无土栽培技术的可行性方案

无土栽培技术的可行性方案一．无土栽培概述无土栽培是指不用天然土壤栽培作物，而将作物栽培在营养液中，这种营养液可以代替天然土壤向作物提供水分、养分、氧气、温度，使作物能够正常生长并完成其整个生命周期。大家都知道，传统农业中作物的生长离不开土壤，如粮食、棉花、油料、蔬菜、果树、茶叶、花卉、烟草等，都必须利用土壤栽培，可以说，农业生产特别是种植业就是利用土壤的栽培技术，农业与土壤是密切相关切的。而自1929年格里克教授试种一株无土栽培番茄成功以来，作物栽培终于摆脱自然土壤的束缚，可进入工厂化生产的诱人发展前景。无土栽培无须依赖土壤，它是将蔬菜等作物种植在装有营养液的一定栽培装置中，或是在充满营养液的砂、砾石、蛭石、珍珠岩、稻壳、炉渣、岩棉、蔗渣等非天然土壤基质材料作成的种植床上，因其不用土壤，故称无土壤栽培，而且由于它不用一般的有机肥和无机肥，而是依靠提供营养液来代替传统的农业施肥技术，所以无土栽培又被称为营养液栽培，即简称水培、水耕栽培技术。无土栽培由于由于不用土壤，在技术上是一重大突破，同时，由于技术的不断完善、先进设施，新型的基质材料的应用，无土栽培已完全可以根据不同作物的生长发育需要进行温、水、光、肥、气等的自动调节与控制，实行工厂化生产。因此，无土栽培是当代现代化农业的高新技术，是现代设施栽培的新技术。二．无土栽培的优点1.不受土地条件限制。无土栽培改变了“万物土中生”的依赖土地生存的传统观念和土壤耕种方式，在不宜耕种的地方如沙石，不毛之地，甚至宇宙飞船上都可以栽培作物。在家庭、办公室可利用窗台、阳台、走廊、屋顶、屋顶及其它空闲地栽种植物，这不仅可以创造经济效益，还可以净化空气、节约用水，清洁卫生，既不污染环境，也不为环境所污染。利用无土栽培技术在油田、矿山废弃场地以及盐碱沙漠地带已获得栽培成功。2.劳动强度小，水肥量降低。无土栽培无需传统耕作中的耕种、除草、土壤消毒、追肥等繁琐环节，单位劳动管理的规模可大大增加，劳动强度明显下降。营养液栽培的水肥供应一般采用微管道灌溉系统，较易实行定点、局部化，可明显降低水肥的浪费，实验证明可比土壤节水3-7倍，肥料利用率可20%-30%。3.病虫害减少。无土栽培可防止因土传病原菌传播的疑难病害的发生，切断了一个较为重要的病害传播途径。另外，由于人为改善了根际环境，促使植株生长健壮，增强了自身的抗病能力，避免了土壤栽培中因多年盐分积累和连作导致的盐渍化及重茬减产现象，同时基质的消毒相比土壤消毒更简便、经济。4.优质高产。无土栽培，目前主要作为设施栽培中的一个组成部分，它不仅有通过设施而达到的适用于作物生长的光照、温度、气候等条件，还具有基质和水肥的供给系统，提供了适用于根部发育的最佳小环境。且各种环境因子均能人为地较好控制，因而能够更好的协调植株的地上与地下，营养生长与生殖生长等的关系，容易发挥高产的潜能。成熟的无土栽培可比土壤栽培的产量提高2-4倍之间。生产及实验证明，无土栽培不仅可提高产量，同时也明显促进了作物的生长速度，产品的外观品质和理化性状也有不同程度的改善；叶菜类、瓜果中的硝酸盐含量可得到理想控制；无土栽培的花卉花期更长，颜色更艳，香味浓郁，部分土壤栽培条件下不宜开花的品种，在无土栽培的条件下也能较容易的达到目标。5.便于工厂化生产。无土栽培充分显示出农业可以像工业一样生产，机械化、自动化，完全由人工控制植物工厂，现在的典型实例就是无土栽培立体化植物工厂。三．无土栽培的种类无土栽培的类型和栽培方式很多。根据其栽培是否使用固体的基质材料，可把无土栽培分为两个基本类型，即无基质栽培和基质栽培。无基质栽培即没有固定根系的基质，根系直接和营养液接触，主要包括以下几种：（1）营养液膜栽培（NFT）：这种方法是以约0.5厘米的浅层营养液流过植物根系，这层营养液很浅，像一层水膜，故称为营养液膜技术；（2）深液流水培（DFT）：营养液的液层较深，植株悬挂于液面上，其重量由定植网框或定植板所承载，根系垂入营养液中，深液流技术又可分动态浮根法、M式、浮板毛管法；（3）气雾培：是将营养液用喷雾的方法，直接喷到植物根系，根系悬挂在容器中的内部空间。基质栽培是植物通过基质固定根系，并通过基质吸收营养液和氧的方法。根据使用材料的不同，又可分为不同的栽培方式。（1）无机基质：包括砂培、砾培、蛭石培、珍珠岩培、炉渣等。（2）人工基质：岩棉培、聚乙烯发泡材料、聚氨酯泡沫等；（3）有机基质：包括锯木屑、蔗渣、草炭、稻壳、熏炭、树皮、麦秆、椰壳糖、膨化鸡粪、菌糠等。不同的无土栽培类型和方式，由于采用不同的栽培基质、不同的装置的栽培床和不同的供液方式，其效果、技术难度大小不一。a.营养液膜栽培技术：营养液膜栽培即NFT栽培(NutrientFilmTechnigue)，是一种新型的无土栽培技术，与传统的无土栽培技术相比．具有设备简易，投资小成本低、便于生产上推广应用等优点。此项技术是由英国温室作物研宄所AllenCooper教授最早研究推出，肯定其实用价值目前英国日本的NFT栽培已成功地应用于莴苣、草莓．番茄，茄子、甜瓜、芹菜等蔬菜上。（1）、营养液膜栽培的实质传统的无土栽培．包括用固体基质的基质栽培和不用固体基质的水培．都必须用水泥或金属等材料制作成固定的栽培床等配套设施，同时还要采用适当的装置和办法来解决根际的供氧。因此，设施和装置都比较复杂．而且投资大，成本高，大面积的推广应用，受到财力物力等多面的限制，而营养液膜栽培是用塑料薄膜作栽培床．利用适当的方式将作物的幼苗定植于栽培床中，营养液在栽培床的底面作薄层循环流动．使根系既能不断地吸收到养分与水分．又保证有充足的氧气供应。因循环流动供应的营养液呈极浅如膜的液流故称作营养液膜栽培和其它无土栽培方式相比营养液膜栽培有如下特点；1．结构简易只要选用适当的薄膜和供液装置．即可自行设计安装；2．投资小，成本低；3．营养液呈薄膜状液流循环供液较好地解决了根系供氧问题．使根系的养分，水分和氧气供应得到协调．有利于作物的生长发育；4．营养液的供应量小，且容易更换；5．设备的清理与消毒较方便。但是，这种栽培方式亦有其不足之处，主要表现在以下几个方面；1．栽培床的坡降要求严格。如果栽培床面不平，营养液形成乱流．供液不匀。尤其是进液处和出液处床内作物受液不匀，株间生长差异较大，会影响产量；2．由于营养液的流量小，其营养或分、浓度及PH值易发生变化.3，因无基质和深水层的缓冲作用．根际的温度变化大.4．要循环供液，每日供液次数多，耗能大，如遇停电停水，尤其是作物生育盛期和高温季节，营养液的管理比较困难.5，因循环供液，一旦染上土传病害有全军覆没的危险。（2）营养液膜栽培的基本装置营养液膜栽培的基本装置包括供液池、供液管道,供液水泵和栽培床。供液池用于贮存和循环回流的营养液，一般设在地下，可用砖头，水泥砌成．里外涂以防水物质，也可用塑料制品，水缸等容器。其容积大小应根据供应的面积和株数确定。栽培床用以种植作物．是在1／100坡降的平整地面铺一层黑色或黑白双面聚乙烯薄膜．以适当方式使其成槽状供定植与固定作物根系，并供应营养液，使营养液在床面呈薄层循环液流。供液装置由供应水泵(小型潜水泵或离心泵)、供液管道(自来水管或塑料管)将经水泵提取的营养液分流输入各栽培床中。回水管是用于栽培床循环后回流的营养液再退回贮液池中，以供再次使用，一般可用塑料管。控制系统主要控制营养液的供应时间流量，电导度、pH值和液温等。（3）可供选用的NFT装置经过本所相有关单位的试验，以下几种装置可在生产上推广应用。1．PVc槽式NFT配套装置(图1)1985由本所设计安装，经多年使用效果很好．其装置由以下几部分组成。供液池：用砖头及水泥砌成。180平方米标准大棚，供液池的容积为2．5～3．0立方米即可．一般置于大棚的中央部分．供液水泵可选用wB型180瓦离心水泵或潜水泵。使用离心泵时，进水口应装落水阀，安装位置略低于供液池的水面，以利打水。栽培床用2毫米厚Pvc硬板加工而成，宽25厘米高8厘米长12米．每套由6个床组成。供液管道和回流管均用硬塑料管配套,供液主管可埋地下,接以支管分流向各栽培床供液,回流管由各栽培床汇至供液池。2．简易NFT装置(图2)栽培床用宽70厘米，长12～15米，厚度为0．05毫米的黑色或黑白双面聚乙烯塑料薄膜作成．先在具1／100坡降的平整地面挖一深5厘米宽15～20厘米的浅平沟，整平压实后铺上薄膜使其成槽状．上接进液管,下通供液池．即成栽培床。有条件的可在床底里面放一层宽15～20厘米的无纺布，以蓄集少量营养液。利于根系的生长定植时将带岩棉方块或塑料钵的幼苗放在其中，然后用木夹或钉书钉将薄膜封紧，植株用塑料绳固定．供液装置,大面积的可砌水泥供液池．甩水泵及塑料管供液．小面积的可利用水位差的原理供液．本装置经本所试验，并在生产上运用，栽培番茄．黄瓜效果很好．3．叶菜NFT装置(图3)参照国外同类装置自行设计安装．栽培床选用三合板或纤维板亦可使用玻璃钢楞形板，安装在1／80~1／l00坡降的木架或铁架上,也可用砖头支撑,在板上用木条和元钉按一定行距隔成长条槽,槽底铺一层薄膜。如用楞形板可直接利用。上面再平铺一层银灰色、乳白色或黑色薄膜，柞为定植板．上面打洞，定植叶菜幼苗。幼苗应带小岩棉方块或聚胺酯泡沫育苗块.以适当装置(水箱)供应营养液。（4）NFT栽培的技术关键1．作物的种类与品种的选择利用NFT栽培的作物很多，如番茄，黄瓜．甜瓜．草莓等果菜，以及生菜，芹菜．菠菜．葱，茼蒿，小白菜等叶菜，但在实际生产中．既要考虑栽培的难易．更应考虑经济效益．一般可以栽培经济效益大的番茄、甜瓜、黄瓜、以及速生的叶菜如生菜等。品种一般应选择抗病，高产，具有增产优势的品种。番茄，黄瓜等作物．应要求其结果性好的品种．我国北方生长期长的果菜如番茄．黄瓜等，可进行一大季栽培．能获高产。但一般的以进行两季栽培为好．2．带钵育苗，以利定植无土栽培的作物．尤其是NFT培．一定要进行无土育苗．以防土传病害的发生．可用蛭石，稻壳熏炭，岩棉或聚胺酯泡沫育苗块育苗．定植的幼苗．一定要带岩棉块或装有适当大粒径基质的塑料钵．以利固定根系．便于定植和管理．3．要确保栽培床的适宜坡降为使栽培床内的营养液能循环流动供液，必须使栽培床保持适宜的坡降．坡降的大小，栽培作物后水流不发生障碍为度。一般认为1／80-1／100为好，即10米长的栽培床，两头高差10厘米左右。但应注意，栽培床不能太长，床底应乎整成呈缓坡状，防止营养澈在床内呈蛇形流动。4、营养液的供应要及时NFT培营养液的供应量少，根系无基质的缓冲作用，因此要做到及时，并经常补充．使其维持在规定的浓度范围内．最好定期用电导仪测定EC值，根据EC值来补充母液。生产上可以根据供液池的减水量，按标准浓度加以调正补充．作物生长旺盛期，高温季节以及白天中午更应注意及时供液．采用间歇供液能有利增产。浓度可视不同作物和不同的生育期而定。5、注意pH值的调整在作物生长过程中．营养液的pH值常发生变化，从而破坏营养液的养分平衡和可溶性，影响根系的吸收．引起作物的营养失调，应及时检测予以调整。6．注意根际温度的稳定。NFT培作物的根际温度受外界的影响大．尤其在高温季节和低温季节，应采取措施确保稳定．供液池可设在地下，并加盖保护；栽培床可安装成半地下式．即在地面挖浅沟后铺膜作成．以使作物根际接近表土层；定植时，尤其在高温季节根际封口应注意严密，防止茎叶受热气灼伤．7．注意防治营养失调症状及其它生理病害。要经常观察，根据典型症状作出诊断，查明原因，及时采取对策。NFT和DFT营养液膜栽培技术原理一样，差异在于液面的高低不同，就不做过多介绍。b.气雾栽培气雾栽培是利用气雾装置将营养液化成小雾滴，直接喷射到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。气雾栽培可以让根际环境处在最佳水汽肥环境，这种模式根系悬于空中，氧气得以最大化供给，肥水通过雾化的方式提供，矿质离子及水分的吸收能得以充分的保证，根系在富氧环境下能发挥最大的能量转换率，所以离子交换吸收的速度比其他任何方式都要快，使植物能发