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第六章常用基质培生产设施及管理第一节砾培生产设施及管理砾培（GravelCulture）：是采用石砾（粒径大于3mm以上）作为生长基质的一类无土栽培技术。它是较早应用于商业化生产的无土栽培技术，早在二战期间，盟军在日本及其它无法进行农业耕作的海岛上所采用的无土栽培形式即为砾培。一、砾培生产设施的结构组成：种植槽、供液系统、排液系统和贮液池。1.种植槽由于石砾的容重大，因此，盛放石砾的种植槽槽框多为红砖用水泥沙浆砌成或水泥预制板制成，也可以用塑料板、木板等做成。灌排液管1.种植槽的倾斜度大2.石砾粒径稍大2、供液及排液系统由水泵、供液管道、电磁阀、定时器、自动转换轮阀门以及控制水位的水泵工作液位感应器等组成。砾培的灌液和排液要求的总原则是速灌速排。因此，供液系统的水泵流量要求足够大，而且排液管的口径也要足够大，才能满足速灌速排的要求。一般排液口的口径较小，溢出口的口径较大，营养液流出的速度很快，这样的设置利于一段时间内石砾层中能保持一定深度的营养液层，但又不会使得营养液蔓至石砾表面，以防石砾表面滋生绿藻和盐分在石砾表面的累积。水泵的开启时间是由定时器控制的。3.贮液池由于砾培的排液是在重力的作用下进行的，因此，贮液池都是建在地下。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（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，营养液浓度不宜过高，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，如果选择较高浓度的配方要使用其0.5倍剂量。由于营养液浓度较低，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，就要补充至原来的浓度。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3-5cm为止。在灌排的过程中，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，可使基质中的氧气含量处于一个较高的状态，使作物根系生长良好。（二）供液和排液的管理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以及气侯情况的不同而定。总的原则：能及时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。（三）石砾的清洗、消毒和更换在换茬时，首先把石砾中的残根败叶清掉，用大量清水冲洗种植槽中的石砾，把残留的营养液及腐败的残根、细小的颗粒冲掉，然后在贮液池中配制含有0.3-0.5%有效氯的次氯酸钙或次氯酸钠溶液，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30min，在循环30min后排出去，再用大量清水冲洗干净即可。砾培的消毒工作量和强度都较大，而且难以消毒彻底。如果有条件，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沙培（SandCulture）是用砂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应用。一、沙培生产设施的结构由种植槽、供液和排液系统、贮液池等部分组成。（一）种植槽1.V型种植槽可用红砖、水泥砂浆砌成。槽底有坡度。营养液以开放式滴灌的形式供应，营养液可以排到室外，不循环利用。2.∧形种植槽可用红砖、水泥砂浆砌成，也可用水泥预制板做成。槽底中央位置较高，而两侧向低处倾斜，在槽外两侧各建一条排水沟，从槽中流出的多余营养液即可流到此排水沟排出棚外。3.平底种植槽用3-4层红砖在温室或大棚平实的地面铺成平铺而成，然后在槽内衬一层黑色塑料薄膜，在离槽底约一块砖的高度，每隔50-70cm用刀切开一道5-8cm的缝隙，以便过多的营养液能够流到槽外。（二）供液系统沙培一般采用滴灌的方式来供液，1.重力自流式滴灌系统；2.薄壁滴灌带，是每隔25-30cm左右用激光打出1个或2个小孔，当滴灌带有营养液时撑胀起来，从小孔喷射出营养液。成本低，每米的费用只要几角钱，且使用也方便。（三）贮液池有两种情况：1采用水泵进行供液的，可以把贮液池建在地下。2.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，设在地面上。贮液池的容积应根据供液控制面积以及种植作物的种类来具体确定。例如：建一个控制面积为667m2种植甜瓜的贮液池，应为3.6m3。二、沙培生产设施的管理（一）滴灌系统的日常管理任何形式的滴灌系统都存在着堵塞的可能性。当配置营养液的原料纯度不高、不溶性物质含量高、水源杂质多、配制过程产生沉淀以及水质硬度高、过滤器的效果差的情况下，都容易造成滴头的堵塞，最终结果是供水不足或完全缺水，植株萎蔫死亡。防止的方法：1.经常巡视，发现出水量少，立即疏通或更换喷头。2.每次换茬时，用清水冲洗一次滴灌系统，最好把喷头全部取下来，浸泡在稀酸（0.1mol/L)中24h，然后用清水冲洗干净。3.过滤器也要经常冲洗，以确保过滤效果。（二）营养液管理及其他1.营养液配方的选择和配制由于沙培基质的缓冲能力较低，基质中的贮液量多，存于基质层中营养液的浓度和酸碱度会因作物的选择性吸收和基质表面的蒸腾作用而变化较大，因此，要选用浓度较低、酸碱反应较稳定的配方。如果选择配方浓度较高，可用其1/2剂量。2.供液浓度和供液频度当阳光充足、温度高、湿度小、风力较强时，供液的浓度应降低，约在1.0-1.2ms/cm，并且每天的供液次数要增多。在阳光不足、温度较低、湿度大、风力较弱时，要稍微提高营养液的浓度至1.2-1.5ms/cm，每天的供液次数应少一些。3.供液量的确定根据植株的大小和光照、温度、湿度及通风条件的不同来具体确定。一般在基质底部有1-2cm的水层时停止供液。最好控制在基质中没有水层的出现而基质的含水量达到其饱和持水量的70%--80%左右即可。4.基质中累积盐分的消除以滴灌形式滴入种植槽的营养液一方面随重力作用在沙层中由上至下渗透，同时在毛细管的作用下，在向下运动的同时也向四周扩散，其中有部分营养液是由下向上的上升至基质的表面，当基质表面营养液中的水分丧失之后，盐分就累积在基质表面，严重时出现“盐霜”，危害植株基部。防止方法：1.每隔1-2个月左右，用较大量的清水冲洗一次基质表面。2.每隔2-3周，通过滴灌系统加入一次清水或稀的营养液（1/4剂量左右）以冲去基质中较多的盐分。第三节岩棉培生产设施及管理岩棉培（RockwoolCulture）是以岩棉作为植物生长基质的一类无土栽培技术。由于岩棉容重小、孔隙度大、有良好的透气性和持水性，同时在其制造过程中的高温条件，使得岩棉成为无土栽培中一种深受欢迎的基质。岩棉培的优点：岩棉培生产设施材质轻便，建设安装简单，省力，费用相对较低，生产过程的管理简便，在配备有关控制装置的条件下，易于实现大规模生产的自动化，是近三十年来无土栽培的一个重要的发展方向。岩棉培是以定型的（多为四方体）、用黒色塑料薄膜包裹的岩棉块做为生长基质（种植垫），种植时在岩棉种植垫上开孔，放上已育好小苗的育苗块，然后以各种形式往岩棉种植垫中滴入营养液来种植植物。一、开放式岩棉培生产设施的结构及管理1.开放式岩棉培生产设施的特点1）营养液除了供给作物吸收利用之外，从种植垫中流出的多余营养液通过排液管道流到种植系统外部，而不是重复循环利用的2）结构简单，安装容易，施工快捷，造价便宜，可减少病菌的传播蔓延。3）营养液的用量大4）适于中高大株型作物2.开放式岩棉培的设施结构组成：放置在种植畦上岩棉种植垫、供液系统、排去多余营养液的排液系统。（1）种植畦的结构在经过平整压实的地面做成龟背形的土畦，并将其压实。在整个温室地面铺设一层乳白色或银灰色塑料薄膜，将所有的畦面和畦沟全部覆盖，作用：1.防止土传病虫害的侵染和杂草滋生，2.防止多余的营养液渗入土中而产生盐渍化，3.增加光照反射率，使作物叶背及下部叶片的光照强度增加。（2）岩棉种植垫的规格一般岩棉块为四方体，厚度7-10cm、宽度15-30cm、长度80-90cm左右，这样的种植垫每条种2株作物。（3）岩棉种植垫在种植畦中的排列将种植垫一个紧贴一个在种植畦背上排成两行，每行均放在畦的斜面上，以利于多余的营养液从种植垫侧面的切口流到畦沟中。在冬季，可在放置种植垫之间的地面安放加温管道。（4）供液系统采用滴灌。优点：节水省工滴灌系统的基本组成：液源、过滤器、各级供液管道、滴头及各级的阀门。a液源：1.有营养液池的方式2.无营养液池的方式b过滤器过滤水源和肥料中大的杂质、防止堵塞滴头c滴灌管道d对选用供液系统的要求1.可靠性2.均匀性3.及时性e滴灌系统在使用过程中的注意事项1.定期检查滴灌系统所有部分的运行情况，如水泵、滴头及流量的变化情况和过滤器的堵塞情况。2.使用符合规定纯度的肥料来配制营养液，不要用难溶性杂质高的肥料。采用的水源杂质不要过高。f排液系统从岩棉种植垫侧面约离地面1/3高度的位置切出5-7cm的切口，流出的多余营养液流到畦沟中，再流到棚外的排水沟。3.开放式岩棉培的营养液管理（1）供液量的确定供液量受以下因素的影响：1.基质持水量2.每株作物占有的基质体积3.作物的需水量（2）供液浓度的确定一般认为，供液浓度最低为0.6-1.0ms/cm，最高不超过2.2-2.5ms/cm，对多数作物是安全的。二、循环式岩棉培生产设施的结构及管理指岩棉基质中的营养液的数量较多，多余的营养液从岩棉中流出后通过回流管道集中于贮液池中，以便循环再利用，而不是排掉的一类无土栽培技术。优点：营养液的利用率高缺点：基本建设费用及日常运行和维护费用高，在清洗消毒不彻底时易造成病害较快地传播。目前使用较少。1.循环式岩棉培生产设施的结构包括：种植槽、岩棉种植垫、供液的滴灌系统及回流系统。（1）种植槽泡沫塑料制成的，宽度30cm，高度15cm，长度90cm。在槽内铺上一层黑色塑料薄膜衬里，然后在槽框中部安放一条半圆形的排水管，在槽框两侧要放置岩棉种植垫的位置放两条与岩棉垫一致的泡沫塑料块，以架起岩棉垫，然后把用无纺布包住四周的岩棉块放置在小泡沫塑料块上。（2）滴灌及回流系统由各级供液及回流管道、集液池、高设的供液灌、液位感应器、过滤器、水泵、电磁阀、定时器等组成。2.营养液配方的选择和管理营养液配方选择与水培的类似，管理方法也可参照水培的。3.岩棉种植垫盐分的积累、消除方法及种植垫的回收利用经过一段时间的种植之后，营养液中的某些植物吸收量较少的或营养物质中的杂质残留在基质中，而且滴入基质中的营养液会随毛细管作用而上升至基质的表面，随着水分的蒸发丧失，表面的盐分会积累起来，达到一定的浓度则会危害作物根系的正常生长，严重的在茎基部会出现盐分浓度过高而引起的直接伤害，表现为茎基部发黑腐烂，直至整株植物萎蔫死亡。所以，每隔一段时间需要进行一次洗盐，以降低岩棉垫内部及表面过多的盐分。方法：1.每星期测定营养液浓度（EC）的变化，若电导率超过3.0-3.5ms/cm时，要停止供应营养液，而利用滴灌系统在短时间内滴入较多的清水，以洗去岩棉垫中过多的盐分；当岩棉垫流出的溶液浓度接近或低于营养液的浓度时，就再加入营养液。用岩棉种植垫种植以后，一般经过消毒，可以再利用，也可以经过轮作而不需消毒直接利用。消毒：采用蒸汽消毒，但是成本高，多数地方不用。一般在经过1.5--2年以后，由于岩棉的纤维断裂，垫中残根较多，通气性下降而影响产量。所以，抛弃不用，进行填埋处理。第四节简易基质袋培、槽培和立体栽培生产设施及管理为了减少无土栽培生产设施的基本建设投入、降低生产费用，充分利用现有的廉价资源，我国的许多地方根据当地的实际情况，设计了一些投资少、管理简便、建造容易、生产效果及经济效益良好的简易无土栽培设施。一、简易基质袋培生产设施及管理（一）简易基质袋培生产设施的结构与开放式岩棉培生产设施的结构完全一致，不同的是基质袋中不是盛装岩棉，而是其它轻