摘要:氣霧培是把植物根系完全置于由營養(yǎng)液形成的彌霧環(huán)境中生長的一種新型栽培方式。氣霧培可提高單位面積內作物的產(chǎn)量,具有產(chǎn)量高、品質好、污染少的優(yōu)點,可達到高產(chǎn)、優(yōu)質、高效的目的,符合未來農業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的方向,是實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的重要途徑。本文針對氣霧培在植物栽培種的應用研究進展進行分析。
關鍵詞:氣霧培;植物栽培;應用研究;進展
一、氣霧培的概述
氣霧栽培簡稱霧培,是一種以霧化營養(yǎng)液方式滿足植物根系對水肥需求的新型無土栽培模式,其基本原理是使植物的根系懸掛生長在封閉、不透光的環(huán)境內,營養(yǎng)液通過特殊設備形成噴霧,在自動控制系統(tǒng)的調控下間歇性噴到植物根系上,以提供植物生長所需的水分和養(yǎng)分。霧培與傳統(tǒng)土培及普通水培相比,植物根系直接暴露在充滿霧化營養(yǎng)的空氣中,具有充足的自由伸展空間,可以毫無機械阻力的延伸;營養(yǎng)液霧化過程中不斷溶解空氣中的氧,可以有效解決普通水培中供氧、供肥的矛盾,具有土壤栽培和普通水培所沒有的優(yōu)勢。氣霧栽培可提高單位面積內作物的產(chǎn)量,具有產(chǎn)量高、品質好、污染少的優(yōu)點,可達到高產(chǎn)、優(yōu)質、高效的目的,符合未來農業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的方向,是實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的重要途徑。
二、氣霧栽培設施
氣霧栽培設施主要由栽培系統(tǒng)和營養(yǎng)液供給系統(tǒng)兩大部分構成,進行大規(guī)模生產(chǎn)種植時可利用計算機控制。
2.1栽培系統(tǒng)
栽培系統(tǒng)的核心部分是栽培床,可根據(jù)空間利用率和個人審美設計出不同形狀。目前較常見的有3種,分別為金字塔式、苗床式和立柱式金字塔型。氣霧栽培模式又稱A型栽培模式,是氣霧栽培模式中最為常見、應用范圍最廣的一種方式。選用泡沫板以“A”形搭建苗床,內部鋪設營養(yǎng)液噴霧管道和回流管道,植物定植在兩側支撐板上,根系裸露在空氣中,營養(yǎng)液通過霧化噴頭直接供給根系,多余的營養(yǎng)液通過回流過濾系統(tǒng)重新進入儲液池進行循環(huán)利用。金字塔型氣霧栽培模式建造簡單,光照、空間的利用率高,適用于葉菜類植物的生長。苗床式的代表是梯形霧培,梯形霧培除了可在兩側種植矮小的葉菜類蔬菜,還可在頂部進行吊架栽培,種植番茄、黃瓜等大株型蔬菜。立柱式霧培系統(tǒng)中植物種植在垂直的柱式容器的四周,在容器的頂部和中心裝有噴霧裝置,以輻射狀噴向四周。A型栽培模式的空間利用率在3種模式中最高,可充分利用建筑物上部和溫室內立體的光熱資源,實現(xiàn)立體空間的有效利用,適合于葉菜類和觀賞植物。氣霧培的栽培系統(tǒng)要求密閉不透光,能夠盛裝營養(yǎng)液,并能夠使噴霧后剩余的營養(yǎng)液回流到營養(yǎng)液池中。其高度要考慮植物根系的生長,不能太低,以免阻擋植物根系生長。定植板可選用硬質塑料板或者泡沫板,既能支撐植物,又方便進行定植孔的調整。定植孔的距離要根據(jù)所種植物的冠幅設計。
2.2供液系統(tǒng)
供液系統(tǒng)主要包括泵、管道、儲液池、噴淋裝置和控制器。儲液罐中的營養(yǎng)液通過水泵通過霧化噴嘴供給植物根系。剩余的營養(yǎng)液經(jīng)回流管過濾后再進入儲液罐,實現(xiàn)營養(yǎng)液的循環(huán)利用。
儲液池的容積可根據(jù)植物生長期所需營養(yǎng)液的量設置,一般要求保證植物至少一周的營養(yǎng)需求。泵材料應耐腐蝕,功率可根據(jù)生產(chǎn)區(qū)域和噴嘴所需壓力配置。管道應采用塑料管,各級管道的尺寸應根據(jù)安裝在噴頭上的噴頭所需的壓力確定。需要定期更換和清洗過濾裝置,避免水中雜質或營養(yǎng)液原料堵塞噴頭,造成局部根系不能吸水而枯萎。噴嘴的位置和霧化效果需要能夠噴射到設施中的所有根部。
三、氣霧培在植物栽培中應用的優(yōu)勢
3.1增加作物產(chǎn)量
氣霧栽培有效改善了植物的根系生長環(huán)境,使得營養(yǎng)吸收更加直接,水和肥的利用率增大,立體式的栽培也使得植物對光的吸收利用增強。在同一生長期,氣霧栽培的植物生長速度比土培和水培要快,生物量也高于其他栽培方式,比如馬鈴薯微型原薯的氣霧栽培增產(chǎn)幅度一般在30%以上,有的達到100%;霧培番茄的單株產(chǎn)量比土壤栽培增加15.3%。
3.2提高作物品質
氣霧栽培條件下,人們根據(jù)不同植物的營養(yǎng)需求制定不同的營養(yǎng)配方,以滿足植物對水肥的需求,可以達到個性化管理和自主控制。營養(yǎng)條件的改善使得作物的品質得到很大的提高。
3.3提高水肥利用率,減輕環(huán)境污染
在傳統(tǒng)的土壤耕作中,肥料的平均利用率僅為30%~40%;根據(jù)植物品種、氮鉀營養(yǎng)偏好和生育期的不同,水肥利用率可提高到90%~95%。其原因是根系接觸營養(yǎng)液的表面積遠大于其他栽培方法。另一方面,在霧培模式下,植物根系生長沒有土壤阻力,水培不存在根系缺氧的問題。因此,植物的氣生須根非常發(fā)達,且根數(shù)巨大,有利于促進根系對養(yǎng)分的吸收,從而實現(xiàn)作物的快速生長。結果表明,氣霧栽培技術優(yōu)于常規(guī)栽培技術。
3.4可解決水培中根系缺氧問題
一般水培時,植物根系需要浸泡在營養(yǎng)液中,以保證養(yǎng)分的吸收。由于營養(yǎng)液中溶解氧濃度低,根系持續(xù)耗氧,導致根系供氧惡化,以及植物缺氧根腐病,影響植物生長。與水培不同,霧培方式下植物根系直接暴露于空氣中,根系與空氣直接接觸。營養(yǎng)液定期從霧化噴嘴噴出,不斷溶解空氣中的氧氣,供給植物根系呼吸,促進根系呼吸代謝,增強植物其他代謝功能,促進植物生長。
3.5可有效避免植物的連作障礙
常規(guī)的土壤栽培或者基質栽培常有土傳病害引起的連作障礙產(chǎn)生,需要進行隔年輪作方可繼續(xù)進行生產(chǎn),或者直接使用防止連作障礙的化學藥品,影響生產(chǎn)又導致土壤污染和化學殘留。而不需要土壤和基質的氣霧栽培可從根本上解決土壤連作障礙的問題,只需要對營養(yǎng)液進行合理的調配,即可在同一套設施下可以連續(xù)多年重復栽種同一種作物。
3.6提高土地利用率,實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化
氣霧栽培擺脫了土壤的約束,極大地擴展了農業(yè)生產(chǎn)空間,在耕地面積日益減少,土壤污染愈發(fā)嚴重的今天顯得尤為重要。三種常見的氣溶膠培養(yǎng)模式都屬于立體培養(yǎng)模式。發(fā)展多層立體種植可以提高土地利用效率和單位面積產(chǎn)量,是彌補我國耕地不足的重要途徑。在人口密集的城市,氣溶膠栽培技術可用于在屋頂、陽臺等空間種植蔬菜。不需要種植、除草和追肥。營養(yǎng)液管理完全自動化。一方面可以實現(xiàn)居民蔬菜的自給,另一方面可以陶冶市民的情操。是現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展方向。
結語:
綜上所述,氣霧栽培作為一種新型的栽培模式,是一種以工程技術、生物技術、計算機控制技術等為基礎的新型栽培模式。在理論和實踐操作上還有很大的改進空間。氣霧栽培技術通過為植物根系創(chuàng)造良好的生長環(huán)境條件,可以在短時間內實現(xiàn)植物的快速生長發(fā)育,與傳統(tǒng)的土培相比,可以節(jié)約大量的水肥。它是當前農業(yè)生產(chǎn)中最先進的栽培技術之一,在國內外引起了極大地反響。氣霧培是未來高效農業(yè)發(fā)展的最佳栽培模式,露天自然條件下形成可操作的氣霧栽培技術體系將會徹底改變當前的耕作模式。
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作者簡介:? 王禹佳(1985.8.18) 性別: 女? 民族: 漢? 籍貫:四川? 職稱:中級工程師 學歷:全日制大專? 學位:無? ?主要研究方向:風景園林