无土栽培笔记

无土栽培学一、无土栽培的概念★★★概念：是指不用天然土壤，而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法。又称营养液栽培、水耕、水培、溶液栽培、养液栽培。1.组成分为以下部分①种植槽：盛装营养液或基质+营养液②基质：固定根系，吸水、氧气、养分③营养液：提供营养元素和水分二、无土栽培分类★★★1、栽培床是否使用固体的基质材料水培无固体栽培：根系直接生长在营养液或含有营养成分的潮湿空气之中。雾培固体基质培：指作物根系生长在各种天然或人工合成的固体基质环境中，通过固体基质固定根系，并向作物供应营养和空气的方法。（沙培、槽培）2、基质的种类无机基质培：指栽培基质是由无机物质组成有机基质培：指栽培基质是由有机物质组成人工合成基质：人工加工而制成的一类栽培介质3、空间利用形式平面栽培：槽式基质培、袋式基质培、基质盆栽立体栽培问：无土栽培还可以按哪种分类方法进行分类？1、栽培床是否使用固体的基质材料水培无固体栽培：根系直接生长在营养液或含有营养成分的潮湿空气之中。雾培固体基质培：指作物根系生长在各种天然或人工合成的固体基质环境中，通过固体基质固定根系，并向作物供应营养和空气的方法。2、基质的种类无机基质培：指栽培基质是由无机物质组成有机基质培：指栽培基质是由无机物质组成人工合成基质：人工加工而制成的一类栽培介质3、空间利用形式平面栽培：槽式基质培、袋式基质培、基质盆栽立体栽培问：请大家举例说明日常见到的无土栽培类型、种植的作物和种植的场地？常见的无土栽培类型：水培和雾培常见的无土栽培的蔬菜有:生菜、油菜、小白菜、羽衣甘蓝、豆瓣菜、芹菜、苋菜、细香葱,马铃薯等场地：温室大棚、玻璃温室三、无土栽培的特点：★★★掌握★★★熟悉★★了解水培包括：深液流水培、营养液膜技术、立体水培雾培包括：吸收雾状营养液来进行生长发育一类无土栽培设施。1、产量高，品质好，效益好2、省水、省肥、省力、省工：耗水量只有土壤栽培的1/4~1/10;肥料利用率可达到90％以上，是土壤栽培的2~5倍。省去了翻地、除草等体力劳动;节省劳动力，降低劳动强度，提高劳动生产率。3、避免土壤连作障碍，生产过程实现无公害化4、充分利用土地资源，可极大地扩展农业生产空间例如：荒山、海岛、沙漠、戈壁滩;城市屋宇的阳台、屋顶、墙壁、小区的空隙;水面、湖泊乃至海洋、宇宙空间。5、有利于实现农业生产的现代化四、无土栽培的缺点?★★★（1）投资大，运行成本高（2）技术要求严格:（3）管理不当，易发生某些病害的迅速传播五、无土栽培的应用★★1、优质、高效、洁净的高附加果蔬、花卉产品的生产2、不适宜农业耕作的区域进行作物生产3、在设施园艺，或土壤受到污染、侵蚀或其它原因产生恶化的地区中应用4、在庭院经济中的应用5、教具和科研工具6、在太空农业上应用六、无土栽培的发展历史萌芽阶段2000年以前试验探索时代1840-生产应用时期1929-1960高科技发展阶段1960-今1、试验探索阶段矿质营养学说的提出:1840年，德国化学家李比希为无土栽培提供了理论基础矿质营养学说的证实:1842年卫格曼(Wiegmann)和波斯托洛夫(Postolof)矿质营养学说的充实:1859-1865年1859年，萨克斯(JulisVonSachs)用石英砂栽培开展营养液研究1865年，Sachs、克诺普(W.Knop)，提出植物生长必要无机元素十大元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、S、Fe标准营养液配方的提出:Anon、Hongland在1938-1940年，阐明了营养液中添加微量元素的重要性2、生产应用时期1929年美国科学家格里克(W.F.Gericke)应用营养液栽培番茄成功，设计了一个“水培植物设施”并取得专利，将该设施命名为“水培法”(Hydroponics)。泛美航空公司(PanAmAirline)在太平洋威克岛上请格里克指导建立了一个蔬菜无土栽培基地美国新泽西农业试验场沙槽玫瑰获得成功1936年，普渡大学采用水泵进行大规模的砾培1941年，美国拉科石油公司在阿鲁巴岛和丘拉克岛的油田上进行无土栽培以生产新鲜蔬菜供员工的需要1944年在美军在日本硫磺岛建设无土栽培基地二战期间，张四维在我国上海孙桥创办四维农场开展了温室番茄无土栽培,陈子元院士为当时的技师1946年在日本建成了面积达22公顷、总投资为2亿美元的无土栽培基地，当时规模最大的无士栽培基地。3、高科技发展阶段20世纪50-60年代是无土栽培大规模商品生产时期1973年石油危机，营养液膜技术和岩棉技术挽救了无土栽培20世纪80年代，温室、自动化设施设备、促进无土栽培现代化发展高科技农业、都市农业、高效农业、环保型农业和节水农业的最佳形式问：我国无土栽培的发展趋势及特点？总的来说：无土栽培设施与装备开发滞后；无土栽培的精确调控技术刚刚起步，产品的产量和品质与国外有很大差距；环境保护的意识比较淡漠，高效循环利用技术薄弱。发展趋势：遵循就地取材、因地制宜、高效低耗的原则，我国无土栽培形式将呈现以基质培为主，多种形式并存的发展格局。经济发达的沿海地区和大中城市将是现代化无土栽培发展的重点地区，已作为都市农业和观光农业的主要组成部分，它将会有更大的发展；成本低廉、管理简单的简易槽式基质培和其他无土栽培形式将是大规模生产应用、推广的主要形式。第二章营养液2.1、营养液的概念及水的要求1、营养液：是将含有植物生长发育所必需的各种营养元素的化合物和少量为使某些营养元素的有效性更为长久的辅助材料，按一定的数量和比例溶解于水中所配制而成的溶液。（化合物+水=营养液）2、营养液的水的要求★★（1）硬度：统一用单位体积中CaO的含量表示。每度相当于CaO含量10mg/L。表1水硬度划分标准水质种类CaO含量（10mgCaO/L。）硬度极软水0-400-4°软水40-804-8°中硬水80-1608-16°硬水160-30016-30°极硬水＞300＞30°一般利用15度以下的水进行无土栽培较好。10度以下的水可以直接用来配制营养液。(2)酸碱度范围较广，pH5.5-8.5的水均可使用。但配制营养液时要进行调节，绝大多数植物的根系在中性环境条件下生长较好。(3)悬浮物需10mg/L。若采用河水和水库水需经过滤处理，否则易滋生病菌。(4)氯化钠含量≤200mg/L,但不同作物、不同生育时期要求不同。(5)溶氧量无严格要求。最好是在未使用之前≥3mgO2/L。(6)氯≤0.01%。主要来自于自来水消毒时所残留，直接使用易造成中毒现象。一般要将自来水放置数天后使用。(7)重金属及有毒物质含量使用前要进行检测，确保有害物质含量低于国家标准。3、水源选择★★如何选择水源?简单的判断标准是——凡是能饮用的水都可以用来配制营养液。常用:井水和自来水。自来水井水1少菌、洁净1化验Ca、Mg含量:硬度:10。2有毒物质不超标2酸碱度:pH5.5~8.53余氯:Cl＜0.3mg/L自然降水：雨、雪、冰雹等注意大气的污染情况,当地年降雨量需超过1000mm；收集后经分析检测后用。地表水种类：河水、湖水、溪水、泉水、水库水、地下水等。需处理后达饮用水标准蒸馏水（最好的）1水质好，洁净，除去了一些营养元素，用于研究新配方及缺素症。2价格较高。4、无土栽培的水量无土栽培用水量较大，单一水源水量不足时，可将自来水与井水、河水、雨水等混合使用，以降低生产成本。2.2营养液原料化合物的要求1.营养液原料化合物的类型★★按化合物的纯度等级分类:保证试剂[GR，又称一级试剂]化学试剂分析纯试剂[AR，又称二级试剂]医药用试剂化学纯试剂[CP，又称三级试剂]工业用试剂农业用试剂化学试剂的纯度高，但价格贵;农业用试剂价格低，但纯度低，使用时需注意其杂质的种类和含量。2.配制营养液常用的化合物★★（1）氮源硝态氮（NO3--N）：硝酸钙、硝酸钾铵态氮（NH4+-N）：磷酸二氢铵、硫酸铵常用化合物有:硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢铵、硫酸铵等。蔬菜一般喜硝态氮;铵态氮过量会抑制蔬菜生长。两种氮源以适当的比例同时使用效果最好，且能稳定pH值。注意A.氯化铵:不能作为无土栽培的主要氮源。对忌氯蔬菜(如瓜类)不宜使用。B.尿素:易产生强生理酸性，也不易作无土栽培的主要氮源，尤其在水培中不适用。但可在基质培中作补充氮源使用。（2）磷源常用化合物有:磷酸二氢铵、磷酸二铵、磷酸二氢钾、过磷酸钙等。注意(1)磷过量会导致铁、镁缺乏症。(2)过磷酸钙[Ca(H2PO4)2·H2O],溶解性差，含杂质较多，一般不用于配制营养液，主要用于基质栽培。（3）钾源常用化合物有:硝酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾等。注意(1)钾吸收快，要不断补给。钾离子过量，会影响钙、镁、锰吸收。(2)氯化钾(KCI),含较多的氯离子，在无土栽培营养液配制时应尽量避免使用。（4）钙源一般使用硝酸钙、过磷酸钙等。注意A.氯化钙:CaCl2,由于含氯量较高，在配制营养液时很少使用，主要用于叶面补充钙肥施用。B.钙在植物体内的移动性差，无土栽培常发生缺钙现象。（5）镁源硫酸镁：MgSO4·7H2O易溶于水，生理酸性，是无土栽培中最常用的镁盐。（6）硫源多使用镁、铁等硫酸盐，可同时解决硫和微量元素的供应。（7）铁源螯合铁：乙二胺四乙酸钠铁NaFe-EDTA乙二胺四Z酸二钠铁Na2Fe-EDTA)注意硫酸亚铁或氯化铁稳定性差，用硫酸亚铁时须保证pH值在6.5以下，否则易变为硫酸铁。无土栽培中，pH值偏高;钾不足;磷、锰、铜、锌过量;都会引起缺铁症。（8）其它微量元素化合物:硼源:硼酸(H3BO3)、硼砂(Na2B4O7·10H2O)锰源:硫酸锰(MnSO4·4H2O)锌源:硫酸锌(ZnSO4·7H2O)铜源:硫酸铜(CuSO4·5H2O)钼源:钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)辅助物质——络合剂乙二胺四乙酸(EDTA)：与铁形成螯合物乙二胺四乙酸二钠铁(EDTA-Na2Fe)。营养液原料化合物的要求化合物要求：纯度、溶解度、元素含量、价格3.选择原料化合物的原则★★1.根据目的，选择合适的化合物2.根据作物的特殊需要选择肥料3.优先选择元素含量高的化合物4.选择溶解度大的化合物5.肥料的纯度要较高6.有毒物质不超标;7.取材方便，价格低廉。2.3营养液浓度的表示方法一、营养液浓度的定义1、营养液浓度?（名词解释）指在一定重量或一定体积的营养液中，所含有的营养元素或其化合物的质量。二、营养液浓度的表示方法★★1、直接表示法（1）化合物重量/升（g/L，mg/L）：是指每升（L）营养液中含有某种化合物的重量（2）元素质量/升（g/L，mg/L）：指每升（L）营养液含有某种营养元素的质量元素质量/升化合物重量/升换算方法：元素质量/升=元素质量/升÷化合物中元素的百分数例:某营养液中含钾为160mg/L。所需钾素由KNO3，提供，KNO3的含钾量为38.67%，则需要KNO3的质量:160mg÷38.67%＝413.76mg。优点可作为不同营养液配方之间同种元素浓度的比较。例如:某配方的氮源以Ca(NO3)2·4H2O1.0g/L提供，而另一配方的氮源以NH4NO30.4g/L来提供。1.0g/LCa(NO3)2·4H2O提供的N=1.0g/LX28/238(四水硝酸钙中氮的质量百分比)=118.7mg/L0.4mg/LNH4NO3提供的N=0.4mg/LX28/80(硝酸氨中氮的质量百分比)=140mg/L（3）摩尔/升(mol/L,mmol/L):换算方法:化合物重量/升=摩尔/升X化合物分子量(或离子量或原子量)例:某营养液中含2mol/L的KNO3则相当于KNO3的质量:2mol/LX101.1g/mol=201.29g/L2、间接表示法（1）渗透压(Pa):浓度不同的两种溶液以半透性膜（水等小分子物质可自由通过而溶质等大分子物质不能透过）阻隔时所产生的水压。溶液浓度愈高，渗透压愈大。（2）电导率(EC):单位距离的溶液导电能力的大小。单位:毫西门子/厘米(mS/cm)或微西门子/厘米(μS/cm)电导率可代表营养液的总浓度，但不能反映各种无机盐分的单独