1、38 GREENHOUSE HORTICULTURE温室管理水培技术及设施水培的主要特征是植物的根系生长在营养液中， 确切地讲是一部分根系悬挂生长在营养液中， 而另一部分根系则裸露在潮湿的空气中。因此，水培的设施必须具备四项基本功能 ： 种植槽能盛装营养液而不渗漏 ； 能锚定植株并使根系浸润到营养液 ； 营养液和根系处于黑暗之中 ； 根系获得足够的氧。目前，水培设施应用较广泛的主要有两大类型 ： 深液流技术，即 DFT ； 营养液膜技术， 即 NFT 。 主要区别在于，前者所用营养液的液层较深，植株悬挂于液面上， 其重量由定植网框或定植板块所承载， 根系垂入营养液中 ； 后者所用液层很浅， 植
2、株置放于盛液槽的底面， 其重量由槽底承载， 根系平展于槽的底面， 让营养液以很薄的一层流过。 还有一种类型是喷雾栽培， 它是利用喷雾装置将营养液雾化喷射到作物根系上供其生长的栽培方式。DFT技术DFT 技术是最早开发成可以进行作物商品生产的无土栽培技术。1929 年美国格里克 （ Gericke ） 采用这一技术取得了水培设施专利并首先用于商业化生产， 此后世界各国对其作了不少改进，已成为一种有效实用的、具有竞争力的水培类型。在日本现已十分普及。 并被认为是比较适用于发展中国家的栽培类型。 我国广东等地的应用实践证明， DFT 技术比较适合我国现阶段的经济和技术水平。DFT 技术特征 深 所用
3、的营养液的液层以及盛载营养液的种植槽较深。 由于液量多而深，营养液的浓度（包括总盐分、养分、溶解氧等 ）、 酸碱度、温度以及水分存量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。 这是该技术的突出优点。 悬 植株的根颈离开液面，防止根颈被浸没于营养液中引起腐烂，而所伸出的根系又能触及到营养液 （沼泽植物和具有形成氧气输导组织功能的植物除外 ）。 根系均匀悬浮于营养液中，如此，根系悬出的部分和伸到营养液中的部分均可吸收到氧气， 有利于根系发育。 流 营养液处于循环流动状态。 流动不仅可以增加营养液的溶解氧， 还可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
4、养液的养分浓度差， 使养分能及时送到根表， 以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。DFT 主要设施DFT 设施的种类较多，使用材料也各不一样，但基本的结构是由种植槽、定植槽、 网框、 贮液池、 营养液循环系统等组成。 现在结合几种有代表性的设施作一概要介绍 ： 协和式 栽培槽（图 1 ） 是由硬质塑料制成的定型产品， 槽的规格为槽宽 100cm ，内径 90cm ， 槽长 315cm 。 现在经过改进， 也可用硬质塑料板、 木板、 钢板或水泥预制件做成可拼装的镶嵌式预制块， 安装时在水平的地面上拼装起来，种植槽内再铺上一层塑料薄膜，用于盛装营养液。
5、贮液池的容积为每 1000m2的栽培面积需要20 25 t 的营养液。这种方式用槽量较大， 每 1000m2的果菜类作物需用 130 个槽，叶菜类约需 160 个槽， 每个槽体都有给液、 排液孔， 给液处装有空气混入器， 排液处有液位调节器。 神园式 种植槽 （图 2 ） 由水泥预制板拼装而成， 槽宽 100cm ，内 径 80cm ，槽 长 25 30m ，槽 深 20cm ， 槽内先垫有一层厚的塑料膜，再铺上一层薄的膜， 营养液层为 10cm 。 贮液池是砖混结构，容积按照每 1000m2栽培面积 25t 营养液的比例来建。 营养液的供给方法是在种植槽中间配有一根直径为 25mm 的塑料管
6、，管子上每隔45cm 处有 2 个直径为 2mm 的排水孔，分别向槽内喷出营养液，也有的直接在供液管上加上喷头， 使营养液中的溶解氧保持较高的水平， 有利于根系对氧的吸收。 排液的方法是在种植槽的一端配有液面调节装置，留有溢流口。 定植杯是网状的， 嵌在 5mm 厚的泡沫板植物工厂系列谈（四）植物工厂栽培设施体系 （上） 杨其长 张成波图 1 协和式水培栽培槽（外径内径长 =100cm 90cm 315cm ）植物工厂常用营养液栽培技术为水培 （ NFT 、 DFT ）、 基质培（砾培、岩棉培）以及雾培等，本期我们对水培技术及其关键设施作以简要介绍。图 2 神园式水耕栽培槽排水孔温室园艺GRE
7、ENHOUSE HORTICULTURE 39上。 另外， 也可将这个定植杯反过来放在种植槽内用来支撑供液管 道。这种结构很简单， 成本不高， 而且每次收获后的清洗、 消毒也较简单、 省力， 适宜于果菜类作物的生产。 M 式水耕装置 M 式水培技术由日本 M 式水耕研究所开发， 是日本较早应用于商业化作物生产的一种深液流水培技术， 也是目前日本植物工厂应用的主流形式之一。 图 3 、 图 4 分别为 M 式水培设施和栽培槽示意图。 栽培床是用聚苯乙烯板制成 “ U ” 形定型产品，2000cm 长。 常用的床宽为 60cm 、 90cm 、 120cm 三种规格。 为了防止床体漏水， 内铺有塑
8、料薄膜， 槽底装有一条开孔的供液管， 穿过种植槽底部薄膜安装营养液回流管并与水泵相连。 营养液直接通过水泵流入栽培床， 水泵出口附近装有空气混入器， 营养液通过水泵抽出后流入到空气混入器中， 增加了营养液中的溶解氧含量。该方式不需建贮液池 （罐）， 投资较少， 营养液温易于控制， 种植槽采用的是泡沫板， 隔热效果好， 增加了营养液温的稳定性。 同时， 槽体内还铺有液温调节管道， 通过向管道输送热水或冷水来调节营养液温度。 另外， 该方式作业轻型、 省力。 特别适宜于叶菜类作物的生产。 新和等量交换式水培装置 该系统是 1979 年由日本新和塑料公司开发的 （图 5 ）。 该系统的种植槽槽框是由
9、聚苯乙烯泡沫板压铸成U 形槽 （图 6 ）， 使用时将这些槽框 （ A 种植槽和 B 种植槽） 拼接起来，槽内衬有塑料薄膜， 然后将供排液管道与水泵连接好， 并在槽框上放上定植板后即可种植。 这种水培系统最显著的一个特征是整个系统中没有设贮液池， 而是依靠种植槽之间的水泵进行营养液的相互循环流动。 种植槽间通过一个交换槽相连接， 每个种植槽中均安装一个水泵， 在进行营养液循环时， A 种植槽中的水泵将营养液抽入到B 种植槽中， 直至种植槽中的水位达到一定的水平而将浮球开关顶高， 从而切断 A 种植槽中的水泵， 而 B 种植槽的营养液增加时， 其浮球开关升高， 从而开启 B 种植槽的水泵， 将这
10、一种植槽的营养液抽回至 A 种植槽中， 这样又将 A 种植槽的浮球开关顶高而关闭水泵，如此循环往复。 这两台水泵的开关是由一组微电脑定时器来控制的，图 4 M 式水培栽培槽 （外径内径长 =66cm 60cm 2000cm ）图 3 M 式水培栽培设施示意图1. 定植海绵块 2. 定植板 3. 管道 4. 水泵 5. 塑料薄膜 6. 种植槽 7. 喷头 （口） 8. 进水口1 2 3 45 6 7 8它可以在 12h 内重复抽水 12 次。 当两个种植槽在水泵均不工作时， 其水位达到平衡。 如果由于植株消耗水分之后水位下降了， 连接外部水源的浮球开关就会打开， 让清水流入种植系统中， 使种植系
11、统的水位达到一个固定的水平。该系统的长处 ： 随着营养液循环产生的液流向根部供氧效率高 ； 循环过程中， 由于空气混入装置的作用使营养液中的溶解氧增多 ； 循环过程中可以调节营养液的浓度、 成分和 pH 值 ； 由于营养液用量大， 所以浓度降低很缓慢， 调整的次数少， 同时根圈温度变化缓慢， 易于加热或冷却。 不足之处 ： 营养液用量大， 需要建大型栽培床， 成本加大， 同时水泵的动力费也要增加 ； 营养液循环过程中， 有可能导致病原菌的蔓延。（未完待续） 中国农科院农业环境与可持续发展研究所 100081图 5 新和等量交换式水培栽培系统构成示意图水泵交换槽图 6 新和式种植槽1. 固定板 2. 栽培板 3. 底座 （黑色） 4. 隔热板 5. 隔板 6.U 型板60.0cm12345120.0cm90.0cm18.0cm90.0cm90.0cm6
