气雾栽培
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2015年6月12日 作者:xwz2367609 [返回]
气雾栽培的营养液管理技术

这里阐述的营养液管理主要是气雾栽培的营养液管理,与水培养液管理不同之处在于,气雾栽培无需作溶氧的控制及管理。其它管理基本与常规的循环式水培相同。

 

    作物生长过程中,由于作物根系生长在营养液中,通过吸收养分、水分和氧气来维持其生长的需要,吸收的过程也改变了营养液中各种化合物或离子的数量和比例,浓度、酸碱度等也随着改变。同时,由于根系的代谢过程会分泌出一些有机物以及根系表皮细胞的脱落、死亡甚至部分根系的衰老、死亡而残存于营养液之中,并诱使微生物在营养液中繁殖,从而或多或少地改变了营养液的性质。环境温度的改变也影响到营养液的液温的变化。因此,要对营养液这些性质有所了解,才能够有针对性地对影响营养液性质的诸多因素进行监测和有效地控制,以使其处于作物生长所需的最适范围之内。气雾栽培的营养液管理主要是指营养液的浓度、酸碱度(pH)、和营养液温的管理这三个方面。

 

一、营养液的浓度

  由于在作物生长过程不断地吸收养分和水分,加上营养液裸露于空气中水分的蒸发,会引起其浓度、组成的不断变化,因此需要对营养液的养分含量和水分的存有量进行监测和补充

水分的补充视作物蒸腾耗水的多少来确定。植株较大、天气炎热、干燥的气候条件下,耗水量多,这时补充的水分也较多。补充水分时,可在贮液池中划好刻度,将水泵停止供液一段时间,让种植槽中过多的营养液全部流至贮液池之后,如发现液位降低到一定的程度就必须补充水分至原来的液位水平。

 

    营养液浓度在作物吸收降低到一定的水平时,就要补充养分。而养分的补充与否以及补充数量的多少,要根据在种植系统中补充了水分之后所测得的营养液浓度来确定。营养液的浓度以其总盐分浓度即电导率来表示。除了在严格的科学试验之外,在生产中一般不进行营养液中单一营养元素含量的测定,而且在养分的补充上,也不是单独补充某种营养元素,在补充养分时要根据所用的营养液配方全面补充。至于所用的营养液浓度降低至什么样的水平才需要进行养分的补充,这要根据所选用的营养液配方不同和种植作物种类及栽培设施的不同来具体确定。

不同作物对营养液的浓度要求不同,这与作物的耐肥性有关。一般情况下,茄果类和瓜果类要求的营养液浓度要比叶菜的高。但每一种作物都有一个适宜的浓度范围,绝大多数作物的适宜浓度范围为0530mscrn,最高不超过40mscm

 

    在不同的生育时期,作物对营养液浓度的要求也不一样。一般而言,苗期植株小,浓度可较低,生育盛期植株大,吸收量多,浓度应较高。以番茄为例,在开花之前的苗期,适宜的浓度为0810mscm,开花至第一穗果实结果时期的适宜浓度为1015mscm,而在结果盛期的适宜浓度为1522mscm。也有人认为,在结果期的浓度可调整到2535mscm

对于高浓度的营养液配方(总盐分浓度>15‰左右),在补充养分时可以确定当总盐分浓度降低至原来配方浓度的1312的范围为下限。通过定期测定营养液的电导率,如果发现营养液的总盐浓度下降到1312剂量时就补充养分至原来的初始浓度。养分的补充应根据对营养液电导率的实测值来确定。不同的作物以及同一作物的不同生育期由于对营养的消耗速率不同,而且养液池大小不同,每株作物平均占有营养液量也不同,因此,补充营养的间隔时间也有差异。一般要求定期(间隔12)测定营养液的浓度,以了解种植系统中浓度的变化情况。

 

    对于低浓度的营养液配方(总盐分浓度<15‰左右),可以通过经常监测营养液的浓度,然后每隔较短的时间(34天左右)就补充一次养分,补充时将种植系统中的营养液浓度调节到原来的水平;也可以采取另外一种方法来补充:即营养液浓度下降到配方浓度的1'2时,即补充至原来的水平。在补充养分时可根据所用配方不同浓度级差的电导率值与浓度级差的关系,计算出需要补充的营养相当于剂量的百分数,据此计算出各种化合物的用量。另外,还有一种更为简便的养分补充方法:即确定了营养补充的下限之后(例如原始营养液剂量的40),当营养液浓度下降到此浓度或以下时就补充原来初始浓度1个剂量的营养,也即种植系统中经过补充养分后的营养液浓度要比初始的营养液浓度来得高。由于作物对养分浓度有一定的范围要求,而且所用的营养液配方的浓度原来就较低,因此,对作物的正常生长不会产生什么不良影响,而且操作时较简单、方便。

 

    气雾培植物根系悬空,氧气充足,根系代谢旺盛,再加上根系发达表面积大,对于离子获捕吸收效率都要比水培及其它形式的无土栽培能力强,所以对于营养液浓度的要求也要低,同样的浓度下,因为根表面积大,接触截获交换吸收的总量也就大,所以在较稀的养液条件下,耐缺肥的能力也就强。另外在高浓度下,耐肥性也要强,养液通过喷雾的方式供给,而水培是根系浸泡于养液中区取离子,如过高浓度下生理危害就大,而雾培则相对小或不受影响。所以雾培养液栽培的浓度管理上下限域值就大,通常情况下,也无需严格按照上述的养液管理操作,因气雾培单株占液量极少,只要养液被植物吸收使池中水量变少时,就可以冲水补充或者配入标准液即可。营养液的EC值范围在0.8-3之间都适宜作物生长。稀时根表面积大,弥补了吸肥量少问题,浓时,因根悬空,呼吸代谢旺盛,也避免肥害与吸收障碍发生。

 

浓度管理域值变大,对于管理者来说极为重要,不需如上述那样严格操作,适合更多非专业人士从事气雾栽培

 

二、营养液酸碱度的调节

 

        营养液在未种植作物之前的酸碱度主要是由营养液配方中的各种化合物的化学酸碱性的影响,如果选用的配方中的各种化合物之间的化学酸碱性配合比例和数量较合适,一般不会过于偏离作物生长所要求的pH范围。但当营养液用于种植作物时,由于作物根系对营养液中的各种离子进行吸收之后,营养液中的不同盐类的生理酸碱性反应的表现不一样,势必会影响到营养液的酸碱性变化。究竟营养液酸碱度的变化如何则应视营养液配方的不同而定。如一个营养液配方中的硝酸盐如KNO3Ca(NO3)2的用量较多,则这个配方的营养液大多呈生理碱性;反之,如果配方中NH4NO3(NH4)2SO4等铵态氮和尿素[(NH2)2CO]以及K2SO4为氮源和钾源的用量较多,则这个配方的营养液大多呈生理酸性。一般地生理碱性来得慢且变化幅度来得小,没有那么剧烈,也较易控制。在实际生产过程中最好是先用一些生理酸碱性变化较平稳的营养液配方,以减少调节PH的次数。这是进行营养液酸碱度控制最根本的办法。

 

    种植作物过程中,如果营养液的pH上升或下降到作物最适的pH范围之外,就要用稀酸或稀碱溶液来中和调节。pH上升时,可用稀硫酸(H2SO4)或稀硝酸(HNO3)溶液来中和。用稀HNO3中和时,HNO3中的NO3-会被植物吸收利用,但要注意当中和营养液pHHNO3用量太多则可能会造成植物氮素过多的现象;用H2SO4中和时,尽管H2SO4中的SO42-也可作为植物的养分被吸收,但吸收量较少,如果中和营养液pHH2SO4用量太大时可能会造成SO42-的累积。在实际生产中大多采用H2SO4来进行中和,也可用HNO3,选用哪种酸液可根据实际情况而定。

 

    当营养液的pH下降时,可用稀碱溶液如氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)来中和。用KOH时带入营养液中的K+可被作物吸收利用,而且作物对K+有着较大量的奢侈吸收的现象,一般不会对作物生长有不良影响,也不会在溶液中产生大量累积的问题;而用NaOH来中和时,由于Na+不是必需的营养元素,因此会在营养液中累积,如果量大的话,还可能对作物产生盐害。由于KOH的价格较NaOH昂贵,在生产中仍常用NaOH来中和营养液酸性。

 

    在用稀酸或稀碱来进行营养液pH的调节时,可以采用营养液酸碱中和滴定的方法来确定其用量。具体的方法为:量取一定体积(10L)的营养液于一个容器中,用已知浓度的稀酸或稀碱来中和营养液,用酸度计监测中和过程营养液的pH变化,当营养液的pH达到预定的pH时,记录所用的稀酸或稀碱溶液的用量,并用下列公式计算所要进行pH调节的种植系统所有营养液中和所需的稀酸或稀碱的总用量。

 

式中  V1——从种植系统中量取的营养液体积;

V2——中和从种植系统中量取的营养液体积所消耗的稀酸或稀碱的用量(mL)

V2——整个种植系统中所有营养液的体积(L)

v2,——中和整个种植系统中所有营养液所消耗的稀酸或稀碱的用量(mL)

    进行营养液酸碱度调节所用的酸或碱的浓度不能太高,一般可用13molL的浓度,加入时要用水稀释后才加入种植系统的贮液池中,并且要边加边搅拌或开启水泵进行循环。要防止酸或碱溶液加入过快、过浓,否则可能会使局部营养液过酸或过碱,而产生CaSO4Fe(OH)3Mn(OH)2等的沉淀,从而产生养分的失效。

 

    气雾栽培与常规水培相比,基本少有养液PH值较大波动的问题出现,只要水质正常,配方缓冲性好,基本上不需要进行PH值的调整。当然了解与掌握上述的调整方法还是有必要的,比如水质PH值超出适合范围时,也需对初始养液进行调节。在栽培过程中,因为气雾培总养液量少(床内不蓄存水),单株占液量更少(立体种植株数是常规水培的3-5倍),基本上以每次配制后差不多用完,就另行配液补充。相当于未等PH波动至不适合域值,就配入新的养液。这也是气雾培傻瓜化种植的另一原因,不像水培种植需对养液进行精确的PH值调控。

 

    三、营养液的更换

 

    经过一段较长时间种植作物的营养液,要将它排掉,重新更换新配制的营养液。因为长时间种植作物的营养液会由各种原因而造成营养液中积累过多有碍于作物生长的物质,当这些物质积累到一定程度时就会妨碍作物的生长,严重时可能会影响到营养液中养分的平衡、病菌的繁衍和累积、根系的生长甚至植株的死亡。而且这些物质在营养液中的累积也会影响到用电导率仪测定营养液浓度的准确性,因此.在一定种植时间之后需更换。

 

        究竟营养液使用时间多长之后需要更换呢?这可以通过测定营养液的总盐分浓度或主要营养元素的含量来判断,也可以根据经验来判断。当用电导率仪测定营养液的浓度时,不仅植物必需的营养元素浓度反映到电导率值的变化上,而且其他的具有导电性以非营养物质也反映出来,因此,长时间使用了的营养液用电导率仪来测定其浓度就变得不够准确了。在连续测定营养液一段时间之后,如果发现在补充营养几次之后,虽然植物仍可正常生长,但营养液的电导率值一直处于一个较高的水平而不降低,这说明此时营养液中非营养成分的物质可能积累得较多了。当然,要更加准确地了解营养液中的养分含量情况,用化学分析测定营养液中人员营养元素NPK的含量是最准确的。如果这些大量营养元素含量很低,而营养液的电导率又很高,这说明此时营养液中含有非营养成分的盐类较多,营养液需要更换。

 

       如果在营养液中积累了大量的病菌而致使种植的作物已经开始发病,而此时的病害已难以用农药来进行控制时,就需要马上更换营养液,更换时要对整个种植系统进行彻底的清洗和消毒

 

如果没有进行大量营养元素分析的仪器设备等条件,可以根据经验的方法来确定营养液的更换时间。种植作物的营养液要尽可能选用较为平衡的营养液配方,这样在种植过程中就不需要经常性地用稀酸或碱来中和。—般地.在软水地区,生长期较长的作物(每茬36个月左右,如黄瓜、甜瓜、番茄、辣椒等)在整个生长期中可以不需要更换营养液.水分和养分消耗之后只要补充即可;当然,如果病菌大量累积而引起作物发病且难以用农药控制的情况除外。而生长期较短的作物(每茬12个月左右,如许多的叶莱类),一般不需要每茬都更换,可连续种植34茬才更换一次营养液,在前茬作物收获后将种植系统中的残根及其他杂物清理掉之后再补充养分和水分即可种植下一茬作物了。这样可以节约养分和水分的用量。

 

气雾栽培大多数采用立体种植,是普通水培耕作的3-5倍空间种植效率,所以种植系统中会有大量的残根,为了减少残根腐烂影响营养液成份,系统建造时于回流处装一网兜,定期检查清理;另外对供液主管上的过滤器也得勤检查清洗,尽量减少有机废物回流至养液池内。在生产中也可以目测是不是该彻底清洗池槽,配好的养液出现混浊时或可见的悬浮物较多时,就要来次彻底清洗换液。

 

四、营养液温室的控制

 

 气雾栽培系统构建时一般营养液池建于地下,一是方便回流,二是有利于液温的稳定气雾栽培涉及两区域空间的环境控制,地上部份的温室环境,地下部份的根域环境,温室环境采用各种调控措施,最大可能地为植物生长创造适宜的温光气热环境,地下根域环境通过气雾法创造最佳的肥水气环境外,还要涉及到根区温度问题,根区温度在密闭的空间内,除了受外环境影响外,液温对根区温度的影响最大。

 

为最大化减少外环境对根区的影响,一般定植板采用隔热性较好的挤塑板制作成定植板。根雾养液的温度对作物的影响就如土耕作物的地温。通过多年的实践研究,液温最适范围以18-23度为佳,但不同的品种最适液温会有变化,在这区间内几乎适合绝大多数植物的根温需求。耐寒的作物可以稍低,于15-18度范围,耐热的品种可以在20-25度范围,但超出该范围都会对吸收及地上部份的生长造成不良影响。达尔文曾说过,如果植物有大脑,最有可能就是在根部。根据这理论猜想,结合生产实践,的确很大程度上是符合该科学推理。在温室栽培中,通过根温的有效控制其产生的生长效应的确比温室气候环境调控效果更好,早春或冬季,对根温进行干预,提高一度相当于空气温室提高3度的效果,夏日降低根温可以解决外环境对生长造成的高温胁迫问题,在热带地区,可以能过降低根温(即营养液温室)实现作物高温季的正常栽培,甚至一些不耐高温的小青菜或结球生菜,通过液温控制在18-21度左右,夏日照常可以正常生长,可以正常结球也没有叶片小型化与散生问题。也就是可以有效解决外环境高温胁迫的生理影响,在阿联奠通过液温控制可以正常生产小黄瓜,通过液温控制我们已在阿联奠正常生产气雾培蔬菜

 

液温与气温不同,相对稳定的液温有利于根系发育及地上部生长,如果比喻性的语言来说就是,根如大脑,健康的身体必须保持大脑的冷静一样。外界气温虽有较大波动,但如果能确保稳定而适宜的液温范围,气候对作物生长的不良影响将大大减小。

 

根温过低,会导致磷的释出,根温过高会让雾培根系生长素合成减少,根系集结,伸长区与生长点发育受阻,继而影响对各种元素的吸收障碍,导致缺铁、缺钾、缺钙等缺素症发生。根温超过34-40度,气雾栽培也同样会出现大量烂根。 对液温的控制,节能的方式:建成地下,池子容量增大,以提高温度缓冲性。池壁结合隔热材料建设。

 

于池内壁环绕水管,夏日管内可以循环地下水降温,冬季可以用热水循环加温,或者冬季直接于水中配水加热线。

 

总之对液温的干预,其生长效应大大高于温室气候的调节,可以达到更节能的效果

番茄与叶菜套种

茄子与叶菜套种

正因为气雾培对营养液浓度有较广的适应性,所以可以实行瓜果叶菜套种生产,提高空间利用率。

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