第六章 常用的水培和喷雾设施的管理.ppt

第六章常用的水培和喷雾设施的管理Chapter6Thefacilitiesandmanagementsofsolutioncultureandsprayculture,本章重点介绍Thefollowswillbeintroduced:,深液流水培技术(DeepFlowTechnique,DFT)浮板毛管水培技术(Floatingcapilaryhydroponics,FCH）营养液膜技术(NutrientFilmTechnique,NFT)喷雾栽培技术(SprayCultureTechnique,SCT)设施结构、建设及管理Thestructures,constructionsandmanagementofthefacilities,水培是指植物部分根系悬挂生长在营养液中，而另一部分根系裸露在潮湿空气中的一类无土栽培方法。Solutioncultureisthemethodofplantingthatallowspartsoftherootssuspendingoverthelayerofnutrientsolution,andpartsofrootsimmerginginnutrientsolution.,喷雾培是指植物根系生长在雾状的营养液环境中的一类无土栽培方法。Spraycultureisthemethodofplantingthatallowsalloforpartsofrootssuspendinginthesprayofnutrientsolution.,这两类无土栽培技术有别于基质栽培之处在于根系生长的环境是在营养液中而不是在固体基质中。Themaindifferencesbetweensolutioncultureandaggregatecultureistheenvironmentofrootsgrowth.Solutioncultureprovidesthesolutionforrootgrowthotherthanaggregate.,水培根据其营养液液层的深度、设施结构和供氧、供液等管理措施的不同，可划分为两大类型：一深液流水培技术(DeepFlowTechnique,DFT)：指营养液液层较深、植物由定植板或定植网框悬挂在营养液液面上方，而根系从定植板或定植网框伸入到营养液中生长的技术。也称深水培技术；,二是营养液膜技术(NutrientFilmTechnique,NFT)：营养液液层较浅，植株直接放在种植槽槽底，根系在槽底生长，而营养液以一浅层在槽底流动的，有时也称浅水培技术。,喷雾栽培可根据根系是否有部分浸没在营养液层中而分为半喷雾培(有部分根系浸入营养液层中)和喷雾培(根系完全裸露在含有营养的雾状水汽中)两种类型,其设施都必需具备以下四个基本功能：(1)种植槽能盛装营养液而不致于渗漏；(2)能固定植株并不会使植株根颈部浸没在营养液中，同时能让部分根系伸入到营养液中生长(喷雾培的根系不需要浸入营养液层中，而半喷雾培的则需要)；(3)根系能吸收到足够的氧气；(4)根系和营养液处于黑暗之中，以利于根系生长并防止营养液中滋生绿藻。,第一节深液流水培技术,深液流水培技术是最早成功应用于商业化植物生产的无土栽培技术，在1939年美国的格里克(W.F.Gericke)首先将无土栽培技术应用于作物的商业化生产时所取得的“水培植物设施”的专利，采用的就是一种深液流水培技术,深液流水培技术在日本使用得很普及，我国的台湾省和大陆的许多地方也使用这一技术。华南农业大学是国内研究和使用深液流水培技术最早的一个单位，目前已在我国的广东省的三十多个地方推广使用此技术，在上海、山东、福建、湖北、广西、四川和海南等许多省市也有一定的推广面积。据不完全统计，目前的使用面积达100多万平方米。多年的生产实践证明，深液流水培技术较为适宜我国的经济和技术水平，特别是适宜南方热带亚热带地区的气候条件，而且种植效果良好、管理较为简便的一种无土栽培技术。,一、深液流水培技术的特征,1、深是指：(1)盛装营养液的种植槽本身较深；(2)种植槽内营养液液层较深。根系可伸入到较深厚的营养液中，整个种植系统中的营养液总量较多，营养液的组成、浓度(包括各种营养元素浓度、总盐浓度和营养液中溶解氧浓度等)、酸碱度、水分和温度等不易产生急剧变化，根系生长环境相对较稳定，营养的补充和调节方便，这是深液流水培技术的显著特点。,2、流是指营养液是循环流动的。目的是：(1)增加营养液中溶解氧的浓度；(2)消除营养液静置时根表与根外营养液之间的“养分亏竭区”，使得营养及时供应到根表；(3)降低根系分泌并累积于根表的有害代谢产物，例如有机酸、根系对离子选择吸收而产生的生理酸碱性以及其它的代谢产物；(4)使得因沉淀而失效的某些营养物质重新溶解，供应作物生长需要。,3、悬是指植物悬挂种植在营养液液面之上。目的：1、让根颈部远离液面，防止根颈部浸入营养液中而产生腐烂甚至死亡(沼泽性植物或具有从地上部向地下部的氧气输导组织的作物除外)；2、提高根系的供氧：部分根系可伸入到营养液中生长，而另外的根系部分则裸露在营养液液面于定植板或定植网框之间的那部分潮湿空气中，这样在营养液和空气中的根系都可以吸收到氧气，根据作物的长势和气候条件来调节营养液的液层深度和液面至定植板或定植网框之间的空间大小，以调节根系对氧气的吸收。,二、常用深液流水培实施的组成、结构,(一)水泥砖结构固定式水培设施的组成和结构包括：种植槽；定植板或定植网框；贮液池；营养液循环流动系统,1、种植槽/plantationtrough宽度一般为100150cm，一方面易于操作，另一方面防止定植板或定植网框在种植槽过宽时强度不够而产生弯曲变形或折断。槽内深度控制在1215cm左右，最深不超过20cm，槽长度为1020m左右。,水泵2.增氧及回流管3.阀门/valve4.定植杯5.定植板6.供液管/7.营养液8.种植槽9.地面10.液位控制装置11.回流管12.地下贮液池/水泥砖结构深液流水培种植系统纵切面示意图,1.定植杯2.定植板3.液位控制装置4.营养液5.回流管6.种植槽7.地面8.供液管种植槽横切面示意图Thetransversesectionofaplantationtrough,种植槽在建造时首先把地面整平、打实，在建槽的位置铺上一层35cm左右的河沙或石粉打实，然后在河沙或石粉层上铺上5cm厚的混凝土作为槽底，在混凝土槽底上面的四周用水泥沙浆砌砖成为槽框，再用高标号水泥沙浆批荡种植槽内外，最后再加上一层水泥膏抹光表面，以防止营养液的渗漏。,建造种植槽的地基必须是坚实的，否则在种植槽建好之后可能会因地基的不均匀下沉而造成种植槽断裂，进而造成营养液的渗漏。在地基较为松软的地方建造种植槽时，为了防止地基下陷而造成种植槽断裂，可在槽底混凝土层中每隔20cm加入一条8钢筋(820)。在建好种植槽框批荡时还可加入防水涂料以防渗漏。,2、定植板或定植网框(1)定植板,定植板示意图,单位:cm,水培甜瓜幼苗,芹菜水培,(2)定植网框,1.基质2.塑料纱网3.植株4.定植网框5.营养液6.种植槽7.槽底用定植网框种植作物,定植网框上种植的番茄,定植杯示意图Thesketchmapofplantationcup,3、贮液池/tank,地下贮液池设置的好处：作为营养液调节的场所：营养液pH值的调整、养分和水分的补充等均在贮液池中进行。增大种植系统营养液的总量，使每株占有的营养液量增大，从而使营养液的浓度、组成、pH值、溶解氧含量以及液温等不易发生较剧烈的变化。,地下贮液池以不渗漏为建造的总原则来进行。建造时池底要用1015cm混凝土加入820钢筋倒制而成，池壁用1824cm砖砌，#100水泥砂浆批荡，水泥膏抹光，建池所用的水泥应为高标号、耐腐蚀的。同时地下贮液池池面要比地面高出1020cm并要有盖，防止雨水或其它杂物落入池中，保持池内黑暗以防藻类滋生。,4、营养液循环系统,包括供液系统和回流系统两大部分组成,供液系统包括1、供液管道/supplyingpipe2、水泵/pump3、调节流量的阀门等/valveforthecontroloffluxrateandetc.,回流系统包括/refluxsystem1、回流管道/refluxpipes2、种植槽中的液位调节装置,（1）供液管道/supplyingpipe,指从地下贮液池经由水泵然后通向各个种植槽的各级管道。所有的管道均需采用塑料管，勿用镀锌水管或其它金属管。,A.供液管放置在槽底，从槽的一端延伸至另一端B.供液管架设在种植槽的一端，营养液从槽的一端流向另一端C.供液管架设在种植槽分隔墙的侧上部，从槽的一端延伸至另一端深液流种植槽中供液管道的三种布置方法3layingmethodsofsupplyingpipesinplantationtroughofNFT,种植槽中的供液入口和液位调节装置Thesupplyinginletofnutrientsolutionandthelayercontrollingdeviceinplantationtrough,(2)回流管道及种植槽内液位调节装置Therefluxpipeandthelayercontrollingdeviceinplantationtrough,1.槽框2.槽底3.回流管道深液流水培种植槽纵切面示意图ThelongitudinalsectionofplantationtroughofNFT(示埋在地下的回流管道)(Itshowstherefluxpipeburiedunderground),1.可上下移动的橡胶管/rubberpipecanbemovedupanddown2.PVC硬管/PVCpipe3.开孔的橡皮塞/arubberstopperwithahole4.回流管/refluxpipe5.槽底/thebottomoftrough种植槽内液位调节装置Thesketchmapofthelayercontrollingdeviceinplantationtrough,种植槽中液位控制装置Layercontrollingdeviceinplantationtrough,1.带缺刻的硬塑料管2.液位调节管3.PVC硬管4.橡胶塞5.液面6.槽底7.营养液及其流向(箭头表示)罩住液位调节装置的塑料管Theplasticpipecapedaroundthelayercontrollingdevice,利用预先定型生产的泡沫塑料或水泥预制板拼装成种植槽，然后在种植槽内铺垫一层塑料薄膜以盛装营养液，并在槽底安装上一条开了小孔的供液管，穿过种植槽底部薄膜安装营养液回流管并与水泵相连，同时在水泵出口处附近安装上一个空气混入器。,(二)日本M式水培设施的结构和组成,1.海绵块2.定植板3.PVC管道4.水泵5.入水口6.喷液口7.种植槽8.塑料薄膜M式水培设施示意图ThesketchmapoftypeMDFT,1.营养液2.空气3.气泡4.外管5.空气入口6.口径突然收窄的内管空气混入器示意图Thesketchmapofairmixer,(三)日本协和式水培设施的结构和组成,协和式水培与上述的水泥砖结构深液流水培的结构类似，但其中种植槽为拼装式的，可拆迁，安装较为简单。它主要由种植槽、定植板、营养液循环系统、贮液池和供液控制系统等部分组成。,1、种植槽/plantationtrough,可用硬质塑料板、木板、钢板或水泥预制件做成可拼装的镶嵌式预制块，安装时在水平的地面拼装在一起，然后在种植槽内铺上一层塑料薄膜，以便盛装营养液。,1.定植板2.液位调节装置3.栽培架4.回流管道5.供液管道6.贮液池7.水泵8.种植槽9空气混入器叶菜类使用的协和式水培设施示意图,1.液位调节装置2.液面3.栽培架4.回流管道5.供液管道6.贮液池7.育苗用的贮液池8.育苗用水泵9.供液及液温控制盘10.追肥自控装置11.水泵12.种植槽13.空气混入器果菜类使用的协和式水培设施示意图,2、定植板及定植杯/plantationplateandcup,与上述水泥砖结构深液流水培的类似。,3、营养液循环系统/recirculationsystemofnutrientsolution,1.连接槽底的回流管2.密封圈3.紧固螺母4.衬垫5.套筒6.调节液位高低的活芯协和式水培种植槽的液位调节装置,4、营养液自动控制系统/automaticcontrolsystemofnutrientsolution,由计算机控制装置、营养液加热装置、连接了蠕动泵的营养自动检测及补充装置等部分组成。营养液自动控制系统可提高生产过程的自动化，使得管理过程更加准确、精细，降低劳动强度。,营养液的加热装置/heatingdeviceofnutrientsolution,通过温度控制器来控制浸没在营养液中的电加热管的工作时间，一旦营养液温度低于设定的作物生长最适温度下限时，加热管的电源即接通而开始工作，当液温达到设定的作物生长最适温度上限时即切断电源而停止工作。使根系始终保持在一个最适生长的温度范围之内。,(2)营养液自动检测和补充装置与NFT的类似，可参考有关的内容。AlsoseetherelatingcontentofNFT(3)计算机控制装置/computeringcontrolsystem计算机控制装置不仅可控制营养液种植系统中营养和水分的补充及营养液温度的调节，而且可以控制整个温室其它的环境条件，例如温室中的光照、湿度、温度等。有关这部分内容可参见“植物工厂”的论述。,(四)日本神园式水培设施的组成和结构,神园式水培的种植槽示意图,与上述“水泥砖结构深液流水培”类似，但也有不同之处。这些不同之处主要表现为二个方面：一是种植槽为水泥预制件，拼装式的，但需衬垫一层或2层塑料薄膜，如垫2层薄膜要将厚的一层(0.30.4mm)先垫上，然后再垫上一层薄的(0.1mm)，换茬时将上面一层薄膜更换掉。这样的后续生产资料投入较大，操作手续麻烦。二是神园式水培的种植槽中与水泥砖结构深液流水培设施那样有一层较为深厚的且为流动的营养液层，但其营养液是以在种植槽中供液管上加上喷头的喷雾形式来提供的，这样营养液中的溶解氧可达到较高的水平，有利于根系对氧的吸收。,1.厚塑料薄膜2.定植杯3.定植板4.喷液管5.支撑墩(用定植杯倒扣而成)6.液位调节装置7.塑料薄膜8.水泥预制的槽框9.回流管道A种植槽横切面神园式水培生产设施结构示意图,B.喷液管规格(管径25mm，塑料管)神园式水培生产设施结构示意图,C.定植板平面规格示意图神园式水培生产设施结构示意图,1.塑料薄膜2.硬水泥板3.液位调节装置4.橡皮塞5.回流管道6.水泥预制的槽框7.回流营养液流向8.防止根系扎入回流管的装置(用硬质塑料管制成)D.回流管内浮标口构造示意图神园式水培生产设施结构示意图,(五)新和等量交换式水培设施的组成和结构,种植槽槽框是由聚苯乙烯泡沫塑料压铸成U形，使用时将这些槽框拼接起来，槽内衬塑料薄膜，然后连接好供排液管道以及水泵，并在槽框上放上定植板后即可种植。显著的一个特征是整个系统中没有设贮液池，而是依靠种植槽之间的水泵进行营养液的相互循环流动。,1、2.水泵3.交换槽新和等量交换式水培系统的组成,1、2.种植槽3、4.水泵5.浮球开关新和等量交换式水培系统的供排液系统运转示意图,(五)全温室深水培设施的组成和结构,在整个温室内部除了两端留出少量的空间作为工作通道及放置移苗、定植的传送装置之外，全部建成一个深约80100cm的水池，整个水池中放入8095cm的营养液。在水池底部安装有连接着压缩空气泵的出气口以及连接作肥料(浓缩液)分配泵的出液口。池中的营养液通过回流管道与另一个水泵相连接，通过该水泵进行整个贮液池中营养液的自体循环。,全温室深液流水培设施示意图ThesketchmapofDFTsysteminallgreenhouse,全温室深液流水培设施全景ThepanoramaofDFTsysteminallgreenhouse,全温室深液流水培设施,移苗,网室中苗龄不同的幼苗,肥料分配器,未种植作物时大棚景观,比较：,上述几种深液流水培的优点，在我国现实情况下，哪种更为适用一些？你认为还可以进一步简化吗？,三、深液流水培设施的管理ThemanagementofDFT,现以水泥砖结构深液流水培设施为例，着重介绍其管理上要注意的一些问题。,(一)种植槽的准备/Thepreparationofplantationtroughbeforeplanting1、新建种植槽的处理新建的种植槽和贮液池，由于是用水泥和砖砌而成的，在新建时会在浸水之后有一些碱性物质溶解出来，此时浸泡后水溶液的酸碱度可高达pH11，因此要对种植槽和贮液池进行使用前的处理。具体的处理方法为：先用清水浸泡种植设施23天，洗刷浸泡出来的碱性物质，抽去浸泡液，然后再放清水浸泡23天，再清掉，如此反复数次，直至加入清水后pH值稳定在6.57.5之间即可使用。,为了加快新建种植系统的处理速度，缩短处理时间，可在经过23次清水浸泡后再加入稀酸中和或加入磷酸盐处理。具体方法：首先把酸稀释为23mol/L的浓度，然后加入到贮液池中，开启水泵循环，调节至浸泡液的pH2左右，在浸泡过程中，浸泡液的pH值还会上升，可再加入稀酸，浸泡到pH值稳定在pH6.57.5之间。如再加入数次稀酸后浸泡液的pH值仍在8.0以上，则可排掉浸泡液，再放入清水和稀酸浸泡，直至pH值稳定在pH6.57.5的范围为止。,问题/Question,进行种植槽或贮液池处理采用什么酸较好？为什么？,应选用硫酸或磷酸，最好用磷酸，而不用盐酸。因为磷酸与水泥中的硅酸钙作用形成溶解度很低的磷酸钙沉淀，而硫酸与硅酸钙形成的硫酸钙溶解度也较低。磷酸钙或硫酸钙会附在水泥的表层而阻止水泥内部的硅酸盐进一步溶解出来。而盐酸与硅酸钙反应形成的氯化钙则是水溶性的，不仅不能在水泥表面形成一层难溶性的保护层，而且会深入到水泥层内部，进一步破坏水泥层的结构。此外，也可用磷酸盐溶液来处理。如过磷酸钙溶液(上清液)或磷酸二氢钾、磷酸二氢铵等。以浸泡液中磷(P)的浓度达到200mg/L左右即可。浸泡数天pH值稳定后可排掉浸泡液，用清水冲洗干净就可使用了。,2、换茬时的清洗与消毒Cleaningandsterilization,(1)把定植杯连同残留在杯中的残根一起从定植板中取出，将杯中的残根和小石砾倒出，把残根从石砾中清掉，用水冲洗石砾和定植杯，尽量将细碎的根系和其它杂质冲走，然后把石砾和定植杯分别集中放在容器中进行消毒。消毒时可用含有0.3%0.5%有效氯的次氯酸钠或次氯酸钙溶液或含有0.4%的甲醛(福尔马林)溶液浸泡1天，或用5000分之一浓度的高锰酸钾溶液浸泡30分钟，倒掉消毒液，用清水冲洗即可。,(2)种植槽、贮液池和循环管道的清洗和消毒：用清水冲洗干净，然后用上述的消毒液开启水泵来循环消毒。循环消毒时在种植槽中不需要保留液层，直接让消毒液从供液管中流到种植槽再经回流管道流到贮液池中，以节省消毒液用量。,(二)种植过程的管理/Themanagementofplantation1、栽培作物的种类/plantstobecultured,选择经济价值高的作物品种。利用温室的条件来进行“反季节”或“错季”生产。初学者尽量选择容易种植的品种。,2、育苗与定植/seedlingsnurseryandplantation(1)无土育苗/hydroponicseedlingsnursery,(2)移苗/Transplantation,提高设施的利用率，减少幼苗占用设施的时间对于生长期较短的作物如叶菜类，其效果非常好，而对于生长期较长的果菜类，则效果不大。,(3)过渡槽中的寄养/Thefosterageofseedlings,3、营养液的管理,(1)营养液配方的选择/Chooseofnutrientsolutionformula通用营养液配方：不仅适用于某一种作物，而且适用于与这种作物相类似的另外一些作物。如霍格兰配方、日本园试配方等,但植物对营养的需求规律既有共性，也有个性。有些植物甚至某种植物的不同生长时期对某一种或某一些养分需求得多一些，有些要求的少一些。,生长在同一营养液配方中的生菜和芥菜,(2)种植槽中液位的调控Thecontroloflayerinplantationtrough,刚定植作物后，应保持液面浸没定植杯杯底约12cm，当根系大量伸出定植杯时，应使液面离开定植杯杯底，当植株很大、根系非常发达时，只需在种植槽中保持34cm的液层即可。,液位调节装置,在生产中，应随着植株的长大，根系增多，逐渐地降低营养液液位，使部分根段裸露在空气中，一旦液位降低、根系产生较多根毛之后，就不能把已降低液位的营养液层再升高，否则可能造成根毛甚至整个根系的伤害，严重的也有可能造成死亡。但也不能够使得种植槽中的液层太浅，一般应保证液层的深度可维持在无电力供应、水泵不能正常循环的情况下植株仍能正常生长12天的营养液量。,(3)建立科学的管理制度/Theestablishmentofscientificmanagementsystem,从设施的清洗、消毒、播种、移苗、定植以及定植后直至收获完毕的各个环节要做到责任落实到人，同时必须建立完善的管理档案，详细记录在种植过程中植株的生长情况，病虫害的发生情况，营养液酸碱度和浓度的变化情况，水分消耗情况，大棚或温室中的温度、湿度情况以及气象资料等，并且要记录根据这些情况的出现而进行的一些管理措施的实施情况，例如添加营养、调节酸碱度、喷施农药及温室或大棚的开窗或覆膜等。,表5-1深液流水培管理记录表棚号：_作物品种：管理人：_,四、深液流水培技术的优缺点,（一）优点/Advantages1、营养液总量较多，组成和浓度稳定，短期的停水停电或设备故障对作物生长没有影响。管理较为方便。2、根系部分裸露在空气中(全温室水培技术的除外)，部分浸没在营养液层中，较好地解决水气矛盾。3、设施建造容易，经久耐用，后续生产资料少。4、适种作物广泛。5、养分利用率高，可达90%95%以上，不会或很少对周围的环境造成污染。,(二)缺点/disadvantages,1、环境相对封闭，营养液不断循环利用，一旦根系病害发生，易造成蔓延。2、设施的投资较大，特别是固定式的深液流水培设施的建设费用较拼装式的高。3、技术要求要比基质栽培的高，但比营养液膜技术要求来得低。,第二节浮板毛管水培技术,浮板毛管水培技术(FloatingCapillaryHydroponics，FCH)是浙江省农科院园艺所“东南沿海地区无土栽培研究中心”于1991年研制成功一种新型无土栽培系统。具有成本低、投资少、管理方便、节能、实用等特点。该系统适应性广，适宜我国南北方各气候生态类型应用。目前FCH已在北京、上海、浙江、江苏、广东、福建、河南、云南、广西、宁夏、西藏等十多个省市自治区示范应用，获得了良好的应用效果。,一、FCH的设备组成,由营养液池、栽培床、营养液循环系统和控制系统四大部分组成。,1、营养液池,通常每3个630m大棚(540m2)的栽培规模要求营养液池的容积为5m3左右。营养液池中贮存的营养液多，可提高营养液的温度、浓度、酸碱度的稳定性，营养液配制与管理也比较方便。,2、栽培槽,由成型聚苯乙烯泡沫槽连接而成，每个槽长1m，宽0.4m，高0.1m。栽培槽长度为1530m为宜。槽内铺一层0.30.4mm厚的聚乙烯黑白双色复合薄膜或两层0.15mm厚的黑色地薄。槽内放置1.25cm厚、14cm宽的聚苯乙烯泡沫板作为浮板，漂浮在营养液的表面。浮板上覆盖一层25cm宽的无纺布作为湿毡。一部分根系在湿毡上生长，吸收空气中的氧气；一部分根系浸在营养液中吸收水分和养分。定植板选用2.5cm厚40cm宽的聚苯乙烯泡沫塑料板，覆盖在槽上。定植板与育苗杯外径一致,1.定植板2.浮板3.无纺布4.育苗钵5.植株6.营养液7.成型聚苯乙烯种植槽8.地面栽培槽横断面示意图,3、营养液循环系统/circulationsystemofnutrientsolution,营养液循环系统主要由水泵、阀门、主管道、支管道、空气混合器、集液管道等组成。营养液的循环路线为：贮液池水泵阀门主管道支管道空气混合器栽培床排液口集液管道贮液池。,4、控制系统/controlsystem,控制系统由定时、控温、自动加水和营养液的EC、pH的检测和调控设备等组成。,二、FCH系统的特点ThecharacteristicsofFCH,1、培养湿气根，创造丰氧环境，改善根系供氧主要从下面二个方面来解决水气矛盾：一是在供液口安装空气混合器；二是在栽培床内设置浮板湿毡，,2、营养液供给稳定，不怕短期停电,FCH栽培床上不同位置的营养液主要成分,3、根际环境稳定/stablerootenvironment,FCH系统是采用全封闭营养液循环和隔垫性能好的聚苯乙烯泡沫板制作的栽培槽，槽内空间受外界环境变化的影响较小,4、设备投资少，运行能耗省lessinvestmentandlowrunningcost,每3座6m30m的大棚(共540m2)的设备投资为：叶菜类1.8万元、果菜类1.5万元，比国产的改良型NFT系统设备投资降低50%以上。FCH营养液循环系统与NFT系统的一样，采用间歇供液循环方式，但间歇的时间更长，水泵运转时间为NFT系统的四分之一，从而节省了能源消耗。,三、栽培管理技术要点Themainmanagementtechniques,(一)栽培槽的准备/preparationofplantationtrough1、新建设施栽培槽的安排,2、换茬设施的清洗、消毒,(1)场地清理：(2)设备与环境消毒：,(二)育苗/seedlingsnursery,1、种子处理/treatmentofseeds将种子放在5560的温水中进行温汤浸种15分钟，或用40甲醛100倍液浸种1520分钟后取出用清水漂洗干净播种。2、基质处理/treatmentofgrowthmedia育苗基质可选用砻糠灰、蛭石、珍珠岩、细砂、泥炭等无土栽培材料。将育苗基质装入育秧盘内，用75%百菌清600倍液将基质浇透杀菌，覆盖用的基质也要用药液处理。,3、播种/insemination将经过处理过的种子均匀地播在育秧盘内，浇透水分，然后覆盖0.5cm厚的基质。播种后育秧盘保温保湿。瓜类34天、茄果类710天即可出苗。,第三节营养液膜技术Section3NutrientFilmTechnique,营养液膜技术(NutrientFilmTechnique,NFT)是指营养液以浅层流动的形式在种植槽中从较高的一端流向较低的另一端的一种水培技术。1965年由英国人库柏(Cooper)发明。,种植槽为软质塑料薄膜、硬质塑料板、铁板、木板或塑料管等制成。造价低廉、易于实现生产自动化，因此在1979年以后在世界上的许多国家推广应用。我国在1984年也开始开展这种技术的研究和应用工作。,一、NFT的基本特征/ThebasiccharactersofNFT,1、营养液以数毫米至12厘米的浅层状态流动的，根系一部分浸没在这一浅层营养液中，而绝大部分裸露在种植槽中潮湿的空气里，较好地解决了供氧问题，同时也能保证了作物对水分和养分的需求。2、种植槽主要是由塑料薄膜或其它轻质材料做成的，结构简单和轻便，安装和使用便捷，降低了基本建设投资，使之更易于推广应用。,二、NFT生产设施的结构,由种植槽、贮液池和营养液的循环流动装置这三个主要部分组成还可配置其它辅助设施，如浓缩营养液罐及自动检测及补充装置、酸罐或碱罐及其自动补充装置、营养液的加温及冷却装置等,管道式水培生菜/lettuceintubehydroponicsystem,(一)种植槽/plantationtrough,建造材料很多，如软质塑料薄膜、硬质塑料板、铁板、玻璃钢和水泥砖等。可根据种植作物类型分为两大类：一类是适用于高大株型作物；另一类是适用于较小株型作物。,1、大株型作物用的种植槽Theplantationtroughforlargeplant,制作的材料多样，但最简单的是一种用塑料薄膜围合起来的类似等腰三角形的种植槽。,种植槽建好后可让营养液从槽的较高一端流入，然后沿着斜坡方向流向较低的另一端。因此，建槽的地面一定要平实，以防部分地方坑坑洼洼而积水。一般以坡降为1:751:100左右为宜，过大的坡降营养液流速过大，而坡降过小，则流动缓慢，不利于槽中营养液的更新。,种植槽液层的深度不宜超过1020mm。液层过深，可能造成营养液中供氧不足，而液层过浅，可能不能及时满足作物对水、肥吸收的需要，特别是流量较小、间歇供液时间较长和种植槽长度较长的设施，水肥供应不足的问题可能更加严重。一般在长度25m左右、槽底宽度为2530cm的种植槽内，每分钟流量为24L营养液时可满足大多数作物的需求。,当植株较大、根系发达之后，会在种植槽中形成一层厚厚的根垫，这不仅严重阻碍了营养液在种植槽中的流动速度，而且会造成在厚实的根垫内部营养液难以流入而使得氧气和养分供应不足，常会引发烂根现象。为了改善根际的通气、水分和养分供应状况，可在槽底铺设一层多孔的吸水材料做成的“假底”。,具体做法是在槽底部铺上一层约35mm厚的塑料网，然后在这上面再铺一层无纺布，也可以直接在槽底铺上一层无纺布，这样即可以通过无纺布吸水后随毛细管扩散到与无纺布接触的根系的各部位，又可以防止根系穿透无纺布。,“假底”的作用：一是防止浅层营养液直接在塑料薄膜上流动而产生的乱流。二是防止根系发达、根量大时在槽底形成的厚实根垫重压着塑料薄膜，而营养液在根垫内部流动不畅，造成根垫缺氧而腐烂。三是由于无纺布可以吸收较多的水分，当停电或供液间歇时间较长时，可保证植株有一段时间不会因缺水而凋萎死亡。,2、小株型作物用的种植槽Theplantationtroughforsmallplants,可用水泥预制的或玻璃钢制成的波纹瓦来作为种植槽,生菜,切花,草莓,还有一种种植槽的是在整个温室地面的建造过程中直接在地面用水泥砖砌而成,全温室地面水培系统,全温室地面水培生菜,收获,(二)贮液池/tank,一般设在地面以下，以便让种植槽中流出的营养液回流到贮液池中。如果是种植小株型作物有架子架设的种植槽，则可把贮液池建在地面上。贮液池容积应保证植株足够的供水和循环流动的需要前提下来确定。,(三)营养液循环流动系统nutrientsolutioncirculationsystem,主要由水泵、各级管道及流量调节阀门等部分组成,1、水泵：应遵循耐用及出水量足够大为原则。可用耐酸碱、耐腐蚀的自吸泵或潜水泵。2、供液管道：不能采用镀锌水管或其它金属管道，应采用耐腐蚀的塑料管道。在安装时要严格密封，防止营养液在接合部位渗漏。为了生产操作上的方便和防止日晒老化，一般把供液管道系统埋设于地下。,供液管道可分为主管、支管和毛管。在安装供液管道时除了主管上要安装流量调节阀门之外，其它各支管也要安装阀门，以调节流量。每一条种植槽要从支管中引入23条供液毛管。,3、回流管道/refluxpipe,回流管的管径要足够大，以确保能够快速排到贮液池中，防止漫溢出来。,4、供液定时器/timerforsolutionsupply,可准确地控制水泵工作的间歇时间，省去人工控制的麻烦，使得生产过程更趋自动化。间歇供液定时器要选择可进行1分钟24小时循环控制的。,(四)其它辅助设施/otherauxiliaryfacilities,需要经常进行水分、养分的补充及调节。如果采用人工方法，则较为麻烦，为了减轻劳动强度，同时使得营养液调节能够及时地进行，可采用一些辅助设施进行自动控制。随着计算机技术的发展以及对温室、大棚内作物高产优质生产的养分、水分等要求了解的深入，自动控制设施业日趋完善。,A、B.浓缩营养液罐C.浓酸液/碱液罐1.水泵2.定时器3.供液管4.pH控制仪5.EC控制仪6.注入泵7.营养液回流管8.EC及pH探头(感应器)9.加温或冷却管10.暖气(冷水)螺纹管11.暖气(冷水)控制阀12.水泵滤网13.贮液池14.水源及浮球开关NFT的自动控制装置示意图ThesketchmapofautomaticcontroldevicesofNFT,1、电导率(EC)自控装置由电导率传感器、检测及控制仪表、浓缩营养液罐(A液和B液两种)和浓缩营养液注入泵以及与水源连接的电磁阀等部分组成。,2、酸碱度(pH)自控装置AutomaticcontrollingdeviceofpH由酸碱度(pH)传感器、控制仪表、浓酸或浓碱罐以及酸碱的注入泵组成。ItcontainsofpHsensor,controllinginstrument,tankofstrongacidoralkalineandpumpofacidoralkaline.,3、营养液的温度控制装置根际温度与气温对作物的生长有一定的补偿作用，即当根际温度处于作物较适宜生长的温度范围之内，即使气温稍偏离作物生长最适的温度范围，作物仍可较好地生长。因此，通过调节营养液的温度来改善作物的生长调节，要比进行整个大棚或温室的加温或降温来得经济而有效。,营养液的温度控制装置主要由加温或降温装置及温度自动仪这两部分组成。加温可采用热水锅炉和电热管来进行。有些地方地下热资源丰富的，也可以利用地热进行加温。,营养液的降温则较为麻烦。一般是首先考虑把贮液池建在地下，上盖白色泡沫塑料板，防止受太阳光直接照射而温度上升过快。如果贮液池建在地面上，则应用隔热性能较好的材料。强制进行营养液的冷却降温最经济的方法是抽取深层井水或冷泉水通过设在贮液池中的螺纹管进行循环降温。还可以通过制冷机组产生的冷气进行强制降温，但成本昂贵，一般在规模化生产中很少使用。,4、安全保障、报警装置营养液膜技术的营养液总量较少，种植槽中液层浅薄，一旦发生停水、停电或水泵出现故障不能及时进行供液循环时，极易造成作物缺水萎蔫，特别是在温度较高、植株较大、湿度较小是更容易出现这种情况。即使是在种植槽底设有无纺布的“假底”可吸收较多水分而维持作物一定时间的生长，但时间稍长时作物仍易出现缺水萎蔫的情况。,三、NFT生产设施的管理,(一)种植系统的安装及调试1、种植槽：检查槽底是否平整，塑料薄膜是否破裂渗漏。如果是换茬后重新使用的种植槽，在使用前也要检查塑料薄膜是否渗漏，同时要进行种植槽彻底的清洗和消毒。2、供液系统：检查水泵的工作情况，所有供水管道的接合处是否密封严实。同时检查每一条伸入种植槽的供液毛管是否畅通，各槽的出水量是否较为一致，回流管道也需检查是否能及时排除槽内流出的营养液。3、其它辅助设施：检查营养液的电导率(EC)和酸碱度(pH)自控装置的工作情况，确保其正常工作。,(二)育苗与定植,1、小株型作物的育苗可用压制成型的育苗块来育苗。2、大株型作物的育苗采用体积较大的育苗块(如岩棉块)或定植杯育大苗的方法来育苗。,(三)营养液配方的选择和管理,1、营养液配方的选择要选择一些稳定性较好的营养液配方为什么？,2、供液量和供液方法主要解决养分和氧气的供应,实线：出口处营养液的含氧量，虚线：入口处营养液的含氧量；种植槽长21.5m种植槽的供液量与含氧量的关系（草莓）,实线：出口处营养液的含氧量，虚线：入口处营养液的含氧量；种植槽长21.5m种植槽的供液量与含氧量的关系（番茄）,实线：出口处营养液的含氧量，虚线：入口处营养液的含氧量；种植槽长21.5m种植槽的供液量与含氧量的关系（黄瓜）,为了解决植株根系氧气的供应问题，可采用下列两种方法：(1)连续供液法：是指营养液无论是在白天或是在夜晚均不断地流入种植槽中的供液形式。(2)间歇供液法：是指营养液以间歇的形式流入种植槽的供液方法。问题：上述2种方法中哪种好些？为什么？,3、液温的控制与管理,由于根际温度于气温对作物生长的影响具有一定程度上的互补性，因此可通过对营养液液温的调控来促进作物的生长。适当地提高供液量有助于稳定种植槽内液温的变化，而且对于水分和养分的供应上也是有好处的。稳定槽内液温还可以利用保温性能较好的材料例如泡沫塑料等来做成种植槽，把管道尽可能埋于地下、将贮液池建在室内等方法也有助于稳定液温。有些人还在冬季低温时在铺设种植槽的地面预先铺设电热线，然后在电热线上铺上作为种植槽的塑料薄膜，通过加热来提高液温。,4、营养液的补充和更换种植作物过程营养液的组成和浓度变化较为剧烈，贮液池中的营养液消耗较快，所以要经常进行养分和水分的补充。经过一段时间种植之后的营养液，由于其中已积累了许多植物根系的分泌物以及由于肥料不纯净而带入的杂质和作物吸收较少的盐分，此时要更换营养液。一般生长期为6个月或以上的作物如番茄、甜椒等，经过23个月要更换一次，整个生长期更换13次，而生长期短的作物如叶菜类，每种植12茬之后更换一次就可以了。,四、营养液膜技术的优缺点,(一)优点/advantages1、种植槽内的液层浅薄，可以较好地解决根系氧气的供应问题，作物的生长良好，产量较高。2、设施的投资较少，建造过程较为方便、简捷。3、在配套自动控制装置的情况下，易于实现生产过程的自动化。,(二)缺点/disadvantages,1、设施(主要是指种植槽部分)的耐用性较差，后续的生产资料耗费较多，维护工作频繁，投资于后续的维修、更换的资金较多。2、NFT种植系统中的营养液总量较少，营养液的浓度和组成以及温度等的变化较快，稳定性差，要求管理工作上做得更精细，对管理员工的技术水平要求也较高，同时对设备的精确性、稳定性和安全性的要求也较高。3、NFT为封闭的循环系统，一旦发生根系的病害，较容易在整个系统中传播、蔓延，因此，在使用前对设施的清洗和消毒的要求较高。,第四节喷雾栽培技术Section4SprayCulture,喷雾栽培又称气雾培或喷雾培，它是利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。作物悬挂在一个密闭的栽培装置(槽、箱或床)中，而根系裸露在栽培装置内部，营养液通过喷雾装置雾化后喷射到根系表面。它是所有无土栽培技术中根系的水气矛盾解决得最好的一种形式，同时它也易于自动化控制和进