在农业种植领域,无土栽培技术正逐渐崭露头角,其中气雾栽培以其独特的优势备受关注。本文将深入探讨气雾栽培技术,从其在营养液栽培体系中的原理,到肥料认知的发展历程,再到实际应用中的各类要点,进行全面解析。
一、营养液栽培的不同路径
营养液栽培主要包含水培、基质培和气雾栽培,虽然本质都是利用营养液,但在解决肥、水、气三要素的方式上各有差异。
- 水培:借助水的循环和曝气来增加水中溶解氧,以此满足植物对氧气的需求。然而,水温与溶解氧的关系紧密,水温升高会导致溶解氧降低,当水温达到一定程度,即便持续循环曝气,溶氧量也难以提升,这使得水培大多适用于需氧量和生长量不大的作物,像叶菜类便是常见选择。
- 基质培:通过疏松基质的物理结构,利用基质间的空隙为植物根系供应氧气。精准滴灌是基质培的关键,水分过多会使基质中氧气减少,水分过少则会让作物处于干旱状态,影响肥效发挥。
- 气雾栽培:采用悬空的方式,能为根系直接且充分地供给氧气,从理论上来说,适用于所有植物,为植物生长提供了一种全新的高效模式。
二、无土栽培与土壤栽培的肥料差异
土壤栽培:土壤具备地力支撑,其中的石质、沙质以及微生物等相互作用,能够储存营养并缓慢释放,所以对肥料的要求相对不高。
- 无土栽培:由于缺乏地力支撑,需要速效且均衡的营养液配方。市面上常见的化肥肥分单一,仅适用于有地力支撑的土壤栽培,并不适合无土栽培。
三、肥料认知的发展历程
从粪肥学说到科学探索:传统农耕中,人们秉持粪肥学说,认为植物生长依赖粪肥,这是一种朴素的肥料认知,在古代农书中多有体现。随着科学的发展,1648年左右,科学家通过柳树种植实验提出水的学说,认为水是植物生长的关键。50年后,又有科学家通过不同水源的水培实验,得出除水之外水中所含物质也影响作物生长的结论,进而提出土的学说。1761年腐殖质学说的提出,标志着农业科学进入量化研究时代,人们逐渐认识到植物生长主要由水、二氧化碳合成碳水化合物,再加上土壤中的矿物质元素构成生物量。
- 量化研究的深入:至此,人们对肥料的认知从最初的朴素直观,逐步走向量化研究,为现代农业的发展奠定了坚实基础。
四、气雾栽培的应用要点
有机认证与标准:上世纪90年代提出的有机认证,旨在解决化学农业对环境的污染问题。它针对种植过程,要求周边环境无污染,种植中使用有机肥、发酵肥,摒弃化肥,采用生物方法进行植保,形成特定耕作体系。但需明确的是,有机并不等同于安全和好吃。目前无土栽培国家层面尚无认证体系,若进行产业化发展,需先制定企业标准。
- 气雾栽培的营养与管理:在气雾栽培中,有机添加物仅能作为辅助,无法替代无机营养,因为无机营养具有基础性且成分均衡,而有机肥成分不均衡。营养液配方依据作物灰分的元素种类、比例和数量关系,转化为化合物比例关系来制定。长时间喷雾虽不会使根系缺氧,但会增加耗电量和设备损坏概率,喷雾频率可按光照强度、温度波动、叶片水膜蒸发系数等进行智能化调整,也可用定时开关调整,面积大时采用计算机控制成本更低且更精准。同时,栽培过程中不能断电断水。
- 露天栽培与设施农业:露天栽培番茄时,最好添加避雨罩以减少裂果率。设施农业着重强调各技术环节的标准化,在实现标准化的前提下考虑成本削减。梅雨天气雨水较多时,可在营养液中添加内吸性杀菌剂,但添加前需先进行试验,避免对植株产生药害,多菌灵等药性较缓的内吸性杀菌剂是常见选择。
有机概念与微生物作用:市场上对有机概念存在误解,有机并不等同于安全和品质好,品质需要通过检测来确定,有机主要是对种植过程进行规范化,以实现农业可持续发展。微生物对土壤栽培有一定效用,能促进土壤矿化、释放营养,但对无土栽培效果不明显,不过可在营养液中接种益生菌,其相关原理将在后续课程中讲解。
- 不同作物的栽培要点:任何植物都能进行气雾栽培,例如芦笋,它与百合同科,气雾栽培有特定的配方,最适宜的PH取值在5.5 - 6.7。有机肥需转化为营养液后植物才能吸收,有机液中的小分子氨基酸、小分子维生素等有助于提升品质,能补充无机营养液配方中这些成分的缺失,而有机肥分解后主要成分仍是营养液。
- 植物的电生理与水生植物:地球上所有生命活动都基于电生理,植物光合作用以及与空气负离子的作用都与电子相关。以藕为代表的停水植物,肥的吸收主要来自淤泥,氧气则通过光合作用产生,经植株通气组织传导到根系,藕的茎连通,这体现了水生植物发达通气组织的主要特征。
作物的耐热耐寒性:作物的耐热或耐寒性与生态型相关,原产于热带的作物耐热性好,如源自非洲大陆的甜瓜;原产于南美的红薯、番茄、辣椒等,温度不宜过高;原产于温带的作物耐寒性好,如苹果,且需要低温春化打破休眠。了解作物原生生态起源,有助于确定管理温度的三基点,实现精准栽培。
- 营养液调配与鱼菜共生:调配营养液时不能添加石灰水,因为其中的钙易与其他离子反应产生沉淀,如硫酸钙、氢氧化钙,一般使用氢氧化钠或氢氧化钾进行调节。鱼菜共生理论上适用于所有作物,但存在鱼和菜生长动态过程中的生态平衡问题,最稳定的鱼菜共生系统是用陶粒栽培并养鱼,陶粒可起到类似土壤的缓冲作用,解决鱼苗大小不同时肥料供给不平衡的问题。未来鱼菜共生将以基础营养液配方为主,养鱼的水为辅,进行阶段性切换,确保鱼的水处理干净,作物也不断肥。目前鱼菜共生大面积产业化仍有技术需要完善和提升。此外,检测地下水的钙离子、镁离子、铁元素后,再调配营养液配方,蚯蚓粪浸泡水也可作为肥料,有机和无机相结合,避免作物断肥。
气雾栽培技术作为一种创新的农业种植方式,蕴含着巨大的发展潜力。通过对其全面深入的了解,我们能够更好地运用这一技术,推动农业向着更加高效、可持续的方向发展。
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