09.26 水培技術——①深液流技術

水培：是指植物一部分根系懸掛生長在營養液中，而另一部分根系裸露在潮溼空氣中的一類無土栽培方法，又稱水耕栽培或營養液栽培。

水培技術的核心是如何處理根系的水氣矛盾。大部分水培植物並不是水生植物,他們的根系既需要接觸營養液來吸收水分和營養,又需要裸露在空氣中進行呼吸作用,兩者缺一不可,否則就會發生乾枯或者爛根。

水培其設施都必需具備以下四個基本功能：

(1)種植槽能盛裝營養液而不致於滲漏;

(2)能固定植株不會使植株根頸部浸沒在營養液中,同時能讓部分根系伸入到營養液中生長(噴霧培的根系不需要浸入營養液層中,而半噴霧培的則需要);

(3)根系能吸收到足夠的氧氣;

(4)根系和營養液處於黑暗之中，以利於根系生長並防止營養液中滋生綠藻。

水培主要形式

深液流

營養液膜

霧培

常見的水培技術有以上三種，每種技術各有自己的優缺點，都有比較大量的實際生產應用。每種方式又有一些變種，但大都萬變不離其宗。 這篇文章首先介紹深液流技術。另外兩種形式會在以後的下篇文章中介紹。

深液流技術

深液流技術:簡稱DFT( Deep flow Technique),是指植株根系生長在較為深厚並且是流動的營養液層的一種水培技術。

深液流水培技術是最早成功應用於商業化植物生產的無土栽培技術。在其發展過程中,世界各國對其做了不少改進,是一種有效實用,具有競爭力的水培生產類型。在日本十分普及,在廣東省亦有較大的使用面積,能生產出番茄、黃瓜、辣椒、節瓜、絲瓜、甜瓜、西瓜等果菜類以及菜心、小白菜生菜、通菜、細香蔥等葉十菜類,是較適合我國現階段國情,特別是適合南方熱帶亞熱帶氣候特點的水培類型。

一、深液流水培技術的特徵

（1）懸掛栽培：

讓根頸部遠離液麵,防止根頸部浸入營養液中而產生腐爛甚至死亡(沼澤性植物或具有從地上部向地下部的氧氣輸導組織的作物除外);部分根系可伸入到營養液中生長,而另外的根系部分則裸露在營養液液麵於定植板或定植網框之間的潮溼空氣中,這樣在營養液和空氣中的根系都可以吸收到氧氣。根據作物的長勢和氣候條件來調節營養液的液層深度和液麵至定植板或定植網框之間的空間大小,以調節根系對氧氣的吸收。

（2）液層深：

根系伸展到較深的液層中,單株佔液量較多。由於液量多而深,營養液的濃度(包括總鹽分、各養分)、溶存氧、酸鹼度、溫度以及水分等都不易發生急劇變動,為根系提供了一個較穩定的生長環境。這是深液流水培的突出優點。

（3）營養液循環流動：

營養液循環流動能增加營養液中的溶存氧;消除根表有害代謝產物(最明顯的是生理酸鹼性)的局部累積;消除根表與根外營養液的養分濃度差,使養分能及時送到根表,更充分地滿足植物的需要;促使因沉澱而失效的營養物重新溶解,以阻止缺素症的發生。所以即使是栽培沼澤性植物或能形成氧氣輸導組織的植物,也有必要使菅養液循環流動。

（4）適宜栽培的作物種類多：

除塊根、塊莖類作物之外,幾乎所有的果菜類和葉菜類都可栽培。

二、深液流水培設施的組成及結構

以水泥磚結構固定式水培設施為例：

（1）種植槽

寬度一般為100-150cm,一方面易於操作,另一方面防止定植板或定植網框在種植槽過寬時強度不夠而產生彎曲變形或折斷。槽內深度控制在12-15cm左右,最深不超過20cm,槽長度為10-20m左右。種植槽在建造時首先把地面整平、打實,在建槽的位置鋪一層3~5cm左右的河沙或石粉打實,然後在河沙或石粉層上鋪5cm厚的混凝土作為槽底,在混凝土槽底上面的四周用水泥沙漿砌磚成為槽框,再用高標號水泥沙漿批蕩種植槽內外,最後再加上一層水泥膏抹光表面,以防止營養液的滲漏。

建造種植槽的地基必須堅實,否則在種植槽建好之後可能會因地基的不均勻下沉而造成種植槽斷裂,進而造成營養液的滲漏。

在地基較為鬆軟的地方建造種植槽時,為了防止地基下陷而造成種植槽斷裂,可在槽底混凝土層中每隔20cm加入一條Φ8鋼筋。

在建好種植槽框批蕩時還可加入防水塗料以防滲漏。

（2）定植板或定植網框

（3）貯液池

地下貯液池以不滲漏原則來進行建造時池底要用10~15cm混凝土加入q8鋼筋倒制而成池壁用18~24cm磚砌,#100水泥砂漿批蕩,水泥膏抹光,建池所用的水泥應為高標號、耐腐蝕的。同時地下貯液池池面要比地面高出10~20cm並要有蓋,防止雨水或其它雜物落入池中,保持池內黑暗以防藻類滋生。

設置地下貯液池的好處:

①作為營養液調節的場所:營養液pH值的調整、養分和水分的補充等均在貯液池中進行。

②增大種植系統營養液的總量,使每株佔有的營養液量增大,從而使營養液的濃度、組成、pH值、溶解氧含量以及液溫等不易發生較劇烈的變化。

（4）營養液循環流動系統

包括供液系統和迴流系統兩大部分組成：

供液系統

1、供液管道

2、水泵

3、調節流量的閥門等

迴流系統

1、迴流管道

2、種植槽中的液位調節裝置

三、深液流水培設施的管理

以水泥磚結構深液流水培設施為例，著重介紹其管理上要注意的一些問題。

種 植 槽

1、新建種植槽的處理

新建的種植槽和貯液池,由於是用水泥和磚砌成的,在新建時會在浸水之後有一些鹼性物質溶解出來,此時浸泡後水溶液的酸鹼度可高達pH11,因此要對種植槽和貯液池進行使用前的處理。

處理方法:

• 先用清水浸泡種植設施2~3天,洗刷浸泡出來的鹼性物質,抽去浸泡液,然後再放清水浸泡2~3天,再清掉如此反覆數次,直至加入清水後pH值穩定在6.5-75之間即可使用。
• 為了加快新建種植系統的處理速度,縮短處理時間,可在經過2-次清水浸泡後再加入稀酸中和或加入磷酸鹽處理。

具體方法:首先把酸稀釋為2-3mo/L的濃度,然後加入到貯液池中,開啟水泵循環,調節至浸泡液的pH2左右,在浸泡過程中,浸泡液的pH值還會上升,可再加入稀酸,浸泡到pH值穩定在plH6.5~7.5之間如再加入數次稀酸後浸泡液的pH值仍在8.0以上,則可排掉浸泡液,再放入清水和稀酸浸泡,直至pH值穩定在pH65-75的範圍為止。

• 選用硫酸或磷酸,最好用磷酸,而不用鹽酸。因為磷酸與水泥中的硅酸鈣作用形成溶解度很低的磷酸鈣沉澱,而硫酸與硅酸鈣形成的硫酸鈣溶解度也較低。磷酸鈣或硫酸鈣會附在水泥的表層而阻止水泥內部的硅酸鹽進步溶解出來。而鹽酸與硅酸鈣反應形成的氯化鈣則是水溶性的,不僅不能在水泥表面形成一層難溶性的保護層而且會深入到水泥層內部,進一步破壞水泥層的結構。此外,也可用磷酸鹽溶液來處理。如過磷酸鈣溶液(上清液)或磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨等
• 以浸泡液中磷(P)的濃度達到200mg/左右即可。浸泡數天pH值穩定後可排掉浸泡液,用清水沖洗乾淨就可使用。

2、換茬時的清洗與消毒

(1)把定植杯連同殘留在杯中的殘根一起從定植板中取出將杯中的殘根和小石礫倒出,把殘根從石礫中清掉用水沖洗石礫和定植杯,儘量將細碎的根系和其它雜

質沖走,然後把石礫和定植杯分別集中放在容器中進行消毒。

消毒時可用含有0.3%0.5%有效氯的次氯酸鈉或次氯酸鈣溶液或含有0.4%的甲醛(福爾馬林)溶液浸泡1天,或用5000分之一濃度的高錳酸鉀溶液浸泡30分鐘,倒掉消毒液,用清水沖洗即可。

(2) 種植槽、貯液池和循環管道的清洗和消毒:

用清水沖洗乾淨,然後用上述的消毒液開啟水泵來循環消毒。

循環消毒時在種植槽中不需要保留液層,直接讓消毒液從供液管中流到種植槽再經迴流管道流到貯液池消中,以節省毒液用量。

栽培管理

1、栽培作物的種類

選擇經濟價值高的作物品種

利用溫室的條件來進行“反季節”或“錯季”生產。

初學者儘量選擇容易種植的品種。

2、育苗與定植

（1）無土育苗

（2）移苗

（3）過渡槽中的寄養

提高設施的利用率,減少幼苗佔用設施的時間

對於生長期較短的作物如葉菜類,其效果非常好,而對於生長期較長的果菜類,則效果不大。

3、營養液的管理

(1)營養液配方的選擇

通用營養液配方:不僅適用於某一種作物,而且適用於與這種作物相類似的另外一些作物。如霍格蘭配方日本園試配方等

但植物對營養的需求規律既有共性,也有個性。有些植物甚至某種植物的不同生長時期對某一種或某一些養分需求得多一些,有些要求的少一些。

(2)種植橧中流位的調控

剛定植作物後,應保持液麵浸沒定植杯杯底約1~2cm,當根系大量伸出定植杯時,應使液麵離開定植杯杯底,當植株很大、根系非常發達時,只需在種植槽中保3-4cm的液層即可。

在生產中,應隨著植株的長大,根系增多,逐漸降低營養液液位,使部分根段裸露在空氣中,一旦液位降低、根系產生較多根毛之後,就不能把已降低液位的營養液層再升高,否則可能造成根毛甚至整個根系的傷害,嚴重的也有可能造成死亡

但也不能夠使得種植槽中的液層太淺,一般應保證液層的深度可維持在無電力供應、水泵不能正常循環的情況下植株仍能正常生長1-2天的營養液量。

(3)建立科學的管理制度

從設施的清洗、消毒、播種、移苗、定植以及定植後至收穫完畢的各個環節要做到責任落實到人,同時必須建立完善的管理檔案,詳細記錄在種植過程中植株的生長情況,病蟲害的發生情況,營養液酸鹼度和濃度的變化情況,水分消耗情況,大棚或溫室中的溫度溼度情況以及氣象資料等,並且要記錄根據這些情況的出現而進行的一些管理措施的實施情況,例如添加營養、調節酸鹼度、噴施農藥及溫室或大棚的開窗或覆膜等。

四、深液流水培技術的優缺點

(一)優點

1、營養液總量較多,組成和濃度穩定,短期的停水停電或設備故障對作物生長沒有影響。管理較為方便。

2、根系部分裸露在空氣中(全溫室水培技術除外),部分浸沒在營養液層中,較好地解決水氣矛盾。

3、設施建造容易,經久耐用,後續生產資料少

4、適種作物廣泛。

5、養分利用率高,可達909%95%以上,不會或很少對周圍的環境造成汙染。

(二)缺點

1、環境相對封閉,營養液不斷循環利用,一旦根系病害發生,易造成蔓延

2、設施的投資較大,特別是固定式的深液流水培設施的建設費用較拼裝式的高。

3、技術要求比基質栽培的高,但比營養液膜技術要求來得低。