哈密市設(shè)施農(nóng)業(yè)的無(wú)土栽培技術(shù)
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摘要：本文簡(jiǎn)述了哈密市無(wú)土栽培形式、種植管理技術(shù)、植物保護(hù)、環(huán)境調(diào)控和存在問題，為推進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)無(wú)土栽培提供參考。
關(guān)鍵詞：設(shè)施農(nóng)業(yè)；無(wú)土栽培；管理技術(shù)
無(wú)土栽培是指一種不用天然土壤而采用含有植物生長(zhǎng)發(fā)育必需元素的人工配置的營(yíng)養(yǎng)液來(lái)提供供給植物礦物營(yíng)養(yǎng)的需要，使植物正常完成整個(gè)生命周期的栽培技術(shù)。無(wú)土栽培應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，可以用作反季節(jié)和高檔園藝產(chǎn)品的生產(chǎn)，在沙漠、荒灘、鹽堿地等進(jìn)行作物生產(chǎn)，在家庭中應(yīng)用，太空農(nóng)業(yè)利用和設(shè)施園藝中應(yīng)用。無(wú)土栽培技術(shù)的出現(xiàn)，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有可能徹底擺脫自然條件的制約，完全按照人的愿望，向著自動(dòng)化、機(jī)械化和工廠化的生產(chǎn)方式發(fā)展，從而使農(nóng)作物的產(chǎn)量得以幾倍、幾十倍甚至成百倍地增長(zhǎng)。本文就哈密市設(shè)施農(nóng)業(yè)無(wú)土栽培管理技術(shù)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，以便進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
1哈密市設(shè)施農(nóng)業(yè)無(wú)土栽培形式
1.1水培
水培的蔬菜作物一般生長(zhǎng)期短，復(fù)種指數(shù)高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，同時(shí)作物的表面十分潔凈無(wú)污染，不受外界環(huán)境的干擾，能實(shí)現(xiàn)工廠化或自動(dòng)化的種植形式[1]。水培主要包括營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)栽培、浮板毛管水栽培、深液流技術(shù)栽培。由于深液流技術(shù)栽培營(yíng)養(yǎng)液的液層較深，根系伸展在較深的液層中，每株占有的液量較多，因此，營(yíng)養(yǎng)液濃度、溶解氧、酸堿度、溫度以及水分存量都不易發(fā)生急劇變動(dòng)，為根系提供了一個(gè)較穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境,所以哈密地區(qū)的水培主要以深液流技術(shù)為主。
1.2基質(zhì)栽培
基質(zhì)栽培是無(wú)土栽培中推廣面積最大的一種方式。它是將作物的根系固定在有機(jī)或無(wú)機(jī)的基質(zhì)中，通過滴灌或細(xì)流灌溉的方法，供給作物營(yíng)養(yǎng)液。栽培基質(zhì)可以裝入塑料袋內(nèi)或鋪于栽培溝或槽內(nèi)?；|(zhì)栽培的營(yíng)養(yǎng)液是不循環(huán)的，稱為開路系統(tǒng)，這可以避免病害通過營(yíng)養(yǎng)液的循環(huán)而傳播。當(dāng)前，有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)栽培已成為我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培的主要發(fā)展方向,適宜用做有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培的基質(zhì)很多,如草炭、椰子殼、棉籽殼、樹皮、鋸末、葵花桿、蔗渣[2]。哈密市基質(zhì)栽培主要選用椰子殼或爐渣+有機(jī)肥+蛭石+珍珠巖。
2哈密市無(wú)土栽培技術(shù)
2.1DFT水培技術(shù)
2.1.1水培基礎(chǔ)設(shè)施營(yíng)養(yǎng)液槽：營(yíng)養(yǎng)液槽是貯存營(yíng)養(yǎng)液的設(shè)施，一般用磚和水泥砌成水槽置于地下,為了防止液槽漏水、滲水和返水，施工時(shí)必須加入防滲材料，并于營(yíng)養(yǎng)液槽內(nèi)壁涂上除水材料[3]。除此之外為了便于液槽的清洗和使水泵維持一定的水量，在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)在液槽的一角放水泵之處做一個(gè)20cm見方的小水槽，以便于營(yíng)養(yǎng)液槽的清洗。營(yíng)養(yǎng)液槽的容積，一般667m2的水培面積，需要5~7t水的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。因這種營(yíng)養(yǎng)液槽容量大，無(wú)論是冬季還是夏季營(yíng)養(yǎng)液的溫度變化不大。栽培床：栽培床是作物生長(zhǎng)的場(chǎng)地，是水培設(shè)施的主體部分。作物的根部在床上被固定并得到支撐，從栽培床中得到水分、養(yǎng)分和氧氣。栽培床由床體和定植板(也稱栽培板)2部分組成，栽培床的床體和定植板的大小及形狀可隨定植作物大小進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。營(yíng)養(yǎng)液系統(tǒng)：包括加液系統(tǒng)、排液系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)。水培設(shè)施的給液，一般是由水泵把營(yíng)養(yǎng)液抽進(jìn)栽培床。床中保持5~8cm深的水位，向栽培床加液的設(shè)施由鐵制或塑料制的加液主管和塑料制的加液支管組成。塑料支管上每隔1.5m有一直徑3mm小孔，營(yíng)養(yǎng)液從小孔中流入栽培床。營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)途徑是營(yíng)養(yǎng)液由水泵從營(yíng)養(yǎng)液槽抽出，經(jīng)加液主管、加液支管進(jìn)入栽培床，被作物根部吸。高出排液口的營(yíng)養(yǎng)液，順排液口通過排液溝流回營(yíng)養(yǎng)液槽，完成一次循環(huán)[4]。正常情況下可用自動(dòng)控制系統(tǒng)控制水泵循環(huán)4h休息4h進(jìn)行反復(fù)循環(huán)，進(jìn)行節(jié)能。2.1.2DFT水培種植流程基質(zhì)育苗：選擇優(yōu)質(zhì)的需要種植的葉菜類作物種子，點(diǎn)到50孔或者72孔的穴盤里進(jìn)行育苗，每穴點(diǎn)2~4粒種子，當(dāng)穴盤里基質(zhì)表面蒸干時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水。洗苗：當(dāng)幼苗長(zhǎng)出2~3片葉子時(shí)，將基質(zhì)盤里苗子摳出，放到清水里洗去基質(zhì)，不可傷到根系，隨后用百菌清600倍液，或者用多菌靈800倍液做消毒處理。馴化養(yǎng)根：將洗好的苗子用海綿包裹在莖基部，固定到專用水位較高的多層架平鋪育苗栽培床上進(jìn)行幼苗養(yǎng)根，當(dāng)根系長(zhǎng)達(dá)4cm左右時(shí)便可做移栽處理。在炎熱的季節(jié)，幼苗固定完成后要用噴霧器在葉片上噴水，有利于緩苗。移栽:當(dāng)幼苗根系達(dá)到4cm左右時(shí)，從育苗床上取出套上種植杯移栽到深液流種植架上，營(yíng)養(yǎng)液要低于根頸部。管理：修剪老葉，及時(shí)配置調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液濃度、pH。采收：正常情況下葉菜類作物生長(zhǎng)期在25d左右，及時(shí)采收，防止浪費(fèi)營(yíng)養(yǎng)液資源和作物長(zhǎng)老，以及根系過長(zhǎng)缺氧，對(duì)種植架進(jìn)行堵塞和造成營(yíng)養(yǎng)液污染。消毒：采收完成后要及時(shí)對(duì)回收的海綿和種植杯用含0.3%~0.5%有效氯的次氯酸鈉或次氯酸鈣溶液進(jìn)行消毒浸泡1d。2.1.3營(yíng)養(yǎng)液管理營(yíng)養(yǎng)液配置：一般葉菜類通用配方配制：100倍母液中A液：24水硝酸鈣126.0g、鐵-EDTA2.5g；B液：磷酸二氫鉀35.0g、7水硫酸鎂53.7g、磷酸二氫銨23.7g、硫酸鉀25.0g；C液：硼酸0.286g、硫酸錳1水0.155g、硫酸鋅7水0.022g、硫酸銅5水0.008g、鉬酸銨4水0.002g。C液濃縮液用二次稀釋法，即選配制1L10倍濃度的量，再取0.1L加入B液。營(yíng)養(yǎng)液的循環(huán)供應(yīng)。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)入到正常循環(huán)回水狀態(tài)時(shí)，可連續(xù)供液4~8h，間斷不超過4h反復(fù)循環(huán)供液。這樣既能保證營(yíng)養(yǎng)液里有充足的養(yǎng)分、氧氣，又能做到節(jié)能。營(yíng)養(yǎng)液溫度控制。營(yíng)養(yǎng)液溫度變化將對(duì)根系生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，為了保持植物根系正常生長(zhǎng)，應(yīng)當(dāng)確保營(yíng)養(yǎng)液冬季溫度高于15℃、夏季溫度低于28℃。營(yíng)養(yǎng)液pH值、濃度調(diào)節(jié)。pH值的變化會(huì)對(duì)溶質(zhì)可溶性、根系的生長(zhǎng)產(chǎn)生很大的影響，因此要適時(shí)調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液的，一般葉菜類的pH值在5.5~6.5之間根系生長(zhǎng)最好。大多數(shù)的蔬菜作物苗期適合EC:0.8~1.3ms/cm；生長(zhǎng)期適合EC:1.5~3.0ms/cm。根據(jù)作物不同生長(zhǎng)時(shí)期調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液濃度。營(yíng)養(yǎng)液池的清洗。每周清洗營(yíng)養(yǎng)液池1次，防止?fàn)I養(yǎng)液污染，以及防止雜質(zhì)進(jìn)入管道內(nèi)堵塞管道。
2.2基質(zhì)栽培技術(shù)
2.2.1基質(zhì)栽培設(shè)施基質(zhì)栽培包括多種栽培形式，有荷蘭桶栽培、A字架立體栽培、U型槽栽培、高架栽培等，基質(zhì)大多采用珍珠巖、蛭石、草炭根據(jù)需要按比例配置?；|(zhì)栽培主要由栽培架、栽培床、營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)、營(yíng)養(yǎng)液池、水泵五部分組成，管理方便，操作簡(jiǎn)單。2.2.2種植流程品種選擇：冬春茬選擇耐低溫、高濕、弱光，抗病性高的作物品種。夏季，秋季選擇耐高溫，高濕，抗病性好的作物品種。播種：選擇50孔或者72孔穴盤，播種前對(duì)穴盤、種子消毒。將基質(zhì)提前拌濕后裝入穴盤，根據(jù)不同作物特性，點(diǎn)種的深度也不一樣，防止太深不出苗，太淺戴帽出土。播種后管理：將苗盤置于光照弱的地方，當(dāng)溫度過低時(shí)要蓋膜，基質(zhì)表面干時(shí)，補(bǔ)水。出苗后要嚴(yán)格控水控濕，防止苗子徒長(zhǎng)和發(fā)生病蟲害。移栽：當(dāng)苗子長(zhǎng)到8cm左右時(shí)就可移栽，移栽前要對(duì)栽培床進(jìn)行多菌靈或五氯硝基苯1000倍消毒殺菌處理，提前澆透基質(zhì)。定植最好選擇陰天、下午或者用遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋，定植后1~2d要適當(dāng)增加空氣濕度，有利于緩苗，同時(shí)按照作物生長(zhǎng)特性安排株距。生長(zhǎng)管理：作物生長(zhǎng)前期要控制灌水量，當(dāng)基質(zhì)表面蒸干時(shí)再少量澆灌營(yíng)養(yǎng)液，防止作物發(fā)生莖基腐病和徒長(zhǎng)，同時(shí)控制溫室的光照、濕度、溫度，形成最有利于作物生長(zhǎng)環(huán)境。生長(zhǎng)中期加大營(yíng)養(yǎng)液灌水量，保證基質(zhì)含水量在60%~70%，同時(shí)對(duì)作物進(jìn)行整枝打杈管理，如果發(fā)生病蟲害，要及時(shí)進(jìn)行防治。結(jié)果期要加大營(yíng)養(yǎng)液EC值，根據(jù)植株長(zhǎng)勢(shì)，促控結(jié)合，合理的整枝打杈，減少養(yǎng)份的消耗，同時(shí)疏花疏果，提高作物果實(shí)的商品率。不同作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)吸收需求不同，因此要對(duì)營(yíng)養(yǎng)液適當(dāng)調(diào)整，在生長(zhǎng)過程中發(fā)現(xiàn)缺營(yíng)養(yǎng)了，要及時(shí)補(bǔ)充葉面肥。
3設(shè)施內(nèi)的植物保護(hù)
設(shè)施內(nèi)雖然是人為的為植物提供了一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境，可以減少一些土傳病害的發(fā)生，但是仍然不能徹底的避免病蟲害的發(fā)生，因此在設(shè)施內(nèi)需要進(jìn)行必要的植物保護(hù)措施。哈密市堅(jiān)持“預(yù)防為主，綜合防治”的方針。綜合防治主要應(yīng)用物理防治、生物防治、化學(xué)防治和農(nóng)業(yè)防治方法。物理防治：采用色板誘殺、太陽(yáng)能滅蟲燈誘殺、性誘劑誘殺、糖醋液誘殺、人工捕殺等方法減輕蚜蟲、粉虱、薊馬、夜蛾類等害蟲危害。設(shè)施內(nèi)進(jìn)門處安裝防蟲網(wǎng)，避免外界環(huán)境中的害蟲飛入傳播病蟲害?；瘜W(xué)防治：栽培植株前施足底肥，采用腐熟的有機(jī)肥，可以避免一些病蟲害的傳播與發(fā)生。植物生長(zhǎng)期間，每隔半月噴灑2.5%蚜虱凈可濕性粉劑2000倍液殺蟲殺劑噴霧或使用阿維菌素。生物防治：利用或釋放人工養(yǎng)殖的天敵昆蟲來(lái)捕食紅蜘蛛、粉虱等；噴灑白僵菌防治蚜蟲、粉虱、薊馬、玉米螟等害蟲。農(nóng)業(yè)防治：選用無(wú)毒的，健康的種子、植株；采用抗病、抗蟲品種。發(fā)現(xiàn)病株病果后要及時(shí)清理并集中燒毀。注意設(shè)施內(nèi)的通風(fēng)，降低設(shè)施內(nèi)的濕度，也可以防止一些病害的發(fā)生與發(fā)展，同時(shí)清理設(shè)施內(nèi)的雜草落葉，并帶出設(shè)施。若有嫁接植株則要清理砧木上的萌芽，定期修剪植物，減去病枝、過密枝，保證植株的通風(fēng)透光[5]。常見的病蟲害防治方法：預(yù)防病毒病：可用病毒A、病毒靈、病毒必克等，結(jié)合防治蚜蟲；預(yù)防軟腐病：發(fā)病初期及時(shí)拔除病株，并在病穴四周撒少量石灰，同時(shí)可用農(nóng)用鏈霉素、農(nóng)抗75-1、銅制劑(氧氯化銅、可殺得等)；預(yù)防霜霉?。嚎捎盟雇⒍镜\、霜脲.錳鋅(杜邦克露)、安克、普力克等；防治炭疽病：可用施保功、甲基托布津、銅制劑等；防治菌核病：可用撲海因、速克靈、菌核凈等；防治黑霉?。嚎捎煤诿狗郏环乐涡〔硕?、菜青蟲：可用BT、阿維菌素、除盡等；防治斜紋夜蛾、甜菜夜蛾：可用卡死克、除盡等藥劑；防治蚜蟲：可用吡蟲林、丁硫克百威、抗蚜威等；防治黃曲條跳甲：可用辛硫磷、殺蟲雙等低毒農(nóng)藥作淋地處理并結(jié)合葉面噴霧；紅蜘蛛：用石硫合劑50~100倍液噴施，蟲害爆發(fā)后用四螨嗪或噠螨靈1500倍液進(jìn)行噴施；15%三氯殺螨蟲或阿維菌素4000~5000倍液進(jìn)行噴灑。每隔10d噴施1次，嚴(yán)重時(shí)可每隔7d進(jìn)行1次。
4設(shè)施環(huán)境調(diào)控
哈密市是典型的溫帶大陸性干旱氣候，光能資源豐富，干燥少雨，蒸發(fā)能力強(qiáng)，夏季炎熱，冬季較寒冷，蒸發(fā)能力強(qiáng)，根據(jù)此氣候我們應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)施溫室內(nèi)做以下調(diào)整：夏秋季溫室內(nèi)要打開天窗和側(cè)窗及時(shí)通風(fēng)換氣。太陽(yáng)光照強(qiáng)，溫室內(nèi)溫度高于30℃時(shí)，要打開風(fēng)機(jī)和濕簾，及時(shí)降溫并且增加空氣濕度，控制溫度在25~32℃，空氣濕度在40%~60%之間，有利于作物正常生長(zhǎng)發(fā)育，防止作物沾濕現(xiàn)象，同時(shí)降低溫室內(nèi)的病蟲害的發(fā)生；溫室內(nèi)透氣的地方要張掛防蟲網(wǎng)，同時(shí)溫室內(nèi)根據(jù)要求張掛粘蟲板，減少溫室內(nèi)病蟲害發(fā)生；春冬季溫室內(nèi)要做好保溫措施，密閉溫室，充分利用棉被做到早揭晚蓋，陰雪天不揭開棉被，防止逆溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。冬季溫室內(nèi)濕度較大，在外界氣溫較高，陽(yáng)光明媚的天氣，適當(dāng)通風(fēng)，降低溫室濕度，控制溫室濕度在70%以下，同時(shí)保證溫室內(nèi)氣溫不低于12℃，以免發(fā)生凍害；冬季氣溫低于12℃，光照不好或連續(xù)陰天時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用外界采暖設(shè)施，并且使用補(bǔ)光燈進(jìn)行補(bǔ)光。
5哈密市無(wú)土栽培存在的問題
5.1基質(zhì)重復(fù)利用缺乏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，連茬導(dǎo)致理化性質(zhì)改變哈密市無(wú)土栽培以基質(zhì)栽培為主，對(duì)于栽培基質(zhì)的需求量也不斷增加，但由于栽培基質(zhì)重復(fù)利用質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)還沒有形成，再利用栽培基質(zhì)完成一茬種植后，栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)會(huì)有較大改變，應(yīng)用效果不斷下降，同時(shí)增加病菌的產(chǎn)生以及蟲卵，栽培基質(zhì)的質(zhì)量呈現(xiàn)不斷下降趨勢(shì)[9]。5.2水培易產(chǎn)生水垢，結(jié)晶不易清理雖然水培技術(shù)克服地區(qū)、連作障礙能力強(qiáng)，復(fù)種指數(shù)高，普及率越來(lái)越高，但是水培是營(yíng)養(yǎng)液的循環(huán)，因此管道中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液溶質(zhì)水垢，不容易清理，影響營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)。營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)水管堵塞，需要人及時(shí)清理和巡查，蔬菜作物根系觸及到水垢后易萎蔫死亡。5.3霧培的微噴頭易堵塞，對(duì)水泵依賴性強(qiáng)霧培主要靠的是水泵把液池內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液通過微噴頭噴射到作物根系上，從而保證作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育。由于霧培是間歇性供液，因此微噴頭內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液易結(jié)晶堵塞微噴頭，導(dǎo)致作物根系無(wú)法供液，萎蔫致死。當(dāng)霧培產(chǎn)生堵塞時(shí)需要大量勞動(dòng)力去挨個(gè)清理噴頭十分不便，而且在此期間作物也會(huì)失水導(dǎo)致死亡。由于霧培的根系是裸露在空氣中，不儲(chǔ)液，如果水泵出現(xiàn)故障或者停電，不能及時(shí)排除故障作物就會(huì)失水導(dǎo)致死亡。5.4營(yíng)養(yǎng)液殘液的排放污染環(huán)境一般設(shè)施溫室內(nèi)，沒有下水排液管道，當(dāng)換茬清理水培槽內(nèi)液體時(shí)，營(yíng)養(yǎng)液無(wú)處排放，大多就地排放，由于營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)鹽離子較多，腐蝕性較大，會(huì)腐蝕地面，破壞地表理化性質(zhì)，因此營(yíng)養(yǎng)液的殘液排放不能很好的利用安置是一個(gè)極大的問題。
6展望
隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)土栽培領(lǐng)域已經(jīng)掌握了先進(jìn)的技術(shù)，研發(fā)出了具有自動(dòng)恒濕、恒溫、自動(dòng)噴淋、排風(fēng)等全電子智能控制的先進(jìn)設(shè)備和智能溫室。同時(shí)，國(guó)際上在水培法無(wú)土栽培的基礎(chǔ)上，研究出了一種被稱為“營(yíng)養(yǎng)膜”的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是植物栽種在一個(gè)不透水的、狹長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)槽內(nèi)，使槽內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液緩慢流動(dòng)，植株根系半浸半漏，讓根際始終被一層薄的營(yíng)養(yǎng)液包圍。在英國(guó)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)化[10-14]。哈密市無(wú)土栽培技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有20a，隨著近些年改革開放的深入發(fā)展與農(nóng)業(yè)科學(xué)的進(jìn)步以及人們生活水平的需求不斷提高，哈密市無(wú)土栽培逐漸被人們接受，生產(chǎn)設(shè)備漸漸走向現(xiàn)代化，機(jī)械水平不斷完善，操作方便，生產(chǎn)水平及能力也大大的提高。無(wú)土栽培使得人們進(jìn)入了農(nóng)業(yè)的一個(gè)新時(shí)代，農(nóng)業(yè)將會(huì)逐步實(shí)現(xiàn)并普及工廠化生產(chǎn)，精確化管理。因此，無(wú)土栽培技術(shù)具有很大的價(jià)值前景。
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作者:蔣孝笑 陸海軍 劉俊德 陳兵 白成林 呂國(guó)華 單位:石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院園藝系 哈密市伊州區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)管理中心 哈密市國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園