任何一种形式的无土栽培,都必须在温室、塑料大棚等环境保护设施条件下进行,而且需要建造无土栽培装置(系统)。无土栽培的基本设施或装置一般由栽培床、贮液池、供液系统和控制系统四部分组成。 无土栽培的基本设施或装置一般由栽培床、贮液池、供液系统和控制系统四部分组成。
一、栽 培 床
栽培床是代替土地和土壤种植作物,具有固定根群和支撑植株的作用,同时要保证营养液和水分的供应,并为作物根系的生长创造优越的根际环境。栽培床可用适当的材料如塑料等加工成定型槽,或者用塑料薄膜包装适宜的固体基质材料或用水泥砖砌成永久性结构和砖垒砌而成的临时性结构。栽培床形式很多,一般分育苗床和栽培床两类,具体规格大小等内容在以后的技术章节中介绍。在选用栽培床时应以结构简便实用、造价低廉、灌排液及管理方便等为原则。
二、贮 液 池
贮液池是贮存和供应营养液的容器,是作为增大营养液的缓冲能力,为根系创造一个较稳定的生存环境而设的。其功能主要有:
①增大每株占有营养液量而又不致使种植槽的深度建得太深。
②使营养液的浓度、pH值、溶存氧、温度等较长期地保持稳定。
③便于调节营养液的状况,例如调节液温等。
如无贮液池而直接在种植槽内增减温度,势必要在种植槽内安装复杂的管道,既增加了费用也造成了管理不便。又如调pH,如无贮液池,势必将酸碱母液直接加入槽内,容易造成局部过浓的危险。
根据营养液的供液方式不同,设置营养液贮液池(槽)。采取循环式供液方式时,在供液系统的最低点,建地下、半地下贮液池。简易的贮液池为在地下挖一个土坑,然后铺不漏液的聚乙烯塑料薄膜(两层),但在使用过程中,塑料薄膜易损坏而造成营养液流失。一般应修建永久性营养液池。施工时最好是在水泥槽抹水泥砂浆时,加入防水粉,施工时砂浆灰号大一点,每抹一层时注意压实,增加密度,或者用油毡沥青做一个防水层后再砌一层红砖抹水泥砂浆。贮液池要求不渗漏,也不能影响营养液的成分。贮液池较大时,可在建造时池底、池壁四周加上细钢筋,以防止池底和壁四周裂缝。一般池口高出地平面10cm左右,以防配液和清洗贮液池时鞋底粘带的灰尘等杂物误入池入,污染营养液。如果发现营养液池漏水时,还可用塑料薄膜衬里防止渗漏。采用开放式供液系统时,可在地面1.5~3.0m高度处设置贮液槽或桶。
贮液池(槽)的容积,根据栽栽培形式、栽培作物的种类和面积来确定。DFT水培时,按大株型的番茄、黄瓜等每株需15~20L营养液,小株型的叶菜类每株3L左右的营养液来推算出全温室(大棚)的总需液量后,再按总营养液量的1/2存于贮液池计算出贮液池的最低容积限量。NFT水培时,按大株作物如番茄、黄瓜等以每株需5L营养液,小株作物每株需1L营养液来推算出贮液池(槽)的最低容积限量(推算方法同DFT水培)。容量以足够供应整个种植面积循环供液之需为度。一般每亩栽培面积需要20~25m3左右的贮液池即可。1栋温室一个贮液池。当然增加贮液量有利于营养液的稳定,但建设投资也增加。
我国南方将贮液池设在棚室外,也可多栋大棚共用一个贮液池。营养液池内设水位标记,便于管理营养液池的水位。营养液贮液池的形状多为长方形底部倾斜式,比较适用。回水管的位置要高于营养液面,利用落差将营养液注入池中溅起水泡给营养液加氧。营养液池内安装不锈钢螺旋管,应用暖气给营养液加温,或用电热管给营养液加温,用控温器控制营养液液温。实践证明,冬春对营养液加温可提高产量5%以上,但营养液温度超过35℃时,对作物的根系和植株生长不利,可利用螺旋管循环地下水降温。
营养液贮液池(槽)必须加盖,防止污物泥土调入池内,同时避免阳光对营养液的直射,以防止藻类滋生,因为它不仅会污染营养液和堵塞管道,而且又会传播病害。
三、供 液 系 统
供液系统是将贮液池(槽)中的营养液输送到栽培床,以供作物需要。无土栽培的营养液供应方式,一般有循环式供液系统和滴灌系统(下图)两种,主要由水泵、管道、过滤器、压力表、阀门组成。管道分为供液主管、支管、毛管及出水龙头与滴头管或微喷头。不同的栽培形式在供液系统设计和安装上有差异。
滴灌系统使用时要注意以下事项:
- 要使用较高纯度的肥料,避免使用有不溶性杂质的原料配成的营养液;
- 营养液池和罐要经常清除杂质和沉淀物;
- 要定期检査滴灌系统运行情况,避免摘头堵塞和流量不均,及时清理过滤器,以利水流畅通。一般每隔3~5d用清水彻底冲洗一次滴灌系统。如果是带水阻管的小段滴头堵塞可用针通;如是发丝管类滴头堵塞,要拔下来用酸清洗,严重堵塞则弃之不用;
- 如用人工开闭阀供液的,在未供完液前,看守人不能离开岗位,以免过量供量。
四、控 制 系 统
控制系统是通过一定的调控装置,对营养液质量和供液进行监测与调控。先进的控制装置采用智能控制系统,实现对营养液质量、环境因素、供液等进行自动全方位监控。或不采用智能控制的自动控制系统如NT水培的自动控制装置包括电导率自控装置、pH自控装置、液温控制装置、供液定时器控制装置等,同样可以实现对营养液质量和供液的有效监控。用来控制营养液的供应时间和间歇时间。无土栽培必需的监控设备有电导率仪和酸度计,NFT水培时还需供液定时器与水泵相连,从而实现根据植物不同生长发育阶段对营养的需求,人工利用这些设备来监控营养液质量变化,适时调整和补充,并定时向作物供给营养液,做到营养液补充和供液及时,调整到位,并减少人力,节省电力和减少泵的磨损。在购买监控设备时,一定要注意查看型号、电流限量、电压大小、检测范围等,做到与栽培需要相适应。
无土栽培设施建造总体要求
- 种植槽规格:种植槽规格符合设计要求,坡降大小保证营养液在槽内正常流动。
- 贮液池容积:贮液池容积大小能够满足栽培区营养液供应。
- 供液系统:水泵、管道及管件选用要符合设计安装要求。
- 控制系统:控制系统安装合理,控制有效。
- 系统运行:无土栽培设施系统运行正常,无跑、冒、滴、漏现象。