基質(zhì)培與水培相比,設(shè)施簡(jiǎn)單, 成本低,基質(zhì)緩沖性強(qiáng),栽培技術(shù)容易掌握,因此,目前我國(guó)大部分地區(qū)的無土栽培都采用基質(zhì)培,多用于果菜和花卉生產(chǎn).但在基質(zhì)培生產(chǎn)中需要大量基質(zhì)材料,使用前需對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理,栽培后需對(duì)基質(zhì)消毒,添加和更換等工作,費(fèi)工較多,而且生產(chǎn)者在調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液后,植物根際環(huán)境發(fā)生變化會(huì)相對(duì)遲滯一段時(shí)間.選擇適宜的栽培基質(zhì)是保證基質(zhì)栽培獲得成功的重要環(huán)節(jié).
第一節(jié) 巖棉培
巖棉培(rockwool culture)是以巖棉作基質(zhì)的一類無土栽培技術(shù).它是1968年丹麥的格羅丹(grodan)公司首先開發(fā)的.目前以荷蘭為中心的歐洲各國(guó)迅速普及,而我國(guó)尚處于起步階段.1987年江蘇省南京市玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院和江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院首次研究開發(fā)成功國(guó)產(chǎn)農(nóng)用巖棉,為今后巖棉培的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ).
一,巖棉培的特征
巖棉是疏松多孔可成型的固體基質(zhì),植物根系很容易穿插過去,透氣,持水性能好.巖棉培就是將植物種植于一定體積的巖棉塊中,讓作物在其中扎根錨定,吸水,吸肥.其基本模式是將巖棉切成定型的塊狀,用塑料薄膜包住成一枕頭袋塊狀,稱為巖棉種植墊(圖7-1).種植時(shí),將巖棉種植墊的面上薄膜割開一個(gè)個(gè)穴,種上帶育苗塊的小苗,并滴入營(yíng)養(yǎng)液,植株即可扎根其中吸到水分和養(yǎng)分而長(zhǎng)大.若將許多巖棉種植墊集合在一起,配以諸如灌溉,排水等裝置附件,組成巖棉種植畦,即可進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn).由于營(yíng)養(yǎng)液利用方式的不同,巖棉培可分為開放式巖棉培和循環(huán)式巖棉培兩種類型.
和其他的固體基質(zhì)培及水培方式相比較,巖棉培的優(yōu)點(diǎn)在于:
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1.巖棉培能很好地解決水分,養(yǎng)分和氧氣的供應(yīng) 水培主要靠配置瀑氧裝置,水面噴水,安裝起泡器,營(yíng)養(yǎng)液循環(huán),薄層間歇供液等方法提高營(yíng)養(yǎng)液的溶存氧,或使部分根系暴露在空氣中,給根系補(bǔ)充氧氣.而巖棉培則利用巖棉的保水和通氣特性來協(xié)調(diào)肥,水,氣三者關(guān)系,無須增加其他裝置.
2.巖棉培具有多種緩沖作用 利用其吸水,保水,保肥,通氣和固定根群等作用,可以為作物的根系創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境,受外界的影響較小.同時(shí),由于巖棉質(zhì)地均勻,栽培床中不同位置的營(yíng)養(yǎng)液和氧的供應(yīng)狀況相近,不會(huì)造成植株間的太大差異,有利于平衡增產(chǎn).
3.巖棉培的裝置簡(jiǎn)易,安裝和使用方便 其栽培床只需巖棉種植墊,黑色塑料薄膜,無紡布,并配以滴灌裝置.巖棉培由于采用滴灌供液,對(duì)地面坡降的要求不如 nft嚴(yán)格;營(yíng)養(yǎng)液的供應(yīng)次數(shù)可以大大減少,不受停電,停水的限制,能節(jié)省水,電.
4.巖棉本身不傳播病,蟲,草害 在栽培管理過程中,土傳病害很少發(fā)生,在不發(fā)生嚴(yán)重病害情況下,巖棉可以連續(xù)使用1～2年或經(jīng)過消毒后再度利用.
二,開放式巖棉培
(-)特點(diǎn)
開放式巖棉培是指營(yíng)養(yǎng)液通過滴灌滴入巖棉種植墊內(nèi),不循環(huán)利用,多余的部分從墊底流出.基本的設(shè)施結(jié)構(gòu)包括栽培床,供液裝置和排液裝置.主要優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)施結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝容易,造價(jià)便宜,管理方便,不會(huì)因營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)而導(dǎo)致病害蔓延的危險(xiǎn).在土傳病害多發(fā)地區(qū),開放式巖棉培是很有成效的一種栽培方式.主要缺點(diǎn)是:營(yíng)養(yǎng)液消耗較多,并有約15～20%的營(yíng)養(yǎng)液被排出.
(二)種植畦
1.筑畦 將棚室內(nèi)地面平整后,按規(guī)格筑成龜背形的土畦并將其壓實(shí)(圖7-2).畦的規(guī)格根據(jù)作物種類而定.以種番茄為例,畦寬(畦溝到畦溝之間)150 cm,畦高約10 cm(畦溝底至畦面最高點(diǎn)),在距畦寬的中點(diǎn)左右兩邊各30 cm處,開始平緩地傾斜而形成兩畦之間的畦溝,畦長(zhǎng)約30m,畦溝沿長(zhǎng)邊方向有1:100的坡降,以利排水.整個(gè)棚室的地面都筑好壓實(shí)的畦后,鋪上一層0.2mm厚的乳白色塑料薄膜,將全部畦連溝都覆蓋住,膜要貼緊畦和溝,使鋪膜后仍顯出畦和溝的形狀.鋪乳白膜的作用:一是防止土中病蟲和雜草的侵染;二是防止多余營(yíng)養(yǎng)液滲入土中而產(chǎn)生鹽漬化;三是增加光照反射率,使溫室種植的高株型作物下部葉片光合強(qiáng)度提高,有利生長(zhǎng).冬季栽培,可在種植墊下安放加溫管道(圖7-1).先在擺放種植墊的位置放置一塊中央有凹槽的泡沫板,起隔熱作用.凹槽內(nèi)鋪加熱管,其上鋪一層黑白雙色薄膜,薄膜的寬度要足夠蓋住畦溝及其兩側(cè)的兩行種植墊.放上種植墊之后把兩側(cè)的薄膜向上翻起,露出黑色的底面,并蓋住種植墊,以利吸收陽光的熱量達(dá)到增加墊溫的目的.定植時(shí)在相應(yīng)的位置開孔即可.
2.巖棉種植墊的排列 巖棉種植墊(簡(jiǎn)稱巖棉墊)的規(guī)格決定著每株植物占有的營(yíng)養(yǎng)液量.由于巖棉培的營(yíng)養(yǎng)液是經(jīng)常補(bǔ)充的,所以對(duì)巖棉墊的大小要求并不太嚴(yán)格,但如果巖棉墊太小,吸持的營(yíng)養(yǎng)液量過少,就容易造成植物因蒸騰失水而萎蔫,并導(dǎo)致局部營(yíng)養(yǎng)液濃度和組成發(fā)生大幅度變化.目前,一般認(rèn)為,巖棉墊的形狀以扁長(zhǎng)方形較好,厚度7～10cm,寬度25～30cm,長(zhǎng)度90cm左右.以種番茄,黃瓜為例,據(jù)有關(guān)研究資料,番茄,黃瓜的日最大蒸騰量為3 l/株,加上1/3的供液保證系數(shù),則為 4 l/株.一般巖棉墊的孔降度為95%,其有利于作物生長(zhǎng)的最大持水量應(yīng)不超過其體積的60%.以上述兩數(shù)值為基礎(chǔ),即可算出每株番茄需占有巖棉墊的體積為6.7 l,
圖7-1 巖棉培示意圖
圖7-2 開放式巖棉培種植畦橫切面(單位:cm)
1.育苗巖棉塊2.巖棉種植墊3.畦背4.暖管5.滴灌裝置
若以一個(gè)巖棉種植墊種兩株作物為宜,則其體積應(yīng)為13.4 l.將這13.4 l體積的巖棉體制成長(zhǎng)×寬×厚=90 ×20×7.5cm的扁長(zhǎng)方形即成.再用乳白色塑料薄膜將巖棉墊整塊緊密包住,即成為適合于類似番茄,黃瓜等作物種植的巖棉墊.
巖棉墊在畦上排列時(shí)是在畦背上一個(gè)接一個(gè)地放兩行巖棉種植墊,墊的長(zhǎng)邊應(yīng)與畦長(zhǎng)方向一致.每一行都放在畦的斜面上,使墊向畦溝一側(cè)傾斜,以利將來排水.巖棉種植墊與畦溝的距離比與畦中央的距離短,造成畦背上兩行之間的距離較大,隔著畦溝的兩行之間的距離較小(圖7-2).與大田種植不同的是,開放式巖棉種植畦是以畦背為人行作業(yè)道,畦溝只作放置滴灌毛管及排去多余營(yíng)養(yǎng)液之用,不作行人通道.
許多無土栽培觀光園采用每?jī)尚袨橐唤M的小壟雙行形式擺放巖棉墊(圖7-3).平整溫室地面后,并排起兩條小壟,夯實(shí),整個(gè)溫室的地面鋪一層薄膜后,在每條小壟上擺放巖棉墊.鄰近的兩條小壟之間(小行間)的低洼處作排液溝,供液管安置在排液溝上,在巖棉墊上鄰近排液溝的一側(cè)開排液日.相鄰較遠(yuǎn)的兩壟之間(大行間)鋪設(shè)加熱管道,而不再使用通常的暖氣片加溫,這兩條管道可同時(shí)作為田間操作車的軌道,使管理工作變得十分方便.
圖7-3 小壟雙行巖棉培種植畦及種植墊擺放方式示意圖
(三)供液系統(tǒng)
開放式巖棉培都采用滴灌系統(tǒng)供液.所謂滴灌是指通過滴頭以小水滴(工程術(shù)語稱為點(diǎn)水源)的方式慢速地(一個(gè)滴頭每小時(shí)滴水量控制在2～8 l)向作物供水的一種十分節(jié)省用水的灌溉方法.該系統(tǒng)包括液源,過濾器及其控制部件,各級(jí)供液管道,滴頭管等(圖7-4).
1.液源,過濾器及控制部件 液源有兩種提供方式:第一種方式如圖7-4所示,在高于地面1m以上的位置設(shè)置大容量的貯液箱(桶),其容量要達(dá)到能滿足一定時(shí)間,一定面積所規(guī)定供液量的需要.營(yíng)養(yǎng)液在重力作用下通過各級(jí)供液管道流到各個(gè)滴頭管進(jìn)行供液.此法設(shè)備簡(jiǎn)單,無需外部動(dòng)力.也可建造地下貯液池,由水泵提供動(dòng)力供液.第二種方式是只設(shè)濃縮液貯存罐(分別盛裝a,b兩種濃縮液),而不設(shè)大容量營(yíng)養(yǎng)液池(圖7-5).供液時(shí),打開連接水源的閥門,清水流入時(shí)啟動(dòng)活塞式定量注入泵,分別將兩種濃縮液抽入供水主管道,按一定比例與水一起進(jìn)入肥水混合器(營(yíng)養(yǎng)液混合器),混合成一定濃度的營(yíng)養(yǎng)液,再進(jìn)入供液管道.這種液源提供方式,關(guān)鍵在于定量注入泵和水源流量控制閥及肥水混合器的性能,這些設(shè)備必須是嚴(yán)密設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng),根據(jù)指令能準(zhǔn)確輸入濃縮液量和水量并使它們混合均勻成指定濃度的工作營(yíng)養(yǎng)液.一般由專業(yè)廠家成套生產(chǎn).
2.過濾器 過濾器安裝在供液主管上,用于濾去沉淀等粗大雜物,防止堵塞滴頭.篩網(wǎng)式過濾器要求過濾網(wǎng)在100目以上.
3.供液管道 整個(gè)供液系統(tǒng)的管道依據(jù)管徑的大小分為主管,支管(有的還有二級(jí)支管)和水阻管等多級(jí).確定管道管徑大小的原則是與所需的供液量是相適應(yīng),保證供液充足而均勻,其決定因素有水泵功率,滴頭大小等.通常鋪在栽培行內(nèi)的供液管(支管或二級(jí)支管)管徑達(dá)到16 mm以上即可滿足需要.
滴灌系統(tǒng)最末一級(jí)管道稱水阻管,一端連接在種植行中的供液管上,另—端在植株莖基部附近用一段小塑料插桿架住,出液口距離基質(zhì)表面2～3cm.這樣在水泵停機(jī),供液管內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液回流時(shí)不致將巖棉中的一些小顆粒吸入管道,造成堵塞.水阻管與供液管的連接方法是先用剪刀將水阻管一端剪尖,再用打孔器(或錐子)在供液管上鉆出一個(gè)比水阻管稍小的孔,用力將水阻管插入其中即可.也可用專用的連接件連接,這樣連接的密封性更好.水阻管的流量通常每小時(shí)2～4l以上.水阻管的類型見第四章內(nèi)容.
4.自控裝置:營(yíng)養(yǎng)液的供液可通過定時(shí)器和電磁閥相配合進(jìn)分自動(dòng)控制,到達(dá)設(shè)定的時(shí)間,定時(shí)器啟動(dòng)電磁閥開始供液,到達(dá)所設(shè)定的供液持續(xù)時(shí)間后,自動(dòng)關(guān)電磁閥.還可以使用供液控制盤,通過感應(yīng)探頭感應(yīng)巖棉塊中營(yíng)養(yǎng)液含量的變化,當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液含量低于設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)電磁閥開始供液.
5.使用滴灌系統(tǒng)的注意事項(xiàng)見第四章內(nèi)容.
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(四)排液系統(tǒng)
在每塊巖棉種植墊側(cè)面約離地面 1/3處切開2～3個(gè)5～7 cm長(zhǎng)的口,多余的營(yíng)養(yǎng)液能從切口流到排液溝(畦溝)中,后集中流到設(shè)在畦的橫頭排液溝中去,最后將其引出室外.再排到溫室之外的集液坑或?qū)Ｓ玫氖?