1.什么是無(wú)土栽培?
無(wú)土栽培是指不用天然土壤栽培作物,而將作物栽培在營(yíng)養(yǎng)液中,這種營(yíng)養(yǎng)液可以代替天然土壤向作物提供水分、養(yǎng)分、氧氣、溫度,使作物能夠正常生長(zhǎng)并完成其整個(gè)生命周期。大家都知道,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中作物的生長(zhǎng)離不開(kāi)土壤,如糧食、棉花、油料、蔬菜、果樹(shù)、茶葉、花卉、煙草等,都必須利用土壤栽培,可以說(shuō),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是種植業(yè)就是利用土壤的栽培技術(shù),農(nóng)業(yè)與土壤是密切相關(guān)切的。而自1929年格里克教授試種一株無(wú)土栽培番茄成功以來(lái),作物栽培終于擺脫自然土壤的束縛,可進(jìn)入工廠化生產(chǎn)的誘人發(fā)展前景。
無(wú)土栽培無(wú)須依賴土壤,它是將蔬菜等作物種植在裝有營(yíng)養(yǎng)液的一定栽培裝置中,或是在充滿營(yíng)養(yǎng)液的砂、礫石、蛭石、珍珠巖、稻殼、爐渣、巖棉、蔗渣等非天然土壤基質(zhì)材料作成的種植床上,因其不用土壤,故稱無(wú)土壤栽培,而且由于它不用一般的有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥,而是依靠提供營(yíng)養(yǎng)液來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的農(nóng)業(yè)施肥技術(shù),所以無(wú)土栽培又被稱為營(yíng)養(yǎng)液栽培,即簡(jiǎn)稱水培、水耕栽培技術(shù)。
無(wú)土栽培由于由于不用土壤,在技術(shù)上是一重大突破,同時(shí),由于技術(shù)的不斷完善、先進(jìn)設(shè)施,新型的基質(zhì)材料的應(yīng)用,無(wú)土栽培已完全可以根據(jù)不同作物的生長(zhǎng)發(fā)育需要進(jìn)行溫、水、光、肥、氣等的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制,實(shí)行工廠化生產(chǎn)。因此,無(wú)土栽培是當(dāng)代現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的高新技術(shù),是現(xiàn)代設(shè)施栽培的新技術(shù)。
2.無(wú)土栽培有哪些類型?
無(wú)土栽培的類型和栽培方式很多。根據(jù)其栽培是否使用固體的基質(zhì)材料,可把無(wú)土栽培分為兩個(gè)基本類型,即無(wú)基質(zhì)栽培和基質(zhì)栽培。無(wú)基質(zhì)栽培即沒(méi)有固定根系的基質(zhì),根系直接和營(yíng)養(yǎng)液接觸,主要包括以下幾種:(1)營(yíng)養(yǎng)液膜栽培(NFT):這種方法是以約0.5厘米的淺層營(yíng)養(yǎng)液流過(guò)植物根系,這層營(yíng)養(yǎng)液很淺,像一層水膜,故稱為營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù);(2)深液流水培(DFT):營(yíng)養(yǎng)液的液層較深,植株懸掛于液面上,其重量由定植網(wǎng)框或定植板所承載,根系垂入營(yíng)養(yǎng)液中,深液流技術(shù)又可分動(dòng)態(tài)浮根法、M式、浮板毛管法;(3)霧氣培:是將營(yíng)養(yǎng)液用噴霧的方法,直接噴到植物根系,根系懸掛在容器中的內(nèi)部空間?;|(zhì)栽培是植物通過(guò)基質(zhì)固定根系,并通過(guò)基質(zhì)吸收營(yíng)養(yǎng)液和氧的方法。根據(jù)使用材料的不同,又可分為不同的栽培方式。(1)無(wú)機(jī)基質(zhì):包括砂培、礫培、蛭石培、珍珠巖培、爐渣等。(2)人工基質(zhì):巖棉培、聚乙烯發(fā)泡材料、聚氨酯泡沫等;(3)有機(jī)基質(zhì):包括鋸木屑、蔗渣、草炭、稻殼、熏炭、樹(shù)皮、麥稈、椰殼糖、膨化雞糞、菌糠等。不同的無(wú)土栽培類型和方式,由于采用不同的栽培基質(zhì)、不同的裝置的栽培床和不同的供液方式,其效果、技術(shù)難度大小不一。投資額度亦差別很大。所以,在進(jìn)行無(wú)土栽培時(shí),必須要先了解和掌握不同的無(wú)土栽培方式的特點(diǎn)和具體應(yīng)用技術(shù),根據(jù)財(cái)力、物力等投資能力、技術(shù)條件和不同栽培作物種類,選擇適當(dāng)?shù)臒o(wú)土栽培方式。目前,廣東大多采用深液流及沙培混合基質(zhì)培等技術(shù)。
3.無(wú)土栽培有哪些優(yōu)點(diǎn)?
無(wú)土栽培由于其從栽培設(shè)施到環(huán)境控制都能做到根據(jù)作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控,因而具有一般傳統(tǒng)的土壤栽培所無(wú)法比擬的優(yōu)越性??梢愿爬橐韵旅鎺讉€(gè)方面:(1)無(wú)土栽培的作物生長(zhǎng)快,產(chǎn)量高,如番茄、黃瓜等作物的產(chǎn)量比土壤栽培高1倍以上。(2)免除土壤污染,可以生產(chǎn)出清潔衛(wèi)生、少污染、無(wú)公害,品質(zhì)好的產(chǎn)品。無(wú)土栽培的作物,特別是蔬菜、瓜果等,由于不施用人糞尿,廄肥等農(nóng)家肥料,病蟲(chóng)害相對(duì)又少,大大減少農(nóng)藥的使用,不噴灑除草劑,因此其產(chǎn)品大大地減少了肥料、農(nóng)藥、寄生蟲(chóng)、病菌及重金屬等污染,清潔衛(wèi)生無(wú)公害,同時(shí),果大而整齊,顏色鮮艷,商品性和食用品質(zhì)均好。(3)省工、節(jié)水、省肥。由于不需要進(jìn)行土壤耕作、整地、施肥、中耕除草等,田間管理工作大大減少,不僅能節(jié)省用工,同時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度亦不大,能大大改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)條件,有利于省力化栽培。在人工控制下,通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液的科學(xué)管理來(lái)確保水分和養(yǎng)分的供應(yīng),因而可以大大減少了土壤栽培中水肥的滲漏、流失、揮發(fā)與蒸發(fā),所以在沙漠干旱地區(qū)進(jìn)行無(wú)土栽培亦是一項(xiàng)很好的“節(jié)水工程”。(4)可以避免土壤連作障害:如果土壤連作頻繁,會(huì)導(dǎo)致土傳病蟲(chóng)害日見(jiàn)增長(zhǎng),土壤鹽類不斷積聚或土壤酸化、板結(jié)等障害,已成為影響蔬菜生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)重要制約因素,而應(yīng)用無(wú)土栽培則可以避免上述土壤連作障害的發(fā)生。(5)不受地區(qū)、土壤等條件的限制??梢栽谖蓓敗㈥?yáng)臺(tái)以及不能進(jìn)行土壤栽培的地方如沙漠、油田、海涂和土壤嚴(yán)重污染的地區(qū)應(yīng)用。
4.為什么說(shuō)無(wú)土栽培技術(shù)在蔬菜、花卉等栽培中有廣闊的發(fā)展前景?
我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展為無(wú)土栽培技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)辟了新天地。自改革開(kāi)放以來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人民生活水平的不斷提高以及城鄉(xiāng)“菜籃子工程”建設(shè)的發(fā)展,對(duì)優(yōu)質(zhì)蔬菜、花卉的需求日益增大。因此,蔬菜、花卉以及其它經(jīng)濟(jì)作物的保護(hù)地栽培面積迅速擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì),1974-1978年全國(guó)塑料大棚面積約為8萬(wàn)畝,1986年全國(guó)蔬菜溫度和塑料大棚覆蓋栽培面積達(dá)20萬(wàn)畝,1996年已超過(guò)500萬(wàn)畝,塑料大棚覆蓋栽培的發(fā)展,為蔬菜、花卉等園藝作物、經(jīng)濟(jì)作物的優(yōu)質(zhì)、早熟、高產(chǎn)和在不同地區(qū)、不同季節(jié)進(jìn)行反季節(jié)栽培創(chuàng)造了條件。然而,由于大棚等固定設(shè)施的限制以及大棚覆蓋栽培的高效益,多茬次、實(shí)行科學(xué)的輪作十分困難。長(zhǎng)期連作的結(jié)果,使土傳病蟲(chóng)害日益嚴(yán)重,形成“設(shè)施栽培中的連作障害”,影響保護(hù)地栽培的進(jìn)一步發(fā)展;另一方面大棚有土栽培的更大幅大高產(chǎn)亦受到很大限制,況且由于伴隨工業(yè)發(fā)展而帶來(lái)的環(huán)境污染特別是土壤污染,給高檔、無(wú)公害蔬菜的生產(chǎn)帶來(lái)了很大困難,而在大棚等園藝設(shè)施中進(jìn)行無(wú)土栽培,一方面可以在不宜耕作的土地如荒山、沙灘以及土壤污染嚴(yán)重的地方進(jìn)行,避免和克服土壤連作障害。另一方面能充分發(fā)揮設(shè)施栽培和無(wú)土栽培的優(yōu)越性,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的產(chǎn)品。因此,設(shè)施栽培中應(yīng)用無(wú)土栽培更可以發(fā)揮更好的作用。
5.為什么無(wú)土栽培能避免連作障礙?
近年來(lái),我國(guó)的設(shè)施栽培如大棚、溫室栽培蔬菜、花卉的面積發(fā)展速猛。但由于設(shè)施栽培周年多茬次的綜合作用,同一種蔬菜、花卉的連作頻繁,土壤出現(xiàn)連作障害,如鹽漬化、酸化,土壤板結(jié)、地力下降,根線蟲(chóng)及土傳病蟲(chóng)害嚴(yán)重,產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益日見(jiàn)下降,嚴(yán)重田塊甚至不能繼續(xù)利用,因此,急待實(shí)行輪作換茬,或換土、或進(jìn)行土壤消毒、灌水洗鹽等處理,但以上措施很大面積地實(shí)施,同是又都受大棚,溫室等固定設(shè)施的限制,這些設(shè)施又不能大面積地搬遷,在此情況下,采用無(wú)土栽培,由于無(wú)栽培基質(zhì)每種一茬都更換或進(jìn)行消毒處理,所以不帶危害作物的病蟲(chóng)害。而種植槽等都易于清洗和消毒。因此,無(wú)土栽培是解決連作障礙的有效途徑。
6.國(guó)外無(wú)土栽培技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r如何?
十九世紀(jì)葉,德國(guó)著名科學(xué)家李比希提出植物礦物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō),標(biāo)志著無(wú)土栽培技術(shù)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)研究階段,此后,德國(guó)科學(xué)家衛(wèi)格曼、薩克期和克諾普等先后應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行植物生理學(xué)的試驗(yàn)研究。自此以后許多科學(xué)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行了深入研究,無(wú)土栽培技術(shù)逐漸地從實(shí)驗(yàn)研究走向生產(chǎn)應(yīng)用,1929年,美國(guó)格里克教授應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)液栽培取得成功,種出一株高7.5米,單株果重達(dá)14公斤的水培番茄,成為第一個(gè)將無(wú)土栽培用于商業(yè)化生產(chǎn)的人,這在科技界引起轟動(dòng),同時(shí)對(duì)全世界無(wú)土栽培的興起和發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。以后,砂培、礫培技術(shù)又試驗(yàn)成功。從本世紀(jì)50年代起,各國(guó)包括意大利、西班牙、法國(guó)、英國(guó)、瑞典、以色列、荷蘭、日本等國(guó)廣泛開(kāi)展了研究并實(shí)際應(yīng)用。從六十年代起,無(wú)土栽培出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的局面,深液流技術(shù)、營(yíng)養(yǎng)膜技術(shù)和巖棉培在生產(chǎn)上得以應(yīng)用,種植作物亦從番茄、黃瓜等蔬菜種類擴(kuò)展到花卉等種類。此外,新技術(shù)包括自動(dòng)化控制營(yíng)養(yǎng)液和環(huán)境技術(shù)也越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在無(wú)土栽培上。
目前,無(wú)土栽培已發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科,即設(shè)施農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)高新技術(shù)――無(wú)土栽培學(xué)?,F(xiàn)在,無(wú)土栽培在美國(guó)、日本、荷蘭、丹麥、英國(guó)、以色列等國(guó)已較廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。如荷蘭無(wú)土栽培面積現(xiàn)已發(fā)展到3千多公頃,其有名的花卉大都是無(wú)土栽培培育出來(lái)的。
7.我國(guó)無(wú)土栽培技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r如何?
我國(guó)無(wú)土栽培技術(shù)的應(yīng)用起步較晚,目前仍處于開(kāi)發(fā)與試驗(yàn)階段,1976年,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)率先闖出路子、進(jìn)行黃瓜、西瓜等無(wú)土栽培試驗(yàn),并進(jìn)行校內(nèi)研究與校外推廣,于80年代初與勝利油田聯(lián)合開(kāi)發(fā)出我國(guó)第一個(gè)有一定規(guī)模的蔬菜無(wú)土栽培生產(chǎn)線。此后,全國(guó)不少省市相斷開(kāi)展此方面的研究工作,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)從事無(wú)土栽培技術(shù)研究的部門(mén)和單位約50多個(gè),而廣東已有54個(gè)單位先后開(kāi)展了無(wú)土栽培技術(shù)的研究和生產(chǎn)應(yīng)用,總面積達(dá)1200畝以上。無(wú)土栽培的作物包括蔬菜、花卉、甜瓜、草莓等二十幾種。研究和推廣內(nèi)容包括營(yíng)養(yǎng)膜栽培、深液技術(shù)和不同材料的基質(zhì)培等配套技術(shù)。農(nóng)業(yè)部和廣東省等于“七五”、“八五”期間組織有關(guān)單位進(jìn)行專題研究并取得了進(jìn)展。如北京的蛭石袋培與有機(jī)基質(zhì)培、江蘇的巖棉培和簡(jiǎn)易NFT(營(yíng)養(yǎng)液膜)培、浙江的稻殼熏炭基持培和浮板毛管水培、廣州、深圳的深液流技術(shù)和蔗渣、木糠、椰殼渣等基質(zhì)培等均各具特色。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和南京玻纖院合作研制成功的農(nóng)用巖棉和巖棉技術(shù)填補(bǔ)了我國(guó)的空白并已投產(chǎn)。由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的具有南方特色的深液流技術(shù)、基質(zhì)培技術(shù),在廣東省的種植面積已具一定規(guī)模。目前,我國(guó)已從引進(jìn)無(wú)土栽培技術(shù)與設(shè)備走向引進(jìn)、消化到自行設(shè)計(jì)研制及開(kāi)發(fā)應(yīng)用階段。
8.今后無(wú)土栽培的發(fā)展趨勢(shì)如何?
無(wú)土栽培技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已有一百多年的歷史了,從最初的試驗(yàn)研究到現(xiàn)在的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn),在技術(shù)上已趨成熟和完善。從近十多年來(lái)無(wú)土栽培的發(fā)展情況來(lái)看,今后的發(fā)展趨勢(shì)是朝著二個(gè)方面來(lái)進(jìn)行的:一是朝著規(guī)?;?、集約化、自動(dòng)化的方向,二是朝著小型化、家用化方向。由于無(wú)土栽培作物生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到人們的重視,同時(shí)由于溫室的設(shè)計(jì)、材料及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)、現(xiàn)代化控制儀器儀表特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)在無(wú)土栽培生產(chǎn)中的應(yīng)用,使得無(wú)土栽培的生產(chǎn)成本大幅度降低,而產(chǎn)量則不斷地提高,種植者的經(jīng)濟(jì)效益更高,反過(guò)來(lái)投入到無(wú)土栽培的資金也日益增加,促使無(wú)土栽培生產(chǎn)向著規(guī)?;?、自動(dòng)化和集約化方向發(fā)展,形成規(guī)模效益。另一方面,無(wú)土栽培技術(shù)可以看作為一種普及的科學(xué)技術(shù),在家庭、中小學(xué)校中的使用也日益受到人們的重視。隨著住房條件的改善,人們收入的增加,在家居的陽(yáng)臺(tái)、天臺(tái)利用無(wú)土栽培技術(shù)這種既干凈衛(wèi)生,又方便實(shí)用的技術(shù)來(lái)種植花草,陶冶性情,已在許多居民中進(jìn)行。由于無(wú)土栽培種植作物的直觀性、科學(xué)性、在中小學(xué)校中作為生物學(xué)的教具來(lái)培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題的能力都是很有幫助的。因此,可以說(shuō)無(wú)土栽培技術(shù)今后的發(fā)展前景是很好的。
9.如何考慮與確定無(wú)土栽培項(xiàng)目?
無(wú)土栽培作為一項(xiàng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),它具有一般土壤栽培所無(wú)法比擬的優(yōu)越性。然而,無(wú)土栽培又是一項(xiàng)高新技術(shù),涉及范圍包括作物栽培、肥料、病蟲(chóng)害控制、農(nóng)業(yè)工程、自動(dòng)化控制等多個(gè)學(xué)科,其技術(shù)難度也很大。而且由于無(wú)土栽培需要一定的設(shè)施和裝置,以及水源與電源等。因此,在發(fā)展無(wú)土栽培時(shí)應(yīng)首先考慮成本的投入,其次考慮技術(shù)力量及其他社會(huì)條件,在經(jīng)濟(jì)條件較差的地方,不可盲目發(fā)展無(wú)土栽培。在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和市場(chǎng)條件都很好的情況下可以發(fā)展無(wú)土栽培。但應(yīng)考慮并明確以下幾點(diǎn):首先要明確發(fā)展無(wú)土栽培的目的與重點(diǎn),如可以作為農(nóng)業(yè)新技術(shù)的普及與推廣的教育基地或農(nóng)業(yè)旅游基地,在設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展面積很大,而且土傳病害和土壤連作障害嚴(yán)重的地區(qū),可以通過(guò)無(wú)土栽培解決以上問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)和對(duì)外開(kāi)放城市、市效土壤污染嚴(yán)重的地區(qū),為適應(yīng)賓館、外銷和市民的特殊需要,可以利用無(wú)土栽培生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高檔的蔬菜、瓜果和花卉供應(yīng)特需。在沙灘、海涂、邊防、海島和工礦區(qū)等不適宜土壤栽培的地方,亦可發(fā)展無(wú)土栽培蔬菜生產(chǎn)。其次可應(yīng)用于小型的家庭陽(yáng)臺(tái)式無(wú)土栽培裝置于家庭和中小學(xué)校。無(wú)土栽培的類型和方式多種多樣,應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì),文化技術(shù)等條件選用適當(dāng)方式,就地取材,降低成本。再次,無(wú)土栽培應(yīng)選種效益的作物如高價(jià)值蔬菜,瓜果及花卉等。
10.無(wú)土栽培的基本條件有哪些?
發(fā)展無(wú)土栽培生產(chǎn),必須具備以下幾方面的基本條件:(1)要有掌握無(wú)土栽培的技術(shù)管理人員,能正常進(jìn)行生產(chǎn)管理和操作,開(kāi)拓銷售市場(chǎng)。(2)要有保證的電源和水源、不會(huì)因中途停電停水而影響營(yíng)養(yǎng)液的供應(yīng)等。(3)大氣不能受到較嚴(yán)重污染,如氟(FH)、硫(SO2)、氮氧化物(NOX)的污染。(4)要有優(yōu)質(zhì)的水源保證。水的質(zhì)量影響到無(wú)土栽培的效果。配制營(yíng)養(yǎng)液要求優(yōu)質(zhì)的水源:包括不能帶病菌、不能含有過(guò)多的氯離子、鈉離子、鈣鎂離子等、水不能混濁。(5)要在一定的保護(hù)性設(shè)施如玻璃溫室、塑料薄膜大棚覆蓋栽培設(shè)施下進(jìn)行。(6)要建有適當(dāng)?shù)臒o(wú)土栽培種植系統(tǒng)。無(wú)論是哪種無(wú)土栽培方式、都要求有適合要求的栽培槽、供排液系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。保證作物在不用土壤栽培情況下適宜的環(huán)境條件,并能做到人為控制。(7)要有適宜的氣候和季節(jié)。除了全自動(dòng)控制的現(xiàn)代化無(wú)土栽培設(shè)施外,無(wú)土栽培蔬菜、花卉等生產(chǎn)必須要在適宜的氣候條件和季節(jié)下進(jìn)行。凡是適合蔬菜、花卉等作物生長(zhǎng)的氣候和季節(jié),均能進(jìn)行無(wú)土栽培。
11.如何對(duì)無(wú)土栽培生產(chǎn)基地進(jìn)行規(guī)劃?
在對(duì)無(wú)土栽培生產(chǎn)基地進(jìn)行規(guī)劃時(shí),應(yīng)考慮以下幾方面:(1)占地面積和范圍,應(yīng)根據(jù)投資多少以及市場(chǎng)的需求情況而定,并考慮生產(chǎn)管理水平,可通過(guò)分期建設(shè)如分幾期建設(shè),留有發(fā)展、擴(kuò)產(chǎn)的余地。(2)總體規(guī)劃與一般設(shè)施栽培園藝場(chǎng)相同,有造路系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、生產(chǎn)區(qū)、育苗區(qū)、產(chǎn)品加工及辦公后勤、曬場(chǎng)、停車場(chǎng)等綜合區(qū)。(3)大棚或溫室建設(shè)可設(shè)為8×42M2(平方米)或者是6×30平方米,以10-20座為一區(qū),若是深液流水培,可采用2個(gè)槽共用一個(gè)貯液池供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液,基質(zhì)培可以10個(gè)或者更多的大棚集中供液,但應(yīng)考慮貯液池有足夠大的體積,以便于生產(chǎn)安排和營(yíng)養(yǎng)淮的供應(yīng)等生產(chǎn)管理,還可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況建設(shè)連棟的大型溫室。(3)深液流水培種植槽宜建穩(wěn)固的水泥槽結(jié)構(gòu),或者可采用聚苯乙烯發(fā)泡材料壓制成型的栽培槽,可拼接和搬遷,即可水培亦可作基質(zhì)培,但缺點(diǎn)是易損壞后續(xù)生產(chǎn)資料,消耗多?;|(zhì)培可根據(jù)具體情況,用磚堆砌鋪上塑料薄膜而或者采用水泥槽。棚內(nèi)或溫室內(nèi)的種植槽可設(shè)置為四排8條或者八排16條為宜。(4)貯液池可處于每組的棚邊或者棚內(nèi),一般采用地下式,亦可建地上式,通過(guò)輸液管道用水泵抽取供應(yīng)。貯液池及種植槽應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求建設(shè),防止漏水以及符合具他設(shè)計(jì)要求。
12.無(wú)土栽培的理論依據(jù)及基本原理是什么?
無(wú)土栽培的實(shí)質(zhì)是用營(yíng)養(yǎng)液代替土壤,而營(yíng)養(yǎng)液的產(chǎn)生,是以李比西的植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)為依據(jù)的。因此,礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)是無(wú)土栽培的理論基礎(chǔ)。早在1840年,李比西就提出礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō),認(rèn)為作物是通過(guò)吸收溶解于水的無(wú)機(jī)物來(lái)進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育的。以后,許多學(xué)者進(jìn)一步證實(shí),補(bǔ)充和完善這一學(xué)說(shuō)。1842年德國(guó)科學(xué)家衛(wèi)格曼和波斯托羅夫等人利用容器砂培成功。1859-1865年,薩克斯和克諾普應(yīng)用化學(xué)分析方法分析植物體,明確了其中含有氮、磷、鉀、鈣、鎂等營(yíng)養(yǎng)元素,并首先利用無(wú)機(jī)肥料配制營(yíng)養(yǎng)液,培育作物獲得成功。1935年,美國(guó)科學(xué)家霍格蘭和阿農(nóng)等人分析研究了不同土壤溶液的組成及濃度,進(jìn)一步闡明了添加微量元素的必要性。并對(duì)營(yíng)養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)元素的比例和濃度進(jìn)行了大量的研究,在此基礎(chǔ)上發(fā)表了許多營(yíng)養(yǎng)液配方。在上述理論的指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究,終于使無(wú)土栽培發(fā)展成為一門(mén)新技術(shù),并使其實(shí)用化。無(wú)土栽培的基本原理,就是不用天然土壤而根據(jù)不同作物的生長(zhǎng)發(fā)育所必須的環(huán)境條件,尤其是根系生長(zhǎng)所必需的基本條件,包括營(yíng)養(yǎng)、水分、酸堿度、通氣狀況及根際溫度等,設(shè)計(jì)滿足這些基本條件的裝置和栽培方式來(lái)進(jìn)行無(wú)須土壤的作物栽培。因此,要掌握好無(wú)土栽培的技術(shù),不僅要了解作物栽培有關(guān)知識(shí),而且要掌握營(yíng)養(yǎng)液的管理技術(shù)。
13.無(wú)土栽培能種植哪些作物?
理論上,無(wú)土栽培可以種植各種可在土壤中生長(zhǎng)的作物,包括蔬菜、花卉、果樹(shù)以及其他作物。蔬菜類包括葉菜類如生菜、通菜、菜心、白菜、芥菜、蔥、莧菜、芥藍(lán),果菜類包括番茄、黃瓜、節(jié)瓜、節(jié)瓜、苦瓜、絲瓜、茄瓜等,瓜果類包括西瓜、甜瓜等,果樹(shù)如草莓等,花卉類包括月季、菊花、香石竹、唐菖蒲、蘭花、非洲菊、郁金香、萬(wàn)年青、曼麗榕、巴西木、綠巨人、鵝掌柴以及盆景花卉如福建茶、九里香等。
而在生產(chǎn)實(shí)際中,無(wú)土栽培種植的作物種類主要是根據(jù)市場(chǎng)上作物的價(jià)格和季節(jié)而定。有些地方可能種植某些作物種類,而在另一些地方可能是種植另一些種類。目前,世界上無(wú)土栽培作物最多的作物品種主要有四種,即番茄、生菜、青瓜、甜椒。我國(guó)的無(wú)土栽培作物品種很多,除了上述四種作物以外,還有甜瓜、空心菜,芹菜、節(jié)瓜、草莓等多種品種。例如在近幾年中南方熱帶、亞熱帶氣候條件的廣東、海南、廣西等省區(qū)利用氣候條件的優(yōu)勢(shì)大面積種植厚皮甜瓜,使之較新疆等原產(chǎn)地提早或延后上市,取得了巨大的成功,獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益。再如南方地區(qū)利用大棚或溫室來(lái)進(jìn)行冬季及早春季節(jié)的反季節(jié)空心菜種植,也可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。總之,種植何種作物要根據(jù)季節(jié)和當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)情況而定,不能強(qiáng)求一致。
14.無(wú)土栽培與土壤栽培有哪些異同點(diǎn)?
無(wú)土栽培和土壤栽培都是根據(jù)作物的生長(zhǎng)發(fā)育所必需的環(huán)境條件,提供給作物充足的養(yǎng)分、水分、適宜的根際溫度、供氧狀況、溶液濃度及酸堿度等,通過(guò)人為栽培來(lái)獲得人們所必需的產(chǎn)品。但是,兩者在各自的栽培方式及養(yǎng)分的供應(yīng)等方面均存在很大的差異。土壤栽培的作物根系生活在具有良好的緩沖作用的土層之中,這土層充滿著水溶液和空氣。作物需要的水分和養(yǎng)分可通過(guò)根系縱土壤中吸取。土壤不僅能支持植物,提供根系生長(zhǎng)的環(huán)境,同時(shí)還不斷地提供營(yíng)養(yǎng)、水分和氧氣給作物根系吸收。保持在土壤孔隙中的水分和溶解的鹽分等構(gòu)成土壤溶液,作物根系主要是從土壤溶液中吸收養(yǎng)分。土壤中存在的養(yǎng)分包括有機(jī)的和無(wú)機(jī)的兩大類,都必須通過(guò)微生物等作用分解成簡(jiǎn)單可溶的化合物,溶于土壤水才能被作物吸收利用。土壤養(yǎng)分的主要來(lái)源靠施肥予于補(bǔ)充。但施肥主要是以氮、磷、鉀三要素。土壤空氣狀況,微生物活動(dòng),土壤酸堿度等對(duì)作物根系養(yǎng)分的供應(yīng)起著重要作用。施入土壤中的肥料由于土壤對(duì)肥料的固定以及肥料的分解、揮發(fā)以及隨著灌溉水、雨水的徑流、下滲等的流失,因而肥料的利用率較低。而無(wú)土栽培的作物根系是生長(zhǎng)在人工配制的營(yíng)養(yǎng)液或固體基質(zhì)中,它們的緩沖性能較差。因此,易受到外界條件的影響,如酸堿度、濃度、養(yǎng)分之間的平衡等的影響,調(diào)控與管理需較高的技術(shù)。但由于無(wú)土栽培使用的營(yíng)養(yǎng)液,均是采用可溶性的無(wú)機(jī)鹽配成的,更易于被作物所吸取。能及時(shí)而有效地滿足作物生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要,更能夠促使作物生長(zhǎng)迅速及產(chǎn)量的提高,而且肥料的利用率也較高。一般地,無(wú)土栽培的肥料利用率可達(dá)90-95%以上。無(wú)土栽培的產(chǎn)品也比土壤栽培的高出一倍以上。無(wú)土栽培不存在著象土壤栽培那樣的水分滲漏、土徑流等問(wèn)題。因此,其水分的利用率遠(yuǎn)高于土壤,一般無(wú)土栽培的水分消耗只有土壤的1/10-1/5。
15.無(wú)土栽培為什么要有適當(dāng)?shù)姆N植設(shè)施,它包括哪些?
無(wú)土栽培由于不用土壤,通過(guò)其它材料作基質(zhì)代替土壤,同時(shí)供給含有必需元素的營(yíng)養(yǎng)液,或者不用任何材料作基質(zhì),而只使用營(yíng)養(yǎng)液。因此,必須采取適當(dāng)設(shè)施來(lái)代替土壤、固定根系,支撐植株,并不斷地供給營(yíng)養(yǎng)液,來(lái)保證作物對(duì)養(yǎng)分和水分的需求以及創(chuàng)造根系生長(zhǎng)發(fā)育適宜的根際環(huán)境。由于無(wú)土栽培的形式不同,所采用的種植設(shè)施亦不相同,目前在廣東應(yīng)用主要有深液流和固體基質(zhì)培。但無(wú)論哪一種形式的無(wú)土栽培,都必需有玻璃溫室、塑料大棚等保護(hù)設(shè)施、種植槽、貯液池、供液管道系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。種植槽是盛裝營(yíng)養(yǎng)液和基質(zhì),要保證營(yíng)養(yǎng)和水分供應(yīng),并能為作物根系生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的根際環(huán)境,種植槽可用磚堆水泥堆砌而成,亦可用塑料等材料。貯液池是貯存和供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液的容器,用磚和混凝土砌成,也可用無(wú)毒性的塑料容器或其他材料加工而成,要求不滲漏,不改變營(yíng)養(yǎng)液成分。供液系統(tǒng)是將貯液池的營(yíng)養(yǎng)液輸送到種植槽,以供作物需求。營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)方式有循環(huán)式和滴灌式兩種供液方式分別由水泵、供液主管、支管、出水龍頭與滴頭或噴頭組成。控制系統(tǒng)是通過(guò)一定的調(diào)控裝置,對(duì)無(wú)土栽培作物的環(huán)境因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)控。國(guó)產(chǎn)裝置一般是安裝適當(dāng)型號(hào)的定時(shí)器,控制營(yíng)養(yǎng)液的供應(yīng)時(shí)間和間歇時(shí)間。而先進(jìn)的控制系統(tǒng)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),對(duì)溫、光、氣、水、肥以及營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度進(jìn)行監(jiān)測(cè)調(diào)控。
16.什么是深液流水培技術(shù),它有哪些特點(diǎn)?
深液流技術(shù)(DFT)是指植株根系生長(zhǎng)在較為深厚并且是流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液層的一種水培技術(shù)。種植槽中盛放約5-10公分有時(shí)甚至更深厚的營(yíng)養(yǎng)液,將作物根系置于其中,同時(shí)采用水泵間歇開(kāi)啟供液使得營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)流動(dòng),以補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)液中氧氣并使?fàn)I養(yǎng)液中養(yǎng)分更加均勻。深液流水培設(shè)施由種植槽、定植網(wǎng)或定植板、貯液池、循環(huán)系統(tǒng)等部分組成。它是最早開(kāi)發(fā)成可以進(jìn)行農(nóng)作物商品生產(chǎn)的無(wú)土栽培技術(shù)。在其發(fā)展過(guò)程中,世界各國(guó)對(duì)其做了不少改進(jìn),是一種有效實(shí)用,具有競(jìng)爭(zhēng)力的水培生產(chǎn)類型。在日本十分普及,在廣東省亦有較大的使用面積,能生產(chǎn)出番茄、黃瓜、辣椒、節(jié)瓜、絲瓜、甜瓜、西瓜等果菜類以及菜心、小白菜、生菜、通菜、細(xì)香蔥等葉菜類,是較適合我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情,特別是適合南方熱帶亞熱帶氣候特點(diǎn)的水培類型。其特點(diǎn)表現(xiàn)在:(1)營(yíng)養(yǎng)液的液層較深,根系伸展則較深的液層中,每株占有的液量較多,因此,營(yíng)養(yǎng)液濃度、溶解氧、酸堿度、溫度以及水分存量都不易發(fā)生急劇變動(dòng),為根系提供了一個(gè)較穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境。(2)植株懸掛在營(yíng)養(yǎng)液的水平面上,使植株的根頸離開(kāi)液面,而所伸出的根系又能觸到營(yíng)養(yǎng)液,由于根頸被浸沒(méi)于營(yíng)養(yǎng)液中就會(huì)腐爛而導(dǎo)致植株死亡,故應(yīng)做好懸掛植株的工作。(3)營(yíng)養(yǎng)液要循環(huán)流動(dòng)。以增加營(yíng)養(yǎng)液的溶存氧以及消除根表有害的代謝產(chǎn)物的局部累積,消除根表與根外營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)分濃度差,使養(yǎng)分能及時(shí)送到根表,更充分地滿足植物的需要。
17.什么是營(yíng)養(yǎng)液膜核技術(shù),它有哪些特點(diǎn)?
營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù),簡(jiǎn)稱NFT,是英國(guó)溫室研究所庫(kù)柏在1973年首先開(kāi)發(fā)的。它是一種將植物種植在淺層流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液層中的水培方法。1979年以后,該技術(shù)迅速在世界范圍內(nèi)推廣。美國(guó)的Grane、英國(guó)的Adams印度的Douglas等人曾對(duì)營(yíng)養(yǎng)膜技術(shù)的構(gòu)造及日常管理等方面進(jìn)行許多改進(jìn)。傳統(tǒng)的無(wú)土栽培技術(shù)需設(shè)置較深的種植槽,并在槽中放入固體基質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)液來(lái)種植作物,種植槽需用水坭、磚、木板或金屬等材料制成,即苯重又昂貴,同時(shí)根系的需氧問(wèn)題較難解決。與之相比,營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)不用固體基質(zhì),在要求一定坡降(1:75左右)的傾斜種植槽中,營(yíng)養(yǎng)液僅以數(shù)毫米深的薄層流經(jīng)作物根系,作物根系一部分侵在淺層流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液中,另一部分則暴露于種植槽內(nèi)的濕氣中,可較好地解決根系呼吸對(duì)氧的需求。這種裝置的種植槽多采用塑料薄膜或硬質(zhì)塑料片材制成,使設(shè)備的結(jié)構(gòu)更輕便簡(jiǎn)單,用戶可以自行設(shè)計(jì)安裝使用,大大降低了投資成本。但由于其根系環(huán)境的緩沖性能差,根際周圍的溫度受外界影響很大,對(duì)地平要求嚴(yán)格,如果地面不平,坡降不一,栽培槽底面營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)供應(yīng)不均勻,造成植株間的生長(zhǎng)不一致,影響產(chǎn)量。另外,由于種植槽中的營(yíng)養(yǎng)液層較淺薄,種植系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液總量較少,因此營(yíng)養(yǎng)液的濃度和組成易產(chǎn)生急劇的變化,要不斷循環(huán)供液,能源消耗較大,若出現(xiàn)斷電較長(zhǎng)時(shí)間或水泵故障,而不能及時(shí)循環(huán)就很容易出問(wèn)題,在高溫和作物生產(chǎn)盛期,植株葉而蒸騰量大,消耗營(yíng)養(yǎng)液量大,供應(yīng)不及時(shí)亦易造成植株萎蔫。
18.什么是巖棉培營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù),它有哪些特點(diǎn)?
巖棉營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù)是1969年丹麥的格羅丹公司首先開(kāi)發(fā)的,是一種特殊基質(zhì)的栽培方式,80年代以后,在以荷蘭為中心的歐洲各國(guó)迅速普及。1986年荷蘭應(yīng)用該技術(shù)的種植面積已超過(guò)2000公頃,連營(yíng)養(yǎng)膜技術(shù)的起源地英國(guó)也轉(zhuǎn)向巖棉培。此后其他國(guó)家如日本也有采用巖棉培進(jìn)行無(wú)土栽培生產(chǎn)。目前在我國(guó)采用巖棉培的面積并不大。巖棉是一種用多種巖石熔融在一起,形成巖漿,然后噴成絲狀冷卻后稍為壓縮而成的,疏松多孔的固體基質(zhì),因巖棉制造過(guò)程是在高溫條件下進(jìn)行的,因此,它是進(jìn)行過(guò)完全消毒的,不含病菌和其它有機(jī)物。經(jīng)壓制成形的巖棉塊在種植作物的整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生形態(tài)的變化,而且作物根系很容易穿插進(jìn)去,透氣,持水性能好,質(zhì)地柔軟,均勻,有利于作物根系的生長(zhǎng)。在巖棉培中,主要有以營(yíng)養(yǎng)液滴灌而多余的營(yíng)養(yǎng)液不回收利用的開(kāi)放式巖棉培和營(yíng)養(yǎng)液重復(fù)回收利用的循環(huán)式巖棉培兩種。和其他固體基質(zhì)培及水培方式相比較,巖棉培的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)能較好利用巖棉的保水和通氣特性來(lái)協(xié)調(diào)肥、水、氣三者關(guān)系;(2)裝置簡(jiǎn)易,安裝和使用方便,不受地平限制,不受停電、停水的限制。(3)本身不傳播病蟲(chóng)、草害,不發(fā)生嚴(yán)重病害情況下,可以連續(xù)使用1-2年或經(jīng)過(guò)消毒后再利用。
19.什么沙培營(yíng)養(yǎng)液滴灌技術(shù)?它有哪些特點(diǎn)?
沙培是一種利用河沙作為生長(zhǎng)基質(zhì),以滴灌的形式供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液供作物生長(zhǎng)所需的無(wú)土栽培技術(shù)。沙培的沙粒以粒徑0.5-3.0毫米范圍的為好。在許多地方特別是在一些水資源嚴(yán)重不足的地區(qū),如沙漠、半沙漠地區(qū)、作為節(jié)水型農(nóng)業(yè)廣為應(yīng)用。沙培的設(shè)施結(jié)構(gòu)包括種植槽和滴灌系統(tǒng)兩大部分。種植槽有固定式種植槽和溫室全地面沙培。目前,多采用固定式種植槽。這種種植槽可用磚或木扳制成V型或└┘型,槽內(nèi)襯一層塑料薄膜,為了排水方便,可在塑料薄膜底部放置一些粗大的石礫,然后再在種植槽中放入沙子。滴灌裝置由毛管、滴管和滴頭組成。通常每一植株都有一個(gè)滴頭,故沙培較適于大株形的作物。在種植管理中,注意把握沙培不過(guò)干、不過(guò)濕是管理技術(shù)的關(guān)鍵,由于沙培基質(zhì)的緩沖能力較低,且是采用開(kāi)放式滴灌供液,在基質(zhì)中貯液不多而又不進(jìn)行循環(huán),以致藏于基質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)液的濃度和酸堿反應(yīng)變化較大。因此,在選擇營(yíng)養(yǎng)液配方時(shí),宜選擇生理反應(yīng)比較穩(wěn)定的、低劑量的配方。此外,每次種植后,需對(duì)沙進(jìn)行消毒。沙培有以下特點(diǎn):(1)營(yíng)養(yǎng)液不能循環(huán),病菌互相傳染的危險(xiǎn)性低;(2)沙子的粒徑較小,持水量較多,擴(kuò)散范圍大,根系能充分吸水吸肥,且根系水平方向伸展,排液管孔不易阻塞;(3)每次都用新鮮營(yíng)養(yǎng)液,較好地維持養(yǎng)分平衡,減少調(diào)控營(yíng)養(yǎng)液的麻煩;(4)設(shè)備費(fèi)較低,管理較容易些;(5)持水量較大,供液次數(shù)可較少,每天供液1-2次即可;(6)每茬之后沙的消毒較為麻煩;(7)滴灌系統(tǒng)滴頭易堵塞;(8)水和肥料的用量較多,吸收利用率也不高,易于產(chǎn)生鹽類積累。
20.什么是混合基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)液滴灌技術(shù)?它有哪些特點(diǎn)?
固體基質(zhì)做為基質(zhì)培的材料,可分為無(wú)機(jī)基質(zhì)和有機(jī)基質(zhì)。材料的性能對(duì)作物生長(zhǎng)影響較大,對(duì)管理技術(shù)要求也不同,如基質(zhì)保水性、通透性和緩沖作用均與基質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。因此,使用前,應(yīng)對(duì)基質(zhì)的各種物理、化學(xué)性質(zhì)有一個(gè)較具體的認(rèn)識(shí)。如吵、石礫等無(wú)機(jī)基質(zhì),其固定、支持錨定植物作用、透氣較好,但保水性、緩沖作用較差,而有機(jī)基質(zhì)如樹(shù)皮、鋸木屑、蔗渣、泥炭等固定、支持錨定植物作用較差,但保水性、緩沖作用好,為了克服單一基質(zhì)的容重過(guò)輕、過(guò)重,通氣不良或者通氣過(guò)盛等弊病,常將幾種基質(zhì)混合形成復(fù)合基質(zhì)來(lái)使用,一般在配制復(fù)合基制時(shí),以兩種或三種基質(zhì)混合而成為宜。目前,在廣東的基質(zhì)培中,許多是采用混合基質(zhì)來(lái)進(jìn)行無(wú)土栽培的,其栽培設(shè)施與沙培營(yíng)養(yǎng)液滴灌的類似。所采用的材料亦根據(jù)種植作物的要求以及材料來(lái)源而不同,以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為原則,自己動(dòng)手配制,如華南農(nóng)業(yè)大學(xué)無(wú)土栽培技術(shù)研究室研制的蔗渣礦物復(fù)合基質(zhì)是用50-70%的蔗渣、鋸木屑、椰糠等與30-50%的沙、石礫或煤渣混合而成的。其容重適宜,大小孔隙比例合理,具良好的保水性和通氣性,無(wú)論是育苗還是全期生長(zhǎng),效果均良好。
21.為什么說(shuō)營(yíng)養(yǎng)液是無(wú)土栽培技術(shù)的核心?
無(wú)土栽培的作物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素,一般不是靠施用固體肥料來(lái)供應(yīng)養(yǎng)分的,而是依靠營(yíng)養(yǎng)液來(lái)供應(yīng)的。而所謂的營(yíng)養(yǎng)液是根據(jù)不同作物對(duì)各種養(yǎng)分的需求特點(diǎn)以及吸肥特性,利用無(wú)機(jī)鹽類肥料,按一定數(shù)量和比例人工配制成含有植物所必需的營(yíng)養(yǎng)元素的溶液。而無(wú)論是水培還是基質(zhì)培的無(wú)土栽培方式都需要用到營(yíng)養(yǎng)液來(lái)給作物提供養(yǎng)分。因此,營(yíng)養(yǎng)液是無(wú)土栽培技術(shù)的的核心,只有了解和掌握它,才能真正掌握無(wú)土栽培技術(shù),靈活而又正確地使用營(yíng)養(yǎng)液以取得良好的效果。在使用營(yíng)養(yǎng)液時(shí),必須了解營(yíng)養(yǎng)液中所含營(yíng)養(yǎng)元素的種類、數(shù)量、配比以及各種肥料溶解度的大小和營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度等影響作物吸收營(yíng)養(yǎng)元素的因素等,才能根據(jù)各種作物品種以及各種作物不同的生育期來(lái)及時(shí)而有效地提供作物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分,才能降低成本,提高產(chǎn)量,提高經(jīng)濟(jì)效益。所以,營(yíng)養(yǎng)液管理是無(wú)土栽培技術(shù)的關(guān)鍵,只有熟練地掌握,才能提高無(wú)土栽培的水平和經(jīng)濟(jì)效益。
22.如何確定和選擇營(yíng)養(yǎng)液配方?
確定和選擇無(wú)土栽培的營(yíng)養(yǎng)液配方的依據(jù),一方面要根據(jù)不同的作物對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)無(wú)元素的實(shí)際需要,另一方面要考慮多數(shù)作物不同的吸肥特性。在無(wú)土栽培中,營(yíng)養(yǎng)液是作物根系吸取營(yíng)養(yǎng)的唯一來(lái)源。因此,營(yíng)養(yǎng)液中應(yīng)包括作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的所有營(yíng)養(yǎng)元素。不同的作物和品種,同一作物不同的生育階段,對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)元素的實(shí)際需要也有很大的差異,所以在確定營(yíng)養(yǎng)液的配方時(shí),要先了解各類作物以至不同品種各個(gè)生育階段對(duì)各類必需元素的需要量,并以此為依據(jù),來(lái)確定營(yíng)養(yǎng)液的組成成分和比例。營(yíng)養(yǎng)液配方的組配,除了依據(jù)不同種類作物對(duì)主要營(yíng)養(yǎng)元素的需求外,還要根據(jù)作物的吸肥特性來(lái)確定。植物主要是通過(guò)根系來(lái)吸收礦質(zhì)元素,而各種植物吸收礦質(zhì)元素又各有各的特點(diǎn),主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)根系吸收礦質(zhì)元素與吸收水分間的關(guān)系,礦質(zhì)元素只有溶解于水才能被植物吸收,水分直接影響礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸,但兩者之間不成正比例關(guān)系,各具相對(duì)的獨(dú)立性。(2)植物的根對(duì)礦質(zhì)元素具有選擇吸收的特點(diǎn),根系吸收鹽類離子的數(shù)量不與溶液中的離子成比例,甚至同一鹽類的陰陽(yáng)離子,也以不同比例進(jìn)入植物體,使得營(yíng)養(yǎng)液的成分和酸堿度逐漸改變。(3)單鹽毒害離子間的拮抗作用,任何植物如在含單一鹽類的營(yíng)養(yǎng)液中,則不能生長(zhǎng),稱為單鹽毒害,如在其中加入少量其它鹽類,則能使其單鹽毒害消除,這種離子間能夠相互消除毒害的現(xiàn)象,叫拮抗作用。因此,確定和選擇營(yíng)養(yǎng)液配方時(shí),應(yīng)根據(jù)不同種類的特性選擇營(yíng)養(yǎng)液配方。現(xiàn)在,已有種類繁多的營(yíng)養(yǎng)液配方供人們選擇。
23.無(wú)土栽培對(duì)營(yíng)養(yǎng)液有何要求?
營(yíng)養(yǎng)液是根據(jù)作物對(duì)各種養(yǎng)分的需求,通過(guò)把一定數(shù)量和比例的無(wú)機(jī)鹽類溶解于水中配制而成的,作為無(wú)土栽培的營(yíng)養(yǎng)液,必須達(dá)到以下要求:(1)必須含有作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的全部營(yíng)養(yǎng)元素,包括大量元素和微量元素。(2)這些礦質(zhì)元素應(yīng)根據(jù)不同作物的需要,按其適當(dāng)比例配合成平衡營(yíng)養(yǎng)液。(3)所配制的無(wú)機(jī)鹽類,在水中的溶解度要高,并且是離子狀態(tài),易被作物所吸收。(4)不含有有害及有毒成分,并保持適于根系生長(zhǎng),利于養(yǎng)分被吸收的酸堿度和離子濃度。(5)應(yīng)用的效果要好,能使作物的生長(zhǎng)發(fā)育良好,且能獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。(6)取材容易,用量小,成本低。因而,要配制符合要求的營(yíng)養(yǎng)液,其原料包括水源、含有營(yíng)養(yǎng)元素的化合物及輔助物質(zhì)要符合要求。首先,對(duì)水質(zhì)要求,生產(chǎn)中使用的水通常來(lái)自雨水、井水和自來(lái)水等,其總要求和符合衛(wèi)生規(guī)范的飲用水相當(dāng)。主要是硬度不能太高。一般以不超過(guò)10度為宜,酸堿度(pH)為6.5-8.5之間,氯化鈉含量小于2毫摩爾/升,重金屬如汞、鎘、鉛等及有害健康的元素含量在容許范圍之內(nèi)。對(duì)無(wú)機(jī)鹽化合物的要求,由于營(yíng)養(yǎng)液配方標(biāo)出的用量是以純品表示,在配制營(yíng)養(yǎng)液時(shí),要按各種化合物原料實(shí)際的純度來(lái)折算出原料的用量,商品標(biāo)識(shí)不明,技術(shù)參數(shù)不清的原料禁用。如采購(gòu)到的大批原料原料缺少技術(shù)參數(shù),應(yīng)取樣送檢,確認(rèn)無(wú)害時(shí)才允許使用。此外,原料的純度要符合要求,少量的有害元素應(yīng)不超容許限度。否則均會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)液平衡。
24.配制營(yíng)養(yǎng)液時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題?
配制營(yíng)養(yǎng)液時(shí)應(yīng)注意避免難溶性物質(zhì)沉淀的產(chǎn)生。合格的平衡營(yíng)養(yǎng)液配方配制成的營(yíng)養(yǎng)液應(yīng)是不會(huì)產(chǎn)生難溶性物質(zhì)沉淀的,但任何一種營(yíng)養(yǎng)液配方都必然潛伏著產(chǎn)生難溶性物質(zhì)沉淀的可能性。因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)液必然含有鈣、鎂、鐵、錳等陽(yáng)離子和磷酸根、硫酸根等陰離子,若配制過(guò)程掌握得好就不會(huì)產(chǎn)生沉淀,掌握不好就有可能產(chǎn)生沉淀。配制時(shí)應(yīng)運(yùn)用難溶性電解質(zhì)濃度積法則來(lái)指導(dǎo),以免產(chǎn)生沉淀。為此,在配制濃縮貯備液或者工作營(yíng)養(yǎng)液時(shí),混合與溶解肥料嚴(yán)格注意順序。要把鈣離子和硫酸根離子、磷酸根離子分開(kāi),即硝酸鈣不能與硫酸鹽類如硫酸鎂、磷酸鹽類如磷酸二氫鉀等混合,以免產(chǎn)生硫酸鈣或磷酸鈣沉淀。如配制濃縮的貯備液的,一般將它們分成A、B、C三種,稱為A母液、B母液、C母液。A母液以鈣鹽為中心,凡不與鈣作用而產(chǎn)生沉淀的鹽都可放在一起。B母液以磷酸鹽為中心,凡不與磷酸根形成沉淀的都可放在一起。 C母液是由鐵和微量元素合在一起配制而成的;因其用量小,可以配成濃縮倍數(shù)很高的母液。母液的濃縮倍數(shù),應(yīng)以不致過(guò)飽和而析出為準(zhǔn),其倍數(shù)以配成整數(shù)為好,方便操作。若母液需貯存較長(zhǎng)時(shí)間,應(yīng)將其酸化,以防沉淀產(chǎn)生。母液應(yīng)貯存于黑暗容器中。在以濃縮貯備液配制成工作營(yíng)養(yǎng)液時(shí),一定要將A、B、C三種貯備液稀釋后才加入,而且加入的速度要慢,在加入一種貯備液之后須循環(huán)一段時(shí)間后再加另一種貯備液。如果直接稱取肥料直接溶解加入種植系統(tǒng)而配制工作營(yíng)養(yǎng)液的,要在種植系統(tǒng)中先放入大約7-8成清水后和才加入溶解了的肥料,而且每加入一類肥料之前都要先稀釋,加入后要循環(huán)一段時(shí)間后再加入另一類肥料,以免產(chǎn)生沉淀。此外,在稱量肥料和配制過(guò)程中,應(yīng)注意名實(shí)相符,防止稱錯(cuò)肥料,并反復(fù)核對(duì)確定無(wú)誤后才配制,同時(shí)應(yīng)詳細(xì)填寫(xiě)記錄。
25.作為無(wú)土栽培氮源的肥料有哪些?
氮主要有硝態(tài)氮和銨態(tài)氮兩類,包括的肥料有硝酸鈣,含有4個(gè)結(jié)晶水,為白色小晶固體,易溶于水,易吸潮,應(yīng)注意干燥保存,酸堿性為化學(xué)中性,生理堿性,含硝態(tài)氮11.86%,同時(shí)含有植物所需的鈣。硝酸鉀,為白色小晶固體,分子量為101.10,含硝態(tài)氮13.85%,是化學(xué)中性化合物,生理弱堿性,溶解度為20攝氏度時(shí)31.6克/100克水。硝酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑,遇火能爆炸,常易受潮結(jié)塊,貯存運(yùn)輸中應(yīng)注意安全。硝酸銨為白色小晶固體,分子量為80.05,同時(shí)含有硝態(tài)氮和銨態(tài)氮,總氮含量為35%,其中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮各占一半,是化學(xué)水解酸性,生理酸性。硝酸鈉為白色小晶固體,分子量為5.01,含硝態(tài)氮16.5%,為化學(xué)中性,生理強(qiáng)堿性。硫酸銨,分子量為132.15,易溶于水,含銨態(tài)氮21.20%,白小晶固體,為化學(xué)水解酸性,生理強(qiáng)酸性。氯化銨為白色小晶固體,含銨態(tài)氮37.2%,為化學(xué)水解酸性,生理強(qiáng)酸性。尿素為白色小晶固體,含氮46.64%,易溶于水,為化學(xué)中性,生理酸性。磷酸一銨為灰白粉末狀,含氮12.18%,為化學(xué)水解酸性,生理酸堿性不明顯,同時(shí)可提供磷營(yíng)養(yǎng)。磷酸二銨為灰白色粉末狀,含氮21.22%,易溶于水,為化學(xué)水解堿性,生理酸堿性不明顯。在無(wú)土栽培生產(chǎn)中,使用較多的肥料有硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸銨、磷酸二氫銨等。更常用的是以硝態(tài)氮為主,因?yàn)橄鯌B(tài)氮多為生理堿性的,而且由硝態(tài)氮引起的生理堿性變化幅度較小,易控制;而銨態(tài)氮所產(chǎn)生生理酸性較強(qiáng),變化較劇烈,且不易控制。但硝態(tài)氮和銨態(tài)氮源是具有同等營(yíng)養(yǎng)作用。生產(chǎn)上只需采取適當(dāng)措施克服其伴隨生理酸堿性質(zhì)的不良影響,均可以做為氮源使用。
26.無(wú)土栽培磷肥是哪些肥料?
無(wú)土栽培中磷源肥料除用磷酸二氫鉀外,還可用磷酸二氫銨,磷酸氫二銨和過(guò)磷酸鈣等,磷酸二氫鉀分子量為136.09,純品含磷量為22.76%,含鉀量為28.73%,為白色結(jié)晶或粉末,性質(zhì)穩(wěn)定且易溶于水,即可提供磷亦可提供鉀,是一種優(yōu)質(zhì)的磷鉀復(fù)合肥。磷酸二氫銨分子量為115.05,為灰白色粉末,含氮量12.18%,磷26.92%,磷酸氫二銨分子量為132.07,為灰白色粉末,含氮量21.22%,含磷23.45%,一般肥料磷酸銨是磷酸二氫銨和磷酸氫二銨的混合物,使用前應(yīng)了解其氮、磷含量。過(guò)磷酸鈣為灰色顆?;蚍勰?,是用磷礦粉中加入硫酸溶解而制成,其含磷的有效成分為磷酸一鈣,易溶于水。但由于過(guò)磷酸鈣中含有不易溶解的硫酸鈣以及較多的游離硫酸,故很少直接用于營(yíng)養(yǎng)液配制中,一般只直接施入基質(zhì)中。
27.無(wú)土栽培鉀、鈣、鎂肥有哪幾種?它們各有何特點(diǎn)?
常用的鉀肥有硝酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀以及磷酸二氫鉀等。硝酸鉀為白色小晶固體,溶解度達(dá)31.6%,化學(xué)中性鹽,生理弱堿性。硫酸鉀為白色小晶固體,溶解度為11.1%,化學(xué)中性,生理強(qiáng)酸性。氯化鉀為白色小晶固體,溶解度為34%,化學(xué)中性,生理強(qiáng)酸性。磷酸二氫鉀為白色小晶固體,溶解度為22.6%,化學(xué)水解酸性,生理中性。鈣源肥料一般使用硝酸鈣、氯化鈣、硫酸鈣和過(guò)磷酸鈣等。硝酸鈣為白色小晶固體,含有四個(gè)結(jié)晶水,易溶于水,溶解度達(dá)129.3%,化學(xué)中性鹽,生理堿性,含鈣量達(dá)16.97%。氯化鈣為白色小晶因體,溶解度達(dá)74.5%,為化學(xué)中性鹽,生理酸性。硫酸鈣為白色粉末,溶解度很小,為0.204%,為化學(xué)中性鹽,生理酸性。過(guò)磷酸鈣為灰色粉末,化學(xué)強(qiáng)酸性,很少直接用于營(yíng)養(yǎng)液配方中,多為直接混入基質(zhì)中。鎂肥主要為硫酸鎂,含有7個(gè)結(jié)晶水,為白色小晶固體,溶解度為35.5%,酸堿性化學(xué)中性,生理酸性,含鎂元素為9.86%.
28.無(wú)土栽培中的鐵源是什么肥料?為什么要對(duì)鐵元素進(jìn)行螯合?
無(wú)土栽培發(fā)展的早期,其鐵源是使用硫酸亞鐵、氯化鐵等無(wú)機(jī)鹽。氯化鐵分子量為270.30,含鐵20.66%,呈黃棕色或橙黃色的塊狀結(jié)晶,稍帶鹽酸氣味,在空氣中極易潮解,易溶于水。硫酸亞鐵,俗稱綠礬,可提供鐵和硫,含鐵20.09%,為藍(lán)綠色晶體,性質(zhì)不穩(wěn)定,易失水氧化變成棕色的硫酸鐵,在高溫和強(qiáng)光照或有堿性物質(zhì)存在的條件下,更不穩(wěn)定。由于硫酸亞鐵是一些工業(yè)的副產(chǎn)品,來(lái)源廣泛,價(jià)格又便宜,是無(wú)土栽培作物的重要鐵源,又是制造其它鐵肥如硫酸亞鐵銨和螯合鐵的原料。由于氯化鐵和硫酸亞鐵等無(wú)機(jī)鐵鹽在堿性高時(shí)很容易變成磷酸鐵或氫氧化鐵沉淀而失效,甚至在中性情況下也會(huì)被氧化成堿式鹽沉淀,而低價(jià)的硫酸亞鐵易被空氣中的氧氧化為高價(jià)鐵而失效,常造成植物缺鐵,后來(lái)栽培中的鐵鹽又改為有機(jī)酸鐵,如檸檬酸鐵和灑石酸鐵,這些化合物在有效性雖比氯化鐵、硫酸亞鐵好些,但本身很不穩(wěn)定,故其效果也不理想,隨著近代化學(xué)科學(xué)的發(fā)展,明確了應(yīng)用能形成螯合環(huán)的有機(jī)化合物與鐵作用或螯合鐵,這類螯合鐵用于無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液中作鐵源,效果很好,所以現(xiàn)在都使用它代替最初使用的無(wú)機(jī)鐵鹽和有機(jī)酸鐵。鐵螯合物為淺棕色或暗棕色粉末狀物質(zhì),在無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液中鐵能形成穩(wěn)定的化合物,能保持較長(zhǎng)時(shí)間的有效性。鐵的螯合物主要有乙二胺四乙酸二鈉鐵(Na2FeEDTA)、二乙三胺五乙酸二鈉鐵(Na2FeDTPA)等多種。由于乙二胺四乙酸二鈉鐵價(jià)格便宜,穩(wěn)定性也較好,故目前最常用的是乙二胺四乙酸二鈉鐵,在配制時(shí),先把硫酸亞鐵與乙二胺四乙酸二鈉鐵分別溶解后才將它們混合在一起螯合之后來(lái)使用。
29.無(wú)土栽培中的微量元素是用哪幾種肥料?
所謂微量元素是按植物體內(nèi)含量水平來(lái)劃分,一般以平均低于千分之一者歸之。在植物所必需的16種營(yíng)養(yǎng)元素中有7種即氯、鐵、硼、錳、鋅、銅、鉬等為微量元素。由于鐵的特殊表現(xiàn)已加述,而氯則由于其容許存在的范圍較寬,生產(chǎn)用水中都有夠植物植物生長(zhǎng)需要的氯存在,所以不專門(mén)添加。故通常所講的微量元素就指硼、錳、鋅、銅、鉬五種。硼肥多用硼酸或硼沙,硼酸為主要來(lái)源,含硼17.48%,分子量為61.83,為無(wú)色或白色結(jié)晶粉末,易溶于熱水,呈無(wú)色的水溶液,硼沙是另一種硼源肥料,含硼11.34%,為無(wú)色或白色結(jié)晶狀,易溶于水為為植物所吸收利用。錳肥是用硫酸錳作為錳的主要來(lái)源,含錳23.5%,是粉紅色晶體狀,20攝氏度溶解度達(dá)62%每100克水,水解酸性。硫酸鋅是無(wú)土栽培中鋅的主要來(lái)源,含鋅達(dá)22.74%,為無(wú)色或白色結(jié)晶粒或粉末物質(zhì),很易溶于水,水解酸性。銅肥是用硫酸銅,含5個(gè)結(jié)晶水,為無(wú)土栽培作物銅的主要來(lái)源,含銅25.45%,為藍(lán)色結(jié)晶物質(zhì),20攝氏度時(shí)溶解度為20.7克每100克水。鉬酸銨為無(wú)土栽培中鉬肥的主要來(lái)源,含有4個(gè)結(jié)晶水,含鉬為54.3%,為白色、無(wú)色、淺黃色或淺綠色結(jié)晶顆粒或粉末,易溶于水。此外,還可用鉬酸鈉做鉬肥來(lái)源,含鉬39%,為白色粉末,易溶于水。
30.營(yíng)養(yǎng)液濃度如何表示?
營(yíng)養(yǎng)液濃度可分為直接表示法和間接表示法兩種。直接表示法是指在一定重量或一定體積的溶液中,所含溶質(zhì)的量稱為溶液的濃度,無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液常用一定體積的溶液中含有多少數(shù)量的溶質(zhì)來(lái)表示其濃度。主要有幾下幾種:(1)每升溶液中含某化合物的重量數(shù),重量單位可以用克或毫克表示如每升營(yíng)養(yǎng)液含有硝酸鉀0.81克(或者810毫克)。這種表示法通常稱為工作濃度或操作濃度,具體配制時(shí)是按照這種方法來(lái)進(jìn)行的。(2)每升溶液含有某營(yíng)養(yǎng)元素的重量數(shù)。重量單位通常是用毫克表示,如氮含量為每升210毫克,用元素重量表示濃度是科研比較上的需要,不能用來(lái)直接進(jìn)行操作。(3)每升溶液含有某物質(zhì)的摩爾數(shù),某物質(zhì)可以是元素、分子或離子、摩爾表示某物質(zhì)的量,其值等于某物質(zhì)的原子量或分子量或離子量。使用摩爾來(lái)表示濃度有助于了解溶液的確切化學(xué)組成,但不能直接進(jìn)行操作,需進(jìn)行換算后才能稱取配制。間接表示法有以下兩種:(1)電導(dǎo)率法(EC),通常配制營(yíng)養(yǎng)液用的水溶性無(wú)機(jī)鹽是強(qiáng)電解質(zhì),其水溶液具有導(dǎo)電作用,導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱可用電導(dǎo)率表示,在一定濃度范圍內(nèi),溶液的含鹽量即濃度與電導(dǎo)率呈密切的正相關(guān),含鹽量愈高,溶液的電導(dǎo)率愈大。因此營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率能反映溶液中鹽分含量的高低,但電導(dǎo)率只反映營(yíng)養(yǎng)液中各種鹽類總鹽分的濃度而不能反映各種鹽類的單獨(dú)濃度,但這已能滿足無(wú)土栽培中控制營(yíng)養(yǎng)液的需要,是目前生產(chǎn)上最常用的測(cè)定方法。(2)滲透壓是濃度不同的兩種溶液以半透性膜相隔產(chǎn)生的水壓,水從濃度低的溶液中通過(guò)半透性膜進(jìn)到濃度高的溶液中就產(chǎn)生壓力,溶液濃度愈高,滲透壓力愈大,滲透壓的單位常用帕表示。華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林東教
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