無土栽培的分類

無土栽培從最早的模式開始，至今經(jīng)歷了100多年。其從實驗室走向大規(guī)模的商品生產(chǎn)過程中，經(jīng)過許多代人的努力已經(jīng)發(fā)展出多種類型。不少人從不同的角度對它進行過許多分類，現(xiàn)將最通常的分類介紹如下:

有固體基質(zhì)類型砂培(Sand culture)礫培(Gravetculture)泥炭培(Peat culture)

鋸末培(Sawdustculture)珍珠巖培(Peaslite culture蛭石培(Vermiculiteculture)巖棉培(Rockwool culture)

無固體基質(zhì)類型水培(Hydroponics)營養(yǎng)液膜技術(NFT)深液流技術(DFT)霧培(Sprayculture)

無土栽培的核心是營養(yǎng)液代替了土壤。應該把握住這個核心實質(zhì)去理解本分類系統(tǒng)屬下的各級名稱，才不致誤解，不管名稱如何叫法，它都包含使用營養(yǎng)液這個核心在內(nèi)。例如礫培，它的全稱應該是在礫石錨定植株的情況下，用營養(yǎng)液栽培作物的一種方法，余類推。營養(yǎng)液是無土栽培的核心，必須認真地了解和掌握，才能真正掌握無土栽培技術，有人認為從別人那里抄來一個別人正在使用而行之有效的營養(yǎng)液配方就行了。這是一種天真的想法，知其然不知其所以然地濫用營養(yǎng)液配方去作無士栽培生產(chǎn)，將會導致不必要的損失。

一.水質(zhì)要求

(1)水的來源

在研究營養(yǎng)液配方及某種營養(yǎng)元素的缺乏癥等實驗水培時，需要使用蒸餾水或去離子水。在大生產(chǎn)中可使用雨水、井水和自來水。

雨水的收集靠溫室屋面上的降水面積，如月降雨量達到100毫米以上，則水培用水可以自給。使用雨水時要考慮到當?shù)氐目諝馕廴境潭?，如污染嚴重則不能使用。即使斷定無污染，在下雨后10分鐘左右的雨水不要收集，以沖去塵埃等污染源。

井水和自來水是常用的水源，使用前必須對水質(zhì)進行調(diào)查化驗，以確定其可用性。一般的標準是水質(zhì)要和飲用水相當。如用河水作水源，必須經(jīng)過處理，使達到符合衛(wèi)生規(guī)范的飲用水的程度才好使用。

(2)水質(zhì)的要求

總的要求和符合衛(wèi)生規(guī)范的飲用水相當?，F(xiàn)將幾項和無土栽培營養(yǎng)液的平衡有密切關系的及有累積性公害影響的指標介紹如下。

①硬度水質(zhì)有軟水和硬水之分，所謂硬水就是指水中含有的鈣、鎂鹽(一般為重碳酸鈣<Ca(HCO3)2>、重碳酸鎂<Mg(HCO3)2>、硫酸鈣<CaSO4>、硫酸鎂<MqSO4>、氯化鈣<CaCl2>、氯化鎂(MgC12>等〉的濃度比較高，達到一定的標準。其標準統(tǒng)一以每升水中CaO的重量來表示，1度=10毫克Cao/。硬度的劃分為:0~4。很軟水 4~8。軟水，8~16。中硬水，16~30，硬水，30。以上極硬水，在鈣質(zhì)土和石灰?guī)r地區(qū)的水常為硬水(如北京地區(qū))。用硬水配制營養(yǎng)液必須將其中鈣和鎂的含量計算出來，以便減少配方中規(guī)定的鈣、鎂用量，否則其總鹽分過高。用作營養(yǎng)液的水，硬度不能太高，一般以不超過10。為宜。②酸堿度pH6.5~8.5。(如:KL-03II型酸度計，科立龍公司生產(chǎn))③溶解氧 使用前的溶解氧應接近飽和。④NaCl含量小于2mmol/⑤余氯自來水消毒時常用液氯(Cl2)，故水中常含Cl2>0.3mg/l。這對植物根有害。因此，水進入栽培槽之后應放置半天，以使余氯散逸后才好定植。⑥重金屬及有害健康的元素容許限:Hg 0.005mg/l Cd 0.01mg/l As 0.01mg/l Se 0.01 mg/l Pb 0.05mg/l Cr 0.05mg/ Cu0.10mg/ Zn0.20mg/l Fe0.50mg/ F1.00mg/l

總之，對用水的要求是不允許含有重金屬和病菌蟲卵等污染物，或在允許值以下。因此含鹽量低的雨水最理想，年雨量多的地方，可積水備用。井水，地下水則因母巖，近海與否成分很不一致，如硬水地區(qū)，應當測定Ga2+、Mq2+的含量并從肥料用量中減掉進行矯正，過硬的水不宜使用，要處理以后再用。鐵在水中可能含量多，但易沉淀，不會有問題。如果NaCI(Na+含量高水呈堿性，Cl-含量高水呈酸性)、H2S等有害物質(zhì)大量存在，則宜用自來水或河水。自來水含氯氣(次氯酸鈉消毒所致)，宜放置1~2天后使用，如急用可在水中加硫代硫酸鈉(2.5克/噸)中和后使用，另外pH過高也應調(diào)整后使用。

二.肥料

一般將化學工業(yè)制造出來的化合物的品質(zhì)分為四類:①化學試劑，又細分為三級，即:保證試劑(GR)，又稱一級試劑;分析試劑(AR)，又稱二級試劑:化學純試劑(CP)，又稱三級試劑。②醫(yī)藥用。③工業(yè)用。④農(nóng)業(yè)用。

化學試劑的純度最高，其中GR級又最高，但價格昂貴。在無一栽培中，要研究營養(yǎng)液新配方及探索營養(yǎng)元素缺乏癥等試驗，需用到化學試劑，除特別要求精細的外，一般用到化學純級已可。在生產(chǎn)中，除了微量元素用化學純試劑或醫(yī)藥用品外，大量元素的供給多采用農(nóng)業(yè)用品，以降低成本。如無合格的農(nóng)業(yè)原料可用工業(yè)用品代替，但工業(yè)用原料的價格比農(nóng)用的貴。

營養(yǎng)液配方中標出的用量是以純品表示的，在配制營養(yǎng)液時，要按各種化合物原料標明的百分純度來折算除原料的用量。此外，肥料應貯藏于干燥的地方，如因貯藏不當而吸潮顯著使用時應減去吸濕量。

三.營養(yǎng)液配方

營養(yǎng)液必須含有植物生長所必需的全部營養(yǎng)元素(除C、H、O之外其余13種:N、P、K. Ca、Mq、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、cl)。

②含各種營養(yǎng)元素的化合物必須是根部可以吸收的狀態(tài)，即可以溶于水的呈離子狀態(tài)的化合物，通常都是無機鹽類，也有一些是有機螯合物，如鐵。

③營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素的數(shù)量比例應是符合植物生長發(fā)育要求的、均衡的。

④營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素的無機鹽類構成的總鹽分濃度及其酸堿反應應該是適合植物生長要求的。

⑤組成營養(yǎng)液的各種化合物，在栽培植物的過程中，應在較長時間內(nèi)保持其有效狀態(tài)。

6組成營養(yǎng)液的各種化合物的總體，在被根吸收過程中造成的生理酸堿反應應該是比較平穩(wěn)的。

四.營養(yǎng)液配制

(1)濃縮貯備液

A母液:以鈣鹽為中心，凡不與鈣作用而產(chǎn)生沉淀的鹽都可溶在一起，可包括硝酸鈣和硝酸鉀，濃縮100~200倍。

B母液:以磷酸鹽為中心，凡不會與磷酸根形成沉淀的鹽都可溶在一起，可包括磷酸二氫銨和硫酸鎂，濃縮100~200倍。

C母液:是由鐵和微量元素合在一起配制而成的，因其用量小，可以配成濃縮倍數(shù)很高的母液，一般為1000倍濃縮液。

以上母液均應貯存于黑暗容器中。

(2)工作營養(yǎng)液

一般用濃縮貯備液配制，在加入各種母液的過程中，也要防止沉淀的出現(xiàn)。配制步驟為:在大貯液池內(nèi)先放入相當于要配制的營養(yǎng)液體積的40%水量，將A母液應加入量倒入其中，開動水泵使其流動擴散均勻。然后再將應加入的B母液慢慢注入水渠口的水源中，讓水源沖稀B母液后帶入貯液池中參與流動擴散，此過程所加的水量以達到總液量的80%為度。最后，將C母液的應加入量也隨水沖稀帶入貯液池中參與流動擴散。加足水量后，繼續(xù)流動一段時間使達到均勻。

五.營養(yǎng)液的管理

營養(yǎng)液的管理主要是指在栽培作物過程中循環(huán)使用的營養(yǎng)液管理，開放式基質(zhì)培營養(yǎng)液滴灌系統(tǒng)中的營養(yǎng)液不回收使用，其管理見基質(zhì)培部分。

作物的根系大部分生長在營養(yǎng)液中，并吸收其中的水分，養(yǎng)分和氧氣，從而使其濃度，成分、pH、溶存氧等都不斷發(fā)生變化，同時根系也分泌有機物于營養(yǎng)液中及少量衰老的殘根脫落干營養(yǎng)液中，致使微生物也會在其中繁殖。外界的溫度也時刻影響著液溫，因此，必需對上述諸因素的影響進行監(jiān)測和采取措施予以調(diào)控，使其經(jīng)常處于符合作物生長發(fā)育的需要狀態(tài)。

(1)溶存氧(培養(yǎng)液中溶氧量)

生長在營養(yǎng)液中的根系，其呼吸所霧的氧，可以有兩個來源:溶存干營養(yǎng)液中的氧以及植物體內(nèi)形成的氧氣輸導組織從地上部向根系輸送的氧。一般可將作物對氧的要求大致分為三類:不耐淹漬的旱地作物(如大多數(shù)蔬菜作物)，其體內(nèi)不具備氧氣輸導組織，營養(yǎng)液中溶存氧的供給充足與否是栽培成敗的關鍵因素之一·耐淹浸的旱地作物，此類作物在遇到淹浸環(huán)境時會適應形成氧氣輸導組織，如芹菜、鴨兒芹等，此外，據(jù)研究，番茄、節(jié)瓜、絲瓜、直葉萵苣也具有這種功能。

培養(yǎng)液的溶氧量依液溫或營養(yǎng)液供液方式而有很大變化，尤其是液溫升高時，根的呼吸增強，營養(yǎng)液中氧氣不足，因此必須補充氧氣，具體補氧氣的方法有:攪拌(此法有一定效果舊技術上較難處理，主要是種植槽內(nèi)有許多根系存在，容易傷根):用壓縮空氣通過起泡器向液內(nèi)擴散微細氣泡(此法效果較好，但主要在小盆缽水培上使用，在大生產(chǎn)線上大規(guī)模遍布起泡器困難較大，所以一般不采用);用化學試劑加入液中產(chǎn)生氧氣(此法效果尚好，但價格品貴，生產(chǎn)上目前不可能使用);將營養(yǎng)液進行循環(huán)流動(此法效果很好，是生產(chǎn)上普遍采用的方法，其具體的增氧效果，由于不同設計而有差異，循環(huán)時落差大、濺潑面較分散、增加一定壓力形成射流等都有利干增大補氧效果)。

(2)濃度管理(培養(yǎng)液的補充與調(diào)整)

在栽培過程中;營養(yǎng)液會因蒸發(fā)和作物蒸騰而逐漸減少，如果隨時補充水分，使之保持原有的容積，則又會因鹽分的被吸收而使?jié)舛茸兊?，因此，營養(yǎng)液的補充與調(diào)整十分重要。補充與調(diào)整的方法有:

①按減水量估算補液量適用干單株作物平均有較多量營養(yǎng)液的無十栽培。果菜類生育盛期每天每株可消耗水分1~2升，葉菜類蔬菜約為0.15~0.2升，但在這一容量里所含的鹽分，只有一部分被作物吸收，其數(shù)量約為該容積內(nèi)鹽分含量的50~70%，記錄貯液槽中的耗液量，當液量減少到原有液量的70%時，就加水到原有液量，再加入補水量所需肥料鹽的50~70%，即可使液量及其濃度恢復到原有水平。

②電導率法純水并不導電，水中離子愈多，導電能力愈強，據(jù)此將營養(yǎng)液配制成不同濃度的標準液。用電導儀測定電導率(EC)，并繪制成標準曲線。當營養(yǎng)液使用一段時間以后，濃度變低(鹽分被吸收，水分補充到原有體積)?？捎秒妼x(如:KL-1382型電導率，科立龍公司生產(chǎn))測定其電導率，再從標準曲線找出其相應之濃度%及應補施之肥料量。例如:濃度減低到原有濃度的60%時，則補施全槽應施肥料的40%，即可使?jié)舛然謴偷皆兴?。不過電導儀測得的EC值與硝態(tài)氨的濃度呈顯著正相關，而與K+等濃度的變化無相關現(xiàn)象，因此，現(xiàn)在有改用離子電極測定的。

③養(yǎng)分分析法培養(yǎng)液使用一段時間之后，需要用化學分析方法測定其濃度，以確定植物吸收量，其測定值與剛配制時營養(yǎng)液中各元素含量的差，可以說明應向營養(yǎng)液中補充各元素的數(shù)量，使恢復到原來的濃度，除測定培養(yǎng)液一般元素外，還要測定不同離子如Na+、SO4-Cl-是否過量積聚，以及有毒重金屬元素是否過量存在。象荷蘭等國有專門為農(nóng)家進行化學分析的咨詢機構。

④營養(yǎng)液濃度與pH的自動調(diào)控裝置:目前荷蘭等國還廣泛采用微電腦來自動調(diào)整培養(yǎng)液濃度與pH值(型號:KL-201科立龍公司制造)。例如根據(jù)日總輻射量來定蒸騰量，根據(jù)蒸騰量計算出追肥量，再根據(jù)EC感受器測得的營養(yǎng)液濃度(型號:KL-208，KL-2385，科立龍公司制造)，通過電腦系統(tǒng)自動補液。

(3)pH的變化與調(diào)整

培養(yǎng)液中pH值與作物養(yǎng)分吸收具有密切關系，當pH發(fā)生變化時，養(yǎng)分吸收狀況也發(fā)生變化，其結果又會影響培養(yǎng)液中pH值的變化。在水培中培養(yǎng)液的pH變化較復雜，發(fā)生變化的原因大體上有以下幾點:第一，由于使用固體基質(zhì)的化學性質(zhì)的不同引起pH的變化，例如以巖棉、熏炭為基質(zhì)的pH易升高，泥炭則下降，而用珍珠巖其pH的變化最少、最穩(wěn)定，至于石礫與砂則依其母質(zhì)的化學成分而異。第二，作物吸收養(yǎng)分時，陰離子與陽離子吸收比例的不同，會使pH發(fā)生變化，例如園試均衡培養(yǎng)液中NO3-的吸收量多時，使K、Ca殘留在培養(yǎng)液中使 pH上升。第三，水質(zhì)的化學性質(zhì)、CO2濃度、從根部分泌或腐敗而產(chǎn)生的有機酸濃度也會改變pH值。檢測培養(yǎng)液pH可用pH測定儀，現(xiàn)在有一種手持簡便型數(shù)字式的pH計較適合田間測定用。(如:KL-009I型酸度計，科立龍公司生產(chǎn))

調(diào)整pH的方法是以酸或堿來中和，當pH過高時，以酸中和，常用的有硫酸、鹽酸、硝酸和磷酸，其用量、種類依培養(yǎng)液的新舊和水質(zhì)而異，據(jù)試驗，一噸水中加8~10毫升濃硫酸可使pH降低1個單位左右。長期使用硫酸、鹽酸，會使培養(yǎng)液中積累SO42-、CI-、引起EC值升高，用硝酸來調(diào)整pH在歐洲廣泛使用，又是氮源。巖棉培則多用磷酸來調(diào)整(因強酸易溶解纖維)，但磷酸易引起鐵沉淀而發(fā)生缺鐵癥。除磷酸外，使用各種酸時要注意防止灼傷皮膚。pH值過低時，以堿中和，常用的有KOH和NaOH，通常用10%的溶液來調(diào)整。

所有用酸或堿中和時，均需先稀釋成100倍左右的稀釋液(如8~10毫千稀釋至1千)，慶為少量的高濃度的酸或堿加入大量培養(yǎng)液中，一時不易均勻，務必防止根系不會因遇到過濃的酸堿造成損傷為原則，要少量分次逐漸混入之。另外，還可以利用pH自動調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中的pH值。

(4)液溫的管理

液溫影響作物的養(yǎng)分吸收和培養(yǎng)液中的溶氧量，液溫過低影響根系生理活性，抑制了根系對P、NO3--N和K的吸收，但對Ca與Mq的吸收影響不大;同時高液溫下根系吸收增強，培養(yǎng)液中氧氣的濃度下降，易發(fā)生根腐爛，而且高液溫下Ca的吸收也困難，尤其是番茄在高溫時易出現(xiàn)缺Ca，引起臍腐病。因此，液溫過高過低均使生長受抑制，其適宜的根際液溫與土壤耕作條件下的土溫是相同的。為保持適溫，宜進行加溫或冷卻液溫，依水培設施種類的不同，方式也各異。冬季液溫加溫的方法有:在貯液槽下部設加溫管(類似熱得快)，礫培床還可以在槽內(nèi)植株下部5~10厘米外鋪設由熱線，干夜間不供液時加溫，直季降低液溫還缺少有效的方法，可用地下水或?qū)①?/span>液槽修成地下式，設在不受陽光直射處，使營養(yǎng)液加快循環(huán)，栽培床上敷設寒冷紗等，均可在一定程度上防止液溫升高。(可使用溫度計進行測溫，型號:KL-9806，KL-9816)(

六.營養(yǎng)液的更換

一般來說，用軟水配制的營養(yǎng)液，若所選用的配方又比較平衡，則不需經(jīng)常作酸堿中和。應用此營養(yǎng)液，一茬生長期較長的作物(番茄一茬5~6個月)，可在生長中期(約3個月)更換一次就可以了。生長期短的作物(有的葉菜類種一茬20~30天)，可種3~4茬更換一次不必每茬收獲之后即更換營養(yǎng)液，這樣可節(jié)省用水。每茬收獲時，要將脫落的殘根濾去。可在口水口安置網(wǎng)袋或用活動網(wǎng)袋打撈，然后補足所欠的營養(yǎng)成分(以總劑量計算)，如用硬水配制營養(yǎng)液，常需作酸堿中和的，則每個月要更換一次。如水質(zhì)的硬度偏高，更換的時間可能更要縮短，這要根據(jù)實際情況來決定。如果一定要使用硬度較高的水源來搞無十栽培，管理人員必需有較高的知識水平和實際經(jīng)驗，并最低限度地配備有電導率儀和酸度計，以好應付復雜的局面。