无土栽培的三大技术:气雾培、深液流技术、营养液膜技术



无土栽培以人工制造的作物根系环境取代了土壤环境,可有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分的供应矛盾,使作物根系处于最适宜的环境条件,从而充分发挥作物的增产潜力。目前,世界上应用无土栽培技术的国家和地区已达100多个,由于其栽培技术的逐渐成熟和发展,应用范围和栽培面积也不断扩大,经营与技术管理水平空前提高,实现了集约化、工厂化生产,达到了优质、高产、高效和低耗的目的。


一、气雾培


         喷雾栽培动画演示


喷雾栽培又称气雾培或喷雾培,它是利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状,直接喷射到植物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。作物悬挂在一个密闭的栽培装置(槽、箱或床)中,而根系裸露在栽培装置内部,营养液通过喷雾装置雾化后喷射到根系表面。





它是所有无土栽培技术中根系的水气矛盾解决得最好的一种形式,同时它也易于自动化控制和进行立体栽培,提高温室空间的利用率。它能使作物产量成倍增长.但这种装置由于要不断循环供液,若出现断电较长时间(30分钟以上)或水泵故障,而不能及时循环就很容易出问题。




以往介绍的各种气雾栽培都是用于叶菜类与瓜果类的栽培,它们有个共同特点就是收获为人可利用的产品皆为原本地上部份的枝叶果。而采用气雾培其实是更利于以收根系或者各种块茎根茎类植物的最好栽培方式,不仅有利于根系及块根茎类的发育,而且采收极为方便,可以随时分批采收,或者按标准规格进行选择性采收,一些以收获根系作为药用的植物,更利于发达根系的形成,使经济产量大幅度提高。



那么诸如百合、马铃薯、番薯等地下利用型植物采用气雾培有哪些优点与便利呢?


首先气雾栽培这些作物与其它叶菜类瓜果类一样,生物产量的形成速度大大加快,是土壤栽培的几倍;其次,它的地下部份可以随时地进行检查,更利于观察与研究地下部份的发育情况,为人们的管理措施制定及栽培技术研究提供更多的田间数据,比如叶面喷施多效唑对于马铃薯块茎发育的影响,比在土中栽培的观察就更方便与直观;另外,土培的植物,要收获地下部份时,大多是一次挖掘性采收,导致产品在小不一,品质不一,而采用气雾培的,收获地下部份,就像采摘瓜果一样,可以进行分批采收,选择性采收,所收获的块根鳞茎类完全可以做到大小及品质的一致性,采用这方法使整体的经济产量比一次性采收要提高几倍,这可能与植株营养浪费少,可以把生物产量充分转化为经济产量有关。



除此以外,从技术本身来说,气雾培在操作生产上也更方便,可以随时检查地下部份发育,可以按发育情况随时进行养液调控,更为重要是地下发育在空气中完成,它的形态发育不受土壤机械阻力影响,个体发育极为均匀,表现为形态的相对一致性,如马铃薯则表现为一致的圆形或椭圆形,真像一个个大小一致的鸡蛋。管理用工也大大减少,不必锄草与松土,不必培土与保墒,根块茎在气雾中能无任何阻隔地发育,能让其品种潜能得以最大的发挥,产量是普通土壤栽培的几倍或几十倍。


二、 深液流技术

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深液流技术(DFT)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。种植槽中盛放约5~10厘米甚至更深厚的营养液,将作物根系置于其中,同时采用水泵间歇开启供液使得营养液循环流动,以补充营养液中氧气并使营养液中养分更加均匀。深液流水培设施由种植槽、定植网或定植板、贮液池、循环系统等部分组成。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。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。




其特点表现在:


营养液的液层较深,根系伸展则较深的液层中,每株占有的液量较多,因此,营养液浓度、溶解氧、酸碱度、温度以及水分存量都不易发生急剧变动,为根系提供了一个较稳定的生长环境。


植株悬挂在营养液的水平面上,使植株的根颈离开液面,而所伸出的根系又能触到营养液,由于根颈被浸没于营养液中就会腐烂而导致植株死亡,故应做好悬挂植株的工作。


营养液循环流动。以增加营养液的溶存氧以及消除根表有害的代谢产物的局部累积,消除根表与根外营养液和养分浓度差,使养分能及时送到根表,更充分地满足植物的需要。





三、营养液膜技术

营养液膜技术动画演示


营养液膜技术,简称NFT。它是一种将植物种植在浅层流动的营养液层中的水培方法。1979年以后,该技术迅速在世界范围内推广。传统的无土栽培技术需设置较深的种植槽,并在槽中放入固体基质或营养液来种植作物,种植槽需用水坭、砖、木板或金属等材料制成,即笨重又昂贵,同时根系的需氧问题较难解决。



与之相比,营养液膜技术不用固体基质,在要求一定坡降(1:75左右)的倾斜种植槽中,营养液仅以数毫米深的薄层流经作物根系,作物根系一部分浸在浅层流动的营养液中,另一部分则暴露于种植槽内的湿气中,可较好地解决根系呼吸对氧的需求。





但这种装置由于其根系环境的缓冲性能差,根际周围的温度受外界影响很大。另外,由于种植槽中的营养液层较浅薄,种植槽中盛放约5~10毫米的营养液,种植系统的营养液总量较少,因此营养液的浓度和组成易产生急剧的变化,要不断循环供液,能源消耗较大,若出现断电较长时间或水泵故障,而不能及时循环就很容易出问题,在高温和作物生产盛期,植株叶而蒸腾量大,消耗营养液量大,供应不及时亦易造成植株萎蔫。




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