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蔬菜无土栽培的研究进展

时间:2016-04-29  作者:刘慧超 庞荣丽 辛保平

蔬菜无土栽培的研究进展
论文关键词:蔬菜无土栽培,研究进展
  1.蔬菜无土栽培的含义
  蔬菜无土栽培是指不用天然土壤而用营养液浇灌蔬菜,或者把蔬菜直接种植在营养液中的栽培方法,又称为营养液栽培,是一种农业高新技术。与土壤栽培比较,无土栽培的蔬菜吸收养分更高效,克服了土壤连作导致的病虫危害,具有节肥、节水、省工、高产、优质,不受地域限制和产品洁净卫生、不受地区限制,充分利用空间、有利于实现农业现代化等特点。试验结果表明每生产1公斤蔬菜所用的营养液的成本低至几分钱,是实现蔬菜生产工厂化、现代化、高效化的重要途径。
  2.蔬菜无土栽培的研究历程
  美国是最早在蔬菜生产上应用无土栽培的国家。栽培的蔬菜种类主要有番茄、黄瓜和莴苣(生菜),平均产量:番茄为135~150t/ha,黄瓜135~225t/ha,莴苣30~45t/ha。我国进行无土栽培研究始于20世纪70年代,首先在营养液育苗方面进行了研究与应用。进行系统地研究和在生产中大面积推广应用始于20世纪80年代后期,我国的一些地区相继开展了无土栽培技术的引用、研究和推广工作。据不完全统计,至1993年底,全国无土栽培面积约40~50公顷。其中以我国东部和东南沿海各大城市发展较快,多以引用国外无土栽培设施及技术为主。近年来,我国无土栽培技术取得了快速发展,从引进和消化吸收发达国家的无土栽培技术进入到了自主研发阶段,获得了良好的经济效益、社会效益和生态效益。目前,如何降低成本,提高蔬菜品质是我国无土栽培发展中的重点。
  3.无土栽培系统的种类
  无土栽培的系统很多,主要的无土栽培系统有有机生态型无土栽培系统、浮板毛管法栽培系统、营养液膜栽培系统、深液流栽培系统、鲁SC栽培系统等,实际应用时要依蔬菜种类不同采用适当的无土栽培系统。在实际生产中,果菜类主要采用基质栽培,另外配备一套滴灌设施;叶菜类主要采用营养液栽培,另外配备一套营养液循环系统。在我国,除有机生态型基质槽具有一定栽培面积外,其他系统的应用规模还比较小。
  3.1有机生态型无土栽培系统
  有机生态型无土栽培是指不用天然土壤,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。有机生态型无土栽培管理技术关键在于基质与肥料的选择与配比以及管理过程中的灌水。有机生态型无土栽培的形式包括槽式栽培、袋式栽培、立体垂直栽培,实际生产中基质槽培应用较多,其结构主要包括栽培槽、PE膜、灌溉带和基质。栽培槽由三层砖垒成,高15cm,宽48cm,长度视温室类型而定。槽底铺设0.1mm厚的PE塑料膜,以防土壤病虫害的侵染,是克服温室连作障碍最有效、最经济的办法,也是适合我国国情,符合有机农业和农业可持续发展要求,农业论文发表并具有显著经济、社会、生态效益的实用无土栽培新方法。
  3.2浮板毛管法栽培系统
  浮板毛管系统是由浙江农业科学院和南京农业大学共同研究开发的,其结构由栽培床、贮液池、循环系统和控制系统四大部分组成。具体设计如下:栽培槽由聚苯乙烯泡沫板连成长15m,宽0.4m,深0.1m的凹形槽,内铺0.8mm厚的黑色聚乙烯膜以防渗漏。营养液深度为3~6cm,液面漂浮1.2cm厚、1 2cm 宽的聚苯乙烯泡沫板,板上覆盖密度为50g/m2 的亲水性无纺布,并且两侧延伸入营养液,通过毛细管作用,使浮板始终保持湿润状态,蔬菜根系一部分生长在浮板上,一部分从浮板两侧伸入营养液中,吸收氧气、营养元素和水分,该系统属深水培类型,但它克服了深水培根际氧气供给不足及营养液膜栽培中营养液供给受停电影响的缺点,营养液的温度不易受温度剧烈变化的影响,成本低,投资省,蔬菜生长快,产量高,效益好。
  3.3营养液膜栽培系统
  营养液膜栽培系统,简称“NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液(0.5~1厘米)层,不断循环流经蔬菜根系,既保证不断供给作物水分和养分,又不断供给根系新鲜氧气。它由贮液池、水泵、栽培槽、输液管道和调控系统组成,营养液通过水泵从贮液槽流向栽培槽(床),营养液在栽培槽内的深度为0.5~1.0cm,与根系接触,然后沿着栽培槽的自然坡度流回贮液池。但是,营养液膜水培有很多缺点:(1)根系环境的缓冲性能差,根际周围的温度受外界影响很大。(2)营养液层较浅薄,总量较少,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,便不能及时循环。(3)一旦发生根系的病害,较容易在整个系统中传播、蔓延。
  3.4深液流栽培系统
  该系统的基本设施包括:营养液栽培槽、贮液池、水泵、营养液自动循环系统及控制系统、植株固定装置等部分,这种栽培方式与营养液膜技术(NFT)差不多,不同之处是流动的营养液层较深(5~10厘米),植株大部分根系浸泡在营养液中,其根系的通气靠向营养液中加氧来解决。这种系统的主要优点是解决了在停电期间NFT系统不能正常运转的困难。
  3.5鲁SC栽培系统
  该系统由山东农业大学研制开发,又称“基质水培法”, 该系统能协调蔬菜根系水、肥、气三者的关系,主要结构是由贮水池、栽培槽、供液和排液管、供液时间控制器及水泵等组成。栽培槽体是用铁皮、水泥或粘土制成的倒三角形槽,高20cm,土制槽内铺一层聚乙烯农用膜,槽中部放一垫蓖,铺棕皮或尼龙编织布,然后填入10cm厚的基质,基质以下空间供根系生长及营养液流动,栽培槽一端用于供液,另一端设虹吸管用于排液。该系统集中了基质培与水培优点于一身。
  4.无土栽培基质研究的历史和现状
  基质是无土基质栽培的基础,它能为蔬菜提供稳定协调的水、气、肥结构的生长介质。它除了支持、固定植株外,更重要的是充当'中转站'的作用,使来自营养液的养分、水分得以中转,蔬菜根系从中按需选择吸收。
  4.1历史和现状
  栽培基质的研究史实际上也是固体基质栽培的发展史。始于1970年丹麦Grodan公司开发的岩棉栽培技术和1973年英国温室作物研究所的NFT技术。砂砾最早被植物营养学家和植物生理学家用来栽培作物,是最早的栽培基质,随后很快扩展到石砾、陶粒、珍珠岩、岩棉、海绵、硅胶、碱交换物等,泥炭、锯末、树皮、稻壳、酚醛泡沫,炉渣以及一些混合基质,对基质的作用,各类基质的优缺点,应用技术等进行了研究,内容包括基质主要理化性状、基质的空隙度,pH,可利用水量、产量、养分平衡性(分析了顶部叶片的养分含量)等方面对几种混合基质进行了评价,并推荐了各种基质的栽培技术。
  目前,基质的研究分理论和生产两部分,理论上进行基质空隙、吸水性、保水性、吸附养分性、基质结构的保持等研究,生产上进行与不同的基质相配套的栽培管理方式和技术研究;重点正在对基质的结构、生产工艺、基质栽培中根际营养、基质的水肥管理技术、有机基质和有机废弃物进行研究。
  4.2基质种类
  基质的来源有三种:1)有机质:如各种类型的泥炭、秸杆、草炭、树皮、锯末、堆肥等;2).粗团聚体:包括蛭石、珍珠岩、莱石、炉渣、塑料颗粒等;3)农用岩棉。岩棉是玄武岩1500℃高温熔溶后在离心和吹管作用下形成的束状玻璃纤维,是很好的保温、隔热、隔音、防火材料。

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