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1、 无土栽培技术之水培技术 第一节 深液流技术 三明市农业学校 涂景春 2008年3月 水培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,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。 复习:水培设施的基本功能 深液流技术(深水流法) 它是最早开发成可以进行农作物商品生产的无土栽 培技术。在其发展过程中,世界各国对其做了不 少改进,是一种有效实用,具有竞争力的水
2、培生 产类型。在日本十分普及,在广东省亦有较大的 使用面积,能生产出番茄、黄瓜、辣椒、节瓜、 丝瓜、甜瓜、西瓜等果菜类以及菜心、小白菜、 生菜、通菜、细香葱等叶菜类,是较适合我国现 阶段国情,特别是适合南方热带亚热带气候特点 的水培类型。 深液流技术:简称DFT (Deep Flow Technique) ,是指植株根系生长在较为 深厚并且是流动的营养液层的一种水培技 术。 一、深液流水培技术的特征 1、深 是指: (1) 盛装营养液的种植槽本身较深; (2) 种植槽内营养液液层较深。 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(包 括各种营养元素浓度、
3、总盐浓度和营养液中溶解氧浓 度等)、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
4、颈部浸入营养液中而 产生腐烂甚至死亡(沼泽性植物或具有从地上部向地下 部的氧气输导组织的作物除外); 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于定植板 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 或定植网框之间的空间大小,以调节根系对氧气的吸 收。 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 T
5、he sketch map of longitudinal section of a DFT system made by cement and brick 深液流技术系统的基本组成 二、常用深液流水培实实施的组组成、结结构 (一)水泥砖结构固定式水培设施的组成和结构 包括: 2。定植板或定植网框 3。贮液池4。营养液循环流动系统 1。种植槽 1、种植槽/plantation trough 宽度一般为100150cm,一方面易于操 作,另一方面防止定植板或定植网框在种植 槽过宽时强度不够而产生弯曲变形或折断。 槽内深度控制在1215cm左右,最深不超过 20cm,槽长度为1020m左右。 种植
6、槽在建造时首先把地面整平、打实 ,在建槽的位置铺上一层35cm左右的河 沙或石粉打实,然后在河沙或石粉层上铺 上5cm厚的混凝土作为槽底,在混凝土槽 底上面的四周用水泥沙浆砌砖成为槽框, 再用高标号水泥沙浆批荡种植槽内外,最 后再加上一层水泥膏抹光表面,以防止营 养液的渗漏。 建造种植槽的地基必须是坚实的,否则 在种植槽建好之后可能会因地基的不均匀 下沉而造成种植槽断裂,进而造成营养液 的渗漏。 在地基较为松软的地方建造种植槽 时,为了防止地基下陷而造成种植槽断裂 ,可在槽底混凝土层中每隔20cm加入一 条8钢筋(820)。 在建好种植槽框批荡时还可加入防 水涂料以防渗漏。 定植板示意图 单位
7、:cm 2、定植板或定植网框 (1) 定植板 水培甜瓜幼苗 芹菜水培 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 (2)定植网框 定植网框上种植的番茄 定植杯示意图 The sketch map of plantation cup 、贮液池 /tank 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进行 。 建
8、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、营营养液循环环系统统 包括供液系统供液系统和回流系统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/reflux system 1、回流管道 2、种植槽中的液位调节装置 (1)供液管道/supplying pipe 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。(注意:所
9、有的管 道均需采用塑料管,勿用镀锌水管或其 它金属管)。 A. 供液管放置在槽底,从槽的一端延伸至另一端 B. 供液管架设在种植槽的一端,营养液从槽的一端流向另一端 C.供液管架设在种植槽分隔墙的侧上部,从槽的一端延伸至另一端 深液流种植槽中供液管道的三种布置方法 3 laying methods of supplying pipes in plantation trough of NFT 种植槽中的供液入口和液位调节装置 The supplying inlet of nutrient solution and the layer controlling device in plantatio
10、n trough 1.槽框 2.槽底 3.回流管道 深液流水培种植槽纵切面示意图 The longitudinal section of plantation trough of NFT (示埋在地下的回流管道) (It shows the reflux pipe buried underground) (2) 回流管道及种植槽内液位调节装置 The reflux pipe and the layer controlling device in plantation trough 1.可上下移动的橡胶管 2.PVC硬管 3.开孔的橡皮塞 4.回流管 5.槽底 种植槽内液位调节装置 The sk
11、etch map of the layer controlling device in plantation trough 种植槽中液位控制装置 Layer controlling device in plantation trough 1.带缺刻的硬塑料管 2.液位调节管 3.PVC硬管 4.橡胶塞 5.液面 6.槽底 7.营养液及其流向(箭头表示) 罩住液位调节装置的塑料管 The plastic pipe caped around the layer controlling device 三、深液流水培设施的管理 The management of DFT 现以水泥砖结 构深液流水培 设
12、施为例,着 重介绍其管理 上要注意的一 些问题。 (一) 种植槽的准备 /The preparation of plantation trough before planting 1、新建种植槽的处理/The treatment of new plantation trough 新建的种植槽和贮液池,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
13、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。 2、换换茬时时的清洗与消毒 Cleaning and sterilization (1) 把定植杯
14、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
15、消毒液用量。 (二) 种植过程的管理/The management of plantation 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/seedlings nursery and plantation (1) 无土育苗/hydroponic seedlings nursery (2) 移苗/Transplantation (3) 过渡槽中的寄养 /The fosterage of seedlings 提高设施的利用率, 减少幼苗占用设施的时 间 对于生长期较短的作 物如叶菜类,其效果非 常好,而对于生长期较
16、长的果菜类,则效果不 大。 3、营养液的管理 The management of nutrient solution (1) 营养液配方的选择/Choose of nutrient solution formula 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。 /The formula of nutrient solution for general purpose: It means that this formula is suitable not only for one plant, but also for the similar plants.
17、 如霍格兰配方、日本园试配方等 生长在同一营养液配方中的生菜和芥菜 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些,有 些要求的少一些。 (2) 种植槽中液位的调控 The control of layer in plantation trough 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
18、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天的营养液量。 (3) 建立科学的管理制度 /The establishment of scientific management system 从设施的清洗、消毒、播种、移苗、定植 以及定植后直至收获完毕的各个环节要做 到责任落实到人,同时必须建立完善的管 理档案,详细记录在种植过程中植株的生 长情况,病虫害的发生情况,营养液酸碱 度和浓度
19、的变化情况,水分消耗情况,大 棚或温室中的温度、湿度情况以及气象资 料等,并且要记录根据这些情况的出现而 进行的一些管理措施的实施情况,例如添 加营养、调节酸碱度、喷施农药及温室或 大棚的开窗或覆膜等。 表5-1 深液流水培管理记录表 棚 号:_ 作物品种: 管理人:_ 日 期 天气 情况 营养 液EC 值 营养 液pH 值 营养液 循环 情况 作物 生长 情况 处理 措施 备注 四、深液流水培技术的优缺点 (一)优点/Advantages 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/disadvantages 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。
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