无土栽培技术地可行性方案设计

1、实用文档无土栽培技术的可行性方案一,无土栽培概述无土栽培是指不用天然土壤栽培作物，而将作物栽培 在营养液中，这种营养液可以代替天然土壤向作物提供水分、 养分、氧气、温度，使作物能够正常生长并完成其整个生命 周期。大家都知道，传统农业中作物的生长离不开土壤，如粮食、棉花、油料、蔬菜、果树、茶叶、花卉、烟草等，都 必须利用土壤栽培， 可以说，农业生产特别是种植业就是利 用土壤的栽培技术，农业与土壤是密切相关切的。 而自1929 年格里克教授试种一株无土栽培番茄成功以来，作物栽培终于摆脱自然土壤的束缚， 可进入工厂化生产的诱人发展前景。无土栽培无须依赖土壤，它是将蔬菜等作物种植在装 有营养液的一定栽

2、培装置中，或是在充满营养液的砂、砾石、 蛭石、珍珠岩、稻壳、炉渣、岩棉、蔗渣等非天然土壤基质 材料作成的种植床上，因其不用土壤，故称无土壤栽培，而且由于它不用一般的有机肥和无机肥，而是依靠提供营养液J来代替传统的农业施肥技术， 所以无土栽培又被称为营养液 栽培，即简称水培、水耕栽培技术。无土栽培由于由于不用土壤， 在技术上是一重大突 破，同时，由于技术的不断完善、先进设施，新型的基质材 料的应用，无土栽培已完全可以根据不同作物的生长发育需要进行温、水、光、肥、气等的自动调节与控制，实行工厂 化生产。因此，无土栽培是当代现代化农业的高新技术，是现代设施栽培的新技术。2 .无土栽培的优点1 .不受

3、土地条件限制。无土栽培改变了 “万物土中生” 的依赖土地生存的传统观念和土壤耕种方式，在不宜耕种的地方如沙石，不毛之地，甚至宇宙飞船上都可以栽培作物。 在家庭、办公室可利用窗台、阳台、走廊、屋顶、屋顶及其 它空闲地栽种植物， 这不仅可以创造经济效益， 还可以净化 空气、节约用水，清洁卫生，既不污染环境，也不为环境所 污染。利用无土栽培技术在油田、矿山废弃场地以及盐碱沙漠地带已获得栽培成功。2 .劳动强度小，水肥量降低。无土栽培无需传统耕作中 的耕种、除草、土壤消毒、追肥等繁琐环节，单位劳动管理 的规模可大大增加，劳动强度明显下降。 营养液栽培的水肥 供应一般采用微管道灌溉系统，较易实行定点、局

4、部化，可明显降低水肥的浪费， 实验证明可比土壤节水 3-7倍，肥料 利用率可20%-30%3 .病虫害减少。无土栽培可防止因土传病原菌传播的疑 难病害的发生，切断了一个较为重要的病害传播途径。另外, 由于人为改善了根际环境， 促使植株生长健壮，增强了自身 的抗病能力，避免了土壤栽培中因多年盐分积累和连作导致 的盐渍化及重茬减产现象， 同时基质的消毒相比土壤消毒更 简便、经济。4 .优质高产。无土栽培，目前主要作为设施栽培中的一 个组成部分，它不仅有通过设施而达到的适用于作物生长的 光照、温度、气候等条件，还具有基质和水肥的供给系统， 提供了适用于根部发育的最佳小环境。且各种环境因子均能人为地较

5、好控制，因而能够更好的协调植株的地上与地下， 营养生长与生殖生长等的关系，容易发挥高产的潜能。 成熟的无土栽培可比土壤栽培的产量提高2-4倍之间。生产及实验证明，无土栽培不仅可提高产量， 同时也明显促进了作物 的生长速度，产品的外观品质和理化性状也有不同程度的改 善；叶菜类、瓜果中的硝酸盐含量可得到理想控制；无土栽培的花卉花期更长，颜色更艳， 香味浓郁，部分土壤栽培条 件下不宜开花的品种，在无土栽培的条件下也能较容易的达 到目标。5 .便于工厂化生产。无土栽培充分显示由农业可以像工 业一样生产，机械化、自动化，完全由人工控制植物工厂， 现在的典型实例就是无土栽培立体化植物工厂。3 .无土栽培的

6、种类无土栽培的类型和栽培方式很多。根据其栽培是否使用固体的基质材料，可把无土栽培分为两个基本类型，即无基质栽培和基质栽培。无基质栽培即没有固定根系的基质， 根系直接和营养液接触，主要包括以下几种：(1)营养液膜栽培(NFTT :这种方法是以约 0.5厘米 的浅层营养液流过植物根系， 这层营养液很浅，像一层水膜， 故称为营养液膜技术；(2)深液流水培(DFTT :营养液的液层较深，植株悬桂于液面上，其重量由定植网框或定植板所承载， 根系垂入 营养液中，深液流技术又可分动态浮根法、M式、浮板毛管(3)气雾培：是将营养液用喷雾的方法，直接喷到植物根系，根系悬桂在容器中的内部空间。 基质栽培是植物通

7、过基质固定根系，并通过基质吸收营养液和氧的方法。根据使用材料的不同，又可分为不同的栽培方式。(1)无机基质：包括砂培、砾培、蛭石培、珍珠岩培、炉渣等。(2)人工基质：岩棉培、聚乙烯发泡材料、聚氨酯泡 沫等；(3)有机基质：包括锯木屑、蔗渣、草炭、稻壳、熏 炭、树皮、麦秆、椰壳糖、膨化鸡粪、菌糠等。不同的无土栽培类型和方式，由于采用不同的栽培基质、不同的装置的栽培床和不同的供液方式，其效果、技术难度大小不一。a.营养液膜栽培技术：营养液膜栽培即 NFT栽培(Nutrient Film Technigue), 是一种新型的无土栽培技术，与传统的无土栽培技术相 比.具有设备简易，投资小成本低、便于生

8、产上推广应用等优点。此项技术是由英国温室作物研究所AllenCooper教授最早研究推由，肯定其实用价值目前英国日本的NFT栽培已成功地应用于离苣、草莓.番茄，茄子、甜瓜、芹菜等蔬 菜上。(1)、营养液膜栽培的实质传统的无土栽培.包括用固体基质的基质栽培和不 用固体基质的水培.都必须用水泥或金属等材料制作成固定 的栽培床等配套设施，同时还要采用适当的装置和办法来解 决根际的供氧。因此，设施和装置都比较复杂.而且投资大， 成本高，大面积的推广应用，受到财力物力等多面的限制， 而营养液膜栽培是用塑料薄膜作栽培床.利用适当的方式将作物的幼苗定植于栽培床中， 营养液在栽培床的底面作薄层 循环流动.使根

9、系既能不断地吸收到养分与水分.又保证有充足的氧气供应。因循环流动供应的营养液呈极浅如膜的液 流故称作营养液膜栽培和其它无土栽培方式相比营养液膜 栽培有如下特点；1 .结构简易只要选用适当的薄膜和供液装置.即可自行设计安装；2 .投资小，成本低；3 .营养液呈薄膜状液流循环供液较好地解决了根系 供氧问题.使根系的养分， 水分和氧气供应得到协调.有利于作物的生长发育；4 .营养液的供应量小，且容易更换；5 .设备的清理与消毒较方便。但是，这种栽培方式亦有其不足之处，主要表现在以下几个方面；1 .栽培床的坡降要求严格。如果栽培床面不平，营 养液形成乱流.供液不匀。尤其是进液处和由液处床内作物 受液不

10、匀，株间生长差异较大，会影响产量；2 .由于营养液的流量小，其营养或分、浓度及 PH 值易发生变化.3 ,因无基质和深水层的缓冲作用.根际的温度变化大.4 .要循环供液，每日供液次数多，耗能大，如遇停 电停水，尤其是作物生育盛期和高温季节，营养液的管理比较困难.5,因循环供液，一旦染上土传病害有全军覆没的危 险。(2)营养液膜栽培的基本装置营养液膜栽培的基本装置包括供液池、供液管道，供液水泵和栽培床。供液池用于贮存和循环回流的营养液， 一般设在地下，可用砖头，水泥砌成.里外涂以防水物质， 也可用塑料制品，水缸等容器。具容积大小应根据供应的面 积和株数确定。栽培床用以种植作物.是在1/100坡降

11、的平整地面铺一层黑色或黑白双面聚乙烯薄膜.以适当方式使其成槽状供定植与固定作物根系，并供应营养液，使营养液在床面呈薄层循环液流。供液装置由供应水泵（小型潜水泵或离心泵）、供液管道（自来水管或塑料管）将经水泵提取 的营养液分流输入各栽培床中o 回水管是用于栽培床循环后 回流的营养液再退回贮液池中，以供再次使用，一般可用塑料管。控制系统主要控制营养液的供应时间流量，电导度、 pH值和液温等。（3）可供选用的NFT装置经过本所相有关单位的试验，以下几种装置可在生产上推广应用。1 . PVc槽式NFT配套装置（图1）1985由本所设计安装，经多年使用效果很好.其装置由以 下几部分组成。供液池：用砖头及

12、水泥砌成。180平方米标准大棚，供液池的容积为2. 53. 0立方米即可.一般置于大棚的 中央部分.供液水泵可选用wB型180瓦离心水泵或潜水泵。使 用离心泵时，进水口应装落水阀，安装位置略低于供液池的 水面，以利打水。栽培床用2毫米厚Pvc硬板加工而成，宽25厘米高 8厘米长12米.每套由6个床组成。供液管道和回流管均用硬塑料管配套，供液主管可埋地下，接以支管分流向各栽培床供液，回流管由各栽培床 汇至供液池。2 .简易NFT装置（图2）栽培床用宽70厘米，长1215米，厚度为0. 05 毫米的黑色或黑白双面聚乙烯塑料薄膜作成.先在具1 /100坡降的平整地面挖一深 5厘米宽1520厘米的浅平

13、沟， 整平压实后铺上薄膜使其成槽状.上接进液管，下通供液池.即成栽培床。有条件的可在床底里面放一层宽1520厘米的无纺布，以蓄集少量营养液。 利于根系的生长定植时 将带岩棉方块或塑料钵的幼苗放在其中，然后用木夹或钉书钉将薄膜封紧，植株用塑料绳固定.供液装置，大面积的可砌水泥供液池.甩水泵及塑料管供液. 小面积的可利用水 位差的原理供液.本装置经本所试验，并在生产上运用，栽培番茄. 黄瓜效果很好.3 .叶菜NFT装置（图3）参照国外同类装置自行设计安装.栽培床选用三合板或纤维板亦可使用玻璃钢楞形板，安装在1/801/100坡降的木架或铁架上，也可用砖头支撑，在板上用木条和元钉 按一定行距隔成长条

14、槽，槽底铺一层薄膜。如用楞形板可直 接利用。上面再平铺一层银灰色、 乳白色或黑色薄膜， 柞为 定植板.上面打洞，定植叶菜幼苗。 幼苗应带小岩棉方块或 聚胺酯泡沫育苗块.以适当装置（水箱）供应营养液。4 4) NFT栽培的技术关键1 .作物的种类与品种的选择利用NFT栽培的作物很多，如番茄，黄瓜.甜瓜.草 莓等果菜，以及生菜，芹菜.菠菜.葱，茴蒿，小白菜等叶 菜，但在实际生产中.既要考虑栽培的难易. 更应考虑经济 效益.一般可以栽培经济效益大的番茄、甜瓜、黄瓜、以及 速生的叶菜如生菜等。 品种一般应选择抗病， 高产，具有增产优势的品种。番茄，黄瓜等作物.应要求其结果性好的品种.我国北方生长期长的

15、果菜如番茄.黄瓜等，可进行一大季栽培.能获高产。但一般的以进行两季栽培为好.2 .带钵育苗，以利定植无土栽培的作物.尤其是 NFT培.一定要进行无土 育苗.以防土传病害的发生.可用蛭石，稻壳熏炭，岩棉或 聚胺酯泡沫育苗块育苗. 定植的幼苗.一定要带岩棉块或装 有适当大粒径基质的塑料钵.以利固定根系.便于定植和管理.3 .要确保栽培床的适宜坡降为使栽培床内的营养液能循环流动供液，必须使栽 培床保持适宜的坡降.坡降的大小，栽培作物后水流不发生障碍为度。一般认为1/80-1 /100为好，即10米长的栽 培床，两头高差10厘米左右。但应注意，栽培床不能太长， 床底应乎整成呈缓坡状，防止营养澈在床内呈

16、蛇形流动。4 、营养液的供应要及时NFT培营养液的供应量少，根系无基质的缓冲作用， 因此要做到及时，并经常补充.使其维持在规定的浓度范围 内.最好定期用电导仪测定 EC值，根据EC值来补充母液。 生产上可以根据供液池的减水量，按标准浓度加以调正补 充.作物生长旺盛期，高温季节以及白天中午更应注意及时 供液.采用间歇供液能有利增产。浓度可视不同作物和不同的生育期而定。5 、注意pH值的调整在作物生长过程中.营养液的 pH值常发生变化， 从而破坏营养液的养分平衡和可溶性，影响根系的吸收.引起作物的营养失调，应及时检测予以调整。6 .注意根际温度的稳定。NFT培作物的根际温度受外界的影响大.尤其在高

17、 温季节和低温季节，应采取措施确保稳定. 供液池可设在地 下，并加盖保护；栽培床可安装成半地下式.即在地面挖浅沟后铺膜作成.以使作物根际接近表土层； 定植时，尤其在 高温季节根际封口应注意严密，防止茎叶受热气灼伤.7 .注意防治营养失调症状及其它生理病害。要经常观察，根据典型症状作由诊断，查明原因，及时采取对策。NFT和DFT营养液膜栽培技术原理一样，差异在于液面的高低不同，就不做过多介绍。b.气雾栽培气雾栽培是利用气雾装置将营养液化成小雾滴，直接喷 射到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。气雾栽培可以让根际环境处在最佳水汽肥环境，这种模式根系悬于空中， 氧气得以最大化供给

18、， 肥水通过雾化 的方式提供，矿质离子及水分的吸收能得以充分的保证，根系在富氧环境下能发挥最大的能量转换率，所以离子交换吸收的速度比其他任何方式都要快，使植物能发挥最大的生长 潜能，因而，它具有以下优点：1 .节水。节水率是土壤栽培的 1/10.2 .节肥。节肥率达 90%Z±O3 .蔬菜生产安全。生产过程中几乎完全免农药生产，达 蔬菜的最高标准。另外，还可以降低蔬菜亚硝酸盐的含量， 是其他栽培模式无法实现的。4 .模式先进。实现立体化种植，综合提高土地利用率。5 .种植环境不受局限。只要有光照、水、电就可以气雾栽培。6 .安全可持续性。气雾培的营养液在一个密闭的环境中 完成水分很养

19、分的供应，可以实现无废料、废液、废物的零 外排，达到可持续不污染环境的效果。c.基质栽培固体基质栽培植物的简称。 用固体基质(介质)固定植物根 系，并通过基质吸收营养液和氧的一种无土栽培方式。基质种类很多，常用的无机基质有蛭石、珍珠岩、岩棉、沙、聚 氨酯等；有机基质有泥炭、稻壳炭、树皮等。因此基质栽培 又分为岩棉栽培、沙培等。 采用滴灌法供给营养液。 其优点 是设备较简单、生产成本较低等。但需基质多，连作的陈基 质易带病菌，传病，需要定期消毒，不过操作非常方便，由 于原材料来源广泛，栽培效果稳定，营养液缓冲大，利于瓜果菜类生产，推广面积巨大，生产很有优势，较之其他无土 栽培模式，生产的蔬菜更容

20、易达到有机标准。四.无土栽培的条件(1)要有掌握无土栽培的技术管理人员，能正常进行生产管理和操作，开拓销售市场。(2)要有保证的电源和水源、 不会因中途停电停水而影响营养液的供应等。(3)大气不能受到较严重污染， 如氟(FH)、硫(SO2、 氮氧化物(NOX的污染。(4)要有优质的水源保证。 水的质量影响到无土栽培 的效果。配制营养液要求优质的水源：包括不能带病菌、不能含有过多的氯离子、钠离子、钙镁离子等、水不能混浊。(5)要在一定的保护性设施如玻璃温室、塑料薄膜大棚覆盖栽培设施下进行。(6)要建有适当的无土栽培种植系统。无论是哪种无土栽培方式、都要求有适合要求的栽培槽、供排液系统和控 制系统

21、。保证作物在不用土壤栽培情况下适宜的环境条件， 并能做到人为控制。(7)要有适宜的气候和季节。 除了全自动控制的现代 化无土栽培设施外，无土栽培蔬菜、花卉等生产必须要在适 宜的气候条件和季节下进行。 凡是适合蔬菜、花卉等作物生 长的气候和季节，均能进行无土栽培。五.营养液的配制(一)营养液的配制方法配制营养液一般配制浓缩贮备液 (也叫母液)和工作 营养液(或叫栽培营养液，即直接用来种植作物用的)两种。生产上一般用浓缩贮备液稀释成工作营养液，所以前者是为了方便后者而配制的，如果有大容量的容器或用量较少时也 可以直接配制工作营养液。1 .母液的配制 为了防止在配制母液时产生沉淀， 不能将配方中的所

22、有化合物放置在一起溶解，因为浓缩后有些离子的浓度的乘积超过其溶度积常数而会形成沉淀。所以应将配方中的各种化合物进行分类，把相互之间不会产生沉淀的化合物放在一起溶解。 为此配方中的各种化合物一般分 为三类，配制成的浓缩液分别称为 A母液、B母液、C母液。A母液以钙盐为中心，凡不与钙作用而产生沉淀的 化合物均可放置在一起溶解。一般包括Ca(NO3)2、KNO3浓缩100-200倍；B母液以磷酸盐为中心，凡不与磷酸根产生沉淀的 化合物都可溶在一起，一般包括 NH4H2PO4 MgSO4浓缩 100-200 倍；C母液是由铁和微量元素合在一起配制而成的，由 于微量元素的用量少，因此其浓缩倍数可以较高，

23、可配制成1000-3000倍液。在配制各种母液时，母液的浓缩倍数，一 方面要根据配方中各种化合物的用量和在水中的溶解度来 确定，另外一方面以方便操作的整数倍为宜。浓缩倍数不能太高，否则可能会使化合物过饱和而析生，而且在浓缩倍数太高时，溶解也较慢。配制浓缩贮备液的步骤：按照要配制的浓缩贮备液 的体积和浓缩倍数计算由配方中各种化合物的用量，依次正确称取A母液和B母液中的各种化合物称量， 分别放在各自 的储液容器中，肥料一种一种加入，必须充分搅拌，且要等 前一种肥料充分溶解后才能加入第二种肥料，待全部溶解后加水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。在配制C母液时，先量取所需配制体积 2/3的清水，分为两份

24、，分别放入两个 塑料容器中，称取 FeSO4-7H2co EDTA-2Na分别加入这两 个容器中，搅拌溶解后，将溶有FeSO4- 7H20的溶液缓慢倒 入EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌；然后称取C母液所需的其他各种微量元素化合物，分别放在小的塑料容器中溶解， 再分别缓慢地倒入已溶解了FeS04- 7H2O和EDTA-2Na的溶液中，边加边搅拌，最后加清水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。2 .工作营养液的配制 利用母液稀释为工作营养液 时，在加入各种母液的过程中，也要防止沉淀的由现。 配制步骤为：应在储液池中放入大约需要配制体积的1/2-2/3的清水，量取所需A母液的用量倒入，开启水泵循环流

25、动或搅 拌器使其扩散均匀，然后再量取B母液的用量，缓慢地将其 倒入贮液池中的清水入口处， 让水源冲稀B母液后带入贮液池中，开启水泵将其循环或搅拌均匀，此过程所加的水量已达到总液量的80必度。最后量取 C母液，按照B母液的加 入方法加入贮液池中，经水泵循环流动或搅拌均匀即完成工 作营养液的配制。在生产中，如果一次需要的工作营养液量 很大，则大量营养元素可以采用直接称量配制法，而微量营养元素可采用先配制成 C母液再稀释为工作营养液的方法。 具体的配制步骤为：在种植系统的储液池中放入所要配制营 养液总体积约1/2-2/3的清水，称取相当于A母液的各种化 合物，放在容器中溶解后倒入储液池中，开启水泵循

26、环流动；然后称取相当于 B母液的各种化合物，放入容器中溶解后， 用大量清水稀释后缓慢地加入贮液池的水源入口处，开动水泵循环流动；再量取C母液，用大量清水稀释，在贮液池的 水源入口处缓慢倒入，开启水泵循环流动至营养液均匀为止。 在荷兰、日本等国家，现代化温室中进行大规模无土栽培生 产时，一般采用 A B两母液罐，A罐中主要含硝酸钙、硝 酸钾、硝酸镂和螫合铁，B罐中主要含硫酸钾、硝酸钾、磷 酸二氢钾、硫酸镁、硫酸镒、硫酸铜、硫酸锌、硼砂和铝酸 钠，通常制成100倍的母液。为了防止母液罐由现沉淀， 有 时还配备酸液罐以调节母液酸度。整个系统由计算机控制调节，稀释、混合形成灌溉营养液。（二）营养液配制

27、的操作规程为了避免在配制营养液的过程中由差错而影响到作 物的种植，需要建立一套严格的操作规程，内容应包括：1 .营养液原料的计算过程和最后结果要多次核对， 确保准确无误。2 .称取各种原料时，要反复核对称取数量的准确性， 并保证所称取的原料名称相符，切勿张冠李戴。特别是在称 取外观上相似的化合物时更应注意。3 .各种原料在分别称好之后，一起放到配制场地规 定的位置上，最后核查无遗漏，才可动手配制。切勿在用料 未到齐的情况下匆忙动手操作。4 .建立严格的记录档案，将配制的各种原料用量、 配制日期和配制人员详细记录下来，以备查验。（三）注意事项为了防止母液产生沉淀，在长时间贮存时，一般可 加硝酸或

28、硫酸将其酸化至 pH 3-4 ,同时应将配制好的浓缩 母液置于阴凉避光处保存，C母液最好用深色容器贮存。在直接称量营养元素化合物配制工作营养液时，在贮液池中加入钙盐及不与钙盐产生沉淀的盐类之后，不要立即加入磷酸盐及不与磷酸盐产生沉淀的其他化合物，而应在水泵循环大约30分或更长时间之后再加入。加入微量元素化合物时也 要注意，不应在加入大量营养元素之后立即加入。在配制工作营养液时，如果发现有少量的沉淀产生，就应延长水泵循环流动的时间以使产生的沉淀溶解。如果发现由于配制过程中加入化合物的速度过快， 产生局部浓度过高而由现大量沉 淀，并且通过较长时间开启水泵循环之后仍不能使这些沉淀 溶解时，应重新配制营养液，否则在种植作物的过程中可能 会由于某些营养元素沉淀而失效，最终由现营养液中营养元素的缺乏或不平衡而表现由生理失调症状。例如微量元素铁被沉淀之后