定，不含有害物质a注意结晶水数量、含水量b注意纯度c注意杂质种类、含量d注意溶解度、酸碱性e商品标示不清或技术参数不明者严禁使用，需化验后确认。f本物符合，有害物质同时也不能超标。2.2.5.营养液酸碱度调节(1)调节pH必要性a.养分有效性：pH7-P、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、B、CupH5-H+与Ca2+拮抗；Cu、Mn中毒；腐蚀容器b.影响作物代谢（原生质膜透性、酶活性等）根系发黄坏死(2)营养液pH变化影响因素：a.生理酸、碱肥料组成；b.每株占有体积；c.更换速率(3)pH控制：a.治标（调节）；b.治本（配方）(4)营养液酸碱性调节常用的酸有：硫酸、硝酸、磷酸，常用的碱有：氢氧化钠、氢氧化钾2.2.6.营养液溶存氧（DO）一定温度、一定大气压条件下单位体积营养液中溶解氧气的数量，用mg/L表示。营养液中维持浓度在4-5mg/L（15-270C，饱和溶解度的50%）以上为宜。缺氧原因:温度与气压;根系与微生物呼吸氧气不足影响:（1）呼吸不完全，酒精中毒；（2）激素合成紊乱，生长异常；（3）养分吸收受阻，影响生长溶解氧的调节：a.搅拌：效果好，但难以实施b.压缩空气：效果好，适于小规模水培c.化学反应：增氧效果好，但价格昂贵d.循环流动：效果好，采用较多e.落差：效果好，采用较多f.喷射（雾）：效果好，采用较多g.增氧器：进水口安装，先进水培设施多用5h.间歇供液：番茄夏季供15分钟，停45分钟,空气中吸氧2.2.7营养液消毒灭菌：(1)紫外线照射：(2)紫外线加臭氧杀菌：(3)超声波：(4)高温加热杀菌：(5)缓流砂过滤处理：(6)拮抗微生物：(7)膜分离法:(8)药剂杀菌（化学法）：四有固体基质无土栽培有固体基质无土栽培栽培是指容器或槽内的空间无基质存在，只有作物根系、营养液和空气。包括砂培、砾培、岩棉培和有机生态型无土栽培等方式有固体基质无土栽培在我国目前普遍应用的方式为岩棉培和有机生态型无土栽培，其中有机生态型无土栽培近年来发展迅猛。岩棉培可采用开放供液系统和循环供液系统;有机生态性无土栽培均采用开放供液系统。1.常用的基质种类无土栽培可用固体基质有多种，可以因地制宜、就地取材，常用的有砂、石砾、珍珠岩、蛭石、岩棉、泥炭、锯木屑、稻壳、泡沫塑料等1.1基质的分类：按基质来源可分为:天然基质(如砂、石砾等)和人工合成基质(如岩棉、泡沫塑料、多孔陶粒等)按基质组成可分为无机基质(如砂、石砾、岩棉、蛭石、珍珠岩等)和有机基质(如树皮、泥炭、稻壳等)按基质性质可分为惰性基质(基质本身不供应养分或不具有阳离子代换量,如砂、石砾、岩棉等)和活性基质(基质本身能供给植物养分或具有阳离子代换量，如泥炭、蛭石等)按基质使用时组分不同可分为单一基质(以一种基质作为生长介质，如砂培、砾培、岩棉培等)和混合基质(由两种或两种以上基质按一定比例混合，克服单一基质造成的容重过轻、过重、通气不良或通气过剩等缺点)2.基质的理化性质2.1物理性质：对作物生长有较大影响的基质物理性质主要有容重、总孔隙度、持水量、大小孔隙比及颗粒大小等容重：单位体积基质的重量，它反映基质的疏松、紧实程度。容重大，基质紧实、透水透气性差。容重小，基质疏松、透气性好，但不易固定根系。理想容重范围在0.1~0.8g/cm3。最好容重为0.5g/cm3总孔隙度：是指基质中持水孔隙和通气孔隙的总和，以相当于基质体积的百分数（%）表示。为克服单一基质总孔隙度过大或过小所产生弊病，生产上常将二、三种不同颗粒大小的基质混合制成复合基质使用，混合基质的总孔隙度以60%左右为宜，相当于菜园土的总孔隙度,菜园土的总孔隙度为66%大小孔隙比：基质中空气所能够占据的空间—通气孔隙与基质中水分所能够占据的空间—持水孔隙之比,一般讲，大、小孔隙比在1:1.5~4范围内作物均能6良好生长颗粒大小：基质颗粒大小直接影响容重，总孔隙度和大小孔隙比。基质颗粒粗，容重大，总孔隙度小，大小孔隙比大，通气性好但持水性差，因此要增加浇水次数。基