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初中化學有關實驗探究——無土栽培方面的知識

(壹)水質

水質與營養液的配制有密切關系。水質標準的主要指標是電導度(EC),pH值和有害物質含量是否超標。

電導度(EC)是溶液含鹽濃度的指標,通常用毫西門子(mS)表示。各種作物耐鹽性不同,耐鹽性強的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘藍類。耐鹽中等(EC=4mS),如黃瓜、菜豆、甜椒等。無土栽培對水質要求嚴格,尤其是水培,因為它不象土栽培具有緩沖能力,所以許多元素含量都比土壤栽培允許的濃度標準低,否則就會發生毒害,壹些農田用水不壹定適合無土栽培,收集雨水做無土栽培,是很好的方法。無土栽培的水,pH值不要太高或太低,因為壹般作物對營養液pH值的要求從中性為好,如果水質本身pH值偏低,就要用酸或堿進行調整,既浪費藥品又費時費工。

(二)營養液

營養液是無土栽培的關鍵,不同作物要求不同的營養液配方。目前世界上發表的配方很多,但大同小異,因為最初的配方本源於對土壤浸提液的化學成分分析。營養液配方中,差別最大的是其中氮和鉀的比例。

配制營養液要考慮到化學試劑的純度和成本,生產上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原源),再進行稀釋,可以節省容器便於保存。需將含鈣的物質單獨盛在壹容器內,使用時將母液稀釋後再與含鈣物質的稀釋液相混合,盡量避免形成沈澱。營養液的pH值要經過測定,必須調整到適於作物生育的PH值範圍,水增時尤其要註意pH值的調整,以免發生毒害。

(三)基質的理化性狀

用於無土栽培的基質種類很多。可根據當地基質來源,因地制宜地加以選擇,盡量選用原料豐富易得、價格低廉、理化性狀好的材料做為無土栽培的基質。

無土栽培對基質的要求

1.具有壹定大小的固形物質。這會影響基質是否具有良好的物理性狀。基質顆粒大小會影響容量。孔隙度、空氣和水的含量。按著粒徑大小可分為五級、即:1毫米;1-5毫米;5-10毫米;10-20毫米;20-50毫米。可以根據栽培作物種類、根系生長特點、當地資狀況加以選擇。

2.具有良好的物理性質。基質必須疏松,保水保肥又透氣。南京農業大學吳誌行等研究認為,對蔬菜作物比較理想的基質,其粒徑最好以0.5-10毫米,總孔隙度>55%,容重為0.1-0.8克?厘米-3,空氣容積為25-30%,基質的水氣比為1:4。

3.具有穩定的化學性狀,本身不含有害成分,不使營養液發生變化。基質的化學性狀主要指以下幾方面: PH值:反應基質的酸堿度,非常重要。它會影響營養液的pH值及成分變化。PH=6-7被認為是理想的基質。

電導度(EC):反映已經電離的鹽類溶液濃度,直接影響營養液的成分和作物根系對各種元素的吸收。 緩沖能力:反映基對肥料迅速改變pH值的緩沖能力,要求緩沖能力越強越好。

鹽基代換量:是指在pH=7時測定的可替換的陽離子含量。壹般有機機質如樹皮、鋸未、草炭等可代換的物質多;無機基質中蛭石可代換物質較多,而其它惰性基質則可代換物質就很少。

4.要求基質取材方便,來源廣泛,價格低廉。

在無土栽培中,基質的作用是固定和支持作物;吸附營養液;增強根系的透氣性。基質是十分重要的材料,直接關系栽培的成敗。基質栽培時,壹定要按上述幾個方面嚴格選擇。北京農業大學園藝系通過1986-1987年的試驗研究,在黃瓜基質栽培時,營養液與基質之間存在著顯著的交互作用,互為影響又互相補充。所以水培時的營養液配方,在基質栽培時,特別是使用有機基質時,會受基質本身元素成分含量、可代換程度等等因素的影響,而使配方的栽培效果發生變化,這是應當加以考慮的問題,不能生搬硬套。

(四)供液系統 無土栽培供液方式很多,有營養液膜(NFT)灌溉法、漫灌法、雙壁管式灌溉系統、滴灌系統、虹吸法、噴霧法和人工澆灌等。歸納起來可以分為循環水(閉路系統)和非循環水(開路系統)兩大類。目前生產中應用較多的是營養液膜法和滴灌法。

1. 營養液膜法(NET)

(1)備三個母液貯液灌(槽)。壹個盛硝酸鈣母液,壹個盛其它營養元素的母液,另壹個盛磷酸或硝酸,用以調節營養液的pH。

(2)貯液槽。貯存稀釋後的營養液,用泵將其液由栽培床高的壹端的送入,由低的壹端回流。液槽大小與栽培面積有關,壹般1000平方米要求貯液槽容量為4-5噸。貯液槽的另壹個作用就是回收由回流管路流回的營養液。

(3)過濾裝置。在營養液的進水口和出水口要求安裝過濾器,以保證營養液清潔,不會造成供液系統堵塞。

2. 滴灌系統的灌溉方法

(1)備兩個濃縮的營養液罐,存放母液。壹個液罐中含有鈣元素,另壹個是不含鈣的其它元素。

(2)濃酸罐。用業調節營養液的PH。

(3)貯液槽。用來盛按要求稀釋好的營養液。壹般300-400平方米的面積,貯液槽的容積1-1.5噸即可。貯液槽的高度與供液距離有關,只要高於1米,就可供30-40米的距離。如果用泵抽,則貯液槽高度不受限制。甚至可在地下設置。

(4)管路系統。用各種直徑的黑色塑料管,不能用白色,以避免藻類的孳生。

(5)滴頭。固定在作物根際附近的供液裝置,常用的有孔口式滴頭和線性發絲管。孔口式滴頭在低壓供液系統中流量不太均勻,發絲管比較均勻。但***同的問題是易堵塞,所以在貯液槽的進出口處,也必須安裝過濾器,濾出雜質。

[編輯本段]無土栽培前景展望

從歷史上來看,農業文明標誌,就是人類對作物生長發育的幹預和控制程度。實踐證明,對作物地上部分的環境條件的控制,比較容易做到,但對地下部分的控制(根系的控制),在常規土培條件下很困難的。無土栽培技術的出現,使人類獲得了包括無機營養條件在內的,對作物生長全部環境條件進行精密控制的能力,從而使得農業生產有可能徹底擺脫自然條件的制約,完全按照人的願望,向著自動化、機械化和工廠化的生產方式發展。這將會使農作物的產量得以幾倍、幾十倍甚至成百倍地增長。

從資源的角度看,耕地是壹種極為寶貴的、不可再生的資源。由於無土栽培可以將許多不可耕地加以開發利用,所以使得不能再生的耕地資源得到了擴展和補充,這對於緩和及解決地球上日益嚴重的耕地問題,有著深遠的意義。無土栽培不但可使地球上許多荒漠變成綠洲,而且在不久的將來,海洋、太空也將成為新的開發利用領域。美國已將無土栽培列為國該國本世紀要發展的十大高技術交流會上,就是關於宇宙空間植物栽培的研究報告,那只能是無土栽培。因而無土栽培技術在日本,已被許多科學家做為研究”宇宙農場”的有力手段,人們稱為太空時代的農業,已經不再是不可思議的問題。

水資源的問題,也是世界上日益嚴重地威脅人類的生存發展的大問題。不僅在幹旱地區,就是在發達的人口稠密的大城市,水資源緊缺也越來越突出。隨著人口的不斷增長,各種水資源被超量開采,某些地區已近枯竭。所以控制農業用水是節水的措施之壹,而無土栽培,避免了水分大量的滲漏和流失,使得難以再生的水資源得到補償。它必將成為節水型農業、旱區農業的必由之路。

誠然,無土栽培技術在走向實用化的進程中也存在不少問題。突出的問題是成本高、壹次性投資大;同時還要求較高的管理水平,管理人員必須具備壹定的科學知識,這也不是任何地方都能做到的。

從理論上講,進壹步研究礦質營養狀況的生理指標,減少管理上的盲目性,也是有待解決的問題。此外,無土栽培中的病蟲防治,基質和營養液的消毒,廢棄基質的處理等等,也需進壹步研究解決。 但是隨著科學技術的發展、提高,更重要的是這項新技術本身固有的種種優越性,已向人們顯示了無限廣闊的發展前景。

[編輯本段]無土栽培與常規栽培的區別

無土栽培與常規栽培的區別,就是不用土壤,直接用營養液來栽培植物。為了固定植物,增加空氣含量,大多數采用礫、沙、泥炭、蛭石、珍珠巖、巖棉、鋸木屑等作為固定基質。其優點可以有效地控制花卉在生長發育過程中對溫度、水分、光照、養分和空氣的最佳要求。由於無土栽培花卉不用土壤,可擴大種植範圍,加速花卉生長,提高花卉質量,節省肥水,節省人工操作,節省勞力和費用。缺點是,壹次性投資較大,需要增添設備,如果營養源受到汙染,容易蔓延,營養液配制需要技術知識。

[編輯本段]無土育苗

無土育苗概念

不用土壤,而用非土壤的固體材料作基質,澆營養液,或不用任何基質,而利用水培或霧培的方式進行育苗,稱為無土育苗。按是否利用基質,又可分為基質育苗和營養液育苗,前者是利用蛭石、珍珠巖、巖棉等基質並澆灌營養液苗;後者不用任何基質,只利用某些支撐物和營養液。

無土育苗的優點

幼苗生長迅速,苗齡短,根系發育好,幼苗健壯、整齊,定植後緩苗時間短,易成活。不論是基質育苗還是營養液育苗,都可保證水分和養分供應充足,基質通氣良好。同時,無土育苗便於科學、規範管理。

無土育苗的必要性

無土栽培是用非土壤的基質,供應營養液或完全利用營養液的栽培技術,要求最佳的根際環境。采用無土育苗方式培育的幼苗,定植後,因根系發育好,根際環境和無土栽培相適應,定植後不傷根,易成活,壹般沒有緩苗期。同時,無土育苗還可避免土壤育苗帶來的土傳病害和線蟲害。因此,無土栽培壹定要采用無土育苗。

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