青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院-園藝植物無土栽培學(xué)講義.doc

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本科教學(xué)講稿 無 土 栽 培 學(xué) 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 2007.7 第一章 緒 論 一、無土栽培的概念 1、 無土栽培（soilless culture, hydroponics, solution culture）是指不用天然土壤，而用營養(yǎng)液或固體基質(zhì)加營養(yǎng)液栽培作物的方法。由于一些學(xué)者認為無土栽培主要指營養(yǎng)液栽培，所以無土栽培有時又稱為營養(yǎng)液栽培、水培、水耕溶液栽培、養(yǎng)液栽培等。 2、無土栽培學(xué)是研究無土栽培技術(shù)原理、栽培方式和管理技術(shù)的一門綜合性應(yīng)用科學(xué)。他是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)與生物科學(xué)、作物栽培學(xué)、相結(jié)合的一門邊緣學(xué)科，他是以植物學(xué)、植物生理學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、作物栽培學(xué)為基礎(chǔ)，與材料學(xué)、計算機應(yīng)用技術(shù)、環(huán)境控制等知識相關(guān)，與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合。 二、無土栽培的特點 1.早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì) 無土栽培能為蔬菜作物提供充足、適宜、全面的營養(yǎng)，因此作物生育快、高產(chǎn)。產(chǎn)量可高于土壤栽培的幾倍甚至幾十倍。產(chǎn)品的營養(yǎng)含量高、口感好、纖維少、外形整齊一致、色澤均勻。 2、避免了土壤及水質(zhì)污染的影響 無土栽培由于脫離了土壤及選擇性用水，因此沒有污染?？衫脽o土栽培生產(chǎn)無公害產(chǎn)品，但是應(yīng)考慮營養(yǎng)液的硝酸鹽污染。 3.省水、省肥、提高肥料利用率 無土栽培避免和減少了水分、養(yǎng)分的流失、及土壤微生物的吸收和固定，提高了水分、養(yǎng)分的利用率。一般比土壤栽培節(jié)水75～90%，肥料利用率高達90%以上。 4、省工、省力，改善了勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率，便于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 無土栽培不需要整地、中耕、除草，不需要特殊的灌溉設(shè)備，而且實現(xiàn)了或部分實現(xiàn)了機械化和自動化操作，極大地降低了勞動強度，節(jié)省了勞動力，提高了勞動生產(chǎn)率，便于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。 5、避免了土壤連作障礙，減少病蟲害 無土栽培脫離了土壤，在便封閉狀態(tài)下進行，在一定程度上避免了外界環(huán)境和土壤病原菌及害蟲的侵染，因此由土壤傳播的病蟲害較輕。同時避免了因土壤而產(chǎn)生的產(chǎn)品污染問題，不受土壤連作障礙的影響。 6、不受土質(zhì)好壞的影響，可極大的擴展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的空間 無土栽培擺脫了土壤的約束，可極大的擴展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的利用空間?？稍诨纳健⑸衬?、河灘、海島、鹽堿地進行，可在屋頂、陽臺栽培，可以立體化栽培，充分利用土地和空間。 7、管理不當時一旦發(fā)生病害傳播迅速 因營養(yǎng)液的流動性大，一旦發(fā)生病害，病原菌隨營養(yǎng)液傳播極快。 8、技術(shù)復(fù)雜、要求嚴格 無土栽培比土壤栽培增加了基質(zhì)的選擇及使用、營養(yǎng)液的選配及管理、機械化和自動化作業(yè)操作等技術(shù)環(huán)節(jié)，要求管理人員和操作人員的文化素質(zhì)和技術(shù)水平較高，否則難以勝任。此外，由于無土栽培的基質(zhì)和營養(yǎng)液的選配和管理、基質(zhì)和營養(yǎng)液的特性與土壤不同（緩沖能力等）以及機械化和自動化操作管理，要求嚴格造作和管理。 9、管理不當易出現(xiàn)營養(yǎng)失調(diào)及失水狀況 基質(zhì)及營養(yǎng)液沒有土壤的緩沖能力強，一旦出現(xiàn)營養(yǎng)缺乏或過剩，植株立刻表現(xiàn)營養(yǎng)失調(diào)癥狀，基質(zhì)較土壤的保水性差，灌水次數(shù)多，稍有缺水就出現(xiàn)萎蔫。因此要求嚴格管理，稍有不慎就會造成失誤。 10、一次性投資大，運行成本高 無土栽培需要一定的設(shè)施及設(shè)備，例如栽培槽、營養(yǎng)液裝置及循環(huán)系統(tǒng)、通氣裝置、基質(zhì)等。美國袋培初期投資最高達3.5萬美元/公頃（18000元/畝），我國1254元/畝；沙培美國南部5萬美元/公頃（26666.7元/畝）；深水巖棉培荷蘭6.8萬美元/公頃（37000元/畝），如用循環(huán)水灌液，需7萬美元（37000元/畝），我國需3500元/畝；NFT法在西歐和北美自動化及有加液溫系統(tǒng)，8.1萬美元/公頃（43元/畝），有金屬可移動栽培床的NFT系統(tǒng)21萬美元。 表1 我國主要無土栽培系統(tǒng)的一次性投資及運行成本 無土栽培系統(tǒng) 一次性投資（元/畝） 運行成本（肥料）元/畝年 有機生態(tài)型無土栽培 4300 1500 槽培 5200 4000 袋培 5500 4000 巖棉培 7900 4000 魯SC無土栽培 5400 3500 營養(yǎng)液膜培 15000 3500 浮板毛管水培 18000 3500 深液流栽培 15000 3500 三、無土栽培的主要應(yīng)用范圍 1.蔬菜生產(chǎn) 果菜、葉菜、草莓、西瓜、甜瓜等經(jīng)濟效益高的種類和綠色蔬菜生產(chǎn)。 2.花卉生產(chǎn) 鮮花、苗木。以荷蘭最多。 3.飼料生產(chǎn) 在南非、蘇聯(lián)的西伯利亞 4.教育及科研上的應(yīng)用 應(yīng)用于植物生理學(xué)、植物病理學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)、植物學(xué)研究。 四、無土栽培發(fā)展簡史及現(xiàn)狀 （一）無土栽培發(fā)展簡史 無土栽培是伴隨著植物營養(yǎng)研究而發(fā)展起來的，是植物營養(yǎng)學(xué)研究、植物生理學(xué)研究、植物學(xué)研究的有效方法和手段。 原始的無土栽培要數(shù)生豆芽了，至于始于何時還無從考證，最晚出現(xiàn)于宋代林洪《山家清供》有生豆芽的記載。我國南方的船家用竹木制的水上菜園多種空心菜；墨西哥的阿茲提克早在17世紀就使用漂浮菜園；一直沿用至今的蘿卜芽、豌豆芽、蒜苗、水仙栽培等。 科學(xué)的無土栽培起源于1859～1865年，德國的沙奇斯（sachs）和克諾普（knop）的試驗，屬于試驗探索時代。德國的沙奇斯和克諾普把化學(xué)藥品加入水中制成營養(yǎng)液栽培植物得到成功，他們把這種方法稱為水培，1920年營養(yǎng)液的實驗室制備達到標準化。 格利克（W.F.Gericke）是第一個將無土栽培用于商業(yè)化生產(chǎn)的人，這意味著無土栽培技術(shù)趨于成熟，邁進了實用化時代。1929年美國加利福尼亞大學(xué)教授格利克根據(jù)前人的研究結(jié)果，用無土栽培成功地生產(chǎn)了番茄。1933年他申請了一項水培植物施肥設(shè)備專利。1935年在他的指導(dǎo)下美國一些蔬菜和花卉種植者進行了大規(guī)模的生產(chǎn)試驗。十年后的第二次世界大戰(zhàn)末期，這項技術(shù)應(yīng)用于均是需要可到進一步應(yīng)用當時的盟軍在太平洋關(guān)島和中東的沙漠中用無土栽培生產(chǎn)蔬菜供應(yīng)部隊，給軍隊的后勤保障起到了積極作用。并傳入歐洲和亞洲。 1960～1965年間無土栽培主要是固體基質(zhì)探索時期，70年代末80年代初巖棉培取得成功，并以其來源廣泛、體輕、一般運等優(yōu)點迅速在丹麥、荷蘭、瑞典等國發(fā)展起來。 20世紀70年代英國的庫柏（Cooper）發(fā)明了營養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)和丹麥首先開發(fā)后在荷蘭普及的巖棉培技術(shù)（RW）的開發(fā)應(yīng)用，是無土栽培技術(shù)重大突破。意味著無土栽培高科技時代的到來。由于無土栽培設(shè)施設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用，無土栽培技術(shù)的成熟，栽培模式的標準化、管理系統(tǒng)的建立及計算機控制技術(shù)的應(yīng)用，使無土栽培實現(xiàn)了機械化、自動化操作和管理，集約化生產(chǎn)，朝著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的方向發(fā)展。 隨著無土栽培技術(shù)的發(fā)展，世界上許多國家和地區(qū)前后成立了無土栽培技術(shù)研究和開發(fā)機構(gòu)。國際上于1955年在第十四屆國際園藝學(xué)會上成立了國際無土栽培工作組（（IWGSC），隸屬于國際園藝學(xué)會，并于1963、1969、1973、1976年在意大利、西班牙輪流召開了四屆國際無土栽培學(xué)術(shù)會議。1980年在荷蘭召開第五屆國際無土栽培學(xué)術(shù)會議，并改名為“國際無土栽培學(xué)會”(ISOSC)，以后每4年舉行一次年會。1984年、1988年均在荷蘭召開。 （二）無土栽培發(fā)展的現(xiàn)狀 1、國外無土栽培發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀 荷蘭是世界上無土栽培最發(fā)達的國家之一，國際無土栽培學(xué)會（ISOSC）總部設(shè)在荷蘭，極大地促進了歐洲和荷蘭的無土栽培的發(fā)展速度。1971年問題無土栽培的面積僅20hm2，1986年發(fā)展到3522hm2，1995年達到8500hm2，2000年已超過1萬hm2。無土栽培的主要作物有番茄、黃瓜、甜椒和花卉（主要是切花），其中花卉占50%以上。荷蘭無土栽培的面積大；穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，番茄平均產(chǎn)量達到52kg/m2黃瓜、75kg/m2；主要采用巖棉培，占無土栽培總面積的3/4；機械化、自動化程度高；管理水平高。 英國1073年發(fā)明了營養(yǎng)液膜技術(shù)，1080年資料記載有68個國家研究和應(yīng)用該項技術(shù)，1981年在英國北部坎伯來斯福爾斯建立了一個面積為8hm2的水培溫室，為當時世界上最大的“番茄工廠”。但是由于其投資大、栽培管理還存在某些弊病，后來發(fā)展較慢。據(jù)統(tǒng)計英國1984年無土栽培面積為158hm2，其中巖棉培和其他形式占2/3，NFT占1/3。 歐洲其他國家無土栽培也有一定面積，法國1978年無土栽面積達到400hm2，俄羅斯大約120hm2。 美國也是無土栽培應(yīng)用最早的國家之一，且是世界上最早應(yīng)用無土栽培進行商業(yè)化的國家。他的無土栽培面積不大，1984年為蔬菜無土栽培面積為200hm2，花卉幾乎全部是無土基質(zhì)栽培面積為1700多hm2，共1900hm2；1997年蔬菜無土栽培面積約308hm2。但是美國無土栽培研究水平相當先進，且應(yīng)用較廣，多數(shù)用于干旱、沙漠地區(qū)及宇航中心。1984年番茄產(chǎn)量達到27～33kg/m2（1.8～2.2萬kg/畝）、黃瓜產(chǎn)量27～45kg/m2（1.8～3萬kg/畝）、萵苣產(chǎn)量33～50kg/m2（2.2～3.3萬kg/畝）。 日本不僅在無土栽培的實驗研究和大面積應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先水平，而且開展了卓有成效的超前性研究。在營養(yǎng)液配方研究方面，山崎提出了植物吸水和吸肥按比例同步進行的概念，并以此為依據(jù)設(shè)計了一系列的山崎營養(yǎng)液配方；由堀氏對霍格蘭和阿農(nóng)配方修正設(shè)計出一系列 “園試配方”至今在世界廣泛應(yīng)用。日本形成了獨具特色的深液流水培技術(shù)如M式、神園式、 協(xié)和式等，有引進了NFT和巖棉培技術(shù)。研制了各種全自動控制的植物工廠，實現(xiàn)了機械化和自動化。日本的無土栽培技術(shù)的起始和發(fā)展得益于美軍基地大型無土栽培設(shè)施的建立。1964年建立了22hm2的礫培鮮菜生產(chǎn)基地，1971年無土栽培面積發(fā)展到31hm2；1981年增加至282hm2；1993年達到609hm2；1999年增加到1056hm2，其中巖棉培480hm約占%，深液流水培313hm2約占30%、營養(yǎng)液膜水培120hm2約占11%、其他形式143hm2約占14%。無土栽培的作物種類有蔬菜約占72%，花卉約占27.4%果樹約占0.9%。1988年時番茄產(chǎn)量達到10kg/m2（6867kg/畝），黃瓜8.6kg/m2（5733kg/畝），草莓4.4kg/m2（2933kg/畝），網(wǎng)紋甜瓜2.6kg/m2（1733kg/畝），萵苣1.6kg/m2（1067kg/畝）。 2、我國無土栽培發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀 我國無土栽培是從20世紀20～30年代開始起步，70年代開始無土栽培應(yīng)用研究，80年代中期開始列入國家重點攻關(guān)項目，全國有30多個單位進行研究。并于1985年在中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會下設(shè)了無土栽培學(xué)組，至1992年每年召開一次年會，1992年年會上改名為“中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會設(shè)施園藝工程專業(yè)委員會”，每兩年召開一次年會。研制開發(fā)出魯SC-Ⅰ型、魯SC-Ⅱ型、改進型水泥磚結(jié)構(gòu)型深液流水培裝置、簡易NFT、有機生態(tài)型基質(zhì)培、浮板毛管水培和華南深夜培等無土栽培裝置，浮板毛管水培技術(shù)、有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)、簡易NFT技術(shù)、引進并廣泛應(yīng)用了巖棉培技術(shù)。研究并開發(fā)了蘆葦、菇渣等有機基質(zhì)。簡化了無土栽培設(shè)施和營養(yǎng)液、基質(zhì)等管理技術(shù)，降低了無土栽培的設(shè)備投資和生產(chǎn)成本。出版了《無土種植法淺說》、《無土栽培》、無土栽培原理與技術(shù)》等著作。 我國無土栽培面積1985年15hm2、1990年7hm2、1995年50hm2、1999年200hm2、2000年500hm2、2002年865hm2、臺灣50hm2。番茄、黃瓜年產(chǎn)量1990年9kg/m2（6000kg/畝）、1995年15kg/m2（1萬kg/畝）、2000年30gk/m2（2萬kg/畝）。 第二章 無土栽培類型及設(shè)施 第一節(jié) 無土栽培類型及特點 一、無土栽培類型 按有無基質(zhì)可分： 無基質(zhì)培 水培 無土栽培 霧培 噴霧培、半噴霧培 基質(zhì)培 無機基質(zhì)培 沙培、珍珠巖培、礫培、巖棉培、陶粒培、熏炭培、塑料泡沫培 有機基質(zhì)培 草炭培、木屑培、秸稈培、爐渣培、混合基質(zhì)培、有機生態(tài)型無土栽培 按設(shè)施不同可分：槽培、袋培、立體培、霧培 二、水培和霧培及其特點 （一）水培 水培是指定植后植物的根系直接與營養(yǎng)液接觸。根據(jù)營養(yǎng)液層的深淺，又可分為深液流水培技術(shù)（供氧問題）和淺水培技術(shù)。 特點是設(shè)施、營養(yǎng)液的配方和配置技術(shù)、自動化和計算機控制技術(shù)都比較完善。存在的問題一次性投資大，生產(chǎn)成本高，管理操作復(fù)雜，系統(tǒng)能耗大，營養(yǎng)液為全無機營養(yǎng)對產(chǎn)品有污染，較難生產(chǎn)綠色食品。 1、深液流水培技術(shù)的幾種主要形式 深液流法（Deep Flowing Technique,簡稱DFT）　即深液流循環(huán)栽培技術(shù)。這種栽培方式與營養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)差不多，不同之處是流動的營養(yǎng)液層較深，植株大部分根系浸泡在營養(yǎng)液中，其根系的通氣靠向營養(yǎng)液中加氧來解決。這種系統(tǒng)的主要優(yōu)點是營養(yǎng)液定期循環(huán)，解決了在停電期間NFT系統(tǒng)不能正常運轉(zhuǎn)的困難。該系統(tǒng)的基本設(shè)施包括:營養(yǎng)液栽培槽、貯液池、水泵、營養(yǎng)液自動循環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)、植株固定裝置等部分。深液流法目前主要在廣東省推廣面積較大。 （1）動態(tài)浮根法(Dynamic Root Floating System,簡稱DRF)　動態(tài)浮根系統(tǒng)是指栽培作物在栽培床內(nèi)進行營養(yǎng)液灌溉時，根系隨著營養(yǎng)液的液位變化而上下左右波動。灌滿8厘米的水層后，由栽培床內(nèi)的自動排液器，將營養(yǎng)液排出去，使水位降至4厘米的深度。此時上部根系暴露在空氣中可以吸氧，下部根系浸在營養(yǎng)液中，不斷吸收水分和養(yǎng)料，不怕夏季高溫使營養(yǎng)液溫度上升。一般10～16時之間，每個小時抽氣1次，每次15分鐘。其余時間，每2～3小時循環(huán)1次，每次15分鐘。動態(tài)浮根系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)是: 栽培床 、營養(yǎng)液池、空氣混入器、排液器與定時器等。是我國臺灣省開發(fā)應(yīng)用的。 （2）M式水培 特點是無貯液池，種植槽的營養(yǎng)液通過泵直接循環(huán)。種植槽是預(yù)先生產(chǎn)定型的泡沫塑料槽，槽內(nèi)鋪墊一層塑料布裝營養(yǎng)液，在槽底安裝一條開有小孔的供液管，穿過槽底部薄膜按裝營養(yǎng)液回流管并與水泵相連，同時在水泵的出口處附近安裝一個空氣混入器。其水泵開啟時，將種植槽內(nèi)的營養(yǎng)液抽出流經(jīng)空氣混入器中，使營養(yǎng)液中的溶氧量增加，然后再從供液管上的小孔噴射回種植槽中。此方法以栽培葉菜為主。 （3）協(xié)和式水培 種植槽為塑料拼裝式，是拆遷，安裝較簡單。特點為整個栽培系統(tǒng)分成各個栽培床，每個栽培床分別設(shè)置供液、排液裝置。通過增大栽培槽面積，擴大貯液容積，采用連續(xù)供液法來提高栽培系統(tǒng)的穩(wěn)定性，栽培結(jié)束時種植槽清洗、消毒不方便。此法以栽培果菜為主。協(xié)和式水培裝置主要包括種植槽、定植板及定植杯、營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)、營養(yǎng)液自動控制系統(tǒng)四部分組成。 （4）日本神園式水培 種植槽為水泥預(yù)制件拼裝而成，需襯墊一層或兩層塑料薄膜，在換茬時更換，便于清洗種植槽。營養(yǎng)液以在種植槽中供液管上加上噴頭的噴霧形式提供，使營養(yǎng)液的溶氧量達到較高水平。同時有一層較深的流動營養(yǎng)液。 （5）水泥磚結(jié)構(gòu)固定式水培 是一種改進型日本神園式深液流水培具有建造方便、設(shè)施耐用、管理簡單等特點。目前在我國大面積使用推廣。改進型神園式水培裝置主要由種植槽、定植板或定植網(wǎng)框、貯液池、營養(yǎng)液循環(huán)流動系統(tǒng)四部分 （6）新和當量交換式水培 種植槽是由聚苯乙烯泡沫塑料壓鑄成U形，使用時拼接起來，槽內(nèi)襯墊塑料薄膜，然后與供液管、水泵連接。栽培槽分A、B兩部分，兩部分的營養(yǎng)液能在栽培槽之間的連接槽間，依靠安在每個槽上的水泵，相互進行等量交換，從而促進營養(yǎng)液的循環(huán)流動，因此整個系統(tǒng)沒有設(shè)貯液池。這種方式使根系的氧氣補給不僅在營養(yǎng)液中進行，而且也在空氣中進行。因此該方法更適合果菜類栽培。 2、營養(yǎng)液膜技術(shù) (Nutrient Film Technique,簡稱NFT) 它是一種淺水培技術(shù)，為了解決深液流水培技術(shù)中生產(chǎn)設(shè)施笨重、造價昂貴、供氧不良等問題而設(shè)計的。由營養(yǎng)液貯液池、泵、栽培槽、管道系統(tǒng)和調(diào)控系統(tǒng)構(gòu)成。營養(yǎng)液在泵的驅(qū)動下從貯液池流出經(jīng)過根系(0.5～1.0厘米厚的營養(yǎng)液薄層)，然后又回到貯液池內(nèi)，形成循環(huán)式供液體系。根據(jù)栽培需要又可以分為連續(xù)性供液和間歇式供液兩種類型。連續(xù)供液是指一天24h內(nèi)連需不斷的供液，每個25米長的栽培槽的流量大致控制在2～4L/min的范圍內(nèi)。間歇式供液槽長25米流量為4L/min，槽中鋪設(shè)無紡布栽培番茄，夏季白天每小時供液15min，停止供液45min,夜間每2h供液15min，停止供液105min，；冬季白天每1.5hn供液一次，停止供液75min，夜間同夏季。間歇式供液可以節(jié)約能源，也可以控制植株的生長發(fā)育，解決了根系供氧和供液的矛盾，它的特點是在連續(xù)供液系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加一個定時器裝置。從NFT原理又派生出不少NFT改良裝置，如:水泥固定栽培槽，可移動式塑料槽栽培和A型架管道栽培等等。這些改良后的設(shè)施都為工廠化大規(guī)模生產(chǎn)提供了便利條件，也給提高單位面積的利用效率，穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了可能。NFT系統(tǒng)對速生性葉菜的生產(chǎn)較理想。適當擴寬栽培槽也可以種植番茄、甜瓜等作物。目前江蘇、浙江等地推廣面積較大。具有設(shè)施結(jié)構(gòu)簡單，容易建造，較深液流水培技術(shù)投資少，便于實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。但是技術(shù)要求嚴格，耐用性差、穩(wěn)定性差、運行費用高。 3.其他水培技術(shù) 以下是在DFT和NFT水培技術(shù)基礎(chǔ)上改進的方法 (1) 浮板毛管法(Floating Capillary Hydroponics簡稱FCH)　浮板毛管法有效地克服了NFT的缺點，根際環(huán)境條件穩(wěn)定，液溫變化小，根際供氧充分，不怕因臨時停電影響營養(yǎng)液的供給。該系統(tǒng)已在番茄、辣椒、芹菜、生菜等作物上應(yīng)用，效果良好，并在江、浙一帶推廣，廣東省也有少量應(yīng)用。 浮板毛管水培法由栽培床、貯液池、循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四部分組成，栽培槽由聚苯乙烯板連接成長槽，一般長150～200厘米，寬40～50厘米，高10厘米安裝在地面同一水平線上(圖16-75)。內(nèi)鋪0.8毫米厚的聚乙烯薄膜。營養(yǎng)液深度為3～6厘米，液面飄浮1.25厘米厚的聚苯乙烯泡沫板，寬度為12厘米，板上覆蓋親水性無紡布（密度50g/m2），兩側(cè)延伸入營養(yǎng)液內(nèi)。通過毛細管作用，使浮板始終保持濕潤，作物的氣生根生長在無紡布的上下兩面。在濕氣中吸收氧。秧苗栽在有孔的定植缽中，然后懸掛在栽培床定植板的孔內(nèi)，正好把行間的浮板夾在中間，根系從育苗孔中伸出時，一部分根就伸到浮板上，產(chǎn)生氣生根毛吸收氧，栽培床一端安裝進水管，另一端安裝排液管，進水管處頂端安裝空氣混合器，增加營養(yǎng)液的溶氧量，這對剛定植的秧苗很重要，貯液池與排水管相通。營養(yǎng)液的深度是通過排液口的墊板來調(diào)節(jié)。一般在幼苗剛定植時，栽培床營養(yǎng)液深度為6厘米。育苗缽下半部浸在營養(yǎng)液內(nèi)，以后隨著植株生長，逐漸下降到3厘米左右，這種設(shè)施使吸氧和供液矛盾得到協(xié)調(diào)，設(shè)施造價便宜，相當于營養(yǎng)液膜系統(tǒng)三分之一的價錢，適合于經(jīng)濟實力不強的地區(qū)應(yīng)用。 （2）深水漂浮法 該系統(tǒng)在溫室內(nèi)，除了兩端留出少量的空間作為工作通道及放置移苗、定植的傳送裝置之外，全部建成一個深約80～100厘米的水池，整個水池中放入80～90厘米深的營養(yǎng)液。水池底部安裝有連接壓縮空氣泵的出氣口和連接濃縮液分配泵的出液口。池中的營養(yǎng)液通過回流管路與另一個水泵連接，通過該水泵進行整個貯液池中營養(yǎng)液的自體循環(huán)。栽培床寬4～10米，數(shù)十米長，定植板依靠浮力漂浮在營養(yǎng)液上。主要設(shè)施包括栽培床、定植板、營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)和營養(yǎng)液消毒裝置。 優(yōu)點：① 營養(yǎng)液量大，緩沖性好，營養(yǎng)液的營養(yǎng)成分、PH和溫度相對穩(wěn)定。② 作物漂浮在營養(yǎng)液表面，操作方便。③ 換茬迅速，土地利用率高。④ 可實現(xiàn)自動化控制和周年生產(chǎn)。 缺點：① 設(shè)施投資高。②首次使用營養(yǎng)液用量大，運行費用高。③ 消毒和操作要求嚴格，一旦發(fā)生病害難以控制。④ 僅適合與種植小株型作物。 （二）霧培（spray culture） 是指作物的根系懸掛生長在封閉、不透光的容器（槽、箱或床）內(nèi)，營養(yǎng)液經(jīng)特殊設(shè)備形成霧狀，間歇噴到作物根系上，以提供作物生長所需的水分和養(yǎng)分的一類無土栽培技術(shù)。又稱噴霧培或氣霧培?？煞譃殪F培和半霧培兩種類型。 特點是不使用額外的能源，以霧狀營養(yǎng)液同時可滿足作物根系對水分、養(yǎng)分和氧氣的需要，是無土栽培方式中解決根系水氣矛盾的最好方式。養(yǎng)分和水分的利用率高，養(yǎng)分供應(yīng)快速有效。易于自動化控制、立體栽培，提高空間利用率。但是霧培一次性投資大，設(shè)備的可靠性要求高，否則易霧培造成噴頭堵塞，噴霧不均，霧滴過大等問題。根系環(huán)境變化幅度大，緩沖性很差，要求管理技術(shù)較高。一旦發(fā)生停電等故障，作物將面臨死亡的危險。因此目前尚未用于大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)，相信這是一種先進合理的栽培方式的代表將不斷得到完善。最早研制開發(fā)于意大利。 1、 霧培 霧培是根系完全裸露生長在含有營養(yǎng)液的霧狀水汽中。 （1）A型霧培 該類型的典型結(jié)構(gòu)是A型栽培框架，作物生長在側(cè)面板上，根系側(cè)垂于A型容器內(nèi)部，間歇性沐浴在霧狀營養(yǎng)液中，若框架側(cè)邊與底邊的夾角為60，則栽培面積占地面積的2倍，因此土地利用率高。主要設(shè)施包括栽培床、噴霧裝置、營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，類似的霧培還有梯形霧培。適合種植葉菜及小型果菜、觀賞植物。 （2）立柱式霧培 作物種植在垂直的柱式容器的四周，根系生長在容器內(nèi)部，柱頂部有噴霧裝置，將霧狀營養(yǎng)液噴到根系上，多余的營養(yǎng)液經(jīng)柱底部的排液管回收循環(huán)使用，主要設(shè)施有栽培柱，柱體高1.8～2.0米，直徑25～35厘米，柱間距80～100厘米，有白色不透明硬質(zhì)塑料制成；噴霧裝置，在每根立柱的頂部均有噴嘴，將霧狀營養(yǎng)液及空氣噴到柱內(nèi)；還有營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。特點是充分利用空間，節(jié)省占地面積。適合種植葉菜及小型果菜、觀賞植物。 2、半霧培 半霧培是指部分根系浸入營養(yǎng)液中，其余部分根系生長在霧狀營養(yǎng)液中。營養(yǎng)液以噴霧的形式噴入栽培床內(nèi)。當噴液量最大時，每次加液后，栽培床內(nèi)迅速充滿營養(yǎng)液，根系全部或部分浸泡在營養(yǎng)液中，停止噴霧后栽培床內(nèi)的營養(yǎng)液以一定的速度從床底的排液管流出，根系重新暴露在潮濕的空氣中。因秒期間每次加液高度可達定植板下沿，淹沒全部根系，每天加液一次。植株長大后液面高度適當降低，只淹沒根系下部，每天加液2～4次，兩次加液間隔4h，夜間一般不加液高溫時間段安排一次供液。特點是解決了供液和供養(yǎng)的矛盾，節(jié)省能源消耗。主要設(shè)施有栽培槽，槽寬40厘米，高30厘米；噴霧裝置在栽培床內(nèi)側(cè)壁上部，每隔1～1.5厘米一個噴嘴；還有營養(yǎng)液和自動控制系統(tǒng)。 三、基質(zhì)培及其特點 基質(zhì)培是植物通過非土壤的固體基質(zhì)材料固定植物根系，吸附營養(yǎng)液和氧氣，通過澆灌營養(yǎng)液或固態(tài)肥和澆灌清水，供給作物生育所需的水分和養(yǎng)分的一種無土栽培方式。 特點是與水培相比基質(zhì)培的設(shè)施簡單，不需要特殊供養(yǎng)設(shè)施，成本低。由于基質(zhì)有緩沖作用，養(yǎng)分、水分、環(huán)境變化緩和。栽培技術(shù)不復(fù)雜，容易掌握。但是需要大量基質(zhì)材料，對基質(zhì)的理化性質(zhì)有一定要求，且基質(zhì)要進行處理、消毒、更換等作業(yè)較費工。但是目前仍是我國大部分地區(qū)主要的無土栽培方式。根據(jù)基質(zhì)材料的不同，還可分為無機基質(zhì)培和有機基質(zhì)培。 （一）無機基質(zhì)培 無機基質(zhì)的理化性狀穩(wěn)定，但是幾乎沒有緩沖作用，自身含養(yǎng)分少，保肥能力差。因此無機基質(zhì)培必須采取多供營養(yǎng)液的方式來滿足作物生長對水肥的需求。這樣即浪費又造成產(chǎn)品中硝酸鹽過量積累。 1.礫培 是無土栽培初期階段（二戰(zhàn)到20世紀60年代）的主要形式。特點是營養(yǎng)液循環(huán)使用，水分、養(yǎng)分利用經(jīng)濟，但是礫石運輸、清潔、消毒工作繁重，逐步被其他方式取代。然而在火山巖等礫石資源豐富的地區(qū)仍然是一種有效簡單的方式。 礫石培是一個封閉循環(huán)系統(tǒng)，以直徑3mm的礫石作基質(zhì)。主要設(shè)施有栽培槽、排液裝置、貯液罐、水泵、轉(zhuǎn)換式供水閥和管道等組成。按灌液方式可分為兩種系統(tǒng)。美國系統(tǒng)的特點是營養(yǎng)液從底部進入栽培槽，再回流到貯液罐中，營養(yǎng)液在一個封閉系統(tǒng)內(nèi)通過電泵強制循環(huán)供液。荷蘭系統(tǒng)采用營養(yǎng)液懸空落入栽培槽，在栽培槽末端底部設(shè)有營養(yǎng)液流出口，直徑為注入管口徑的一半，整個循環(huán)系統(tǒng)形成一個節(jié)流狀態(tài)。經(jīng)流出口流入貯液罐的營養(yǎng)液與注入口一樣懸空自由落入，使營養(yǎng)液溶氧量提高。營養(yǎng)液用電泵打入注入口循環(huán)使用。一般比較標準的礫石（容重在1.5%cm3左右，總空隙度在40%，持水率在7%左右），白天每隔3～4h灌排液1次。如果基質(zhì)總空隙度在50%左右，持水率在13%左右時，則可每隔5～6h灌排液一次。定植初期允許灌入營養(yǎng)液后保留1～2h后排出，利于緩苗。 2.砂培 1969年由美國開發(fā)的使用砂子作為基質(zhì)的一種開放式無土栽培系統(tǒng)。可以看作是礫培的一種，但是沙子粒徑比礫石小，且保水性比礫培高。砂培系統(tǒng)的特征是沙?；|(zhì)保濕能力強，既能滿足作物生長需要，又能很好的排水。但是如果砂子粒徑過小，濕度過大，在營養(yǎng)液不能循環(huán)流動時，導(dǎo)致溶氧量減少，通氣不良。沙漠和半沙漠地區(qū)砂子資源及其豐富、不需從外地運入，價格低廉，砂子不需每隔1～2年進行一次更換。因此，砂培適于沙漠和半沙漠地區(qū)進行無土栽培生產(chǎn)。砂培的主要設(shè)施有栽培槽，固定式栽培槽為V字形或倒V字形槽，用磚和水泥砌成，底部有1:400的坡降以利于排水，排液管設(shè)置在槽的底部最低處。全地面砂培床是在整個溫室地面上全部鋪上30厘米的砂子，做成栽培床，床底做成1:200 的坡降底部譜兩層黑色聚乙烯薄膜，薄膜上按1.5～2.0米間隔，平行排列排液管排液管孔朝下，排出的營養(yǎng)液流到室外的貯液池中；供液系統(tǒng)為滴灌系統(tǒng)。每天滴灌2～5次，每周應(yīng)對排出液中的鹽總量測定2次（電導(dǎo)率儀），如鹽總量超過2000mg/L時，應(yīng)該用清水灌溉數(shù)天，直至排出液鹽濃度低于穎濃度后重新灌溉營養(yǎng)液。 3.巖棉培 是將巖棉切成塊狀，用塑料薄膜包成一枕頭袋塊狀，成為巖棉種植墊。定植時將巖棉種植墊的上面薄膜開一個小圓孔，將帶有小苗的巖棉塊放在圓孔上，在定植的巖棉快上插入供給營養(yǎng)液的滴頭管滴入營養(yǎng)液，根系扎入巖棉中吸收水分和養(yǎng)分。 根據(jù)供液方式不同可分為開放式巖棉培和循環(huán)式巖棉培。開放式巖棉培的特點是營養(yǎng)液不循環(huán)利用。通過滴灌滴入的營養(yǎng)液，多余的部分，從巖棉種植墊的底部流出排出室外。優(yōu)點是設(shè)施結(jié)構(gòu)簡單，施工容易。造價底，管理方便，不會因營養(yǎng)液循環(huán)導(dǎo)致病害蔓延。缺點是營養(yǎng)液消耗較多，排出室外棄之不用會造成環(huán)境污染（使環(huán)境氮磷富營養(yǎng)化）。 循環(huán)式巖棉培的營養(yǎng)液通過回流管回流到地下貯液池內(nèi)，循環(huán)使用。不會造成營養(yǎng)液浪費和環(huán)境污染。但循環(huán)式巖棉培設(shè)計復(fù)雜，基本建設(shè)投資較大，容易傳播根際病害。 主要設(shè)施有栽培床、供液裝置、排液裝置（循環(huán)供液不需要） 開放式巖棉培的栽培床是做成高畦。番茄畦高10厘米，畦寬1.5米，大行距80厘米，小行距70厘米，小行距在畦溝之間處。地面平整，有1:100的坡降，用乳白色的薄膜將地面全部蓋住。巖棉種植墊（寬30厘米、高10厘米、長90厘米）排列在畦面上兩行，畦溝在畦中間，放置滴灌毛管和排出多于的營養(yǎng)液，步道在畦面上。冬季在巖棉種植墊的底部放置加溫管道，且用黑色薄膜將巖棉種植墊及溝蓋住，以利于吸熱、增溫。 封閉式巖棉培的栽培床用木板或硬泡沫塑料板在地面上筑成畦框，高15厘米，寬32厘米，長20~30厘米，框內(nèi)地面做成一條溝，溝按1:200坡降向集液池方向傾斜整個地面要壓實，鋪入乳白色塑料薄膜，緊貼地面及溝底。購中安置一條直徑為2厘米的硬質(zhì)聚氯乙烯排水管，并將其接到畦外的集液池中。溝兩側(cè)各案一條高5厘米、寬5厘米、長91厘米的硬泡沫塑料條塊，支撐巖棉種植墊，防止營養(yǎng)液滯留時浸到墊底。巖棉種植墊寬30厘米，長91厘米，高10厘米，用無紡布包住底部和兩側(cè)以防根系伸到溝中。將巖棉種植墊一個接一個排滿畦。其他與開放式巖棉培相同。 供液裝置采用滴灌系統(tǒng)供液，有貯液池、定量泵、管路。封閉式巖棉培沒有排液裝置。開放式巖棉培的排液裝置是將多余的營養(yǎng)液流入畦溝，集中流入排液溝中，流入集液池中。 采用24h內(nèi)間歇供液法。每株每小時滴灌2L營養(yǎng)液的速度滴液，滴1小時即停止滴液。待滴入的營養(yǎng)液都返回集液池，并抽上供液池后，又重新滴液。每周取巖棉種植墊底部流出的營養(yǎng)液測定2～3次，如電導(dǎo)率超過3.5mS/cm時停止供液，滴灌清水，洗去多余的鹽，當流出的營養(yǎng)液電導(dǎo)率降至接近清水時重新灌溉營養(yǎng)液。為了防止植株缺乏營養(yǎng)，可滴灌1/2或1/4原用濃度的營養(yǎng)液，當流出的營養(yǎng)液電導(dǎo)率與稀營養(yǎng)液接近時，重新滴灌原用營養(yǎng)液。 （二）有機基質(zhì)培 利用草炭及農(nóng)業(yè)廢棄物等經(jīng)過處理作為基質(zhì)的無土栽培方法。因其本身含有大量的營養(yǎng)元素，可以簡化營養(yǎng)液配方，降低成本。同時有機基質(zhì)多數(shù)具有保肥、保水能力，緩沖能力強，可見少化肥用量，減少肥料成本且減少產(chǎn)品的污染。因此栽培設(shè)施簡單，投資較少，管理方便，產(chǎn)品容易符合無公害的要求。有機基質(zhì)的種類較多，如草炭，秸稈、酒糟、木屑等，其理化性狀各有千秋，一般采用混合基質(zhì)，以彌補各自的缺陷達到互補作用。 有機基質(zhì)培的設(shè)施由貯液池、栽培床、加液系統(tǒng)、排液循環(huán)系統(tǒng)組成。栽培床有槽式、袋式栽培床。栽培槽可由水泥、磚、聚苯板、玻璃鋼、銀灰色塑料薄膜等材料制成。栽培袋有開口筒式和枕式兩種，用聚乙烯黑色或黑白雙面膜制成。加液系統(tǒng)采用滴灌或噴灌，營養(yǎng)液由泵從貯液池中抽出，經(jīng)過濾器，進入滴灌或噴灌軟管進入栽培床，被作物吸收，剩余的營養(yǎng)液滲入滲液層，進入排液溝流回貯液池再循環(huán)利用，開放式系統(tǒng)中營養(yǎng)液不循環(huán)利用。 （三）基質(zhì)立體栽培 是基質(zhì)培的一種形式，主要設(shè)施有貯液池、栽培立柱、加液及排液系統(tǒng)。主要是栽培床改為栽培立柱，其他設(shè)施與基質(zhì)培相同。栽培立柱有柱狀、長袋狀、梅花瓣狀栽培缽等形式。栽培柱用石棉水泥管或硬質(zhì)塑料管制成，立在溫室中，在栽培柱的四周按螺旋位置開孔，植物種植在孔中；栽培長袋訓(xùn)練有素直徑15厘米、后0.15毫米的聚乙烯筒膜制成長度一般為2米，低端扎緊裝入基質(zhì)，上端扎緊懸掛在溫室中，袋四周開孔孔徑2.5～5.厘米種植作物。栽培缽為六瓣體塑料缽，高20厘米、直徑20厘米、瓣間距10厘米。栽培缽裝入基質(zhì)，錯開花瓣位置疊放成立柱，花瓣處定植作物。栽培柱行間距80～120厘米。加液及排液裝置由滴灌系統(tǒng)組成。 （四）有機生態(tài)型無土栽培 有機生態(tài)型無土栽培是有機基質(zhì)無土栽培的一種，但是有不同，他不用傳統(tǒng)的營養(yǎng)液灌溉作物，而是使用各種有機肥的固態(tài)形態(tài)直接混施于基質(zhì)中，并直接灌溉清水的一種無土栽培技術(shù)。其特點是 ① 操作管理簡單 免除了營養(yǎng)液配制操作的麻煩，避免了由于供液量不適造成的營養(yǎng)不良癥，簡化了供液程序。② 營養(yǎng)充足，全面，緩沖能力強 ③ 降低一次性成本 取消了營養(yǎng)液配制設(shè)備、測試系統(tǒng)、定時器、循環(huán)系統(tǒng)等設(shè)備。④ 節(jié)省生產(chǎn)費用 與使用營養(yǎng)液相比，有機生態(tài)型無土栽培主要使用消毒有機固態(tài)肥，肥料成本降低60～80%。 ⑤ 對產(chǎn)品及環(huán)境無污染 采用消毒有機固態(tài)肥，不會產(chǎn)生過多的硝酸鹽等有害無機鹽及其他有害化學(xué)物質(zhì)，系統(tǒng)排出液中硝酸鹽含量只有1～4mg/L，因此對環(huán)境無污染，產(chǎn)品可達到綠色食品標準。 有機生態(tài)型無土栽培的設(shè)施與其他基質(zhì)培的設(shè)施相同。主要有栽培槽、滴灌系統(tǒng)、貯液池。但是基質(zhì)和營養(yǎng)管理、水分管理不同?；|(zhì)采用消毒雞糞、草炭、爐渣等混合基質(zhì)。生產(chǎn)番茄一茬1m3基質(zhì)中應(yīng)含有氮（N）1.5～2.0公斤，磷（P2O5）0.5～0.8公斤，鉀（K2O）0.8～2.4公斤。分基肥和追肥分次施入，基肥與追肥的比例為1:3至6:4，每次1m3基質(zhì)追肥量氮（N）80～150g，磷（P2O5）30～50g，鉀（K2O）50～180g，分次追肥。定植前在基質(zhì)內(nèi)混入基肥，定植后20天內(nèi)不追肥，只澆清水，以后每隔10～15天追肥一次，均勻撒施在離根5厘米以外的周圍。定植前將基質(zhì)澆清水達到濕潤，定植時將基質(zhì)澆透。每天灌水1～3次保持基質(zhì)含水量60～85%，冬季隔一天灌水一次。 第二節(jié) 無土栽培的必要設(shè)備 一、水培的必要設(shè)備 1.栽培槽 一般為水泥磚結(jié)構(gòu)、聚苯板、硬質(zhì)塑料板、木板、金屬板等材料制成。長方形、三角形、U形。栽培槽要求防滲漏、防止水泥影響營養(yǎng)液的pH值，因此可以在槽內(nèi)鋪入塑料薄膜。要有一定坡降，以利于營養(yǎng)液循環(huán)流動。槽寬窄應(yīng)根據(jù)栽培作物的行距大小要求而定，果菜一槽種植一行或兩行，槽與槽之間留有步道，槽寬加步道與行距相等（80～150厘米），槽深多為15～20厘米，槽長不宜過長（10～40米）否則營養(yǎng)液循環(huán)不暢，造成供氧不良。葉菜一槽種植多行，槽寬可達80～150厘米。槽高的一端留有營養(yǎng)液注入口，另一端留有排液口。 2.貯液池 應(yīng)在整個系統(tǒng)的最低處，即避光又能保持營養(yǎng)液相對恒溫。一般建在地下，修建一水泥池，形狀長方形或圓形，傾斜式底部為適用。內(nèi)壁四周圖一層防水樹脂，避免營養(yǎng)液滲漏。也可在地下挖一個坑，鋪入聚乙烯塑料薄膜。貯液池上沿高出地面10～20厘米，池上加蓋，避光，防雨，防雜物落入，防止藻類植物滋生，污染營養(yǎng)液，堵塞循環(huán)管道，傳播病蟲害。貯液池的容量越大，營養(yǎng)液的pH值、電導(dǎo)度變化越小。按每個植株占液量推算，如果大型的番茄、黃瓜等每株需15～20L，小型的葉菜每株需3L左右營養(yǎng)液，按1/2量營養(yǎng)液存于栽培槽中，1/2存于貯液池中，一般1000m2的溫室需建30m3左右的貯液池。NFT系統(tǒng)一公頃溫室需要鍵10～15m3的貯液池。 NFT系統(tǒng)在貯液池上方還有濃營養(yǎng)液罐、酸堿罐和注入泵，靠注入泵注入貯液池中，受控制儀（pH儀、電導(dǎo)儀等）指揮，當貯液池中的營養(yǎng)液少到一定時它接收感應(yīng)器輸出信號，把酸和濃營養(yǎng)液注入貯液池中，達到預(yù)定標準時停止注入。 3.營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) 水泵 應(yīng)選用耐腐蝕、無毒的，功率應(yīng)根據(jù)溫室大小及營養(yǎng)液流量大小而定。一般1000～2000m2的溫室選用一臺φ25～50mm、功率1.5KW自吸式水泵或潛水泵。大型系統(tǒng)應(yīng)采用離心泵。 供液管道 可分為主管道、支管道和毛管，與栽培槽最高端供液口連接供液。全部采用耐腐蝕、無毒材料，一般為聚乙烯塑料管道，管徑粗細適宜并通過流量調(diào)節(jié)閥門控制流量。應(yīng)避光防止管道老化、堵塞。有的系統(tǒng)在供液管道上安裝空氣混合器，給營養(yǎng)液加氧。 回流管道 要求耐腐蝕、無毒。與栽培槽最低端排液口連接，回流管道管徑要足夠大，確保營養(yǎng)液快速排到貯液池中。也分為主管、支管和毛管。有的系統(tǒng)的回流管口架高在貯液池上方，將回流的營養(yǎng)液從高處落下，利用回流落差使注入的營養(yǎng)液濺起的水泡給營養(yǎng)液加氧。應(yīng)避光防止管道老化、堵塞。 4、pH控制儀 NFT系統(tǒng)還安裝pH控制儀，當營養(yǎng)液的pH上升到一定指標時感應(yīng)器就會發(fā)出信號，控制器就會讓泵注入酸調(diào)節(jié)。pH控制儀可監(jiān)控每天的pH值變化，避免pH變化激烈超出正常范圍。 5、電導(dǎo)儀 NFT系統(tǒng)還裝有電導(dǎo)儀，電導(dǎo)儀感應(yīng)電池放在塑料殼里的碳電極，把它懸掛并部分浸入營養(yǎng)液中，也可放在循環(huán)泵供液管道上，營養(yǎng)液流到栽培槽之前流經(jīng)感應(yīng)電池，當營養(yǎng)液電導(dǎo)率超出適宜范圍時，指令注入泵加入濃營養(yǎng)液及水調(diào)節(jié)，使營養(yǎng)液濃度恢復(fù)到預(yù)定水平。 二、基質(zhì)培的必要設(shè)施 1.栽培槽及栽培袋 與水培的栽培槽的規(guī)格及制作材料相同。一般槽寬24～36厘米，高15厘米栽一行，如槽寬72厘米栽培兩行。 栽培袋用厚度0.07～0.08mm，折徑30～35厘米的乳白色或黑白雙面聚乙烯膜筒制成，白色作袋面。開口筒式栽培袋是將筒膜剪成35厘米長，一端封嚴，每袋裝基質(zhì)10～15L，栽一株果菜。枕式栽培袋是將膜筒剪成70厘米長，先將一端封嚴，從另一端裝入基質(zhì)20～30L，再將另一端封嚴，定植時在袋上開兩個直徑10厘米的定植孔，兩個孔中心距離為40厘米，栽2株果菜。袋底部或兩側(cè)應(yīng)該扎2～3個直徑0.5～1.0厘米的小孔，以便排出多于的營養(yǎng)液，防止?jié)a根。 2.貯液池及貯液罐 貯液池與水培相同，需要水泵。貯液罐必須耐腐蝕，一般架高放置，使營養(yǎng)液靠重力流入滴灌管。 3.滴灌系統(tǒng) 可以是滴灌、軟管灌。 第三章 無土栽培原理 第一節(jié) 固體基質(zhì) 一、 固體基質(zhì)的種類 按基質(zhì)的組分來分類可分為： 無機基質(zhì) 砂子、礫石、珍珠巖、蛭石、巖棉、礦棉、陶粒、聚乙烯、聚丙烯、酚類樹脂、尿醛泡沫塑料、爐渣 有機基質(zhì) 草炭、泥炭、木屑、秸稈、稻殼、樹皮、棉籽殼、蔗渣、椰糠 二、固體基質(zhì)的作用 1.支持固定植物 2.保持水分 3.保持和提供營養(yǎng) 4.提供氧氣 5.緩沖作用 三、對固體基質(zhì)的要求 植物的根系直接與基質(zhì)接觸，因此基質(zhì)的理化性質(zhì)對根系的吸水、吸肥，呼吸等生理活動影響很大。 （一）理想基質(zhì)應(yīng)具備的條件 1.適于種植多種植物，適于植物各個生長階段的生育。 2.容重輕，便于搬運。 3.總孔隙度大，達到飽和吸水量后，尚能保持大量通氣孔隙，有利于植物根系的貫通和擴展。 4.吸水率大，持水力強，減少澆水次數(shù)；同時，多余的水分容易排除，不易發(fā)生濕害。 5.具有一定的彈性和伸長性，對根系的固定性好又不妨礙根系生長。 6.澆水少時不易斷裂而傷根，澆水多時不粘妨礙根系呼吸。 7.絕熱性好，基質(zhì)溫度穩(wěn)定不傷根 8.基質(zhì)不帶病、蟲、草害 9.不會因高溫、冷凍、化學(xué)藥劑處理而發(fā)生變形變質(zhì)，便于重復(fù)使用時基質(zhì)消毒。 10.基質(zhì)具有一定的肥力，對養(yǎng)分的供給和pH值有一定緩沖能力，又不會對營養(yǎng)液和pH有干擾。 11.pH值易調(diào)節(jié)。 12.不污染環(huán)境。 （二）基質(zhì)的物理特性 1.容重 是以基質(zhì)干重/基質(zhì)體積來表示（g/cm3） 容重主要受基質(zhì)密度（質(zhì)地）和顆粒大小的影響，反映了基質(zhì)的疏松程度。容重過大，總孔隙度小，基質(zhì)緊實。這種基質(zhì)透水、透氣性差，影響根系生長，栽培效果差，操作管理難。容重過小，總孔隙度大，基質(zhì)疏松，通氣性好，但是基質(zhì)易干，需經(jīng)常澆水，管理麻煩，基質(zhì)易漂浮，根系固定不好。一般基質(zhì)容重以0.1～0.8g/cm3為好。實際上對于容重小而吸水多的基質(zhì)，濕容重更能說明問題。 2.總孔隙度 指基質(zhì)中持水空隙和通氣空隙的總和占基質(zhì)體積的百分數(shù) 總孔隙度=(1-容重/比重)100 孔隙度大基質(zhì)疏松，容納的空氣與水的量大，有利于根系生長，但對根系的固定和支撐差。反之孔隙度小，基質(zhì)緊實，氣水容納量較少，不利于根系伸展，需頻繁供液。大空隙占5%以下屬低孔隙度，占5～30%屬中等孔隙度，大于30%屬高孔隙度。高孔隙度的基質(zhì)持水量低，容易干燥。一般總孔隙度在54～96%較適宜。 3.氣水比（大小空孔隙比） 是指在一定時間內(nèi)，基質(zhì)中容納氣、水的相對比值，通常以基質(zhì)的大孔隙和小孔隙之比來表示，并以大孔隙值作為1。大空隙是指基質(zhì)中空氣占據(jù)的空間，即通氣孔隙，孔隙直徑0.1mm以上；小孔隙是指基質(zhì)中水分占據(jù)的空間，即持水孔隙，孔隙直徑在0.001～0.1mm范圍內(nèi)（毛管水）。用下式表示： 大小孔隙比=通氣孔隙（%）/持水空隙（%） 總孔隙度只能反映在基質(zhì)中空氣和水分能容納的空間總和，不能反映基質(zhì)中空氣和水分各自能容納的空間。而大小孔隙比能夠反映出基質(zhì)中氣與水之間的狀況，是衡量基質(zhì)優(yōu)劣的重要指標，與總孔隙度一起可全面的表明基質(zhì)中氣和水的狀態(tài)。如果大小孔隙比大，說明空氣容量大而持水容量小，即貯水力弱而空氣容量大；反之，如果大小孔隙比小，則空氣容量小而持水量大。一般基質(zhì)的氣水比在1∶2～4范圍內(nèi)為宜，此時基質(zhì)持水量大，通氣性好。如果用孔隙度衡量就是總孔隙度中同時能夠提供20%的大孔隙和20～30%的小空隙。 4.顆粒大小（粒徑） 是指基質(zhì)顆粒的直徑大小，用毫米表示?；|(zhì)顆粒大小直接影響基質(zhì)的容重、總孔隙度和大小孔隙比?；|(zhì)顆粒越小容重越大、總孔隙度越小，大小孔隙比越??；反之亦然。一般基質(zhì)顆?？煞治寮墸?1mm、1～5mm、5～10mm、10～20mm、20～50mm。以0.5～5mm為好，小于0.5mm的顆粒最好不超過基質(zhì)總量的5%。當然不同基質(zhì)適宜的粒徑大小不同，砂粒粒徑以0.5～2.0mm為宜，陶粒以10mm內(nèi)為宜。栽培基質(zhì)應(yīng)有較好的形狀，不規(guī)則的顆粒表面，但不具棱角，有較大的表面積，能夠保持較多水分，多孔結(jié)構(gòu)顆粒內(nèi)部保持水分。此外基質(zhì)應(yīng)具有抗分解能力，以免栽培日久顆粒由大變小，基質(zhì)孔隙度辦校，容重改變。由于多數(shù)基質(zhì)的理化特性不夠理想，因此生產(chǎn)中多采用混合基質(zhì)，基質(zhì)混合后的體積要小于原來材料的體積的總和。 表2 基質(zhì)的物理性狀 基質(zhì) 種類 容重（g/cm3） 比重（g/cm3） 總孔隙度（%） 大孔隙（%） 小空隙（%） 氣水比 持水量（%） 適宜粒徑（mm） 土 1.10 2.54 66.0 21.0 45.0 1:2.14 砂子 1.5~1.8 2.62 30.5 29.5 1.0 1:0.03 小 0.5~3 爐渣 0.78 54.7 21.7 33.0 1:1.51 1~5.0 蛭石 0.07~0.25 2.61 95~133.5 25.0 108.5 1:4.35 大55 0.75~8 珍珠巖 0.03~0.16 2.37 60.3 29.5 30.75 1:1.04 大 3~4 巖棉 0.06~0.11 96~100.0 64.3 35.75 1:0.55 大 草炭 0.2~0.6 1.55 77~84 5~30 72~54 棉籽餅菇渣 0.24 74.9 73.3 26.69 1:0.36 木屑 0.19 78.3 34.5 43.75 1:1.26 炭化稻殼 0.15 82.5 57.5 25.0 1:0.43 脲醛泡沫 0.01-0.02 829.8 101.3 726.0 1:7.13 礫石 1.5~1.8 小 1.6~20 膨脹陶粒 0.5~1.0 小 0.5~1.0 蔗渣 0.12~0.28 90.8 44.5 46.3 1:1.04 樹皮 0.1~0.3 2.00 松樹針葉 0.1~0.25 1.90 （三）基質(zhì)的化學(xué)特性 1.基質(zhì)的酸堿度（pH值） 主要影響根系環(huán)境的酸堿度，而且酸堿度過高及過低都會使某些元素沉淀，造成缺素癥。一般植物生長適宜的pH=5.6～7,因此基質(zhì)的pH=6～7較好。石灰質(zhì)的礫石和砂子富含碳酸鈣（CaCO3），供液后溶入營養(yǎng)液中，使pH升高，發(fā)生鐵沉淀，造成植物缺鐵，故不適合作基質(zhì)使用。酸性或堿性基質(zhì)在使用前應(yīng)用水洗、用酸堿調(diào)節(jié)。 基質(zhì)酸堿度的測定方法：取1份基質(zhì)加5份蒸餾水（體積比）混合、充分攪拌，1小時后采用酸度計測定。 2.基質(zhì)的鹽基交換量（CEC） 是指基質(zhì)的陽離子代換量，即在一定酸堿條件下，基質(zhì)含有的可代換性陽離子的數(shù)量。以100g基質(zhì)代換吸收陽離子的毫克當量數(shù)（me/100g基質(zhì)）來表示。鹽基代換量表示基質(zhì)對養(yǎng)分的吸附能力，對養(yǎng)分和pH值的緩沖能力。但是也會影響營養(yǎng)液的平衡，使人們難以控制營養(yǎng)液的組分。基質(zhì)的鹽基代換量越大則緩沖能力越強?；|(zhì)緩沖能力大小順序：有有機基質(zhì)>無機基質(zhì)>惰性基質(zhì)>營養(yǎng)液。高位草炭的鹽基代換量為140～160me/100g、中位草炭的鹽基代換量為70～80me/100g、蛭石的鹽基代換量為100～150me/100g、樹皮的鹽基代換量為70～80me/100g，砂、礫、巖棉等惰性基質(zhì)的鹽基代換量為0.1～1.0me/100g。盆栽時基質(zhì)的鹽基交換量在10～100me/100cm3比較適宜。 3.基質(zhì)的電導(dǎo)率（EC） 表示基質(zhì)中已經(jīng)電離鹽類的溶液濃度。一般用毫西門子/厘米（mS/cm）表示。反映基質(zhì)中原來帶有的可溶性鹽分的多少，直接影響營養(yǎng)液的平衡，一般不宜超過1000mg/kg，最好≤500mg/kg?；|(zhì)中含有一定的鹽分可為植物提供一定的營養(yǎng)，但是電導(dǎo)率過高會影響營養(yǎng)液的平衡，且造成鹽害。一般花卉栽培基質(zhì)的電導(dǎo)率小于0.37～0.5 mS/cm時（相當于自來水）必須施肥，電導(dǎo)率達到1.3～2.75 mS/cm時一般不用施肥，栽培蔬菜作物時基質(zhì)的電導(dǎo)率應(yīng)大于1 mS/cm。 4.基質(zhì)的化學(xué)成分及穩(wěn)定性 基質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)的種類、含量，及發(fā)生化學(xué)變化的難易程度，直接影響營養(yǎng)液的平衡，同時也為植物提供養(yǎng)分。在無土栽培中要求基質(zhì)有很強的化學(xué)穩(wěn)定性，不含有毒物質(zhì)，以減少營養(yǎng)液受干擾的機會，保持營養(yǎng)液的化學(xué)平衡。 表3 幾種基質(zhì)的營養(yǎng)元素含量 基質(zhì)種類 全氮 （%） 全磷 （%） 速效磷mg/L 速效鉀mg/L 代換鈣mg/L 代換鎂mg/L 速效銅mg/L 速效鋅mg/L 速效鐵mg/L 速效硼mg/L 菜田土 0.106 0.077 50.0 120.5 324.7 330.0 5.78 11.23 28.22 0.425 爐渣 0.183 0.033 23.0 203.9 9247.5 200.0 4.00 66.42 14.44 20.3 蛭石 0.011 0.063 3.0 501.6 2560.5 474.0 1.95 4.00 9.65 1.063 珍珠巖 0.005 0.082 2.5 162.2 694.5 65.0 3.50 18.19 5.68 巖棉 0.084 0.228 1.338* 棉籽殼 2.20 2.26 0.17* 炭化稻殼 0.54 0.049 66.0 6625 884.5 175.0 1.36 31.30 4.58 1.29 玉米芯菇渣 1.89 0.137 0.77* 5.37* 0.528* 河砂 0.01 99.2 307* 727* 318* 玉米秸 0.84 677 1.43* 0.494* 0.289* 麥秸 0.44 686 1.28* 0.309* 922* 楊樹木屑 0.21 226 0.27* 0.689* 666* 注：*為百分數(shù)（%） 5.基質(zhì)的碳氮比 碳氮比高的基質(zhì)由于微生物的活動對氮的爭奪，會導(dǎo)致植物缺氮。C/N值在200:1～500:1屬中等，小于200:1屬低等，大于500:1屬高等，一般基質(zhì)栽培要求碳氮比宜低，不宜高，通常碳氮比在30:1左右較為適宜。 表4 基質(zhì)的化學(xué)特性 基質(zhì)種類 PH CEC（me/100g） EC（mS/cm） C/N 砂子 6.5~7.8 爐渣 6.8水洗 蛭石 6.5`~9 珍珠巖 6.0~6.3 巖棉 6.3~8.3 低 草炭 3~6.5 棉籽餅菇渣 6.4 木屑 6.2 炭化稻殼 6.5 泡沫塑料 礫石 膨脹陶粒 4.9~9 蔗渣 樹皮 4.2~4.5 松樹針葉 四、幾種固體基質(zhì)的特性 （一）無機基質(zhì) 1.巖棉 白色或淺綠色。容重為0.06～0.11g/cm3，總孔隙度96～100%，大孔隙為64.3%，小空隙為35.7%，氣水比1:0.55，吸水力強，pH值為6.0～8.3,碳氮比和鹽基代換量低，屬惰性基質(zhì)。因此，巖棉體輕，易般運；理化性狀穩(wěn)定；高溫