09.26 水培技术——①深液流技术

水培：是指植物一部分根系悬挂生长在营养液中，而另一部分根系裸露在潮湿空气中的一类无土栽培方法，又称水耕栽培或营养液栽培。

水培技术的核心是如何处理根系的水气矛盾。大部分水培植物并不是水生植物,他们的根系既需要接触营养液来吸收水分和营养,又需要裸露在空气中进行呼吸作用,两者缺一不可,否则就会发生干枯或者烂根。

水培其设施都必需具备以下四个基本功能：

(1)种植槽能盛装营养液而不致于渗漏;

(2)能固定植株不会使植株根颈部浸没在营养液中,同时能让部分根系伸入到营养液中生长(喷雾培的根系不需要浸入营养液层中,而半喷雾培的则需要);

(3)根系能吸收到足够的氧气;

(4)根系和营养液处于黑暗之中，以利于根系生长并防止营养液中滋生绿藻。

水培主要形式

深液流

营养液膜

雾培

常见的水培技术有以上三种，每种技术各有自己的优缺点，都有比较大量的实际生产应用。每种方式又有一些变种，但大都万变不离其宗。 这篇文章首先介绍深液流技术。另外两种形式会在以后的下篇文章中介绍。

深液流技术

深液流技术:简称DFT( Deep flow Technique),是指植株根系生长在较为深厚并且是流动的营养液层的一种水培技术。

深液流水培技术是最早成功应用于商业化植物生产的无土栽培技术。在其发展过程中,世界各国对其做了不少改进,是一种有效实用,具有竞争力的水培生产类型。在日本十分普及,在广东省亦有较大的使用面积,能生产出番茄、黄瓜、辣椒、节瓜、丝瓜、甜瓜、西瓜等果菜类以及菜心、小白菜生菜、通菜、细香葱等叶十菜类,是较适合我国现阶段国情,特别是适合南方热带亚热带气候特点的水培类型。

一、深液流水培技术的特征

（1）悬挂栽培：

让根颈部远离液面,防止根颈部浸入营养液中而产生腐烂甚至死亡(沼泽性植物或具有从地上部向地下部的氧气输导组织的作物除外);部分根系可伸入到营养液中生长,而另外的根系部分则裸露在营养液液面于定植板或定植网框之间的潮湿空气中,这样在营养液和空气中的根系都可以吸收到氧气。根据作物的长势和气候条件来调节营养液的液层深度和液面至定植板或定植网框之间的空间大小,以调节根系对氧气的吸收。

（2）液层深：

根系伸展到较深的液层中,单株占液量较多。由于液量多而深,营养液的浓度(包括总盐分、各养分)、溶存氧、酸碱度、温度以及水分等都不易发生急剧变动,为根系提供了一个较稳定的生长环境。这是深液流水培的突出优点。

（3）营养液循环流动：

营养液循环流动能增加营养液中的溶存氧;消除根表有害代谢产物(最明显的是生理酸碱性)的局部累积;消除根表与根外营养液的养分浓度差,使养分能及时送到根表,更充分地满足植物的需要;促使因沉淀而失效的营养物重新溶解,以阻止缺素症的发生。所以即使是栽培沼泽性植物或能形成氧气输导组织的植物,也有必要使菅养液循环流动。

（4）适宜栽培的作物种类多：

除块根、块茎类作物之外,几乎所有的果菜类和叶菜类都可栽培。

二、深液流水培设施的组成及结构

以水泥砖结构固定式水培设施为例：

（1）种植槽

宽度一般为100-150cm,一方面易于操作,另一方面防止定植板或定植网框在种植槽过宽时强度不够而产生弯曲变形或折断。槽内深度控制在12-15cm左右,最深不超过20cm,槽长度为10-20m左右。种植槽在建造时首先把地面整平、打实,在建槽的位置铺一层3~5cm左右的河沙或石粉打实,然后在河沙或石粉层上铺5cm厚的混凝土作为槽底,在混凝土槽底上面的四周用水泥沙浆砌砖成为槽框,再用高标号水泥沙浆批荡种植槽内外,最后再加上一层水泥膏抹光表面,以防止营养液的渗漏。

建造种植槽的地基必须坚实,否则在种植槽建好之后可能会因地基的不均匀下沉而造成种植槽断裂,进而造成营养液的渗漏。

在地基较为松软的地方建造种植槽时,为了防止地基下陷而造成种植槽断裂,可在槽底混凝土层中每隔20cm加入一条Φ8钢筋。

在建好种植槽框批荡时还可加入防水涂料以防渗漏。

（2）定植板或定植网框

（3）贮液池

地下贮液池以不渗漏原则来进行建造时池底要用10~15cm混凝土加入q8钢筋倒制而成池壁用18~24cm砖砌,#100水泥砂浆批荡,水泥膏抹光,建池所用的水泥应为高标号、耐腐蚀的。同时地下贮液池池面要比地面高出10~20cm并要有盖,防止雨水或其它杂物落入池中,保持池内黑暗以防藻类滋生。

设置地下贮液池的好处:

①作为营养液调节的场所:营养液pH值的调整、养分和水分的补充等均在贮液池中进行。

②增大种植系统营养液的总量,使每株占有的营养液量增大,从而使营养液的浓度、组成、pH值、溶解氧含量以及液温等不易发生较剧烈的变化。

（4）营养液循环流动系统

包括供液系统和回流系统两大部分组成：

供液系统

1、供液管道

2、水泵

3、调节流量的阀门等

回流系统

1、回流管道

2、种植槽中的液位调节装置

三、深液流水培设施的管理

以水泥砖结构深液流水培设施为例，着重介绍其管理上要注意的一些问题。

种 植 槽

1、新建种植槽的处理

新建的种植槽和贮液池,由于是用水泥和砖砌成的,在新建时会在浸水之后有一些碱性物质溶解出来,此时浸泡后水溶液的酸碱度可高达pH11,因此要对种植槽和贮液池进行使用前的处理。

处理方法:

• 先用清水浸泡种植设施2~3天,洗刷浸泡出来的碱性物质,抽去浸泡液,然后再放清水浸泡2~3天,再清掉如此反复数次,直至加入清水后pH值稳定在6.5-75之间即可使用。
• 为了加快新建种植系统的处理速度,缩短处理时间,可在经过2-次清水浸泡后再加入稀酸中和或加入磷酸盐处理。

具体方法:首先把酸稀释为2-3mo/L的浓度,然后加入到贮液池中,开启水泵循环,调节至浸泡液的pH2左右,在浸泡过程中,浸泡液的pH值还会上升,可再加入稀酸,浸泡到pH值稳定在plH6.5~7.5之间如再加入数次稀酸后浸泡液的pH值仍在8.0以上,则可排掉浸泡液,再放入清水和稀酸浸泡,直至pH值稳定在pH65-75的范围为止。

• 选用硫酸或磷酸,最好用磷酸,而不用盐酸。因为磷酸与水泥中的硅酸钙作用形成溶解度很低的磷酸钙沉淀,而硫酸与硅酸钙形成的硫酸钙溶解度也较低。磷酸钙或硫酸钙会附在水泥的表层而阻止水泥内部的硅酸盐进步溶解出来。而盐酸与硅酸钙反应形成的氯化钙则是水溶性的,不仅不能在水泥表面形成一层难溶性的保护层而且会深入到水泥层内部,进一步破坏水泥层的结构。此外,也可用磷酸盐溶液来处理。如过磷酸钙溶液(上清液)或磷酸二氢钾、磷酸二氢铵等
• 以浸泡液中磷(P)的浓度达到200mg/左右即可。浸泡数天pH值稳定后可排掉浸泡液,用清水冲洗干净就可使用。

2、换茬时的清洗与消毒

(1)把定植杯连同残留在杯中的残根一起从定植板中取出将杯中的残根和小石砾倒出,把残根从石砾中清掉用水冲洗石砾和定植杯,尽量将细碎的根系和其它杂

质冲走,然后把石砾和定植杯分别集中放在容器中进行消毒。

消毒时可用含有0.3%0.5%有效氯的次氯酸钠或次氯酸钙溶液或含有0.4%的甲醛(福尔马林)溶液浸泡1天,或用5000分之一浓度的高锰酸钾溶液浸泡30分钟,倒掉消毒液,用清水冲洗即可。

(2) 种植槽、贮液池和循环管道的清洗和消毒:

用清水冲洗干净,然后用上述的消毒液开启水泵来循环消毒。

循环消毒时在种植槽中不需要保留液层,直接让消毒液从供液管中流到种植槽再经回流管道流到贮液池消中,以节省毒液用量。

栽培管理

1、栽培作物的种类

选择经济价值高的作物品种

利用温室的条件来进行“反季节”或“错季”生产。

初学者尽量选择容易种植的品种。

2、育苗与定植

（1）无土育苗

（2）移苗

（3）过渡槽中的寄养

提高设施的利用率,减少幼苗占用设施的时间

对于生长期较短的作物如叶菜类,其效果非常好,而对于生长期较长的果菜类,则效果不大。

3、营养液的管理

(1)营养液配方的选择

通用营养液配方:不仅适用于某一种作物,而且适用于与这种作物相类似的另外一些作物。如霍格兰配方日本园试配方等

但植物对营养的需求规律既有共性,也有个性。有些植物甚至某种植物的不同生长时期对某一种或某一些养分需求得多一些,有些要求的少一些。

(2)种植橧中流位的调控

刚定植作物后,应保持液面浸没定植杯杯底约1~2cm,当根系大量伸出定植杯时,应使液面离开定植杯杯底,当植株很大、根系非常发达时,只需在种植槽中保3-4cm的液层即可。

在生产中,应随着植株的长大,根系增多,逐渐降低营养液液位,使部分根段裸露在空气中,一旦液位降低、根系产生较多根毛之后,就不能把已降低液位的营养液层再升高,否则可能造成根毛甚至整个根系的伤害,严重的也有可能造成死亡

但也不能够使得种植槽中的液层太浅,一般应保证液层的深度可维持在无电力供应、水泵不能正常循环的情况下植株仍能正常生长1-2天的营养液量。

(3)建立科学的管理制度

从设施的清洗、消毒、播种、移苗、定植以及定植后至收获完毕的各个环节要做到责任落实到人,同时必须建立完善的管理档案,详细记录在种植过程中植株的生长情况,病虫害的发生情况,营养液酸碱度和浓度的变化情况,水分消耗情况,大棚或温室中的温度湿度情况以及气象资料等,并且要记录根据这些情况的出现而进行的一些管理措施的实施情况,例如添加营养、调节酸碱度、喷施农药及温室或大棚的开窗或覆膜等。

四、深液流水培技术的优缺点

(一)优点

1、营养液总量较多,组成和浓度稳定,短期的停水停电或设备故障对作物生长没有影响。管理较为方便。

2、根系部分裸露在空气中(全温室水培技术除外),部分浸没在营养液层中,较好地解决水气矛盾。

3、设施建造容易,经久耐用,后续生产资料少

4、适种作物广泛。

5、养分利用率高,可达909%95%以上,不会或很少对周围的环境造成污染。

(二)缺点

1、环境相对封闭,营养液不断循环利用,一旦根系病害发生,易造成蔓延

2、设施的投资较大,特别是固定式的深液流水培设施的建设费用较拼装式的高。

3、技术要求比基质栽培的高,但比营养液膜技术要求来得低。