第七章-基质栽培的管理

第七章基质栽培的管理Chapter7Thefacilitiesandmanagementsofaggregatecultures第一节砾培生产设施及管理Section1Thefacilitiesandmanagementsofgravelculture砾培(GravelCulture)是指采用石砾(粒径大于3mm以上)作为生长基质的一类无土栽培技术。它是最早应用于商业化生产的无土栽培形式。砾培的水肥的利用率较高，但由于建设费用较高，石砾容重大，运输、清洗和消毒的工作烦重，费用高，不易做到彻底杀灭前茬作物种植过程中残留的病虫害，致使后茬病虫害较为严重。因此，在近几十年的发展中呈萎缩状态。一、砾培生产设施的结构Thestructureofagravelculturefacility砾培生产设施种植槽/trough供液系统/supplyingsystem排液系统/outletsystem贮液池/reservoirProductionfacility1.石砾层2.排液缓冲间3.供液缓冲间4.灌排管5.供液管6.回流管7.贮液池8.水泵9.水泵滤网10.阀门11.分液管12.转换式供液阀13.液位传感器砾培生产设施全系统示意图Thesketchmapofagravelcultureproductionfacility1、种植槽/trough由于石砾的容重大，因此盛放石砾的种植槽槽框多为红砖用水泥沙浆砌成或用水泥预制板制成，也可以用塑料板、木板等做成。种植槽呈V形，以1:200~1:250的坡降倾斜。槽框内铺黑色塑料衬里，然后在中部安放一条排液管。槽中的石砾层表面应低于种植槽槽框顶面3~5cm。种植槽中种植白菜苗TheseedlingsofPak-choiplantedinagraveltrough砾培种植槽种植花卉Theflowersplantedingraveltrough砾培中种植的花卉Thebloomingflowersplantedinagraveltrough有一种种植槽在底部不设排液管。做成槽框、铺上塑料薄膜，然后放上石砾即可种植。1.供液管2.种植槽3.供液缓冲间4.基质5.水泵6.溢出口7.排液缓冲间8.排液口9.贮液池10.营养液11.种植槽横切面槽底不设排液管的种植槽Thetroughwithoutoutletpipesinthebottom另一种种植槽的槽底安放一条灌排两用管，既作供液用，也作排液用。基质2.种植槽3.灌排液两用管4.水泵5.贮液池6.营养液7.种植槽横切面槽底设置灌排两用管的砾培Thegravelculturewiththeoutletandinletpipeinone2、供液及排液系统/supplyingandoutletsystem包括水泵、供液管道、电磁阀、定时器、自动转换轮灌阀门以及控制水位及水泵工作的液位感应器等部分组成有些设施则较为简单，供液系统只是由水泵、供液管道、调节流量的阀门以及定时器等组成1.植株2.基质(石砾)3.供液管4.供液缓冲间5.种植槽6.营养液7.贮液池8.排液缓冲间9.溢出口10.排液口11.可调节高度的套管槽底不设排液管的砾培设施砾培的灌液和排液要求的总原则是速灌速排。水泵流量要求足够大，液管的口径也要够大。砾培生产设施为例来说明其灌排过程：供液时，水泵把营养液抽起，通过供液管道输送至种植槽的较高的一端，然后流入供液缓冲间，再灌入槽底的灌排管，此时排液缓冲间的排液口阀门关闭，营养液液位在石砾层内由下至上地上升，直到达到大约液面低于石砾表面3~5cm时，液面与排液缓冲间内上部的浮球开关接触，随即切断水泵电源，同时开启排液阀门进行排液，将槽内全部营养液排到贮液池中。在槽底不设灌排液管的生产设施，其供排液过程是：由水泵抽起的营养液通过供液管道流到种植槽的供液缓冲间中，然后在石砾下层的石砾间孔隙沿种植槽从高至低流动，当流到排液缓冲间时则从排液口流出，经排液管道流到贮液池中，如果此时槽中的营养液较多，从排液口流出的量较少时，营养液液位就会在石砾层中上升，当升至离石砾层表面大约3~5cm处，则会通过设在排液缓冲间的溢出口流到排液管中再流回贮液池中。3、贮液池/reservoir贮液池建在地下，以不渗漏为原则。容积的确定：营养液有10%~15%被石砾所吸持的，再加上石砾表层大约有3~5cm是不被营养液所浸润的，这部分石砾占石砾总体积的15%~20%左右，而停止供液后，大部分营养液均流回贮液池中。因此，容积约为生产设施中石砾总体积的75%左右。在500m2的石砾培温室中，地下贮液池的容积大约需要20m3。二、砾培生产设施的管理Themanagementofgravelculture(一)营养液配方的选择、配制和补充砾培在每次灌排液之后残留在石砾中的营养液量不多，随着基质水分的蒸发和植株的吸收，易造成槽中残存的营养液浓度升高。因此，应选择较低浓度的营养液配方。一般的浓度要求为1.0~1.2ms/cm，如果选用较高浓度的配方要使用其0.5剂量。由于砾培所用的营养液浓度较低，因此养分的补充要及时，否则可能会出现缺肥。当营养液浓度降低至原来浓度的60%~70%时就补充至原来的浓度。如选用水肥同步吸收的配方，每隔1~2天补充水分时就以营养液的形式加入即可。(二)供液及排液的管理Themanagementofirrigationanddrainage砾培在供液的过程中，槽中的营养液液位由下至上不断上升，直至达到石砾层以下2~3cm为止。在灌液的过程中，把石砾层中原来CO2浓度较高、O2含量较少的空气顶推到基质外部，而在排液的过程中随着槽中液位的降低，又把新鲜的空气带入基质中，如此循环往复，可使基质中的O2处于一个较高的状态，使作物根系生长良好。供液和排液的频度应根据作物种类、植株大小、石砾的大小和吸持水分的能力和气候情况的不同而定。总的原则是能够及时地满足作物对水肥的需求，同时又要防止因水分消耗而造成石砾中营养液浓度过高而影响植物生长。在天气炎热、湿度小、空气干燥而植株较大、石砾持水能力较低时，灌排液的次数要增加，反之，则可减少一些。可以通过已知的基质总孔隙度和持水率以及水泵的流量来计算水泵的供液时间。根据植株的耗水情况来计算供液次数，也可以通过经验估算供液频度。现以一座8m×42m的温室内共设有12条宽度为80cm、侧深25cm、中央深30cm、长度为20m的V形种植槽，采用750w、口径为25mm、每分钟流量300L的水泵供液为例来计算供液频度：棚内种植槽的总容积=12×0.8m×20m×0.25m=48m3，如果石砾的总孔隙度为40%，而灌液时只灌至离石砾表面3cm以下，则全温室种植槽的总营养液容积=12×0.8m×20m×(0.25m-0.03m)×40%=16.90m3≈17m3，但由于石砾会吸持营养液总体积的10%~15%，即有1.7~2.55m3是残留在石砾中的，换句话来说，每次供液的体积至少应为17-(1.7~2.5)m3，即15.3~14.5m3。而水泵流量为300L/min，即18m3/h，则每次供液时间=(15.3~14.5)m3/18m3.h-1=0.85~0.80h，也即水泵供液时间为48~51分钟。而如果这个温室中种植1000株番茄，以始花期后每天每株的耗水量为2L，残留在石砾中的营养液以30%可被根系吸收计算，则残留营养液可供植株吸收的时间=(1.7~2.55)m3×30%÷(2L/株.天×1000株)=0.255~0.3825天，即为6.12~9.18小时。考虑到石砾表面的自然蒸发和植株夜间蒸腾较少，主要为白天蒸腾，因此，供液间歇应再缩短60%左右，即每隔(6.12~9.18)小时×60%=3.67~5.50小时。如果把供液时间主要考虑放在白天，则可定为7:00、10:30、13:00、15:00、0:00五次供液，则足以满足作物的生长所需。(三)石砾的清洗、消毒和更换Cleaning,disinfectionandreplacingofgravel清掉残根败叶，用大量清水冲洗种植槽的石砾，然后在贮液池中配制含有0.3%~0.5%有效氯的次氯酸钠或次氯酸钙溶液，开启水泵，把消毒液抽入种植槽中，让消毒液浸没石砾层，浸泡30分钟，再循环30分钟后排去，再用大量清水冲洗干净。如果是选用吸附能力小的花岗岩石砾，还可以1/5000浓度的高锰酸钾溶液消毒。浸泡约20分钟后排掉，马上用清水冲洗，否则石砾表面会有褐色的锰盐沉积。如果有条件的，可在经过2~3年的使用之后把石砾更换掉，避免病虫的大量累积。第二节沙培生产设施及管理SectionIIThefacilityandmanagementofsandculture沙培(SandCulture)是用沙粒作为作物生长基质的一类无土栽培技术。由于沙粒的来源广泛，价格低廉，生产设施的结构较为简单，建造方便，维护及运行费用便宜，因此在世界上许多国家得到广泛的应用。沙培中种植的豆角Thecowpeaplantedinsandculture露天沙培樱桃Thecherryplantedinsandcultureintheopenair一、沙培生产设施的结构/Theconstructionofthefacilityofsandculture主要由种植槽、供液和排液系统、贮液池等部分组成。(一)种植槽/plantationtrough根据形状的不同可分为下列几种类型：1、V形种植槽/plantationtroughofshapeV2、∧形种植槽/plantationtroughinshape∧1.两侧低、中间高的槽底2.塑料薄膜3.基质(沙)4.粗大石砾5.排液孔6.地面∧形种植槽横切面示意图3、平底种植槽/plantationtroughwithevenbottom槽底水平，可用3~4层红砖在地面平铺而成，槽内衬一层黑色塑料薄膜。1.红砖叠成的槽框2.塑料薄膜3.液位观察管4.基质5.滴头6.供液管7.地面1.Troughframemadebybricks2.plasticfilm3.平底种植槽结构示意图Thesketchmapofplantationtroughwithevenbottom槽式沙培种植甜瓜Maskmelonplantedinsandculture厚皮甜瓜槽式沙培Maskmeloninthetroughofsandculture全温室地面沙培Sandcultureinallgreenhouse’sground1.植株2.薄壁滴灌带3.沙4.排液管5.黑色塑料薄膜6.温室地面温室地面沙培示意图Thesketchmapofsandcultureinallgreenhouse’sground沙培一般采用滴灌来供液。Dripirrigationsystemisalwaysusedtosupplynutrientsolutioninsandculture.近几年来，还有一种流量很小(0.2~0.5L/h)的重力自流式滴灌系统，它通过供液支管在大棚或温室的种植槽四周互相连通，形成一个闭环系统，以使各处的压力尽量均匀，然后把已连接有滴头的毛滴管两端与供液支管相连并平铺在种植槽的基质面上。1.贮液池2.阀门3.供液主管4.毛滴管5.种植槽槽框6.温室7.工作通道重力自流式滴灌系统在棚内设置示意图重力自流式滴灌系统安装还可用薄壁滴灌带来供液薄壁滴灌带每隔25~30cm左右打出1个或2个小孔，未使用前呈扁平状，直接铺在基质面上，供液时水流入后即把滴灌带撑胀起来并从小孔中喷射出营养液来，一旦停止供液，滴灌带会瘪下去。这种滴灌带成本很低，使用上很方便。(三)贮液池/reservoir如采用水泵进行供液的，可把贮液池建在地下，而如果采用重力自流式供液的，则要根据滴灌系统对压力的要求而把贮液池架高建在地面以上。1.池体2.支撑柱3.清洗用排水口4.供液出水口5.地面高设贮液池结构示意图供液池外观/Theappearanceofsolutiontan