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關(guān)鍵詞:無土栽培;營(yíng)養(yǎng)液;平衡營(yíng)養(yǎng)液;水稻無土育秧
中圖分類號(hào):S145.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1674-0432(2010)-05-0060-2
傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液配方大體上可分為兩個(gè)發(fā)展階段。首先是根據(jù)植物的養(yǎng)分需求比例設(shè)計(jì)而成的純無機(jī)營(yíng)養(yǎng)液,比較著名的日本園試配方和山崎配方等都屬于這一類營(yíng)養(yǎng)液配方。營(yíng)養(yǎng)液的第二個(gè)發(fā)展階段是在純無機(jī)營(yíng)養(yǎng)液的基礎(chǔ)上,加入了有機(jī)成分和化學(xué)控制元素,設(shè)計(jì)成了無機(jī)―有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液,這種營(yíng)養(yǎng)液不僅能滿足植物的養(yǎng)分需求,而且還能調(diào)動(dòng)植物的自身免疫性和控制植物的長(zhǎng)勢(shì),屬于比較高級(jí)的營(yíng)養(yǎng)液,在當(dāng)今的無土栽培應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。筆者經(jīng)過長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)以往的營(yíng)養(yǎng)液無論是在配方設(shè)計(jì)思路上和實(shí)際使用效果上都存在很多不足,遂提出營(yíng)養(yǎng)液平衡理論,并做初步探討。
營(yíng)養(yǎng)液平衡理論是根據(jù)植物根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境、調(diào)控等因素的內(nèi)在平衡關(guān)系來設(shè)計(jì)植物無土栽培營(yíng)養(yǎng)液配方的一種思維方式,主要包括營(yíng)養(yǎng)平衡、酸堿平衡、激素平衡和微生物平衡這四個(gè)方面的內(nèi)容。
在植物的生長(zhǎng)過程中,由于根系對(duì)養(yǎng)分的選擇性吸收,根系周圍的營(yíng)養(yǎng)液既有平衡關(guān)系不斷被打破,隨時(shí)形成的新的平衡關(guān)系,能夠保持這種平衡關(guān)系始終適合植物根系的生理需求,對(duì)植物的生長(zhǎng)至關(guān)重要。因此,掌握這種動(dòng)態(tài)平衡的內(nèi)在規(guī)律是設(shè)計(jì)營(yíng)養(yǎng)液配方的關(guān)鍵。
植物根系周圍營(yíng)養(yǎng)液的平衡關(guān)系對(duì)植物的生長(zhǎng)狀況產(chǎn)生直接影響,其中營(yíng)養(yǎng)平衡是營(yíng)養(yǎng)液的基礎(chǔ),酸堿平衡是滿足植物生長(zhǎng)和進(jìn)行技術(shù)推廣的前提條件,激素平衡和微生物平衡是最直接的增效手段。
每種平衡內(nèi)部除了具有復(fù)雜的平衡關(guān)系之外,他們還相互作用和影響,共同創(chuàng)造植物根系的整體平衡環(huán)境。
一、營(yíng)養(yǎng)平衡
營(yíng)養(yǎng)是植物生長(zhǎng)的基本條件。營(yíng)養(yǎng)平衡是指營(yíng)養(yǎng)液所包含的元素種類齊全、比例適當(dāng)、存在狀態(tài)合理。元素種類齊全和比例適當(dāng)是配置無土栽培營(yíng)養(yǎng)液的基本要求,在這方面各種無土栽培的書籍都有很多論述,這里不再累述。
筆者發(fā)現(xiàn),在各種營(yíng)養(yǎng)液配方中,設(shè)計(jì)者往往非常重視營(yíng)養(yǎng)元素的種類和它們之間的比例關(guān)系而忽略了營(yíng)養(yǎng)元素的存在狀態(tài)。營(yíng)養(yǎng)元素的存在狀態(tài)直接影響著植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和利用效果,甚至決定著無土栽培的成敗。影響營(yíng)養(yǎng)元素存在狀態(tài)的主要因素有:向營(yíng)養(yǎng)液中添加化合物的的種類、營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度、基質(zhì)的離子交換能力。
在內(nèi)蒙古阿榮旗三棟(每棟400平方米)水稻無土育秧大棚中研究了不同狀態(tài)氮素對(duì)水稻秧苗產(chǎn)生的影響時(shí)發(fā)現(xiàn):采用銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有機(jī)氮三種氮源混合提供氮素的大棚秧苗長(zhǎng)勢(shì)最好,采用純銨態(tài)氮作為氮源的長(zhǎng)勢(shì)次之,采用純硝態(tài)氮作為氮源的長(zhǎng)勢(shì)最差。另外,磷、鐵、鈣、鋅等元素以不同的存在狀態(tài)提供養(yǎng)分也產(chǎn)生了很大的差異。
二、酸堿平衡
酸堿平衡就是要求營(yíng)養(yǎng)液的pH值適合植物根系的生長(zhǎng)要求,并隨著植物根系對(duì)養(yǎng)分的選擇性吸收后營(yíng)養(yǎng)液有自我調(diào)控能力。營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度不僅影響營(yíng)養(yǎng)元素的存在狀態(tài),也對(duì)微生物生存環(huán)境產(chǎn)生直接影響,對(duì)植物的生長(zhǎng)狀況和抗逆性產(chǎn)生影響。
現(xiàn)在很多無土栽培技術(shù)都在實(shí)驗(yàn)室取得了成功,卻無法大規(guī)模推廣,沒有解決好酸堿平衡是其中的重要原因之一。在實(shí)驗(yàn)室條件下,技術(shù)人員和各種設(shè)施齊全,調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度非常容易,而對(duì)于農(nóng)民來說卻是一個(gè)不可逾越的瓶頸。為了解決這個(gè)問題,就要克服傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)液酸堿度變化劇烈的缺點(diǎn),讓營(yíng)養(yǎng)液PH值有自我穩(wěn)定的能力。根據(jù)筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),采用以往的營(yíng)養(yǎng)液設(shè)計(jì)方法,即使非常了解各種營(yíng)養(yǎng)成分的生理特點(diǎn),把生理酸性和生理堿性肥料進(jìn)行合理搭配,在實(shí)際生產(chǎn)中也不能十分有效地控制營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度。解決這一問題的最好辦法是向營(yíng)養(yǎng)液中加入一些穩(wěn)定酸堿度的物質(zhì),這些物質(zhì)有些是植物生長(zhǎng)需要的,有些是植物生長(zhǎng)根本不需要的,筆者將這類物質(zhì)稱作營(yíng)養(yǎng)液酸堿平衡物質(zhì)。這類物質(zhì)大體上包括:PH值穩(wěn)定劑、離子樹脂、包膜控釋肥料等。
筆者采用檸檬酸和檸檬酸銨復(fù)配的方法用于番茄的無土栽培試驗(yàn),基本上能控制住營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度變化。
三、激素平衡
植物的生長(zhǎng)發(fā)育是有嚴(yán)格程序控制的,激素平衡就是采用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和植物內(nèi)源激素來嚴(yán)格控制植物的生長(zhǎng)發(fā)育,激素平衡要求這些生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)必須協(xié)調(diào)。
無土栽培條件下植物根系的營(yíng)養(yǎng)、水氣比、酸堿度等方面都處于最佳生長(zhǎng)條件,如果能夠結(jié)合使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì),必將對(duì)植物產(chǎn)品的品質(zhì)、產(chǎn)量產(chǎn)生重要影響。
植物在傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液中生長(zhǎng),由于脫離了土壤環(huán)境,根系所能接觸到的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)非常少,靠人工添加一種或幾種激素來調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng),如生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等,在產(chǎn)生一定作用的同時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生一些副作用,所以這種方法并不是最有效、最安全的方法。筆者認(rèn)為,依靠人工方法把各種生長(zhǎng)調(diào)解物質(zhì)進(jìn)行按比例搭配來調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)過程,不如模仿土壤中微生物的作用機(jī)理,利用微生物的發(fā)酵產(chǎn)物來調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)。用微生物發(fā)酵產(chǎn)物生產(chǎn)出來的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑具有調(diào)節(jié)物質(zhì)種類多、協(xié)調(diào)、安全和無副作用的特點(diǎn)。
筆者在對(duì)金魚草的無土栽培試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),使用發(fā)酵液(味精生產(chǎn)副產(chǎn)品,含赤霉菌)和赤霉素處理的幼苗在株高上一致,但前者在粗壯度和葉色上明顯好于后者。
四、微生物平衡
微生物平衡是利用一些有益微生物來產(chǎn)生一些對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有利的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng),同時(shí)抑制有害病菌和病毒對(duì)植物的侵害,增強(qiáng)植物的抗逆性。
在有機(jī)生態(tài)型無土栽培系統(tǒng)中對(duì)微生物的利用非常廣泛,而在以無機(jī)物為主的營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中對(duì)微生物的應(yīng)用非常少,這可能是無機(jī)營(yíng)養(yǎng)液系統(tǒng)中不具備微生物賴以生存的條件使得微生物難以發(fā)揮作用。
以無機(jī)物為主的營(yíng)養(yǎng)液一個(gè)很大缺點(diǎn)就是缺少土壤中的那些大量生長(zhǎng)調(diào)控物質(zhì),這一點(diǎn)尤其在植物的幼苗期表現(xiàn)出來的生長(zhǎng)差異最為明顯。由于受目前的研究水平限制,靠人工添加這類物質(zhì)的方法并不十分理想,而通過微生物的方法卻能很好地解決這一問題。實(shí)際上,任何一個(gè)無土栽培系統(tǒng)都不可能做到完全無菌,也都可以通過添加有機(jī)物的形式來維持一定數(shù)量的有益微生物的存在。
在黃瓜的無土栽培試驗(yàn)中,筆者分成三組進(jìn)行對(duì)照。第一組采用日本山崎黃瓜專用配方,第二組在第一組的基礎(chǔ)上加入適量有機(jī)物(酵母粉下腳料,含多種菌類),第三組在第二組的基礎(chǔ)上在加入適量EM菌。瓜秧生長(zhǎng)前期除第一組稍差些外,第二組和第三組基本沒有差別。生長(zhǎng)中期時(shí)第二組開始衰落,基質(zhì)中伴有臭味,根系局部腐爛,第一組和第三組正常。生長(zhǎng)后期衰敗的次序依次是第二組、第一組、第三組,結(jié)瓜的總重量第三組最多,第二組最少。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以看出,某些菌類對(duì)對(duì)黃瓜增產(chǎn)有益,EM菌可以有效地抑制其它有害菌對(duì)黃瓜產(chǎn)生的危害。
五、案例
依據(jù)營(yíng)養(yǎng)液平衡理論而設(shè)計(jì)出的水稻無土育秧營(yíng)養(yǎng)液于2009年春季進(jìn)行了大規(guī)模的推廣試驗(yàn),無土育秧的水稻秧苗綜合素質(zhì)普遍好于土育秧,插秧后返青快、柯杈多、長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)勁。具體情況是:
試驗(yàn)推廣單位:內(nèi)蒙古阿榮旗領(lǐng)航農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限責(zé)任公司。
試驗(yàn)地點(diǎn):內(nèi)蒙古阿榮旗、吉林省松源市、哈爾濱市呼蘭區(qū)、黑龍江省訥河市、望奎縣、依蘭縣、樺川縣、方正縣、通河縣。
時(shí)間:2009年4月5日至2009年5月30日
試驗(yàn)材料:
1.營(yíng)養(yǎng)液:采用依據(jù)營(yíng)養(yǎng)液平衡理論設(shè)計(jì)的水稻無土育秧營(yíng)養(yǎng)液原粉加水配制。
2.基質(zhì):底層1厘米珍珠巖,播種后覆蓋0.5厘米河沙。
3.種子:采用各地土育秧相同的種子,如墾稻12等。
試驗(yàn)總面積:160公頃(本田面積)。
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):與同期同地水稻土育秧秧苗綜合素質(zhì)(干物質(zhì)含量、發(fā)根數(shù)等)進(jìn)行全面對(duì)比,好于土育秧視為成功,一樣或不如土育秧視為失敗,整個(gè)育秧期全程不使用任何農(nóng)藥和其它肥料。
關(guān)鍵詞:蔬菜;無土栽培 優(yōu)勢(shì);特點(diǎn);前景
莒南縣交通便利,是公路南北通達(dá)、東西連貫,資源豐富,區(qū)位優(yōu)越,是一塊富饒的土地。這里氣候宜人,土地肥沃,風(fēng)調(diào)雨順,農(nóng)業(yè)開發(fā)條件得天獨(dú)厚。近幾年來,莒南縣不論政治建設(shè)、還是經(jīng)濟(jì)建設(shè)都進(jìn)入高速發(fā)展階段,影響力顯著提高。現(xiàn)在人民的生活觀念與生活質(zhì)量也呈現(xiàn)前所未有的高品味,然而食品衛(wèi)生與蔬菜質(zhì)量都已跟不上時(shí)代步伐,夏季蔬菜農(nóng)藥中毒現(xiàn)象屢見不鮮,莒南縣無公害蔬菜建設(shè)雖然起了步,可任重道難。因此,為提高莒南縣人民生活質(zhì)量,滿足市民生活的需要,在莒南縣建立一個(gè)大型的無公害蔬菜生產(chǎn)基地――大棚無公害蔬菜生產(chǎn)基地勢(shì)在必行。這樣既能填補(bǔ)莒南縣無土栽培蔬菜建設(shè)的空白,又能解決一部分下崗人員或農(nóng)村業(yè)余勞動(dòng)力上崗,同時(shí)提高了市民的生活質(zhì)量,滿足了市民的營(yíng)養(yǎng)、安全、保健的飲食要求。
1無土栽培的主要優(yōu)勢(shì)
蔬菜無土栽培就是用人造的根際環(huán)境取代天然的土壤栽培作物。這是近十幾年發(fā)展起來的一種新的作物栽培技術(shù),它不像傳統(tǒng)的栽培技術(shù)那樣在土壤里栽培作物,而是將作物栽培在人工配制的營(yíng)養(yǎng)液里,或者是栽培在特殊的介質(zhì)中(河沙、蛙石、農(nóng)作物秸稈等),定時(shí)定量地供給營(yíng)養(yǎng)液,所以也稱營(yíng)養(yǎng)液栽培、水培、水耕等。
無土栽培與傳統(tǒng)土壤栽培相比,無土栽培具有非常鮮明的優(yōu)勢(shì)。
1.1生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、周期短。無土栽培能依作物不同生育階段特點(diǎn),提供最適宜的營(yíng)養(yǎng)、水分、空氣等條件。只要陽光充足,可以進(jìn)行密植或立體栽培,收獲期提前,產(chǎn)量可提高幾倍至十幾倍。
1.2產(chǎn)品質(zhì)量好。無土栽培通過控制營(yíng)養(yǎng)液的成分和濃度甚至環(huán)境,能提高作物的營(yíng)養(yǎng)成分。其商品外觀和糖度、維生素及其他礦物質(zhì)的含量有明顯提高。同時(shí),由于無土栽培可避免重金屬離子、寄生蟲、病原菌及人糞尿、農(nóng)藥、除草劑等對(duì)產(chǎn)品的污染,產(chǎn)品可達(dá)潔凈化,亞硝酸鹽含量也有所下降。
1.3節(jié)省勞動(dòng)力、肥料、用水。無土栽培改革了傳統(tǒng)的農(nóng)藝操作,可以機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn),減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。無需翻耕、除草,節(jié)省勞動(dòng)力。避免土壤栽培時(shí)的肥料水分流失,以及土壤固定所造成的浪費(fèi),較傳統(tǒng)栽培省肥50%、省水80%。
1.4克服土壤連作障礙。無土栽培可以避免土壤傳染性病蟲害,防止土壤鹽類積聚,也可以避免土壤缺素癥;設(shè)備的清洗消毒方便,種植任何作物均可連作。
1.5不受土壤條件限制。無法實(shí)施土耕的地區(qū)只要陽光、溫度、水分等條件滿足,都可以進(jìn)行無土栽培,如海島、沙漠、陽臺(tái)、樓頂、輪船以及鹽堿地、復(fù)耕地等。
1.6不完全受氣候變化的影響。較先進(jìn)的無土栽培采用全自動(dòng)控制,光、溫、水、二氧化碳均由電腦控制,不受氣候環(huán)境變化的影響。初級(jí)的無土栽培也有設(shè)施保護(hù),不完全受氣候環(huán)境變化影響。
蔬菜無土栽培技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)上的集成,代表先進(jìn)的生產(chǎn)方式,屬高新農(nóng)業(yè)技術(shù),將成為未來優(yōu)質(zhì)蔬菜的發(fā)展方向。
2簡(jiǎn)易無土栽培技術(shù)
無土栽培可分為固體基質(zhì)栽培和液體栽培兩大類,每類又有多種方式,目前國(guó)內(nèi)外較常采用的無土栽培有固定基質(zhì)栽培中的砂培、巖棉培、農(nóng)作物廢棄物基質(zhì)培和液體栽培中的營(yíng)養(yǎng)液膜培、動(dòng)態(tài)浮根培。營(yíng)養(yǎng)液膜培需要較好的設(shè)備,且營(yíng)養(yǎng)液量較少,不大穩(wěn)定,短期停電、停水對(duì)作物影響很大,對(duì)環(huán)境變化(如氣候)適應(yīng)性差。此法不太適宜莒南縣市實(shí)際情況,在山東省無土栽培面積較大的是固體基質(zhì)培的砂培及動(dòng)態(tài)浮根培的華南式浮根水培。
2.1華南式浮根水培的特點(diǎn)
該技術(shù)設(shè)備由保護(hù)系統(tǒng)、栽培系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和加氧系統(tǒng)五部分組成。具有下列5個(gè)特點(diǎn):創(chuàng)造良好豐氧的根際環(huán)境,增加氣生根;具有穩(wěn)定的根系溫濕度條件;營(yíng)養(yǎng)液動(dòng)態(tài)流動(dòng),對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)穩(wěn)定,不怕短期停電;降溫效果好,適應(yīng)熱帶亞熱帶地區(qū)使用;投資低,建設(shè)速度快,設(shè)備簡(jiǎn)易且可多次使用。
2.1.1設(shè)備構(gòu)成。①保護(hù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)鋼架薄膜大棚,大棚結(jié)構(gòu)為6m×30m,高3.0m,上蓋寬7.5m,厚0.075mm的多功能防滴膜,在炎熱夏天上蓋透光率459毛的遮陽網(wǎng),四周為白色防蟲紗,規(guī)格為20目/cm。②栽培系統(tǒng)由定植板、營(yíng)養(yǎng)杯及液糟組成。定植板和液糟由聚苯泡沫板組成,定植板寬38cm、厚2cm、長(zhǎng)1m,板上有定植孔,液糟內(nèi)蓋一層0.03~0.04mm的聚乙烯黑膜。③循環(huán)系統(tǒng)由水泵、管道、貯液池組成。營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)路線為貯液池―水泵―管道―出液口―栽培床―排液口―貯液池。④控制系統(tǒng)由定時(shí)器、自動(dòng)加水器、控溫儀等組成。定時(shí)器主要用于控制供液間歇。⑤加氧系統(tǒng)由浮板、總體加氧器及分體加氧裝置組成。
2.1.2設(shè)施性能。①創(chuàng)造根際良好的豐氧環(huán)境,培養(yǎng)氣生根作物。無土栽培是利用人造根際環(huán)境,取代天然土壤的栽培方法,浮根法就是在栽培床內(nèi)設(shè)置浮根,上鋪無紡布,創(chuàng)造濕潤(rùn)的環(huán)境,促進(jìn)植物滋生大量的氣生根,從而吸收空氣中的游離氧。另外,在營(yíng)養(yǎng)池中安裝了加氧裝置,使?fàn)I養(yǎng)液達(dá)到溶氧飽和度的809毛以上,從而創(chuàng)造了豐氧環(huán)境,有效地解決了根系的氧氣供應(yīng)。②營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)穩(wěn)定。栽培床內(nèi)貯液深4~6cm,相當(dāng)于植物最大日耗量的3~6倍,幼苗定植后,大部分根系直接浸在營(yíng)養(yǎng)液內(nèi),因而在生長(zhǎng)過程中若發(fā)生短期停電或循環(huán)系統(tǒng)故障,也不會(huì)影響植株對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收。③降溫效果好,適合熱帶、亞熱帶地區(qū)使用。④投資低、效益高、設(shè)備簡(jiǎn)易,有很好的推廣前景。
2.2固定基質(zhì)培或有機(jī)生態(tài)型無土栽培
所謂有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)是指不用土壤而使用基質(zhì),不用傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液灌溉植物根系,而使用有機(jī)固態(tài)并直接用清水灌溉作物的一種無土栽培技術(shù)。有機(jī)生態(tài)型無土栽培設(shè)施系統(tǒng)由栽培糟和供水系統(tǒng)兩部分組成。在實(shí)際生產(chǎn)中栽培糟用木板、磚塊或土坯壘成高15~20cm、寬80cm的邊框,在槽底鋪一層聚乙烯塑料薄膜,可供栽培2行作物。槽長(zhǎng)視棚室建筑形狀而定,一般為5~30m。供水系統(tǒng)可使用自來水基礎(chǔ)設(shè)施,主管道采用金屬管,滴灌管使用塑料管鋪設(shè)。有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)可就地取材,如農(nóng)作物秸稈、農(nóng)產(chǎn)品加工后的廢棄物、木材加工的副產(chǎn)品等都可按一定比例使用。為了調(diào)整基質(zhì)的物理性能,可加入一定比例的無機(jī)物,如珍珠巖、爐渣、河沙等,加入量依據(jù)需要而定。有機(jī)生態(tài)型無土栽培的肥料,以一種高溫消毒的雞糞為主,適當(dāng)添加無機(jī)化肥來代替營(yíng)養(yǎng)液。
參考文獻(xiàn):
[1]李培強(qiáng).農(nóng)民巧用蔬菜輪作拓富路[J].農(nóng)業(yè)知識(shí):瓜果菜,2005(8):47.
無土栽培模式霧培
霧培又稱氣培或霧氣培。它是將營(yíng)養(yǎng)液壓縮成氣霧狀而直接噴到作物的根系上,根系懸掛于容器的空間內(nèi)部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板,其上按一定距離鉆孔,于孔中栽培作物。兩塊泡沫板斜搭成三角形,形成空間,供液管道在三角形空間內(nèi)通過,向懸垂下來的根系上噴霧。一般每間隔2~3 min噴霧幾秒鐘,營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)利用,同時(shí)保證作物根系有充足的氧氣。
水培
水培是指植物根系直接與營(yíng)養(yǎng)液接觸,不用基質(zhì)的栽培方法。它的原理是使一層很薄的營(yíng)養(yǎng)液層,不斷循環(huán)流經(jīng)作物根系,既保證不斷供給作物水分和養(yǎng)分,又不斷供給根系新鮮O20。可分為:A字架水培、平鋪圓管式,平鋪方管式,立體圓管式,單層水培,雙層水培,三層水培等。
基質(zhì)栽培
基質(zhì)栽培是無土栽培中推廣面積最大的一種方式。它是將作物的根系固定在有機(jī)或無機(jī)的基質(zhì)中,通過無土栽培滴灌或細(xì)流灌溉的方法,供給作物營(yíng)養(yǎng)液。栽培基質(zhì)可以裝入塑料袋內(nèi),或鋪于栽培溝或槽內(nèi)。基質(zhì)栽培的營(yíng)養(yǎng)液是不循環(huán)的,稱為開路系統(tǒng),這可以避免病害通過營(yíng)養(yǎng)液的循環(huán)而傳播。基質(zhì)栽培緩沖能力強(qiáng),不存在水分、養(yǎng)分與供O2之間的矛盾,且設(shè)備較水培和霧培簡(jiǎn)單,甚至可不需要?jiǎng)恿Γ酝顿Y少、成本低,生產(chǎn)中普遍采用。可分為:A宇架基質(zhì)培、立柱式基質(zhì)培、墻體栽培、立體管式基質(zhì)培、弧形管式基質(zhì)培、平鋪管式基質(zhì)培、塑料槽式基質(zhì)培、磚槽式基質(zhì)培、單層基質(zhì)培、多層基質(zhì)培等。
控根栽培
控根栽培設(shè)施是一種以調(diào)控根系生長(zhǎng)的新型快速育苗技術(shù),它由控根育苗容器獨(dú)特的設(shè)計(jì)原理和專用育苗基質(zhì)的科學(xué)配方,以及輔助控根培育管理技術(shù)組成。對(duì)防止根腐病和主根的盤繞有獨(dú)特的功效。控根容器可以使側(cè)根形狀粗而短。不會(huì)形成纏繞的盤根,克服了常規(guī)容器育苗帶來根纏繞的缺陷,總根量增加30~50倍,苗木成活率達(dá)到98%以上,育苗周期縮短一半,移栽后管理工作量減少50%以上,植物側(cè)根的總數(shù)量比常規(guī)育苗側(cè)根增加20~30倍,該容器能使苗木根系健壯,生長(zhǎng)旺盛。
模型栽培
蔬菜模型是根據(jù)各種蔬菜形狀設(shè)計(jì)的,在容器內(nèi)添加無土栽培基質(zhì)即可種植。此模型具有較高觀賞價(jià)值,為無土栽培增添趣味性。如番茄樹栽培等。
適合無土栽培的植物
大多數(shù)植物栽培種植都可以用無土栽培技術(shù)。蔬菜類中,生菜、紫甘藍(lán)、辣椒、彩椒、番茄、黃瓜、草莓等可以進(jìn)行無土栽培。花卉中,一般較耐陰的植物無土栽培很好。天南星科植物、鴨跖草科植物、蘭科,、花燭類等室內(nèi)觀葉類植物,一、二年生草花,球根花卉,宿根花卉,仙人掌科植物也可以進(jìn)行無土栽培。水生植物中,蓮、菱、蒲、風(fēng)車草、水草等都可以進(jìn)行無土栽培。
無土栽培技術(shù)要點(diǎn)水質(zhì)
水質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)液的配制有密切關(guān)系。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)是指EC值、pH值和有害物質(zhì)含量是否超家庭種植果菜指標(biāo)。EC值是溶液含鹽濃度的指標(biāo),通常用毫西門子(mS/cm)表示。各種作物耐鹽性不同,耐鹽性強(qiáng)的(EC=10 mS/cm)如甜菜、菠菜、甘藍(lán)類,耐鹽中等的(EC=4 mS/cm)如黃瓜、萊豆、甜椒等。無土栽培對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格,尤其是水培,因?yàn)樗幌裢猎耘嗑哂芯彌_能力,所以許多元素含量都比土壤栽培允許的濃度標(biāo)準(zhǔn)低,否則就會(huì)發(fā)生毒害,一些農(nóng)田用水不一定適合無土栽培,收集雨水做無土栽培,是很好的方法。無土栽培的水,DH值不要太高或太低,一般作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)液pH值的要求以中性為好,如果水質(zhì)本身pH值偏低或偏高,就要用堿或酸進(jìn)行調(diào)整,既浪費(fèi)藥品又費(fèi)時(shí)費(fèi)工。
營(yíng)養(yǎng)液
營(yíng)養(yǎng)液是無土栽培的關(guān)鍵,不同作物要求不同的營(yíng)養(yǎng)液配方。目前,世界上發(fā)表的配方很多,但大同小異,因?yàn)樽畛醯呐浞奖驹从趯?duì)土壤浸提液的化學(xué)成分分析。營(yíng)養(yǎng)液配方中,差別最大的是其中氮和鉀的比例。配制營(yíng)養(yǎng)液要考慮到化學(xué)試劑的純度和成本,生產(chǎn)上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原液),再進(jìn)行稀釋,可以節(jié)省容器便于保存。需將含鈣的物質(zhì)單獨(dú)盛在一容器內(nèi),使用時(shí)將母液稀釋后再與含鈣物質(zhì)的稀釋液相混合,盡量避免形成沉淀。營(yíng)養(yǎng)液的pH值要經(jīng)過測(cè)定,必須調(diào)整到適于作物生育的pH值范圍,水增時(shí)尤其要注意pH值的調(diào)整,以免發(fā)生毒害。
基質(zhì)
具有一定大小的固形物質(zhì)。基質(zhì)顆粒大小會(huì)影響容量、孔隙無土栽培度、空氣和水的含量。按著粒徑大小可分為五級(jí)、即:1 mm;1~5mm:5~10mm;10~20mm;20~50mm。可以根據(jù)栽培作物種類、根系生長(zhǎng)特點(diǎn)、當(dāng)?shù)刭Y源狀況加以選擇。
具有良好的物理性質(zhì)。基質(zhì)必須疏松,保水保肥又透氣。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)吳志行等研究認(rèn)為,對(duì)蔬菜作物比較理想的基質(zhì),其粒徑最好以0.5-10 iq3m,總孔隙度>55%,容重為0.1~0.8 g/cm3,空氣容積為25%~30%,基質(zhì)的水氣比為1:4。
具有穩(wěn)定的化學(xué)性狀,本身不含有害成分,不使?fàn)I養(yǎng)液發(fā)生變化。基質(zhì)的化學(xué)性狀主要指以下幾方面:①pH值:反應(yīng)基質(zhì)的酸堿度,非常重要。它會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)液的pH值及成分變化。pH值6~7被認(rèn)為是理想的基質(zhì)。②EC值:反映已經(jīng)電離的鹽類溶液濃度,直接影響營(yíng)養(yǎng)液的成分和作物根系對(duì)各種元素的吸收。③緩沖能力:反映基質(zhì)對(duì)肥料迅速改變pH值的緩沖能力,要求緩沖能力越強(qiáng)越好。④鹽基代換量:是指在pH等于7時(shí)測(cè)定的可替換的陽離子含量。一般,有機(jī)質(zhì)如樹皮、鋸末、草炭等可代換的物質(zhì)多:無機(jī)基質(zhì)中蛭石可代換物質(zhì)較多,而其他惰性基質(zhì)則可代換物質(zhì)就很少。
要求基質(zhì)取材方便,來源廣泛,價(jià)格低廉。在無土栽培中,基質(zhì)的作用是固定和支持作物,吸附營(yíng)養(yǎng)液,增強(qiáng)根系的透氣性。基質(zhì)是十分重要的材料,直接關(guān)系栽培的成敗。基質(zhì)栽培時(shí),一定要按上述幾個(gè)方面嚴(yán)格選擇。
供液系統(tǒng)
無土栽培供液方式很多,有營(yíng)養(yǎng)液膜(NFT)灌溉法、漫灌法、雙壁管式灌溉系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)、虹吸法、噴霧法和人工澆灌等。歸納起來可以分為循環(huán)水(閉路系統(tǒng))和非循環(huán)水(開路系統(tǒng))兩大類。目前,生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是營(yíng)養(yǎng)液膜法和滴灌法。
無土栽培應(yīng)用領(lǐng)域
用于反季節(jié)和高檔園藝產(chǎn)品的生產(chǎn)。用無土栽培生產(chǎn)潔凈、優(yōu)質(zhì)、高檔、新鮮、高產(chǎn)的蔬菜產(chǎn)品,多用于反季節(jié)和長(zhǎng)季節(jié)栽培。用專用裝置,采用有機(jī)基質(zhì)培技術(shù),提供了種植的有效途徑,在早春和秋冬栽培上市,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。無土栽培也可用于花卉栽培,多用于栽培切花、盆花用的草本和木本花卉,尤其是家庭、賓館等場(chǎng)所無土栽培盆花深受歡迎。
在沙漠、荒灘、礁石島、鹽堿地等進(jìn)行作物生產(chǎn)。在沙灘薄地、鹽堿地、沙漠、礁石島、南北極等不適宜進(jìn)行土壤栽培的不毛之地可利用無土栽培大面積生產(chǎn)蔬菜和花卉,具有良好的效果。
在設(shè)施園藝中,無土栽培技術(shù)是解決土壤連作障礙的有效途徑。我國(guó)是世界設(shè)施園藝面積最大的國(guó)家,但土壤栽培連作障礙日益嚴(yán)重,適合國(guó)情的各種無土栽培形式在解決連作障礙的難題中發(fā)揮了重要的作用,為設(shè)施園藝的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)保障。
特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
1有機(jī)基質(zhì)是構(gòu)成植物營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)
在傳統(tǒng)無土栽培中植物所需的營(yíng)養(yǎng)來源于營(yíng)養(yǎng)液,而有機(jī)生態(tài)型無土栽培植物所需的營(yíng)養(yǎng)主要來自于施入基質(zhì)中的固態(tài)有機(jī)肥,該技術(shù)通過定期追施固態(tài)肥料和灌溉清水進(jìn)行肥水供應(yīng),突破了無土栽培必須使用化學(xué)營(yíng)養(yǎng)液的傳統(tǒng)模式[3]。有機(jī)生態(tài)型無土栽培使用的基質(zhì)是構(gòu)成植物營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)。用工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物配成的栽培固體基質(zhì)不僅是植物生長(zhǎng)發(fā)育重要的營(yíng)養(yǎng)來源,而且還能夠調(diào)節(jié)植物養(yǎng)分的均衡供應(yīng)。因此,配制適合植物生長(zhǎng)發(fā)育的有機(jī)基質(zhì)是有機(jī)生態(tài)型無土栽培的關(guān)鍵。
2有效避免土壤連作障礙和土傳性病害的蔓延
自1990年以來我國(guó)設(shè)施蔬菜栽培發(fā)展非常快,山東壽光等地區(qū)的蔬菜設(shè)施栽培已成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。但設(shè)施蔬菜栽培的復(fù)種指數(shù)高,病蟲害發(fā)生嚴(yán)重,化肥與農(nóng)藥的使用量大,容易導(dǎo)致土壤次生鹽漬化、土傳病害等連作障礙的發(fā)生。設(shè)施蔬菜栽培一般在種植3~4a后出現(xiàn)不同程度的減產(chǎn)、品質(zhì)下降和效益下滑等現(xiàn)象。無土栽培則切斷了土傳病蟲原的傳播渠道,有效克服了設(shè)施栽培中的連作障礙問題,而且基質(zhì)的消毒也比土壤消毒更經(jīng)濟(jì)、方便。所以,有機(jī)生態(tài)型無土栽培能有效避免土壤連作障礙和土傳性病害的蔓延,是克服蔬菜設(shè)施栽培連作障礙最有效、最經(jīng)濟(jì)的辦法[1]。
3顯著降低生產(chǎn)成本,簡(jiǎn)化操作
傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液無土栽培生產(chǎn)成本高、操作難度大,難以推廣。因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)液無土栽培需要成套的設(shè)備,營(yíng)養(yǎng)液的配制、管理和能源費(fèi)用很高;配制營(yíng)養(yǎng)液所用的專用化學(xué)肥料的成本比普通農(nóng)用化肥高很多;營(yíng)養(yǎng)液無土栽培的水分和養(yǎng)分的利用率比土壤栽培的還低[4];同時(shí)營(yíng)養(yǎng)液的配制、調(diào)節(jié)和使用需要專門的技術(shù)人員進(jìn)行操作。有機(jī)生態(tài)型無土栽培則采用工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物經(jīng)發(fā)酵腐熟漚制而成,植物所需的營(yíng)養(yǎng)以各種有機(jī)肥或無機(jī)肥的固體形態(tài)混施入基質(zhì)中,在栽培過程中可分次將固態(tài)肥料直接追施于基質(zhì)內(nèi)或以無機(jī)化肥的形式通過滴灌進(jìn)行補(bǔ)充。有機(jī)基質(zhì)中微量元素豐富,各種營(yíng)養(yǎng)元素齊全,管理上與土壤栽培基本一樣,一般只要考慮氮、磷、鉀3要素的供應(yīng)總量及平衡,所以大大地簡(jiǎn)化了無土栽培的操作管理過程[2]。統(tǒng)計(jì)表明,有機(jī)生態(tài)型無土栽培與最簡(jiǎn)單的營(yíng)養(yǎng)液基質(zhì)槽式栽培相比,一次性投資低45.5%,基質(zhì)成本低60%,肥料成本低53%[3]。
4將有機(jī)農(nóng)業(yè)成功導(dǎo)入無土栽培
傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液無土栽培以多種專用化學(xué)無機(jī)鹽配成的營(yíng)養(yǎng)液提供植物營(yíng)養(yǎng),其中硝態(tài)氮占施氮總量的90%以上,常導(dǎo)致生產(chǎn)的蔬菜產(chǎn)品器官中硝酸鹽含量過高,不符合綠色食品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)[5]。有機(jī)生態(tài)型無土栽培從栽培基質(zhì)的配制到肥料的施用都以有機(jī)物質(zhì)為主,把屬于純無機(jī)農(nóng)業(yè)的無土栽培引入有機(jī)農(nóng)業(yè)中,實(shí)現(xiàn)了無土栽培與有機(jī)農(nóng)業(yè)的有機(jī)結(jié)合。有機(jī)基質(zhì)與有機(jī)肥料經(jīng)過發(fā)酵處理,在分解釋放養(yǎng)分的過程中,不會(huì)出現(xiàn)有害物質(zhì)與無機(jī)鹽危害,產(chǎn)品潔凈衛(wèi)生、品質(zhì)好。
5對(duì)環(huán)境無污染
營(yíng)養(yǎng)液無土栽培所用的營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)過一段時(shí)間的循環(huán)使用后,其濃度、pH值等都會(huì)發(fā)生變化,從而造成某些營(yíng)養(yǎng)元素的無效,需要對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行一次更新,所以在栽培過程中一般有20%左右的營(yíng)養(yǎng)液排出系統(tǒng)外。在排出的廢液中所含氮、磷量,特別是硝態(tài)氮等鹽濃度很高。例如,在巖棉栽培系統(tǒng)的排出液中,硝酸鹽的濃度高達(dá)212mg/L,而且更新下來的舊巖棉塊不可降解,很容易對(duì)環(huán)境造成污染[6]。有機(jī)生態(tài)型無土栽培則用清水進(jìn)行滴灌,其灌水量一般低于有機(jī)基質(zhì)的飽和含水量,只要栽培管理措施得當(dāng),很少有廢液排出系統(tǒng)外。即使有少量廢液排出,其硝酸鹽的濃度也只有l(wèi)~4mg/L,對(duì)環(huán)境無污染[1]。有機(jī)基質(zhì)經(jīng)過5a左右的栽培利用后也需更新,更新?lián)Q下的基質(zhì)可作為有機(jī)肥料施于土壤中供大田作物利用,不僅不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染,而且是一種很好的進(jìn)行土壤改良的有機(jī)肥。
6優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益顯著
有材料統(tǒng)計(jì)顯示,蔬菜有機(jī)生態(tài)型日光溫室無土栽培與土壤栽培相比,不僅可增產(chǎn)35%以上,而且還能節(jié)省肥料70%以上,降低肥料成本50%~60%,節(jié)水50%~70%。所以有機(jī)生態(tài)型無土栽培的推廣面積現(xiàn)在超過了全國(guó)無土栽培總面積的60%,而且95%以上的應(yīng)用者都為個(gè)體菜農(nóng)。栽培蔬菜的平均年產(chǎn)量達(dá)16000kg/667m2以上,比普通土壤增產(chǎn)150%[3],其中黃瓜產(chǎn)量高達(dá)25346kg/667m2以上[7]。由于適應(yīng)各地的蔬菜反季節(jié)有機(jī)生態(tài)型栽培技術(shù)已基本成熟,設(shè)施蔬菜栽培的產(chǎn)量和質(zhì)量均有大幅度提高,取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。例如:胡永德[8]在華中地區(qū)采用有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)生產(chǎn)水果型小黃瓜,一般單季產(chǎn)量5000~6000kg/667m2,一年2茬,總產(chǎn)量10000kg/667m2以上,年產(chǎn)值可達(dá)3萬元以上。甘肅省清水縣蔬菜采用日光溫室有機(jī)生態(tài)型無土栽培,2009年~2010年一個(gè)生產(chǎn)周期的蔬菜平均產(chǎn)量達(dá)到5800kg/667m2,平均收入達(dá)到1.28萬元/667m2,較普通溫室栽培平均增收2500元/667m2以上,增長(zhǎng)25%[9]。張東昱等[10]開展了黃瓜間作辣椒有機(jī)生態(tài)型立體栽培技術(shù)研究,黃瓜和辣椒產(chǎn)量分別達(dá)5326kg/667m2、4568kg/667m2,產(chǎn)值分別為7989元/667m2、11420元/667m2。全年投入成本為5800元/667m2,凈增產(chǎn)值為13609元/667m2。
研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
1主要栽培形式
一種是蔣衛(wèi)杰等[11]研究報(bào)道的地上栽培槽。該栽培槽的內(nèi)徑0.48m,高0.2m,長(zhǎng)度根據(jù)不同的栽培設(shè)施而異,一般由4層磚平地砌成,槽底鋪一層0.1mm厚的塑料薄膜與土壤隔離,先在槽中填5cm厚的粗爐渣或石礫以利于排水,再鋪一層廢舊編織袋作襯墊,最后裝填栽培基質(zhì)15cm。另一種是簡(jiǎn)易栽培土槽,其在水平的地面挖成,上口寬35~40cm,下口寬25cm,深度25cm。栽培時(shí)先在槽內(nèi)鋪一層塑料薄膜與周圍土壤隔離,然后將有機(jī)基質(zhì)填入栽培槽,這種栽培槽節(jié)省基質(zhì)、成本低,只需要基質(zhì)30m3/667m2左右,而且蔬菜的生長(zhǎng)量和產(chǎn)量與其他基質(zhì)槽栽培形式無顯著差異。
2主要栽培的蔬菜種類
有機(jī)生態(tài)型無土栽培原來種植的主要是瓜果類蔬菜,現(xiàn)在大多數(shù)蔬菜和一些特種蔬菜等都有栽培。主要包括:茄果類蔬菜番茄、辣椒、茄子,瓜類蔬菜黃瓜、小果型西瓜、厚皮甜瓜、西葫蘆、南瓜、瓠瓜、冬瓜、苦瓜,其他蔬菜如蕓豆、青花菜、空心菜、生菜、菠菜、萵苣、芹菜、韭菜、大蒜等,以及特種蔬菜如烏塌菜、紫背天葵、豆瓣菜、馬齒莧等。
3適合各地蔬菜栽培基質(zhì)配方的篩選
有機(jī)基質(zhì)一般采用當(dāng)?shù)貎r(jià)格低廉的農(nóng)作物秸稈及加工下腳料如玉米秸稈、花生殼、食用菌渣、甘蔗渣、酒糟、蘆葦末、中藥渣等工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物和畜禽糞便等為主要原料發(fā)酵腐熟而成。為了改善有機(jī)基質(zhì)的物理性能,可以加入一定量的無機(jī)基質(zhì)如河沙、爐渣、蛭石、珍珠巖等進(jìn)行混配。混配比例可根據(jù)當(dāng)?shù)鼗|(zhì)材料的成本和來源靈活掌握,原則是基質(zhì)中無機(jī)物最多不要超過60%,否則其保水保肥性能下降。有機(jī)物與無機(jī)物的體積之比最大可達(dá)8∶2。有機(jī)基質(zhì)混配后其有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)在40%~50%以上,C/N=30左右,總養(yǎng)分含量為3~5kg/m3左右,pH值為5.8~6.4,容重為0.30~0.64g/cm3,總孔隙度大于85%。經(jīng)過多年的試驗(yàn)研究與生產(chǎn)實(shí)踐,利用各地豐富的工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源,人們篩選出了多種適合各地蔬菜栽培的基質(zhì)配方,減少了泥炭的使用量,取得了明顯的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
1)番茄栽培基質(zhì)配方
麥秸∶爐渣=7∶3、棉籽殼∶爐渣=5∶5、麥秸∶鋸末∶爐渣=5∶3∶2、玉米秸∶菇渣∶爐渣=3∶4∶3、或玉米秸∶鋸末∶菇渣∶爐渣=4∶2∶1∶3,1m3基質(zhì)加入10kg消毒雞糞、lkg復(fù)合肥[12];菇渣∶河沙∶珍珠巖=5∶5∶1.0,1m3基質(zhì)加入20kg消毒的商品豬糞、5kg有機(jī)無土栽培專用肥及適量微量元素[13]。
2)茄子栽培基質(zhì)配方
菇渣∶玉米芯∶爐渣=3∶3∶4,1m3基質(zhì)加入10~15kg復(fù)合有機(jī)肥、10kg有機(jī)生態(tài)型無土栽培專用肥、3kg過磷酸鈣[14]。
3)辣椒栽培基質(zhì)配方
玉米秸稈∶泥炭土∶豬糞=1∶1∶1,1m3基質(zhì)加入3kg有機(jī)生態(tài)型專用肥、1kg尿素、1kg餅肥、3kg膨化雞糞、1kg過磷酸鈣[15];木薯皮∶甘蔗渣∶廢菇渣∶爐渣=l∶2∶2∶1,1m3基質(zhì)加入20kg優(yōu)質(zhì)干雞糞或鵪糞、0.5kg磷酸二銨[16];(秸稈∶牛糞=6∶4)∶菇渣∶爐渣=5∶5∶5[17]。
4)黃瓜栽培基質(zhì)配方
菇渣∶草炭∶珍珠巖=1∶1∶1,1m3基質(zhì)加入3kg有機(jī)生態(tài)型專用肥、1kg尿素、1kg餅肥、3kg膨化雞糞、1kg過磷酸鈣[7];菇渣∶稻谷殼∶草炭∶鋸末(非松木)=2∶2∶l∶1,1m3基質(zhì)加入10kg膨化雞糞、1.5kg硫酸鉀、1.5kg腐熟菜枯粕[8];菇渣∶珍珠巖=2~3∶1或草炭∶珍珠巖=2~3∶1,每1m3基質(zhì)加入消毒雞糞10kg[6]。
5)甜瓜栽培基質(zhì)配方
蘑菇渣∶秸稈∶河砂∶爐渣=4∶2∶1∶0.25、蘑菇渣∶河砂∶爐渣=4∶1∶0.25、或草炭∶蛭石∶珍珠巖=1∶1∶1,1m3基質(zhì)加入10~20kg有機(jī)肥,1~2kg復(fù)合肥、0.5kg過磷酸鈣、0.5kg磷酸二氫鉀[18];菇渣∶豬糞(或牛糞)∶礱糠灰∶煤渣=5∶2∶2∶1[19]。
6)空心菜等葉菜類基質(zhì)配方
菇渣∶爐渣=1∶1~1.5,1m3基質(zhì)加入10kg消毒膨化雞糞、2kg三元復(fù)合肥等[20]。
存在的主要問題
1有機(jī)基質(zhì)的生產(chǎn)缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
隨著有機(jī)生態(tài)型無土栽培的迅速發(fā)展,對(duì)栽培基質(zhì)的需求量越來越大,迫切需要栽培基質(zhì)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。但基質(zhì)的質(zhì)量評(píng)價(jià)與生產(chǎn)規(guī)程缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),由于有機(jī)廢棄物材料的不同或同類材料產(chǎn)地或時(shí)間的不同,在利用這些有機(jī)廢棄物合成栽培基質(zhì)時(shí)都會(huì)導(dǎo)致合成基質(zhì)的質(zhì)量不穩(wěn)定,造成各批量之間基質(zhì)質(zhì)量存在較大差異。這就給基質(zhì)的工廠化生產(chǎn)帶來了一定困難,也增加了栽培過程的盲目性與難度。
2栽培基質(zhì)的重復(fù)利用問題
由于受外界環(huán)境、作物本身的吸收與根系的分泌、灌水及施肥等的影響,有機(jī)基質(zhì)在栽培完一茬蔬菜后,其理化性狀發(fā)生變化,如基質(zhì)的有效營(yíng)養(yǎng)成分減少,pH值發(fā)生變化、EC值升高等;基質(zhì)在使用過程別是在連作情況下常會(huì)聚積病菌和蟲卵,從而導(dǎo)致栽培基質(zhì)的質(zhì)量下降。因此,基質(zhì)在重復(fù)利用前要添加適當(dāng)新的基質(zhì)成分和補(bǔ)充肥料,以改善基質(zhì)的理化性狀,同時(shí)還要對(duì)基質(zhì)進(jìn)行消毒,太陽能消毒是目前應(yīng)用廣泛而且效果良好的基質(zhì)消毒方式。
3缺乏適合有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)栽培的蔬菜專用品種
雖然已從普通栽培品種中篩選出了一些比較適合有機(jī)生態(tài)型無土栽培的品種,例如,杜中平[21]篩選出了“北京402”作為溫室有機(jī)生態(tài)型無土栽培的黃瓜品種;許耀照等[22]篩選出了“酒椒3號(hào)”作為有機(jī)生態(tài)型無土栽培的辣椒品種;莫云彬等[3]篩選出了“金小鈴”作為有機(jī)生態(tài)型無土栽培的櫻桃番茄品種。但到目前為止,我國(guó)還沒有用于設(shè)施有機(jī)生態(tài)型無土栽培的蔬菜專用品種。由于有機(jī)生態(tài)型無土栽培和設(shè)施栽培的特殊性,迫切需要選育出適用于有機(jī)生態(tài)型無土栽培的耐低溫、耐弱光、耐鹽堿性強(qiáng)、抗根部病害,且高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的專用蔬菜品種。
4不同地區(qū)間經(jīng)濟(jì)效益差異大
盡管有機(jī)生態(tài)型無土栽培的產(chǎn)量高、品質(zhì)好,投資比營(yíng)養(yǎng)液無土栽培少,但其生產(chǎn)成本仍比露土栽培高。而目前我國(guó)市場(chǎng)體系不夠健全,監(jiān)測(cè)手段滯后,一般市場(chǎng)并不能體現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià),蔬菜有機(jī)生態(tài)型無土栽培地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)效益差異大。例如,在南方沿海地區(qū)、旅游業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)、經(jīng)濟(jì)條件好的大城市及各大油田和工礦區(qū)附近,有機(jī)生態(tài)型無土栽培的經(jīng)濟(jì)效益較好;而在一些經(jīng)濟(jì)相對(duì)不發(fā)達(dá)的落后地區(qū)則經(jīng)濟(jì)效益較差,影響了農(nóng)民發(fā)展有機(jī)生態(tài)型無土栽培的積極性。因此,要建立健全的蔬菜有機(jī)生態(tài)型無土栽培市場(chǎng)體系,以提高蔬菜有機(jī)生態(tài)型無土栽培的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞:草莓;靜水無土栽培;水培箱
中圖分類號(hào): S668.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2011)-04-0153-2
草莓是經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的水果,在我國(guó)南方由于栽培面積不大,產(chǎn)量甚少,故開發(fā)草莓栽培很有前途。國(guó)外的 草莓無土栽培方式主要為營(yíng)養(yǎng)液膜水培和巖棉培,要求種植槽、水泵、貯液池等配套設(shè)施,要耗費(fèi)一定能源,這就給開發(fā)草莓無土栽培帶來一定限制。針對(duì)這個(gè)問題,我們進(jìn)行了靜水無土栽培試驗(yàn)并獲得成功,實(shí)驗(yàn)證明該設(shè)施及技術(shù)能滿足草莓對(duì)外界環(huán)境條件特別是水氣肥的需要,并能降低生產(chǎn)成本,適宜在普通人家推廣,并有廣闊發(fā)展前景。
1 生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計(jì)
1.1 生產(chǎn)設(shè)施的組成和工作原理
該設(shè)施由靜態(tài)水培系統(tǒng)組成(圖1)
1.水培箱 2.定植杯 3.液面觀察裝置 4.通風(fēng)孔
5.定植板
圖1 水培種植系統(tǒng)切面
該設(shè)施工作原理:水培箱置于陽臺(tái),用定植板及定植杯將植株懸于水培箱內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液面上,使根頸離開液面而根則部分置于濕空氣中,部分浸于營(yíng)養(yǎng)液中,通過液面觀察裝置可確定是否該加入營(yíng)養(yǎng)液,通風(fēng)孔增大營(yíng)養(yǎng)液溶氧量使作物正常生長(zhǎng)。
1.2 生長(zhǎng)設(shè)施各部分結(jié)構(gòu)
1.2.1 水培箱結(jié)構(gòu)(圖2) 箱體外沿長(zhǎng)60cm,寬40cm,內(nèi)深12.5cm,箱壁及底厚為2.5cm,通風(fēng)孔直徑為3cm,箱體用聚笨乙烯泡沫板制成。
1.2.2 定植板規(guī)格(圖3) 定植板由聚苯乙烯泡沫板制成,板厚2.5cm,寬40cm,長(zhǎng)60cm,板面開12孔,孔徑5cm,與定植杯相匹配。為促進(jìn)空氣流通,板面打12個(gè)直徑1.5cm的通氣孔。
1.通風(fēng)孔 2.定植孔
圖3 定植杯規(guī)格圖(單位cm)
1.2.3 定植杯規(guī)格(圖4) 定植杯由聚氯乙烯制成,高75mm,上下口徑分別為50mm和40mm,杯口外沿有一寬為5mm的杯唇,在杯身距杯口和杯底各28mm和4mm處,沿縱向以4mm的間距開出17×4mm2的通花小格,杯底有同樣的小格。
圖4 定植杯
1.2.4 液面觀察裝置設(shè)計(jì)(圖5) 由內(nèi)徑0.4cm的玻璃管彎曲而成,使用時(shí)先將玻璃管裝滿溶液,開口向下一端置于箱內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液中,開口向上一端置于箱外,根據(jù)連通器原理,通過箱外壁的刻度便可知箱內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液的多少。
圖5 液面觀察裝置
2 生產(chǎn)設(shè)施的使用
2.1 設(shè)施消毒
先用50-100倍福爾馬林溶液于水培箱中浸泡定植杯及基質(zhì)(粗砂)2-4小時(shí)后倒出藥液,再用水沖洗2-3次,處理后把基質(zhì)風(fēng)干備用。
2.2 移苗和定植
在定植杯底放粗砂約1cm厚,將草莓苗置于杯中,再用適量粗砂固定,然后定植到定植孔中,定植初期水培箱內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液面應(yīng)浸到定植杯底約1-2cm高處,定植的頭三天統(tǒng)一用1/2劑量的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)[1],以保證定植苗成活。
2.3 營(yíng)養(yǎng)液的配制與管理
2.3.1 試驗(yàn)處理及營(yíng)養(yǎng)液配方[2] 本實(shí)驗(yàn)采用三種配方營(yíng)養(yǎng)液,每一配方營(yíng)養(yǎng)液為一處理,每個(gè)處理設(shè)兩次重復(fù)。
表1 各營(yíng)養(yǎng)液配方大量元素組成
表2 營(yíng)養(yǎng)液配方微量元素組成[1] 化合物(mg/L)
三種配方營(yíng)養(yǎng)液的微量元素配制均采用此配方。
2.3.2營(yíng)養(yǎng)液配制 水源用自來水,先配成濃縮貯備液,避光保存?zhèn)溆茫枰獣r(shí)再用貯備液配成工作營(yíng)養(yǎng)液[2],微量元素濃縮1000倍,其他無機(jī)鹽濃縮200倍,配營(yíng)養(yǎng)液時(shí)把各濃縮液按此比例稀釋混合均勻即可。
2.3.3 營(yíng)養(yǎng)液面調(diào)節(jié) 定植初期液面應(yīng)浸住杯底1-2cm,當(dāng)根長(zhǎng)入營(yíng)養(yǎng)液較深時(shí),應(yīng)將液面降至使一段根露置于濕空氣中,以增大吸氧機(jī)會(huì),但久置于空氣中的根段,切忌長(zhǎng)時(shí)間浸沒,故加液時(shí)應(yīng)注意。
2.3.4 營(yíng)養(yǎng)液酸堿度控制 若超出PH5.5-7.2范圍,則用H2SO4或NaOH調(diào)節(jié),在酸堿度要求不太嚴(yán)情況下可用精密試紙測(cè)定。
2.3.5 營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)充、更換 在天氣正常情況下通過液面觀察裝置觀察營(yíng)養(yǎng)液吸收情況,一般3d加一次液,1-2個(gè)月更換全部營(yíng)養(yǎng)液1次,若遇連續(xù)干旱或陰雨天氣則加液時(shí)適量加水或適當(dāng)加稍濃營(yíng)養(yǎng)液,以平衡作物吸肥與吸水的偏差,最好在較長(zhǎng)異常天氣過后把營(yíng)養(yǎng)液全部更換。
3 生產(chǎn)設(shè)施的效果與評(píng)價(jià)
3.1 水栽作物生產(chǎn)狀況
采用本設(shè)施于10月19日將草莓苗(弗吉利亞)定植,到11月15日已有個(gè)別植株現(xiàn)蕾,21日已普遍開花,收獲果實(shí)品質(zhì)良好,畸形果實(shí)少,如第一次采摘成熟果20只,全為正常果,第二次采摘24只,僅一只畸形,兩次平均畸形率僅為2.1%。收獲后期營(yíng)養(yǎng)液PH6.09,電導(dǎo)率0.29ms/cm。上述數(shù)據(jù)表明用本設(shè)施進(jìn)行靜水無土栽培不但不會(huì)影響作物的正常生長(zhǎng),而且比土栽提早結(jié)果和降低畸形率。所用配方的化合物絕大部分被利用,更換排出的營(yíng)養(yǎng)液也不會(huì)污染環(huán)境。
3.2 對(duì)生產(chǎn)設(shè)施的評(píng)價(jià)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)本設(shè)施適用于進(jìn)行草莓靜水無土栽培。它具有簡(jiǎn)化生產(chǎn)設(shè)施和操作程序,降低成本等優(yōu)點(diǎn),從而使家庭式無土栽培更易于進(jìn)行,易于推廣普及,而且更有利于美化環(huán)境。本實(shí)驗(yàn) 在草莓開花結(jié)果階段,植株間葉片有互相遮蔽現(xiàn)象,顯然是原設(shè)計(jì)的株行距過小,考慮改為如圖6的定植板規(guī)格較好。
1.通氣孔 2.定植孔
圖6 定植板規(guī)格圖(單位cm)
草莓是一種美味食品,含有豐富維生素和礦物質(zhì),特別是維生素C含量很高,同時(shí)草莓也是具有較高觀賞價(jià)值的盆栽花卉,其葉、花、果均具宜人姿態(tài),加之開花期結(jié)果期均很長(zhǎng),在一株草莓植株上往往同時(shí)出現(xiàn)綠葉白花紅果爭(zhēng)妍斗艷的景色,因此家庭陽臺(tái)進(jìn)行靜水無土栽培草莓是很有發(fā)展?jié)摿Φ摹?/p>
參考文獻(xiàn)
[1] 馬太和.無土栽培.北京出版社,1985.
[2] 王鵠生.花卉蔬菜無土栽培技術(shù).湖南科學(xué)技術(shù)出版社.