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1、9 植物的无土栽培,无土栽培：不用天然土壤而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法。优点：1、省水、省肥、省工、高产 2、受区域、土壤、地形等限制少 当自然环境的必要条件都可以控制时，无土栽培才能取得大的经济效益,无土栽培的分类与特点,基质栽培无机基质培 有机基质培 无基质栽培水培 雾培,西瓜基质培,常用水培和喷雾培生产设施及管理,重点介绍,深液流水培技术（DFT）营养液膜技术（NFT）喷雾栽培技术（SCT）,水培：是指植物部分根系悬挂生长在营养液中，而另一部分根系裸露在潮湿空气中的一类无土栽培方法；喷雾培：是指植物根系生长在雾状的营养液环境中的一类无土栽培方法。,水培根据其营养液液层的深度
2、、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、深液流水培技术(Deep Flow Technique,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，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。二、营养液膜技术(Nutrient Film Technique,NFT)：营养液液层较浅5-20mm，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。,深液流水培生菜,营养液膜技术,其设施都必需具备以下四个基本功能：(1)种植槽能盛装营养液而不致于渗漏；(2)能固定植株并不会使植株根颈部浸没在营养液中
3、，同时能让部分根系伸入到营养液中生长(喷雾培的根系不需要浸入营养液层中，而半喷雾培的则需要)；(3)根系能吸收到足够的氧气；(4)根系和营养液处于黑暗之中，以利于根系生长并防止营养液中滋生绿藻。,第一节 深液流水培技术,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，在1939年美国的格里克(W.F.Gericke)首先将无土栽培技术应用于作物的商业化生产时所取得的“水培植物设施”的专利，采用的就是一种深液流水培技术,深液流水培技术在日本使用得很普及，我国的台湾省和大陆的许多地方也使用这一技术。目前已在我国的广东省的三十多个地方推广使用此技术，在上海、山东、福建、湖北、广西、四川和
4、海南等许多省市也有一定的推广面积。据不完全统计，目前的使用面积达100多万平方米。深液流水培技术较为适宜我国的经济和技术水平，特别是适宜南方热带亚热带地区的气候条件，而且种植效果良好、管理较为简便的一种无土栽培技术。,一、深液流水培技术的特征,1、深 盛装营养液的种植槽本身较深；种植槽内营养液液层较深。(510cm)根系可伸入到较深厚的营养液中，整个种植系统中的营养液总量较多，营养液的组成、浓度、酸碱度、水分和温度等不易产生急剧变化，根系生长环境相对较稳定，营养的补充和调节方便，这是深液流水培技术的显著特点。,2、流 是指营养液是循环流动的。目的是：1、增加营养液中溶解氧的浓度。2、消除营养液
5、静置时根表与根外营养液之间的“养分亏竭区”，使得营养及时供应到根表。3、降低根系分泌并累积于根表的有害代谢产物，例如有机酸、根系对离子选择吸收而产生的生理酸碱性以及其它的代谢产物。4、使得因沉淀而失效的某些营养物质重新溶解，供应作物生长需要。,3、悬 是指植物悬挂种植在营养液液面之上。目的：1、让根颈部远离液面，防止根颈部浸入营养液中而产生腐烂甚至死亡.2、提高根系的供氧：部分根系可伸入到营养液中生长，而另外的根系部分则裸露在营养液液面与定植板或定植网框之间的那部分潮湿空气中，这样在营养液和空气中的根系都可以吸收到氧气，根据作物的长势和气候条件来调节营养液的液层深度和液面至定植板或定植网框之间
6、的空间大小，以调节根系对氧气的吸收。,二、常用深液流水培设施的组成、结构,(一)水泥砖结构固定式水培设施的组成和结构 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 宽度一般为100150cm。槽内深度控制在1215cm左右，最深不超过20cm，槽长度为1020m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
7、面示意图,建造种植槽的地基必须是坚实的。在建好种植槽框还可加入防水涂料以防渗漏。,2、定植板或定植网框(1)定植板,定植板示意图,单位:cm,定植杯示意图,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,定植蓝,3、贮液池,地下贮液池设置的好处：作为营养液调节的场所：营养液pH值的调整、养分和水分的补充等均在贮液池中进行。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。,地下贮液池以不渗漏为建造的总原则来
8、进行。建造时池底要用1015cm混凝土加入820钢筋倒制而成，池壁用1824cm砖砌，#100水泥砂浆批荡，水泥膏抹光，建池所用的水泥应为高标号、耐腐蚀的。同时地下贮液池池面要比地面高出1020cm并要有盖，防止雨水或其它杂物落入池中，保持池内黑暗以防藻类滋生。,4、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1、供液管道2、水泵3、调节流量的阀门等。,回流系统包括1、回流管道2、种植槽中的液位调节装置,（1）供液管道,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，,种植槽中液位控制装置,1、种植槽,可用硬质塑料板、
9、木板、钢板或水泥预制件做成可拼装的镶嵌式预制块，安装时在水平的地面拼装在一起，然后在种植槽内铺上一层塑料薄膜，以便盛装营养液。,2、定植板及定植杯,与上述水泥砖结构深液流水培的类似。,3、营养液循环系统,1.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,由计算机控制装置、营养液加热装置、连接了泵的营养自动检测及补充装置等部分组成。营养液自动控制系统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。,(1)营养液的加热装置,通过温度控制器来控制浸没在营养液中的电加热管的工作时间，一旦营养
10、液温度低于设定的作物生长最适温度下限时，加热管的电源即接通而开始工作，当液温达到设定的作物生长最适温度上限时即切断电源而停止工作。使根系始终保持在一个最适生长的温度范围之内。,(2)营养液自动检测和补充装置(3)计算机控制装置 计算机控制装置不仅可控制营养液种植系统中营养和水分的补充及营养液温度的调节，而且可以控制整个温室其它的环境条件，例如温室中的光照、湿度、温度等。,全温室深液流水培设施,全温室深液流水培设施,移苗,网室中苗龄不同的幼苗,肥料分配器,未种植作物时大棚景观,三、深液流水培设施的管理,现以水泥砖结构深液流水培设施为例.,(一)种植槽的准备 1、新建种植槽的处理 新建的种植槽和贮
11、液池，由于是用水泥和砖砌而成的，在新建时会在浸水之后有一些碱性物质溶解出来，此时浸泡后水溶液的酸碱度可高达pH11，因此要对种植槽和贮液池进行使用前的处理。具体的处理方法为：先用清水浸泡种植设施23天，洗刷浸泡出来的碱性物质，抽去浸泡液，然后再放清水浸泡23天，再清掉，如此反复数次，直至加入清水后pH值稳定在6.57.5之间即可使用。,为了加快新建种植系统的处理速度，缩短处理时间，可在经过23次清水浸泡后再加入稀酸中和或加入磷酸盐处理。具体方法：首先把酸稀释为23mol/L的浓度，然后加入到贮液池中，开启水泵循环，调节至浸泡液的pH2左右，在浸泡过程中，浸泡液的pH值还会上升，可再加入稀酸，浸
12、泡到pH值稳定在pH6.57.5之间。如再加入数次稀酸后浸泡液的pH值仍在8.0以上，则可排掉浸泡液，再放入清水和稀酸浸泡，直至pH值稳定在pH6.57.5的范围为止。,问题：,进行种植槽或贮液池处理采用什么酸较好？为什么？,应选用硫酸或磷酸，最好用磷酸，而不用盐酸。因为磷酸与水泥中的硅酸钙作用形成溶解度很低的磷酸钙沉淀，而硫酸与硅酸钙形成的硫酸钙溶解度也较低。磷酸钙或硫酸钙会附在水泥的表层而阻止水泥内部的硅酸盐进一步溶解出来。而盐酸与硅酸钙反应形成的氯化钙则是水溶性的，不仅不能在水泥表面形成一层难溶性的保护层，而且会深入到水泥层内部，进一步破坏水泥层的结构。此外，也可用磷酸盐溶液来处理。如过
13、磷酸钙溶液(上清液)或磷酸二氢钾、磷酸二氢铵等。以浸泡液中磷(P)的浓度达到200mg/L左右即可。浸泡数天pH值稳定后可排掉浸泡液，用清水冲洗干净就可使用了。,2、换茬时的清洗与消毒,(1)把定植杯连同残留在杯中的残根一起从定植板中取出，将杯中的残根和小石砾倒出，把残根从石砾中清掉，用水冲洗石砾和定植杯，尽量将细碎的根系和其它杂质冲走，然后把石砾和定植杯分别集中放在容器中进行消毒。消毒时可用含有0.3%0.5%有效氯的次氯酸钠或次氯酸钙溶液或含有0.4%的甲醛(福尔马林)溶液浸泡1天，或用5000分之一浓度的高锰酸钾溶液浸泡30分钟，倒掉消毒液，用清水冲洗即可。,(2)种植槽、贮液池和循环管
14、道的清洗和消毒：用清水冲洗干净，然后用上述的消毒液开启水泵来循环消毒。循环消毒时在种植槽中不需要保留液层，直接让消毒液从供液管中流到种植槽再经回流管道流到贮液池中，以节省消毒液用量。,(二)种植过程的管理 1、栽培作物的种类,选择经济价值高的作物品种。利用温室的条件来进行“反季节”或“错季”生产。初学者尽量选择容易种植的品种。,2、育苗与定植(1)无土育苗,(2)移苗,3、营养液的管理,(1)营养液配方的选择通用营养液配方：不仅适用于某一种作物，而且适用于与这种作物相类似的另外一些作物。,但植物对营养的需求规律既有共性，也有个性。有些植物甚至某种植物的不同生长时期对某一种或某一些养分需求得多一
15、些，有些要求的少一些。,生长在同一营养液配方中的生菜和芥菜,(2)种植槽中液位的调控,刚定植作物后，应保持液面浸没定植杯杯底约12cm，当根系大量伸出定植杯时，应使液面离开定植杯杯底，当植株很大、根系非常发达时，只需在种植槽中保持34cm的液层即可。,液位调节装置,在生产中，应随着植株的长大，根系增多，逐渐地降低营养液液位，使部分根段裸露在空气中，一旦液位降低、根系产生较多根毛之后，就不能把已降低液位的营养液层再升高，否则可能造成根毛甚至整个根系的伤害，严重的也有可能造成死亡。但也不能够使得种植槽中的液层太浅，一般应保证液层的深度可维持在无电力供应、水泵不能正常循环的情况下植株仍能正常生长12
16、天的营养液量。,四、深液流水培技术的优缺点,（一）优点1、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,1、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。,第二节 营养
17、液膜技术,营养液膜技术(Nutrient Film Technique,NFT)是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。1973年由英国人库柏(Cooper)发明。我国在1984年也开始开展这种技术的研究和应用工作。,一、NFT的基本特征,1、营养液以数毫米至12厘米的浅层状态流动的，根系一部分浸没在这一浅层营养液中，而绝大部分裸露在种植槽中潮湿的空气里，较好地解决了供氧问题，同时也能保证了作物对水分和养分的需求。2、种植槽主要是由塑料薄膜或其它轻质材料做成的，结构简单和轻便，安装和使用便捷，降低了基本建设投资，使之更易于推广应用。,二、NFT生产设施的
18、结构,由种植槽、贮液池 营养液的循环 流动装置这三个主要部分组成,管道式水培生菜,(一)种植槽,建造材料很多，如软质塑料薄膜、硬质塑料板、铁板、玻璃钢和水泥砖等。,1、大株型作物用的种植槽,制作的材料多样，但最简单的是一种用塑料薄膜围合起来的类似等腰三角形的种植槽。,种植槽建好后可让营养液从槽的较高一端流入，然后沿着斜坡方向流向较低的另一端。因此，建槽的地面一定要平实，以防部分地方坑坑洼洼而积水。一般以坡降为1:751:100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。,种植槽液层的深度不宜超过1020mm。液层过深，可能造成营养液中供氧不足，而液层过浅
19、，可能不能及时满足作物对水、肥吸收的需要，特别是流量较小、间歇供液时间较长和种植槽长度较长的设施，水肥供应不足的问题可能更加严重。一般在长度25m左右、槽底宽度为2530cm的种植槽内，每分钟流量为24L营养液时可满足大多数作物的需求。,2、小株型作物用的种植槽,可用水泥预制的或玻璃钢制成的波纹瓦来作为种植槽,生菜,切花,草莓,还有一种种植槽是在整个温室地面的建造过程中直接在地面用水泥砖砌而成,全温室地面水培系统,全温室地面水培生菜,收获,(二)贮液池,一般设在地面以下，以便让种植槽中流出的营养液回流到贮液池中。如果是种植小株型作物有架子架设的种植槽，则可把贮液池建在地面上。贮液池容积应保证植
20、株足够的供水和循环流动的需要前提下来确定。,(三)营养液循环流动系统,主要由水泵、各级管道及流量调节阀门等部分组成,1、水泵：应遵循耐用及出水量足够大为原则。可用耐酸碱、耐腐蚀的自吸泵或潜水泵。2、供液管道：不能采用镀锌水管或其它金属管道，应采用耐腐蚀的塑料管道。在安装时要严格密封，防止营养液在接合部位渗漏。为了生产操作上的方便和防止日晒老化，一般把供液管道系统埋设于地下。,供液管道可分为主管、支管和毛管。在安装供液管道时除了主管上要安装流量调节阀门之外，其它各支管也要安装阀门，以调节流量。每一条种植槽要从支管中引入23条供液毛管。,3、回流管道,回流管的管径要足够大，以确保能够快速排到贮液池
21、中，防止漫溢出来。,4、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。,(四)其它辅助设施,需要经常进行水分、养分的补充及调节。如果采用人工方法，则较为麻烦，为了减轻劳动强度，同时使得营养液调节能够及时地进行，可采用一些辅助设施进行自动控制。随着计算机技术的发展以及对温室、大棚内作物高产优质生产的养分、水分等要求了解的深入，自动控制设施业日趋完善。,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(
22、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,安全保障、报警装置营养液膜技术的营养液总量较少，种植槽中液层浅薄，一旦发生停水、停电或水泵出现故障不能及时进行供液循环时，极易造成作物缺水萎蔫，特别是在温度较高、植株较大、湿度较小是更容易出现这种情况。,三、NFT生产设施的管理,(一)种植系统的安装及调试1、种植槽：检查槽底是否平整，塑料薄膜是否破裂渗漏。如果是换茬后重新使用的种植槽，在使用前也要检查塑料薄膜是否渗漏，同时要进行种植槽彻底的清洗和消毒。2、供液系统：检查水泵的工作情况，所有
23、供水管道的接合处是否密封严实。同时检查每一条伸入种植槽的供液毛管是否畅通，各槽的出水量是否较为一致，回流管道也需检查是否能及时排除槽内流出的营养液。3、其它辅助设施：检查营养液的电导率(EC)和酸碱度(pH)自控装置的工作情况，确保其正常工作。,(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,为了解决植株根系氧气的供应问题，可采用下列两种方法：(1)连续供液法：是指营养液无论是在白天或是在夜晚均不断地流入种植槽中的供液形式。(2)间歇供液法：是指营养液以间歇的形式流入种植槽的供液方法。,2、液温的控制与管理,由于根际温度与气温对作物生长的影响具有一定程度上的
24、互补性，因此可通过对营养液液温的调控来促进作物的生长。适当地提高供液量有助于稳定种植槽内液温的变化，而且对于水分和养分的供应上也是有好处的。稳定槽内液温还可以利用保温性能较好的材料例如泡沫塑料等来做成种植槽，把管道尽可能埋于地下、将贮液池建在室内等方法也有助于稳定液温。有些人还在冬季低温时在铺设种植槽的地面预先铺设电热线，然后在电热线上铺上作为种植槽的塑料薄膜，通过加热来提高液温。,3、营养液的补充和更换种植作物过程营养液的组成和浓度变化较为剧烈，贮液池中的营养液消耗较快，所以要经常进行养分和水分的补充。经过一段时间种植之后的营养液，由于其中已积累了许多植物根系的分泌物以及由于肥料不纯净而带入
25、的杂质和作物吸收较少的盐分，此时要更换营养液。一般生长期为6个月或以上的作物如番茄、甜椒等，经过23个月要更换一次，整个生长期更换13次，而生长期短的作物如叶菜类，每种植12茬之后更换一次就可以了。,四、营养液膜技术的优缺点,(一)优点 1、种植槽内的液层浅薄，可以较好地解决根系氧气的供应问题，作物的生长良好，产量较高。2、设施的投资较少，建造过程较为方便、简捷。3、在配套自动控制装置的情况下，易于实现生产过程的自动化。,(二)缺点,1、设施(主要是指种植槽部分)的耐用性较差，后续的生产资料耗费较多，维护工作频繁，投资于后续的维修、更换的资金较多。2、NFT种植系统中的营养液总量较少，营养液的
26、浓度和组成以及温度等的变化较快，稳定性差，要求管理工作上做得更精细，对管理员工的技术水平要求也较高，同时对设备的精确性、稳定性和安全性的要求也较高。3、NFT为封闭的循环系统，一旦发生根系的病害，较容易在整个系统中传播、蔓延，因此，在使用前对设施的清洗和消毒的要求较高。,喷雾栽培技术,喷雾栽培又称气雾培或喷雾培，它是利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。作物悬挂在一个密闭的栽培装置(槽、箱或床)中，而根系裸露在栽培装置内部，营养液通过喷雾装置雾化后喷射到根系表面。它是所有无土栽培技术中根系的水气矛盾解决得最好的一种形式，同时它也
27、易于自动化控制和进行立体栽培，提高温室空间的利用率。,可根据植物根系是否有部分浸没在营养液层而分为喷雾培和半喷雾培两种类型。所谓的喷雾培是指根系完全生长在雾化的营养液环境的；而半喷雾培是指部分根系浸没在种植槽下部的营养液层中，而另外的那部分根系则生长在雾化的营养液环境的。,1.植株 2、3.泡沫塑料板 4.根系 5.雾状营养液 6.喷头 7.供液管 8.地面梯形喷雾培种植槽示意图,一、喷雾栽培的设施结构(一)栽培床,1.泡沫塑板 2.塑料薄膜 3.结球生菜地上部分 4.根系 5.供液管 6.喷头A形喷雾培种植槽示意图,喷雾培装置,1.植株 2.定植杯 3.定植板 4.喷头 5.种植槽 6.地面
28、 7.根系 8.营养液层半喷雾培种植槽示意图,(二)供液系统,供液系统主要包括营养液池、水泵、管道、过滤器、喷头等部分组成。有些喷雾培不用喷头，而用超声气雾机来雾化营养液。,1、营养液池(贮液池)体积要保证,如果条件许可，营养液池的容积可做得大一些，最少也要保证植物12天的耗水需要。2、水泵水泵的功率应与种植面积的大小、管道的布置以及选用的喷头及其所要求的工作压力来综合考虑而确定。选用的水泵需为耐腐蚀的。一般667m2的大棚需用1 0001 500w左右的水泵。,3、管道管道应选用塑料管。各级管道的大小应根据选用的喷雾装置所安装的喷头要求的工作压力的大小而定。4、过滤器因在水中或配制营养液的原
29、料中含有一些杂质，可能会堵塞喷头，因此，要选择过滤效果良好的过滤器。,5、喷头可根据喷雾培形式以及喷头安装的位置的不同来选用不同的喷头。有些喷头的喷洒面为平面扇形的，而有些则是360o全面喷射的。喷头的选用以营养液能够喷洒到设施中所有的根系并且雾滴较为细小为原则。,三、喷雾培的优缺点,（一）优点 1、很好地解决根系氧气供应问题。2、养分及水分利用率高，供应快速而有效。3、充分利用温室内的空间，提高单位面积的种植数量和产量。温室空间的利用要比传统的平面式栽培提高23倍。4、易实现栽培管理的自动化。,(二)缺点,1、生产设备投资较大，设备的可靠性要求高2、营养液的浓度和组成易产生较大幅度的变化，因此管理技术要求较高3、在短时间停电的情况下，喷雾装置就不能运转，很容易造成对植物的伤害。4、作为一个封闭的系统，如控制不当，根系的病害易于传播、蔓延。,THE END OFTHIS CHAPTER,
