第6章 常用基质培生产设施及管理.ppt

第六章常用基质培生产设施及管理 第一节沙培生产设施及管理 沙培 SandCulture 是用沙粒作为作物生长基质的一类无土栽培技术 由于沙粒的来源广泛 价格低廉 生产设施的结构较为简单 建造方便 维护及运行费用便宜 因此在世界上许多国家得到广泛的应用 沙培中种植的豆角 露天沙培樱桃 一 沙培生产设施的结构 主要由种植槽 供液和排液系统 贮液池等部分组成 一 种植槽根据形状的不同可分为下列几种类型 1 V形种植槽 2 形种植槽 3 平底种植槽 槽底水平 可用3 4层红砖在地面平铺而成 槽内衬一层黑色塑料薄膜 1 红砖叠成的槽框2 塑料薄膜3 液位观察管4 基质5 滴头6 供液管7 地面平底种植槽结构示意图 槽式沙培种植甜瓜 厚皮甜瓜槽式沙培 全温室地面沙培 沙培一般采用滴灌来供液 近几年来 还有一种流量很小 0 2 0 5L h 的重力自流式滴灌系统 它通过供液支管在大棚或温室的种植槽四周互相连通 形成一个闭环系统 以使各处的压力尽量均匀 然后把已连接有滴头的毛滴管两端与供液支管相连并平铺在种植槽的基质面上 二 供液系统 1 贮液池2 阀门3 供液主管4 毛滴管5 种植槽槽框6 温室7 工作通道重力自流式滴灌系统在棚内设置示意图 还可用薄壁滴灌带来供液薄壁滴灌带每隔25 30cm左右打出1个或2个小孔 未使用前呈扁平状 直接铺在基质面上 供液时水流入后即把滴灌带撑胀起来并从小孔中喷射出营养液来 一旦停止供液 滴灌带会瘪下去 这种滴灌带成本很低 使用上很方便 三 贮液池 如采用水泵进行供液的 可把贮液池建在地下 而如果采用重力自流式供液的 则要根据滴灌系统对压力的要求而把贮液池架高建在地面以上 1 池体2 支撑柱3 清洗用排水口4 供液出水口5 地面高设贮液池结构示意图 供液池外观 二 沙培生产设施的管理 一 滴灌系统的日常管理滴灌系统堵塞的可能原因 1 营养液原料纯度不高2 不溶性物质含量高3 水源杂质多4 配制过程产生沉淀5 水质硬度高6 过滤器的过滤效果差等 二 营养液管理及其它 1 营养液配方的选择和配制要选用浓度较低 1 0 1 5ms cm 酸碱反应较稳定的配方 配制营养液要严格按照操作规程进行 以避免沉淀物的大量产生和堵塞滴头 2 供液浓度和频度 当阳光充足 温度高 湿度小 风力较强 如秋季 时供液的浓度应降低 大约为1 0 1 2ms cm 而且每天的供液次数要较多 反之 在光照不足 温度较低 湿度大 风力较弱 如早春季节 要稍为提高营养液的浓度至1 2 1 5ms cm 每天的供液次数应少一些 3 供液量的确定 应根据植株的大小和光照 温度 湿度及通风条件的不同来具体确定 最好是控制在基质中没有水层的出现而基质的含水量达到其饱和持水量的70 80 左右即可 4 基质中累积盐分的消除 盐分累积在基质表面 可见白色 盐霜 这可能危害植株根茎部 每隔1 2个月左右用较大量的清水冲洗一次基质表面 每隔2 3周 通过滴灌系统加入一次清水或稀的营养液 1 4剂量左右 以冲去基质中较多的盐分 第二节岩棉培生产设施及管理 岩棉培 RockwoolCulture 是以岩棉作为植物生长基质的一类无土栽培技术 岩棉培生产设施的材质轻便 建设安装简单 省力 费用相对较低 生产过程的管理简便 在配备有关的控制装置的条件下易于实现大规模生产的自动化 从1980年以来首先在欧洲应用 目前全世界应用的面积已超过3 4万hm2 不完全统计 以荷兰 英国 日本 以色列 俄罗斯等国的面积较大 我国近十几年来也有一些岩棉培的设施 但近十多年来除了引进的设备之外 国产化的岩棉生产设施的建设不多 发展速度缓慢 岩棉培番茄 岩棉培番茄 一 岩棉培的生产设施 根据岩棉培生产设施中营养液的利用方式不同 可将岩棉培分为 1 开放式岩棉培2 循环式岩棉培 岩棉种植垫 一 开放式岩棉培的生产设施 1 开放式岩棉培生产设施的特点所谓的 开放式 是指加入到岩棉种植垫中的营养液除了供给作物吸收利用之外 从种植垫中流出的多余营养液通过排液管道流到种植系统外部 而不是重复循环利用的 设施结构较为简单 安装容易 施工快捷 造价便宜 在生产过程中可以减少由于循环过程中存在于营养液中的病菌的传播蔓延的危险 即使有部分植株感染病害 只需把染病植株的种植袋清掉即可 存在的问题是营养液的用量较大 废弃的营养液对环境会造成一定的污染 2 开放式岩棉培的设施结构 主要包括放置在种植畦上岩棉种植垫 供液系统以及排去多余营养液的排液系统等部分组成 1 种植畦的结构 岩棉培滴灌种植甜椒 2 岩棉种植垫的规格 岩棉种植垫规格涉及每株作物占有的营养面积 体积 问题 或者说每株作物拥有的营养液量的问题 现在作为商品出售的岩棉种植垫多为四方体的 厚度约7 10cm 宽度为15 30cm 长度80 90cm左右 这样的种植垫如果每条种植2株作物 平均每株作物占有的体积大约为10多L 可满足多数作物生长所需 3 岩棉种植垫在种植畦中的排列 将种植垫一紧贴一个在种植畦背上排列成2行 每行均放在畦的斜面上 以利于多余的营养液从种植垫侧面的切口处流到畦沟中 这样排列的种植垫在畦面的2行间距较大 作为人行工作通道 而在畦沟之间的2行间距较小 不作为人行通道 而作为摆放供液管道及排水之用 4 供液系统 开放式岩棉培采用滴灌系统来供液 所谓的滴灌是指以小水滴的形式 点水源 通过滴头以较缓慢的速度进行灌溉的一种供液方法 它具有节水省工的优点 主要由液源 过滤器 各级供液管道 滴头以及在各级管道中安装的阀门等部分组成 液源 由有营养液池和无营养液池的2种方式来提供 1 有营养液池的方式 2 无营养液池的方式 不设大容量的营养液池 而只是设分别盛装A B2种浓缩液的浓缩营养液罐 1 水源2 电磁阀3 浓缩营养液定量注入泵4 营养液混合器5 浓缩营养液罐6 过滤器7 流量控制阀8 供液管9 滴灌管10 种植畦11 岩棉育苗块和种植垫12 支持铁丝开放式岩棉培无营养液池滴灌系统示意图 过滤器 主要有三种形式 1 滤网式过滤器 利用筛孔较小的滤网来起到过滤的目的 2 砂石过滤器 砂石过滤器是利用不同粒径的沙子和石砾来起到过滤作用 3 叠片式过滤器 叠片式过滤器则是利用具有许多小槽状的塑料片叠在一起 在水流经过时把粗大的颗粒过滤掉 经过一段时间的使用之后 过滤器均需进行清洗 防止堵塞而使得流量过分减少和水压降低 滴灌管道 从过滤器至种植行之间由不同管径的管道组成 管径从大至小分别称为干管 支管和毛管等 从种植行的毛管至每一株植株根茎部附近的那段小管为滴灌系统最末一级管道 称为水阻管 目前常用的水阻管有2种 1 滴管带滴头 孔径较大 约3 5mm左右 的塑料管 然后在此水阻管上连接上所选用的滴头 通过滴头来进一步调节流量 即使滴头堵塞了 也易于清理 2 发丝管 管径很小 内径只有0 5mm左右 流经发丝管的水流的压力大为降低 本身可作为滴头 由于管径较小 所以易堵塞 一旦堵塞之后难以清理疏通 对选用滴灌系统的要求 a 可靠性 b 均匀性 c 及时性 使用注意事项 a 定期检查滴灌系统所有部分的运行情况 特别是检查水泵的工作情况 滴头的堵塞及流量的变化情况以及过滤器的堵塞情况 b 切勿使用难溶性杂质含量高的肥料 采用的水源中的杂质不能过高 特别是利用硬水作为水源的 要经常清洗浓缩营养液罐和贮液池的水垢 并每隔3 5天用清水彻底冲洗一次滴灌系统 c 如采用人工控制阀门开关的 在供液未结束前均要有人看守 避免由于遗忘而使得供液过量 排液系统 从岩棉种植垫侧面约离地面1 3高度的位置切出5 7cm的切口流出的多余营养液流到畦沟中 再流到棚外的排水沟中 多余营养液的排水沟最好是与大棚或温室屋面所集雨水的排水沟分开 以便收集流出的多余营养液 然后再将这些营养液施到大田中 以避免污染环境 3 开放式岩棉培的营养液管理 要准确地确定供给营养液的浓度 数量及供液时期等管理上的技术参数 就要根据每株作物所占有的基质的体积 空气的温度和湿度的变化 太阳辐射的强弱以及作物的长势情况来具体确定 供液量的确定 受基质持水量 每株作物占有的基质体积以及作物的需水量三方面的影响 前两者基本上是固定不变的 而作物的需水量则是随着作物的种类 生育期和环境因素如光照 温度 湿度和风力等的变化而变化的 a 岩棉的持水量可达其容积的90 以上 但作为合适种植作物的持水量不应超过岩棉体积的80 而且岩棉基质中的水分存在着垂直分布上的差异 即上层的含水量低于下层的 b 作物的需水量不同作物或同一重作物的不同生育期的吸水量有着很大的差异 几种作物不同生育期的吸水量 L 株 天 山崎肯哉 1989 一年中不同月份开放式岩棉培的滴灌液量 L 株 天 c 供水量确定的方法 一是用张力计法测定基质中的含水量张力计法是在一个温室或大棚中选取5 7个点 在每个点的岩棉垫的上 中 下三层中各安装1支张力计 当植株蒸腾失水后 基质中水分减少之后就会在张力计中反映出来 一旦张力计显示基质中的水分含量低于设定值时 就要开启滴灌系统进行供液 如果将张力计与传感器相联接 依靠传感器把信号传递给滴灌系统的控制电脑 则可实现灌溉的自动化控制 二是利用经验的方法来估计植株的耗水量 前人的或自己测定的耗水量数据为基础 适当增大供水量即可 这样的供水量可能会超过作物实际的需水量 对作物的正常生长的影响不大 只是生产成本较高而已 供液浓度的确定 根据作物对吸水 w 和吸肥 n 之间是按比例进行的理论 作物吸收单位体积的营养液时 其它所含的养分也同时被吸收了 因此 如果使用山崎配方来供液 只需将营养液的浓度控制在1个剂量即可 如果使用其它营养液配方 可参照山崎配方的浓度来进行调整 在生产实际中 植株对水肥的吸收情况并不完全是山崎所提出的水肥同步 而是与气候调节和作物株龄条件有关 一般认为 供液浓度最低为0 6 1 0ms cm 最高不超过2 2 2 5ms cm 对多数作物来说均是安全的 二 循环式岩棉培 循环式岩棉培是指加入岩棉基质中的营养液的数量较多 多余的营养液从岩棉中流出后通过回流管道集中于贮液池中 以便循环再用而不是排掉的一类无土栽培技术 其优点是营养液的利用率高 但由于其设施的结构复杂 基本建设费用及日常运行和维护费用高 而且在清洗消毒不彻底时易造成病害较快地传播 因此 目前使用得较少 1 循环式岩棉培生产设施的结构 包括种植槽 岩棉种植垫 供液的滴灌系统以及回流系统这几个部分组成 1 种植槽 泡沫塑料做成的种植槽槽框 将每块槽框拼接为长度约为20 30m的种植槽 在槽内铺上一层黑色塑料薄膜衬里 然后在槽框中部安放一条半圆形的排水管 在槽框两侧要放置岩棉种植垫的位置放上两条宽度和高度均为5cm 长度与岩棉垫一致的泡沫塑料块 也可以用同样规格的岩棉块 以架起岩棉垫 然后把宽30cm 长90cm 高10cm 用无纺布包住四周的岩棉垫放置在小泡沫塑料块或岩棉块上 2 滴灌及回流系统 由各级供液及回流管道 集液池 高设的供液罐 液位感应器 过滤器 水泵 电磁阀 定时器等部分组成 供液水泵及肥料分配器 2 营养液配方的选择和管理 循环式岩棉培与水培相比在种植过程只是根系生长的环境多了岩棉种植垫而已 因此 其营养液配方选择可与水培的类似 其它的管理方法也可参照水培的 三 种植垫盐分的累积 消除方法及种植垫的回收利用 由于用清水进行洗盐的过程中 会使基质中较长时间处于浓度较低的状态 使植物出现 饥饿 因此 为了避免植物处于这种情况的出现 最好是使用原营养液浓度的1 4 1 2剂量的稀营养液来洗盐 在循环式岩棉培中 盐分的累积问题不是太严重 只有当流量较小 天气干燥 温度较高时才容易出现 此时只要增大营养液的滴入量和缩短供液间歇时间即可解决这个问题 一般经过消毒处理之后可以再利用 也可以通过轮作而不需消毒直接再利用 消毒方法主要是蒸汽消毒 也可用农药消毒 但效果差 一般在经过1 5 2年以后 由于岩棉的纤维断裂 垫中残根较多 通气性下降而影响到产量 此时要更换 第三节简易基质袋培 槽培和立体栽培生产设施及管理 投资少 管理简便 建造容易 生产效果及经济效益良好 蔗渣或其它轻质基质的袋培滴灌生产设施简易槽式沙培营养液滴灌生产设施简易槽式有机基质无土栽培设施 或称有机生态型无土栽培 为了提高温室或大棚的利用率 充分利用空间 还使用了立体栽培的生产设施 一 简易基质袋培生产设施及管理 一 简易基质袋培生产设施的结构与开放式岩棉培生产设施的结构完全一致 只不过是基质袋中不是盛装岩棉 而是其它的轻质基质而已 例如甘蔗渣 锯木屑 刨花 泥炭 砻糠灰 椰糠 珍珠岩 蛭石等都可作为基质使用 由于其生长基质于岩棉的不同 因而在管理上的要求和做法也略有差异 1 基质及种植袋 许多轻质基质均可用 但用新鲜植物残体作为基质使用的 在使用前一定要经过堆沤处理 以降低其C N比值 另外 配制的基质应有较好的持水性 否则可能造成营养液的大量浪费 同时给生产管理上带来较大的麻烦 例如持水性差 则基质水分的丧失快 供液的次数就要增加 种植袋装入基质后封口 种植时在种植袋上种植作物的位置切出2个10cm左右的小孔或十字形切口 并在种植袋倾向排水沟的侧面离地面约3 4cm处切开2 3道5cm左右的切口 以便让基质中多余的营养液流出 种植袋示意图 单位 cm 基质袋培滴灌系统未种植作物前 左 刚放