无土栽培学第三章基质栽培.ppt
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1、第三章 基 质 栽 培,第一节 固体基质 一、基质的理化性质(一)基质的物理性质主要包括:容重、总孔隙度、气水比等。,1.容 重,指单位体积干燥基质的重量,即基质干重基质体积。单位:千克米3,或克厘米3。,容重越大,透气透水性差,容重过小,太轻。栽培效果均不好;一般以0.10.8克厘米3 较好。,2.总孔隙度,反映基质孔隙状况,指基质中持水孔隙和通气孔隙的总和。以孔隙与基质体积的百分数(%)表示。,计算公式为:,总孔隙度=(1-容重/比重)100%。,例如:某基质的容重为0.1,,比重为1.55克厘米3,则总孔隙度为:(1-0.1/1.55)100%=93.55%,总孔隙度大,,表明容纳空气和
2、水的量大,基质较轻,有利于根系生长发育;,反之则小,,空气与水容纳量小,需增加供液次数。一般基质总孔隙度为54%96%。,3.气水比,在一定时间内,基质中容纳气、水的相对比值。通常以大孔隙(通气孔隙)与小孔隙(持水孔隙)之比表示。,大孔隙:,直径在lmm以上,起贮气作用;小孔隙:直径0.0010.lmm,主要作用是贮水。,气水比愈小,,说明小孔隙多,基质持水力强:反之则弱。一般气水比保持在1:24范围为宜。,4.粒径,粒径大小直接影响:孔隙度、容重、空气和水份含量。,一般粒径不宜过大,,否则虽然通气性好,但持水力低,栽培时要增加浇水次数;,但粒径过小,,虽然具有较好的持水性,容易造成通气不良。
3、,(二)基质的化学性质,主要包括:化学稳定性、酸碱度、电导度、阳离子交换量、缓冲能力等。,1.化学稳定性,指基质发生化学变化的难易程度。,无土栽培要求基质具有化学稳定性,,避免或减少对营养液的干扰,并在使用过程中不产生有毒物质。,基质的化学稳定性,因其化学组成不同而有较大差异 无机矿物构成的基质(如沙),化学稳定性最强;,有机基质(如锯末、稻壳等),,化学组成复杂,对营养液影响较大,往往不可直接使用。,2.酸碱度,一般蔬菜适宜酸碱度范围为5.67.0。所以,要求基质为中性或微酸性。,简便测定方法:,取1份基质,加入其5倍体积的蒸馏水,充分搅拌后,测定pH值。,3.电导度,指基质内已经电离盐类的
4、溶液浓度。反映基质中原有可溶性盐类的量。单位:scm。测定方法同酸碱度。,4.阳离子交换量,在一定酸碱条件下,基质含有可代换性阳离子的数量。,阳离子交换量,反映基质对养分的吸附保存能力。阳离子交换量大,可减少养分流失,提高营养液的缓冲能力。,5.缓冲能力,指基质加入酸碱物质后,基质本身所具有的缓冲酸碱变化的能力。,一般阳离子交换量越大,,基质的缓冲能力也越大。基质缓冲能力大小:有机基质无机基质,二、基质的种类和特性,(一)基质的种类 1.按基质来源,分为两类 天然基质(如沙)人工合成基质(如岩棉),2.按基质的成分,分为:,无机基质和有机基质两类。无机基质:如沙、蛭石和珍珠岩等;有机基质:如泥
5、炭、炭化稻壳等。,3.按基质的性质,分为:,活性基质和惰性基质两类。活性基质:指基质具有阳离子代换量、可吸附阳离子 或基质本身能够供应养分的基质。如泥炭、蛭石、蔗渣等;,惰性基质:,指基质本身不起供应养分的作用 或不具有阳离子代换量、难以吸附阳离子的基质。如沙、岩棉、泡沫塑料等。,4.按基质使用时的组分,分为,单一基质和复合基质两类。单一基质:指以单独一种基质作为植物的生长介质。如沙培、岩棉培使用的沙和岩棉。,复合基质:,指由两种或两种以上的单一基质 按一定的比例混合制成的基质。如草炭-珍珠岩-蛭石混合基质。,一般在配制复合基质时,,以2种或3种单一基质复合为宜。,(二)常用基质的特性,1.蛭
6、石 2.珍珠岩 3.岩棉 4.沙,1.蛭 石,云母类硅质矿物,其颗粒由许多平行的片状物组成。,无土栽培用的蛭石,都经过高温(1000)膨胀处理,其体积为原矿物的16倍左右。,(1)理化性质,容重很小(0.090.16gcm3)孔隙度大(达95%),具有良好的透气性和保水性。,蛭石的吸水能力很强,,每立方米的蛭石,可以吸收100650kg水。,蛭石的阳离子代换量很高,,达100mmol100g,具有较强的保肥力和缓冲能力。,且含有较多的钾、钙、镁等营养元素,,这些养分属于速效养分,可被作物利用。,蛭石酸碱度,一般呈中性至微碱性 当其与酸性基质(如泥炭等)混合使用时,不会出现问题。,(2)注 意
7、事 项,无土栽培用蛭石的粒径应在3mm以上;而用作无土育苗的蛭石可稍细些(0.751.0mm)。,蛭石较易破碎,结构容易受到破坏,孔隙度减小,因此在运输、种植过程中 不能受到重压。,蛭石一般使用12次后,,其结构就变差,需重新更换。,2.珍珠岩,珍珠岩是硅质火山岩 在1200下加热膨胀而成。色白、质轻,呈颗粒状。,(2)理化性质:,粒径 1mm左右,容重80130kg/m3 孔隙度 约为93%其中空气容积 约为53%,持水容积约为40%),可容纳自身重量34倍的水。,易于排水、通气,理化性质比较稳定。,珍珠岩没有吸收性能,,阳离子代换量1.5mmol100g,pH为7.07.5。,珍珠岩中的养
8、分,多为植物不能吸收利用的形态。珍珠岩的成分为:二氧化硅(SiO2)74%氧化铝(A12O3)11.3%,氧化铁(Fe2O3)2%,氧化钙(CaO)3%氧化锰(MnO)2%氧化钠(Na2O)5%氧化钾(K2O)2.3%,(2)注意事项,,珍珠岩较易破碎。珍珠岩粉尘污染较大,使用前最好先用水喷湿。,珍珠岩在种植槽中,,或与其他基质组成混合基质时,在淋水较多时会浮在表面。目前尚无解决办法。,3.岩 棉,岩棉外观呈白色或浅绿色丝状体。用于无土栽培始于丹麦(1969年),,(1)理化性质 孔隙度大,可达96%,透气性好,吸水力很强。,化学性质稳定,岩棉由硅及其他金属氧化物组成,因含少量石灰,使用初期呈
9、微碱性,经过一段时间,即呈中性。,也可加入适量酸中和至中性,,或在使用前用水清洗岩棉,使pH降低。,栽培过程中不易变形。,岩棉是在高温条件下制造,不含病菌和其他有机物,经压制成型后可保证不变形。,(2)用 途,无土育苗;无土栽培 营养液栽培(如NFT),或岩棉基质袋培。(3)缺点 污染环境,4.沙,主要作沙培的基质,是应用最早的无土栽培基质。沙的来源广泛,价格便宜。,不同来源的沙,其组成成分差异很大。,一般含二氧化硅在50以上。沙没有阳离子代换量(惰性),容重为15001800k gm3。适宜粒径为 0.53mm。,注 意:,(1)要确保沙中不含有毒物质。(2)石灰性地区所产的沙,只有碳酸钙含
10、量低于20%才可使用。,(3)用沙作基质,易于排水、通气。但热传导快,保水持水力差,水气矛盾较大。因此在生产上有逐渐减少的趋势。,三、基质混合,(一)基质混合的要求 1.调节基质容重 2.增加孔隙度 3.适用于多种作物,(二)国内外常用复合基质配方,1份草炭:1份珍珠岩:1份沙 1份草炭:l份珍珠岩 1份草炭:1份蛭石,四、基 质 消 毒,主要方法有:蒸汽消毒 药剂消毒 太阳能消毒,1.蒸汽消毒,基质堆放(20厘米高,长度不定),用防水防高温布盖严,通入蒸汽。,在7080条件下,,消毒1h 就能杀死病菌,效果良好,也比较安全。缺点:成本较高。,2.化学药剂消毒,成本较低,但安全性较差,甚至会污
11、染环境。,(1)甲醛(福尔马林)消毒,一般将40%的原液稀释50倍,用喷壶将基质均匀喷湿。覆盖塑料薄膜,2436h后揭膜,敞开,2周后使用。,(2)氯化苦熏蒸,适宜温度为1520。(3)溴甲烷熏蒸 溴甲烷剧毒,且是强致癌物质,必需严格遵守操作规程。,3.太阳能消毒,近年来应用较普遍,廉价、安全、简单、实用。,具体方法:,在夏季高温季节,在温室或大棚内,基质堆放(高2025厘米,长宽不定)。,喷湿基质,使含水量超过80%,,然后用塑料薄膜覆盖,密闭温室或大棚(1015天)。,五、基质栽培的形式,1.按栽培空间,分为平面栽培和垂直栽培2种。,2.按营养液是否循环使用,,分为开放式和封闭式2种。3.
12、按栽培设施材料,分为槽培、袋培和岩棉培等。,第二节 沙 培,1969年,由美国开发。适于阳光充足但水源严重匮乏的 沙漠地区的开放式无土栽培系统。,一、沙培装置,()栽培槽(二)供液系统,()栽培槽,1.固定栽培槽2.全地面沙培床,1.固定栽培槽,(1)材料 用水泥槽作栽培槽,内侧涂以惰性涂料。,(2)规格,栽培槽宽度为80100厘米,两侧深15厘米,中央深20厘米。,(3)构造,槽底呈“V”形。槽底铺黑色聚乙烯塑料薄膜(双层,厚0.2毫米),栽培槽的底部应有l:400的坡降,,以利排液。栽培槽底部还铺设排液管。,主要原因:,沙培采用滴灌供液,有8%10%的营养液要排到 温室外面。,排液管,采用
13、多孔塑料管(直径4.07.5厘米),孔朝槽底,防止被蔬菜根系堵塞。,2.全地面沙培床,在温室的整个地面上,全部铺上沙,做成一个大栽培床。,床底做成1:200的坡降,,铺两层 0.150.20毫米厚的 黑色聚乙烯塑料薄膜。,膜上按1.21.5米的间隔,,平行排列直径为35厘米的 多孔塑料排液管,排液孔朝下,排出的营养液流到室外的贮液池中,可用于大田施肥。,而后,铺30厘米厚的沙层。,注 意:如果沙层较浅,将导致基质中温度分布不匀,且蔬菜根系可能会长入排水管中。,(二)供液系统,一般用滴灌法供液。灌溉系统用的营养液,要经过装有100目纱网的过滤器,以防杂质堵塞滴头。,二、沙培技术关键,()营养液管
14、理(二)基质消毒,(一)营养液管理,营养液配方 供液次数 浓度控制,1.营养液配方,由于沙培基质的缓冲能力低,且是采用开放式滴灌供液,沙中贮液量小。,基质中的营养液的浓度,和pH值常有较大变化,因此,在选定营养液配方时,宜选生理反应比较稳定的配方。,2.供液次数,一般每天滴灌25次。每次供液要足,允许有8%10%的营养液排出,并以此来判断是否灌足。,3.浓度控制,每周要对排出的营养液中 可溶盐总量测定两次。,如可溶盐总量超过 2克升时,,则应用清水滴灌数天,以降低浓度。当排出的营养液低于要求浓度时,再恢复供应营养液。,4.注意事项,如遇到连续低温阴天,从植物对水分的需要来看,可能不需要天天多次
15、滴灌;但从养分需要来看,则需要滴灌。,(二)基质消毒,消毒次数 消毒药剂 消毒方法,1.消毒次数,一般每年消毒1次,也可每茬1次,以消除包括线虫在内的土传病虫害。,2.消毒药剂,常用消毒剂有:1%福尔马林溶液;0.3%1.0%次氯酸钠溶液。,3.消毒方法,喷药后24小时后,用水冲洗3一4次将药剂洗去。,三、经济效益分析,以简易槽式沙培营养液滴灌为例。单棚面积为6 m30 m,每座大棚内纵向设3条栽培槽,每10座大棚共用一套滴灌系统。,(一)投资成本,包括两部分:基本建设投资+直接生产成本,1.基本建设投资,简易槽式沙培基本建设内容包括:塑料大棚、营养液滴灌系统、栽培设施(栽培槽及基质)等。,(
16、1)塑料大棚,钢结构大棚骨架 3500元(棚顶高2.5m,侧高1.8m)塑料薄膜(进口长寿膜)1000元 棚侧塑料防虫网(30目)300元,(2)营养液滴灌系统,滴灌管道、过滤器及配件 800元 营养液池 300元(以10座大棚共建1个营养液池计算),(3)栽培设施,栽培槽(3000块红砖/棚)600元 黑色塑料薄膜(槽内)150元,河沙等基质 350元,(7立方米/棚,50元/立方米)(4)设备建设、安装等费用 600元 合计 7600元,667 平方米土地,,可建3 座这种规格大棚投资22800元平均每平方米投资34.18元。,2.直接生产成本,包括生产过程中消耗的 水、电、肥料、农药、种
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