水培是在環境相對可(kě)控的條件下進行的,其作(zuò)物(wù)生長(cháng)的營養供應以及各種環境因子可(kě)以做到相對精(jīng)準的調控,因此水培蔬菜的産量和品質(zhì)都是傳統土壤栽培無法比拟的,無論是從安(ān)全性,還是蔬菜口感、内在品質(zhì),都要遠(yuǎn)比土壤栽培優越。
水培生産技(jì )術的優越性越來越受到人們的重視,特别是葉類蔬菜,生産周期短,産量高,水培技(jì )術簡單,因此水培技(jì )術在葉類菜生産中的應用(yòng)最為(wèi)廣泛。那麽我們今天就來講講水培技(jì )術!
水培技(jì )術的發展
○ 礦質(zhì)營養學(xué)說的提出
李比希提出了礦質(zhì)營養學(xué)說,證明了植物(wù)生長(cháng)利用(yòng)的是離子化礦質(zhì)化的無機營養元素,緻使人們從有機養分(fēn)的局限認識中得到了解放與提升,為(wèi)現代化學(xué)農業及營養液栽培的發展開啓了一道劃時代的大門,預示着化肥農業的開始。從此,化肥廣泛應用(yòng)在農業上,農業生産力水平得到大幅度提高。
○ 探明了植物(wù)營養需求的機理(lǐ)
人們通過研究植物(wù)營養,證明了植物(wù)正常生長(cháng)所需的營養因子及環境因子必須協調地得到滿足與供給,否則會造成植物(wù)生長(cháng)發育不良,也就是生理(lǐ)障礙的發生。植物(wù)隻有在充足的肥、水、氣環境中,再加上外界的光照、溫度、濕度、二氧化碳等氣候因子,才能(néng)正常生長(cháng),缺一不可(kě)。這就為(wèi)當前水培技(jì )術的形成提供了理(lǐ)論與認識基礎,啓發性地讓人們想到,隻要肥、水、氣的充分(fēn)供給就可(kě)以讓植物(wù)正常生長(cháng)與發育。
○格裏克邁出了重要一步
人們通過研究植物(wù)的生長(cháng)機理(lǐ),發現土壤的作(zuò)用(yòng)就是為(wèi)植物(wù)供應充足的水、氣、肥,如果能(néng)滿足植物(wù)根系對水、氣、肥的需求,即使沒有土壤植物(wù)也可(kě)正常生長(cháng)。于是,植物(wù)營養學(xué)家格裏克開始研究番茄水培技(jì )術,種植出了世界上第一株水培植物(wù)——水培番茄。從此,更多(duō)科(kē)學(xué)家開始研究植物(wù)水培技(jì )術,目前該技(jì )術已成為(wèi)一項專門的學(xué)科(kē)與專用(yòng)的技(jì )術。
在軍事基地上的運用(yòng)
1930年美國(guó)将水培技(jì )術應用(yòng)于軍事基地,為(wèi)基地的官兵們生産蔬菜。最早采用(yòng)的是沙培方法,因為(wèi)大多(duō)軍事基地是建在沒有土壤的荒漠上,他(tā)們利用(yòng)沙子作(zuò)為(wèi)基質(zhì)來代替土壤,用(yòng)營養液作(zuò)肥料進行最早的營養液栽培。當時主要生産葉菜類與番茄,特别是番茄汁為(wèi)人們提供了大量的礦物(wù)質(zhì),所以戰後美國(guó)的番茄産業發展極為(wèi)迅速。
○現代水培技(jì )術的形成
美國(guó)率先将水培技(jì )術應用(yòng)于軍事上,日本是較早将水培技(jì )術應用(yòng)于農業生産的。1960年,日本靜岡縣清水市的園藝試驗場興津支場率先開始了水培技(jì )術的系統化栽培研究(很(hěn)重要的一個方面是解決農作(zuò)物(wù)的連作(zuò)障礙),開展了沙培、礫培等模式研究,并逐步發展到現代的純水培技(jì )術。
水培蔬菜種植的優勢
○●質(zhì)量好
水培蔬菜是以營養液作(zuò)為(wèi)植物(wù)根系的直接吸收成分(fēn),在這個過程中能(néng)夠保證植物(wù)獲取充足的養分(fēn),進而保證蔬菜更為(wèi)迅速的生長(cháng)。這一點在與傳統蔬菜種植技(jì )術相比之下有着巨大的優勢。由于采取營養液的生長(cháng)模式,所以對于植物(wù)攝取的能(néng)量也可(kě)以實現精(jīng)準控制,這便有利于植物(wù)營養獲取的均衡,進而保證植物(wù)的質(zhì)量有很(hěn)大的提高。同時水培種植蔬菜的生長(cháng)環境相對于傳統種植模式有很(hěn)大的環境保障,這一點對于蔬菜質(zhì)量的提高也至關重要。
○●便于管理(lǐ)
相比于傳統的蔬菜種植模式,水培蔬菜種植在前期進行設備的投入之後,後期的蔬菜種植過程與管理(lǐ)都十分(fēn)的簡便,不僅如此,通過對檢測設備的利用(yòng),可(kě)以進一步的釋放勞動力,這對于成本的控制也是十分(fēn)有利的。
◆浮闆毛管水培技(jì )術
浮闆毛管水培簡稱FCH,是由浙江省農業科(kē)學(xué)院和南京農業大學(xué)于1991年參考日本的浮根法經改良共同研制成功的一種新(xīn)型無土栽培系統,成本低,管理(lǐ)方便,節能(néng)實用(yòng),适宜我國(guó)南北方各種氣候條件和生态類型地區(qū)應用(yòng)。
該技(jì )術的特點:
(1)采用(yòng)栽培床内設浮闆濕氈的分(fēn)根技(jì )術,為(wèi)培養濕氣根創造豐氧環境,解決了水氣矛盾;
(2)采用(yòng)較長(cháng)的水平栽培床貯存大量的營養液,确保斷電(diàn)時肥水能(néng)充足、穩定地供給;
(3)冬天用(yòng)電(diàn)熱線(xiàn)在栽培床内加溫,夏季用(yòng)深井水降溫,确保根際溫濕度的穩定;
(4)設備投資少,耗電(diàn)少,安(ān)裝(zhuāng)操縱方便。該設施由栽培床、貯液池、循環系統和控制系統四部分(fēn)組成,營養液由定時器控制水泵通過管道空氣混合器流經栽培床再回到貯液池,全封閉式的營養液循環受外界環境條件變化小(xiǎo),适合各種植物(wù)生長(cháng)。
◆營養液膜技(jì )術
營養液膜技(jì )術簡稱為(wèi)NFT(Nutrient Film Technique),是一種将植物(wù)種植在淺層流動的營養液中的水培方法,由英國(guó)溫室作(zuò)物(wù)研究所庫柏(A.J.Cooper)于1973年發明。1979年以後,該技(jì )術迅速在世界範圍内推廣應用(yòng)。據1980 年的資料記載,當時已有68 個國(guó)家正在研究和應用(yòng)該技(jì )術進行無土栽培生産。
我國(guó)于1984年開始進行營養液膜無土栽培技(jì )術的研究和應用(yòng),成效較好。營養液膜設施主要由種植槽、貯液池、營養液循環流動系統裝(zhuāng)置組成,優點是設施的投資少,施工快捷簡便,種植槽内的液層淺且可(kě)流動,可(kě)以較好地解決根系供氧問題,并易于實現生産自動化管理(lǐ)。
◆深液流技(jì )術
深液流技(jì )術是最早成功應用(yòng)于商業化植物(wù)生産的無土栽培技(jì )術,1929年由美國(guó)加利福尼亞州大學(xué)的格裏克(W. F.Gericke)首先應用(yòng)于作(zuò)物(wù)的商業化生産。在幾十年的發展過程中,世界各國(guó)都對該項技(jì )術作(zuò)了許多(duō)改進,現已成為(wèi)一種管理(lǐ)方便、性能(néng)穩定、設施耐用(yòng)高效的無土栽培類型。
○●立體(tǐ)式水培技(jì )術
◆A字型立體(tǐ)水培設備
A字型水培設備包括支架、營養液循環裝(zhuāng)置、栽培槽、控制裝(zhuāng)置四部分(fēn)。營養液循環裝(zhuāng)置與栽培槽相連,栽培槽設置在支架上,控制裝(zhuāng)置控制營養液循環。支架為(wèi)三角形結構,兩個豎直側面上對稱設有數個支撐塊,兩豎直側面各設有1個栽培槽,栽培槽由數個首尾銜接的U型管組成,U型管上有數個栽培口,栽培槽通過支架上的支撐塊水平放置在支架上,栽培槽上下兩端分(fēn)别為(wèi)進液口和出液口,三角支架兩側都有栽培槽。A字型立體(tǐ)水培将平面栽培轉化為(wèi)立體(tǐ)栽培,大大提高了栽培面積。
◆屋脊型立體(tǐ)水培設備
屋脊型水培設備的支架為(wèi)正方形結構,在4個側面上對稱設有8個栽培槽,共計有192個。這種裝(zhuāng)置通過四面種植的方式大大提高了栽培面積。栽培槽由數個首尾相連的三通組成,數個直行管設有數個栽培口,栽培槽的上端為(wèi)進液口,下端留1個出液口。設備還包括營養液循環裝(zhuāng)置、栽培槽、控制裝(zhuāng)置等。營養液循環裝(zhuāng)置與栽培槽相連,栽培槽之間互相連接,構成一個整體(tǐ)的房屋型結構,控制裝(zhuāng)置控制營養液循環系統,支架管既是支撐管也是營養液流動管。