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無土栽培的有關步驟
當前,國內所主要應用的無土栽培技術主要可劃分為兩類形式,即:水培法與固體基質培育法。然而不論是何種培植方法,均是利用對植物直接輸送營養液的方式進行培植的,使植物能夠直接獲取到所需要的營養物質。快來和小編一起看看吧。
原理
無土栽培是一種具有現代化高科技的一種栽培(蔬菜)方法,使用這種栽培方法的優點:1、產量高;2、節約水分和養分;3、省力省工、易管理;4、避免土壤連作障礙;5、能充分利用空間;6、清潔衛生;7、比土地栽培的時間短很多。
無土栽培一共有3種,分別為水培、霧(氣)培和基質栽培。下面就講述步驟。
(一)、水培是指植物根系直接與營養液接觸,不用基質的栽培方法。其顯著特征是能夠穩定地供給植物根系充足的養分。
1、薄層營養液膜法(NFT)
方法:營養液深度在0.5~1cm之間,根系呈懸浮狀態,大部分裸露在空氣中,不需要專門給根系供氧。它既保證不斷供給作物水分和養分,又能不斷供給根系新鮮氧氣。
設施:①、種植槽:利用薄膜把育苗缽連同幼苗按定植距離放置成一行,然后將膜的兩邊翻起,用金屬絲折成三角形狀,上口用回形針或小夾子固定而形成種植槽。營養液在種植槽內流動;②、貯液池:所在位置要低于種植槽;③、營養液循環系統:包括水泵、供液主管、供液支管、回流管、調節閥等。目前,該技術主要適用于種植萵苣、草莓、甜椒、番茄、茄子、甜瓜等作物,后經改進發展了一些先進的栽培方法。
2、深液系統法(DFT)
方法:營養液深度在5~10cm之間,根系大部分浸泡在營養液中,需要有供氧設備保證根系的呼吸。它利用營養液循環系統使營養液在種植槽和地下貯液池之間進行間歇循環,以滿足植物對營養液中養分和氧氣的要求。
設施:①、種植槽:是用水泥磚砌成的凹形槽,通過定植板和定植杯固定植株;②、地下貯液池:一般比薄層營養液膜(NFT)法的貯液池大;③、營養液循環系統:包括水泵、供液管道、回流管、調節閥和供氧設備(包括氣泵、進氣支管)等深液流法具有投資省、管理方便、適種作物廣泛、較好地解決根系對氧的需要等特點。這種方法適宜種植大株型果菜類和小株型葉菜類蔬菜。
3、浮板毛管法(FCH)
方法:營養液深度在3~6cm之間,植株固定在浮板上,浮板覆蓋親水性無紡布,兩側延伸入營養液內(通過無紡布毛細管作用向根系輸送養分),使浮板始終保持濕潤,作物的氣生根生長在無紡布的上下兩面,在濕氣中吸收氧。
設施:①、種植槽:也用水泥磚砌成的凹形槽,槽內放置聚苯乙烯泡沫板作為浮板;②、地下貯液池:與深液系統(DFT)法基本相同;③、營養液循環系統:與DFT法基本相同,但無供氧設備。浮板毛管法具有改善水培設施投資和節省生產成本等特點。由于采用全封閉式營養液循環,受外界環境變化影響少,植物根際環境變化小,適合各種植物生長。
(二)、噴霧栽培(也叫做霧培或氣培)及設備
方法:利用噴霧裝置營養液霧化,使植物的根系在封閉黑暗的根箱內,懸空于霧化的營養液環境中。
設施:①、根箱:由兩塊泡沫塑料板豎立成“∧”形狀,與地面形成一個三角形的封閉系統,植株定植在泡沫塑料板上。②、噴霧系統:主要包括貯液池、壓力泵、供液管道(噴霧管)和霧化噴頭。噴霧管設在封閉系統內靠地面一邊,在噴霧管上安裝霧化噴頭,將營養液霧化成細霧狀噴到植物根系,使植物能更好地吸收。
(三)、固體基質栽培(固培)及設備
1、方法:
植物根系生長在固體基質內,通過滴灌系統輸送營養液供根系吸收。
固培與土壤栽培相似,不同之處是其養分全部從營養液中攝取;與水培相比固培基質的緩沖性強、栽培技術比較易掌握、栽培設備易建造,成本也低。
2、基質
對基質的要求
(1)、具有一定大小的粒徑,可以根據栽培作物種類、根系生長特點、當地資源狀況加以選擇。
(2)、具有良好的物理性狀基質必須疏松,保水、保肥又透氣。
(3)、具有穩定的化學性狀,本身不含有害成分,不使營養液發生變化。固培常用的基質有:砂、蛭石、珍珠巖、巖棉、鋸末、草炭、甘蔗渣等
3、設施
(1)、種植槽:一般是水泥磚砌成的凹形槽,也可能是種植袋或種植盆
(2)、滴灌系統
4、固培的類型
(1)、按種植槽形式:槽培、袋培、無土盆栽
(2)、按基質不同分:砂培、蛭石培、珍珠巖培、巖棉培、鋸末培、有機基質栽培
(3)、按種植槽空間排列形式:平面固培、立體固培
無土栽培營養液配方
營養液配制是無土栽培的基礎和關鍵。進行無土栽培作物時,要在選定配方的基礎上正確地配制營養液,避免產生沉淀的鹽類,保證營養液中的各種營養元素有效地供給作物生長,以取得栽培的高產優質。不正確的配制方法,一方面可能會使某些營養元素失效;另一方面可能會影響營養液中元素的平衡,嚴重時會傷害作物根系,甚至造成作物死亡。因此,掌握正確的營養液配制方法,是無土栽培作物
最起碼的要求。
1.營養液的配制原則和要求
1.1營養液的配制原則
1.1.1確保在配制和使用營養液時不會產生難溶性化合物的沉淀,如可能產生沉淀的鈣離子、亞鐵離子、鎂離子等陽離子和硫酸根離子、磷酸二氫根離子等陰離子。
1.1.2充分了解營養液配制中各種化合物的性質及相互之間產生的化學反應過程,在配制過程中運用難溶性物質溶度積法則,確保不會產生沉淀。
1.1.3選用均衡的營養液配方。
1.2營養液配制的要求
1.2.1無土栽培不同于土壤栽培,不存在氮素的硝化過程,因此使用的氮肥應以硝態氮為主,銨態氮因易使作物徒長,組織細嫩,用量不應超過總氨量的25%。
1.2.2含氯肥料因含氯的成分對作物生長不利,因此應控制使用量。
1.2.3配制營養時應注意水質,過硬的水不宜使用或經處理以后使用。
1.2.4有機質肥或有機發酵物不宜用于作為配制營養液的肥源,因有機肥不易計算有效成分用量,同時有機成分不易直接被作物吸收利用,而且可能對作物造成損傷。
1.3營養液配方的選用
在一定體積的營養液中,規定含有各種必需營養元素鹽類的數量稱為營養液配方,一種均衡的營養液配方其組成要遵循以下原則:
1.3.1配方必須含有植物生長所必需的全部營養元素;
1.3.2配方中各種營養元素的化合物必須是植物根系可吸收的狀態;
1.3.3配方中各種營養元素的數量和比例應符合植物生長發育的要求和生理平衡;
1.3.4各種營養元素的無機鹽類構成的總鹽分濃度及其酸、堿反應應適合作物的生長的要求;
1.3.5組成營養液的各種化合物在培養過程中應在較長時間內保持其有效狀態,在被根吸收過程中造成的生理酸、堿反應比較平衡。
2.營養液的配制技術
2.1水的選用
水是營養液中養分的介質,水質的好壞直接關系到所制營養液的濃度,穩定性和使用效果,在生產中應選用符合飲用水標準的雨水,井水和自來水,配制營養液所用水的水質量應達到硬度(指水中含有的鈣,鎂鹽的濃度高低,以每升水中的CaO重量表示1度=10mgCaO/L)一般以不超過10度為宜;酸堿度(PH)應在6.5)8.5之間;使用前水中的溶解氧應接近飽合;氯化鈉含量應小于2mmol/L;自來水中氯含量應低于0.3mg/L,一般自來水放入栽培槽后應放置半天,使其中余氯散逸;重金屬及有害健康的元素應低于容許限量。
2.2原料的選用
作為營養液中營養元素的原料,若進行比較精確的無土栽培試驗,應選用化學純或分析純的試劑,以便得到比較可靠的數據,在大規模生產時,則大量元素多使用化學肥料或工業原料。其純度較低,需要進行計算,將化學試劑按純品稱量即可。營養液的元素化合物很多都是吸濕性很強的,需干燥儲藏。若因儲藏不善而吸濕顯著,必須測定其水分含量,算出其中干物量來計算用料。
2.3營養液的配制方法
無土栽培在實際生產應用上,營養液的配制方法有兩種,一種是先配制濃縮營養液(或稱母液)然后用濃縮營養液配制成工作營養液;另一種是直接稱取營養元素化合物直接配制成工作母液。可根據實際需要來選擇一種配制方法,但不論選擇哪種配制方法,都要在配制過程中以不產生難溶性沉淀物質為總的指導原則來進行。
2.3.1濃縮營養液(母液)的稀釋法
首先把相互之間不會產生沉淀的化合物分別配制成濃縮營養液,然后根據濃縮營養液的濃度倍數稀釋成工作營養液。
(1)濃縮營養液的配制方法:在配制母液時要根據配方中各種化合物的用量及其溶解度來確定其濃縮倍數。濃縮倍數不能太高,否則可能因化合物過飽和而析出,而且在濃縮倍數太高時,溶解較慢,操作不方便,一般以方便操作的整數倍來濃縮,大量元素一般可配制成濃縮100、200、250或500倍液,而微量元素由于其用量小,為了稱量方便,精確,可配制成1000或10000倍液。
組成配方的化合物往往會發生有沉淀生成的化學反應,在配制時為了防止營養液產生沉淀而使部分離子失效,營養元素不能充分供應引起植物生長不良,所以不能將配方中的所有化合物放置在一起溶解,而是將其進行分類,把相互之間不會產生沉淀的化合物放在一起溶解。根據這一特性現介紹3種分類方法:方法1:配方分為2類,一類為以鈣鹽為中心不與鈣鹽產生沉淀的化合物均可一起溶解(A母液),另一類則是其余所有化合物均可一起溶解(B母液);方法2:配方分為3類,以鈣鹽為中心不與鈣鹽產生沉淀的化合物(A母液),以磷酸鹽為中心不與磷酸鹽產生沉淀的化合物和絡合物(B母液),微量元素放在一起溶解(C);第三種方法:配方可分為4類,以鈣鹽為中心不與鈣鹽產生沉淀的化合物(A母液),以磷酸鹽為中心不與磷酸鹽產生沉淀的化合物(B母液),微量元素一起溶解(C母液),絡合物(D)。
配制濃縮營養液的步驟:根據實際情況和難易程度選擇合適的配方和分類方法(以方法二為例),按照要配制的濃縮A液和濃縮C液的各種化合物稱量后分別放在一個塑料溶器中,溶解后加水至所需要配制的體積,攪拌均勻即可,在配制B液時,先將EDTA和硫酸亞鐵分開用熱水溶解再趁熱將硫酸亞鐵溶液慢倒入EDTA溶液中,邊加邊攪拌,若有沉淀則需要加熱水助溶。然后再取B液所需要稱量的其他化合物溶解后,倒入同一個塑料容器中邊加邊攪拌最后加清水至所需要配制的體積,攪拌均勻即可。為了防止長時間貯存濃縮營養液產生沉淀,可加入1摩爾每升的硫酸或硝酸酸化至溶液的PH為3)4左右;同時應將配制好的濃縮液置于陰涼避光處保存。濃縮C液最好用深色容器貯存。
(2)工作營養液的配制方法:作物生長時期的不同,工作營養液的濃度也不相同,根據實際情況利用濃縮營養液稀釋為適當濃度的工作母液。根據實際需要的工作母液的體積,算出量取A、B、C母液的體積,計算方法有:母液的吸取量(ml)=工作母液的體積(ml)/濃縮倍數。配制時應先在盛裝工作營養液的貯液池中放入大約需要配制體積的40%)70%的清水,量取所需要的A液倒入,開啟水泵循環或攪拌使其均勻,然后量取所需C母液用較大量清水稀釋后,分別在貯液池的不同部位倒入,并讓水泵開啟循環或攪拌均勻,最后量取所需B母液,按照濃縮C液的方法加入貯液池,經水泵循環流動或攪拌均勻調節至適當的濃度即完成工作營養液的配制。
2.3.2直接稱量法
在大規模生產中,因為工作營養液的總量很多,如果配制濃縮營養液后再經稀釋來配制工作營養液,勢必要配制大量的濃縮營養液,這將給實際操作帶來很多的不便,因此,常常采用稱取各種營養物質來直接配制工作母液。具體配制方法(以方法三為例):在貯液池中放入所需要配制營養液總體積約40%)70%的清水,然后稱取濃縮A液的各種化合物放在一個容器中溶解后倒入種植系統中,開啟水泵循環流動,然后稱取濃縮B液的各種化合物放入另一個容器中,溶解后用大量水稀釋后,分別加到貯液池的不同部位,開啟泵循環流動再取兩個容器分別稱取鐵鹽和EDTA置于其中,分別用熱水溶解后再趁熱將鐵鹽溶液倒入EDTA溶液中,邊加邊攪拌,若有沉淀則加熱水快速溶解,按照B液加入方法倒入貯液池,開啟水泵循環流動。取另一容器稱取微量元素化合放在一起溶解后,按照B液加入的方法倒入貯液池中,開啟水泵循環濃度至整個貯液池的營養液均勻為止。在直接稱量營養元素化合物配制工作營養液時要注意,在貯液池中加入鈣鹽及不與鈣鹽產生沉淀的鹽類后,不要立即加入磷酸鹽及不與磷酸鹽產生沉淀的其他化合物,而應在水泵循環大約30分鐘或更長的時間后才加入,加入微量元素化合物時也要注意,不應在加入大量營養元素之后立即加入。
以上兩種配制工作營養液的方法可根據實際生產上的操作方便與否來進行,有時可將這兩種方法配合使用。例如:1、配制工作營養液的大量營養元素時采用直接稱量配制方法,而微量營養元素的加入可采用先配制濃縮營養液再稀釋為工作營養液的方法;2、配制工作營養液采用例1方法,而調節不同生長時期工作營養液濃度時可用濃縮母液進行。
3.營養液配制的注意事項
為了避免在配制營養液的過程中產生失誤而影響到作物的種植,必須注意以下事項:
3.1營養液原料的計算過程和最后結果需要反復檢驗,確保準確無誤。
3.2許多化合物都含有結晶水,計算必須注意。
3.3大多數化合物都具有很強的吸濕性,必須貯藏于干燥的地方。如因貯藏不善或其他原因而吸濕者,必須測定其吸濕量,配制營養液時要扣除。
3.4所選用的水中,如果經化驗測定含有鈣鎂鉀硝態氮等營養元素,在營養液配方計算時應扣除這部分含量。
3.5所選用的大量元素化合物,多使用農業用品或工業用品,純度較低,必須進行換算。而微量元素化合物,多使用化學試劑,純度較高,且用量較少,也可以不考慮純度的換算。
3.6有些微量元素,在水或基質中已經含有一定的數量,配營養液時可以忽略不計,不需添加。
3.7易與鈣鹽產生沉淀的化合物最好最后加入或讓鈣鹽充分均勻后加入。
3.8在配制工作營養液時,如發現有少量的沉淀產生,就應處長水泵循環流動時間以使產生的沉淀再溶解。對出現大量沉淀仍不能使其溶解的,應有盡有重新配制。
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