无土栽培蔬菜论文
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蔬菜无土栽培技术的发展
摘 要:无土栽培(soilless culture,hydroponics,solution culture)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.它不利用天然土壤,而是把植物生长发育所必需的营养物质溶解于水中配成营养液,由营养液提供营养进行作物栽培,又称营养液栽培。更多栽培技术论文相关范文尽在top期刊论文网。
关键词:栽培技术论文
一、无土栽培概述
无土栽培的科学定义,就是不用天然土壤,而利用含有植物生长发育所必需的元素的营养液来提供营养,并可使得植物能够正常的完成整个生命周期的种植技术。该方法使得植物的生长摆脱了土壤环境的诸多束缚,并且,还可以对其所需的营养成分进行有效控制,进而培养出高品质的优良作物。
目前,无土栽培形式主要包括水培、基质培以及雾培。其中,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。这种方式植物生长周期较短,经济效益好,并且,还不会受到污染以及季节限制,适合工厂化生产。
二、 蔬菜无土栽培技术发展现状
无土栽培技术是指不用天然土壤,而使用基质,不用传统的营养液灌溉植物根系,而使用有机固态肥并直接用清水灌溉作物的一种无土栽培技术。
有机基质一般采用当地价格低廉的农作物秸秆及加工下脚料如玉米秸秆、花生壳、食用菌渣、甘蔗渣、酒糟、芦苇末、中药渣等工农业有机废弃物和畜禽粪便等为主要原料发酵腐熟而成,因此也大大降低了成本投入。为了改善有机基质的物理性能,可以加入一定量的无机基质如河沙、炉渣、蛭石、珍珠岩等进行混配。混配比例可根据当地基质材料的成本和来源灵活掌握,原则是基质中无机物最多不要超过 60%,否则其保水保肥性能下降。有机物与无机物的体积之比最大可达 8∶2。有机基质混配后其有机质含量应在 40%~50%以上,C/N=30 左右,总养分含量为 3~5 kg/m3左右,pH值为 5.8~6.4,容重为 0.30~0.64 g/cm3,总孔隙度大于 85%。
目前,国内的蔬菜有机生态型无土栽主要有槽式栽培、袋式栽培以及立体垂直栽培等。第一种栽培方式较为普遍。这种栽培方式比较有代表性的是蒋卫杰等人研制的地上栽培槽。这种栽培槽对基质的量要求不高,仅需要30m3/667m2左右即可,生产成本大大降低。并且,蔬菜的生长量以及产量都相对稳定,并未出现减产现象。有机生态型无土栽培技术主要适用的蔬菜品种包括:番茄、辣椒、茄子以及瓜类蔬菜等。
三、无土栽培的基本要求
无土栽培就是利用植物根系对矿质营养吸收的原理来实现无土情况下种植植物的。植物所必须的矿质营养有16种,除了碳来源于空气,靠叶片吸收外,其他营养都是根系吸收的。因此可以说无土栽培的技术关键是如何保证植物根系吸收到适量的矿质营养。在进行无土栽培时可以利用营养液来满足植物根系对各种营养的要求,也可以在基质中加入有机和无机肥料来保证植物根系的吸收。因此营养元素的种类和数量是否能得到满足是无土栽培技术的关键之一。
不论采用何种类型的无土栽培,几个最基本的环节必须掌握,无土栽培时营养液必须溶解在水中,然后供给植物根系。基质栽培时,营养液浇在基质中,而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状,必须有所了解。
1、水质
水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度(EC),pH值和有害物质含量是否超标。
电导度(EC)是溶液含盐浓度的指标,通常用毫西门子(mS)表示。各种作物耐盐性不同,耐盐性强的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4mS),如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格,尤其是水培,因为它不象土栽培具有缓冲能力,所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低,否则就会发生毒害,一些农田用水不一定适合无土栽培,收集雨水做无土栽培,是很好的方法。无土栽培的水,pH值不要太高或太低,因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好,如果水质本身pH值偏低,就要用酸或碱进行调整,既浪费药品又费时费工。
2、营养液
营养液是无土栽培的关键,不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方很多,但大同小异,因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中,差别最大的是其中氮和钾的比例。
配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本,生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原源),再进行稀释,可以节省容器便于保存。需将含钙的物质单独盛在一容器内,使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合,尽量避免形成沉淀。营养液的pH值要经过测定,必须调整到适于作物生育的PH值范围,水增时尤其要注意pH值的调整,以免发生毒害。
基质的理化性状
用于无土栽培的基质种类很多。可根据当地基质来源,因地制宜地加以选择,尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质。
3、对基质的要求
(1)具有一定大小的固形物质。这会影响基质是否具有良好的物理性状。基质颗粒大小会影响容量。孔隙度、空气和水的含量。按着粒径大小可分为五级、即:1毫米;1-5毫米;5-10毫米;10-20毫米;20-50毫米。可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资状况加以选择。
(2)具有良好的物理性质。基质必须疏松,保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为,对蔬菜作物比较理想的基质,其粒径最好以0.5-10毫米,总孔隙度>55%,容重为0.1-0.8克?厘米-3,空气容积为25-30%,基质的水气比为1:4。
(3)具有稳定的化学性状,本身不含有害成分,不使营养液发生变化。基质的化学性状主要指以下几方面: PH值:反应基质的酸碱度,非常重要。它会影响营养液的pH值及成分变化。PH=6-7被认为是理想的基质。 电导度(EC):反映已经电离的盐类溶液浓度,直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素的吸收。缓冲能力:反映基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力,要求缓冲能力越强越好。
盐基代换量:是指在pH=7时测定的可替换的阳离子含量。一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多;无机基质中蛭石可代换物质较多,而其它惰性基质则可代换物质就很少。
4.要求基质取材方便,来源广泛,价格低廉。
在无土栽培中,基质的作用是固定和支持作物;吸附营养液;增强根系的透气性。基质是十分重要的材料,直接关系栽培的成败。基质栽培时,一定要按上述几个方面严格选择。北京农业大学园艺系通过1986-1987年的试验研究,在黄瓜基质栽培时,营养液与基质之间存在着显著的交互作用,互为影响又互相补充。所以水培时的营养液配方,在基质栽培时,特别是使用有机基质时,会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响,而使配方的栽培效果发生变化,这是应当加以考虑的问题,不能生搬硬套。
四、无土栽培供液方式
无土栽培供液方式很多,有营养液膜(NFT)灌溉法、漫灌法、双壁管式灌溉系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法和人工浇灌等。归纳起来可以分为循环水(闭路系统)和非循环水(开路系统)两大类。目前生产中应用较多的是营养液膜法和滴灌法。
1. 营养液膜法(NET)
(1)备三个母液贮液灌(槽)。一个盛硝酸钙母液,一个盛其它营养元素的母液,另一个盛磷酸或硝酸,用以调节营养液的pH。
(2)贮液槽。贮存稀释后的营养液,用泵将其液由栽培床高的一端的送入,由低的一端回流。液槽大小与栽培面积有关,一般1000平方米要求贮液槽容量为4-5吨。贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营养液。
(3)过滤装置。在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器,以保证营养液清洁,不会造成供液系统堵塞。
2. 滴灌系统的灌溉方法
(1)备两个浓缩的营养液罐,存放母液。一个液罐中含有钙元素,另一个是不含钙的其它元素。
(2)浓酸罐。用业调节营养液的PH。
(3)贮液槽。用来盛按要求稀释好的营养液。一般300-400平方米的面积,贮液槽的容积1-1.5吨即可。贮液槽的高度与供液距离有关,只要高于1米,就可供30-40米的距离。如果用泵抽,则贮液槽高度不受限制。甚至可在地下设置。
(4)管路系统。用各种直径的黑色塑料管,不能用白色,以避免藻类的孳生。
(5)滴头。固定在作物根际附近的供液装置,常用的有孔口式滴头和线性发丝管。孔口式滴头在低压供液系统中流量不太均匀,发丝管比较均匀。但共同的问题是易堵塞,所以在贮液槽的进出口处,也必须安装过滤器,滤出杂质。
五、结束语
随着现代农业的发展、种植业结构的调整和我国设施农业的进一步发展,蔬菜、花卉等高附加值农产品的规模化、工厂化生产步伐正在加快,蔬菜有机生态型无土栽培的发展前景也越来越广阔,它将利用有机固体废弃物合成环保型有机栽培基质,对基质的原料来源进行筛选与分类,对发酵过程进行标准化控制,使生产出的基质具有质量稳定性并形成产业化,实现自然资源的循环利用与农业的可持续发展。
作者:孙中华 李远新
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