無土栽培設備

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以科技的眼光評價“無土栽培”在現代化農業中的地位

發布日期:2019-01-23 作者: 點擊:

無土栽培法又稱營養栽培法、水耕法。它是在栽種作物時不用土壤,不施糞肥,一般僅用化學肥料或化學試劑配成的營養液供給作物所需養分的特殊栽培方法,一般在較封閉的室內環境進行,因此受病蟲害感染的機會很小,很少施用農藥,所以可種植出無污染、無公害作物。

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 一:無土栽培的優點

1.不受土地條件限制

無土栽培改變了“萬物土中生”的依賴土地生存的傳統觀念和土壤耕種方式,在不宜耕種的地方如沙石,不毛之地,甚至宇宙飛船上都可以栽培作物。在家庭、辦公室可利用窗臺、陽臺、走廊、屋頂及其它空閑地栽種植物,這不僅可以創造經濟效益,還可以凈化空氣、節約用水,清潔衛生,既不污染環境,也不為環境所污染。利用無土栽培技術在勝利油田廢棄場地、山東壽光市鹽堿地上生產高產優質蔬菜已獲得成功。

2.勞動強度小,水肥用量降低。

無土栽培無需傳統耕作中的耕種、除草、土壤消毒、追肥等繁瑣環節,單位勞動力管理的規模可大大增加,勞動強度明顯下降。營養液栽培的水肥供應一般采用微管道灌溉系統,較易實行定點、局部化,可明顯降低水肥的浪費。試驗證明可比土壤栽培節水3~7倍,肥料利用率提高20%~30%。

3.病蟲害明顯減少。

無土栽培可防止因土傳病原傳播的多種惡性病害的發生,切斷了一個較重要的病蟲害傳播渠道;另外,由于人為改善了根際微環境,促使植株生長健壯,增強了自身的抗病能力,避免了土壤栽培中因多年鹽分積累和連作導致的土壤鹽漬化及重茬減產現象。同時,基質的消毒同土壤消毒相比更經濟、方便。

4.優質高產。

無土栽培,目前主要作為設施栽培中的一個組成部分,它不僅有通過設施而達到的適于作物生長的光、溫、氣等條件,還具有基質和專門的水肥供給系統,提供了適于根部發育的最佳小環境。且各種環境因子均能人為地較好控制。因而能夠更好地協調植株的地上與地下、營養生長與生殖生長等的關系,容易發揮高產的潛能。無土栽培技術較成熟的國家和地區,單位面積產量可比土壤栽培提高0.4~20倍(因作物而異,一般在2~4倍之間),我國試驗示范結果也多在30%以上。例如,一般農田種植的西紅柿, 畝產約800~1200公斤,而水培法畝產可達3萬公斤,高的在5萬公斤以上。生產及試驗證明,無土栽培不僅提高了產量,同時也明顯促進了作物的生長速度,產品的外觀品質和理化性狀也有不同程度的改善:如無土栽培的番茄形狀端正、顏色鮮艷、著色均勻、味道較好、營養價值(Vc、糖等)比土壤栽培均有改善;葉菜、瓜果中的硝酸鹽含量可得到理想控制;無土栽培的花卉花期早、長,顏色艷,香味濃,部分在土壤栽培條件下不易開花的品種,在無土栽培條件下也能較容易地達到目標。

5.便于工廠化生產。

無土栽培充分顯示出農業可以像工業生產一樣,機械化、自動化生產作物,完全由人工控制植物生長。現在世界上已有全自動化無土栽培設施和立體化無土栽培工廠。

二:無土栽培的種類

無土栽培法可以分為5種,即水溶液培養法、砂培養法、培養基培養法、混合培養法和營養膜培養法,其中最常用的是水培法和培養基法。

(一)、有機生態型無土栽培技術的特點

有機生態型無土栽培技術是指不用天然土壤,而使用基質;不用傳統的營養液灌溉植物根系,而使用有機固態肥并直接用清水來灌溉作物的一種無土栽培技術。

目前的保護地設施,無論是溫室或大棚,由于投資成本較大,不能像露地一樣實行輪作,通常連續使用3年以上,都會出現不同程度的連作障礙,導致產量逐年下降。在克服土壤連作障礙的許多措施中,無土栽培是最徹底、實用、有效的方法。

無土栽培是一種農業高新技術,具有節肥、節水、省工、高產、優質,不受地域限制和產品潔凈衛生等特點。但傳統的營養液栽培同時也具有一次性投資比較大,運轉成本相對偏高,營養液的配制與管理技術較難掌握等限制因素。針對這些情況,中國農科院蔬菜花卉所研究開發出了一種低成本、高效益的有機生態型無土栽培技術。該技術利用河沙、煤渣、作物秸稈等廉價材料作為栽培基質,利用各地易得的有機肥和無機肥為肥料,不但具有傳統無土栽培的一切優點,而且使無土栽培系統的一次性投資較營養液無土栽培降低60%,肥料成本降低60%,產量提高10-20%,并且操作管理簡單、系統排出液無污染、產品品質好,能達到中國綠色食品中心頒布的“AA級綠色食品”的施肥標準,因而非常適合我國國情。有機生態型無土栽培技術把有機農業融入無土栽培,為無土栽培技術在我國的推廣應用開辟了一條新的途徑。

有機生態型無土栽培技術突破了無土栽培必須使用營養液的傳統觀念,是一種真正能使廣大農民朋友學而會、會而能用、用而能掙錢的傻瓜型高新農業技術。

(二)、有機生態型無土栽培需要哪些基本條件

進行有機生態型無土栽培必需具備一定的保護設施,如溫室、日光溫室和大棚等,“在這些保護設施內還需安裝有機生態型無土栽培系統,包括栽培槽、栽培基質和灌水設施等。有機生態型無土栽培主要采用基質槽培的形式,適宜用作有機生態型無土栽培的基質很多,如:草炭、蛭石、珍珠巖、炭化稻殼、椰子殼、棉籽殼、樹皮、鋸末、刨花、葵花稈、玉米稈、沙、礫石、陶粒、甘蔗渣、爐渣、酒糟、蘑菇渣等,因而無土栽培生產者應根據當地的具體情況,選擇適合本地區需要的基質。有些基質可單獨使用,如沙、珍珠巖等,有些基質需混合使用,常用的混合基質有:4份草炭加6份爐渣、5份沙加5份椰子殼、5份葵花稈加2份爐渣加3份鋸末、7份草炭加3份珍珠巖、5份菇渣加5份爐渣等等。基質使用年限可達3-4年。

有機生態型無土栽培的溫度、濕度和光照管理及茬口安排等與土壤栽培基本相同。

(三)、有機生態型無土栽培的生產成本與經濟效益

1.生產成本

有機生態型無上栽培系統每667平方米一次性投資及每年運轉費用見表1(不含建溫室或大棚的投資)。由表1可知,有機生態型無土栽培系統一次性投資約為300元/667平方米,每年的生產成本(包括人工)約為4300元/667平方米。

2. 經濟效益

以番茄為例,每年每667平方米產量為1.5萬公斤,按一般市場平均單價1.5元/公斤,總收入為: 1.5×1.5=2.25萬元,扣除生產成本0.43萬元,則純收入約為1.82萬元/年/667平方米。如按高檔蔬菜價格,出售給高級飯店、賓館或出口。則產值和利潤應當更高。

(四)、有機生態型無土栽培技術的的適用范圍

1.出現次生鹽漬化和土傳病害的保護地,大幅度提高作物產量和品質;

2.缺水地區,同等產量條件下,無土栽培比土壤栽培節水50-70%;

3.傳統農業無法耕作地區(荒灘、荒溝、廢棄礦區、沙荒地、海島等);擴大蔬菜種植面積,減少糧菜爭地,改善居民生活;

4.城市郊區、沿海地區:生產精品蔬菜和高檔出口蔬菜,大幅度改善草莓甜瓜和西瓜等水果類蔬菜的風味。

三:無土栽培的發展前景

無土栽培具有十分誘人的廣闊發展前景。但結合其技術要求、設施裝備和我國生產、消費、生產者資金、技術素質等方面因素,目前不能盲目發展,更不能全套照搬國外生產模式,而應結合當地實際,積極嘗試、試驗,簡化技術、降低成本,在推廣應用中,走出一條實用可行的特色之路。我國人均耕地面積遠低于世界平均水平,僅占全國土地面積的10.4%;水資源貧乏,60%的城市主要因農業用水而淡水供應不足;設施園藝連年種植,土傳病害已無法解決;目前農產品質量不高,已明顯不適應人民生活水平的提高和我國加入WTO農業出口創匯的需要。基于這種國情,無土栽培將成為改進我國傳統農業的一個方向。據統計,1989~1998年,無土栽培面積增加了30多倍,但其總面積僅占我國設施農業(棚室栽培)的0.21%,故存在極大的發展空間。

該技術在以下幾個領域有望得到優先發展:

(1)開放城市、港口、大城市,如京、津、滬的特需供應;

(2)專業化、商品化育苗;

(3)為不適于土培的特殊地區提供蔬菜;

(4)生物技術的配套技術。

然而,在看到無土栽培存在的優點和潛能之外,同時它也存在著一些不利于大面積應用推廣的方面。如一次性設施投資較大;各種基質性質還不為人詳細了解;營養液管理技術性強、難度大等。

因而現階段國際上無土栽培基本是向著兩個方向發展,即一些發達國家的自動化無土栽培和其他地區和國家的簡易型無土栽培。如荷蘭,占總設施園藝面積90%的無土栽培,基本上實行的是自動化、工廠化生產、機械化作業、程序化管理;而我國農民的資金技術滿足不了以上要求,同時國內市場還不健全,除政府示范和科研需要外,在生產應用中,均向著實用、有效、簡易的方向發展。簡易化無土栽培即在保證發揮無土栽培優勢的前提下,盡量簡化生產技術,降低生產成本,便于推廣應用。目前,無土栽培在我國雖然發展迅速,但仍處于試驗示范階段。

眾多的科研院所及生產單位對無土栽培技術做了大量的試驗和探討,為推進我國無土栽培事業的發展做出了極有價值的研究。現就我國目前推廣應用無土栽培技術應注意的幾個問題匯總如下:

1、因地制宜,發展和建立有本地特色的無土栽培

自然資源、生產技術、市場環境等因素,要求各地不能全盤照搬外地生產方式和管理方法。如栽培基質的選擇,應在實驗、試驗的基礎上,大膽嘗試利用本地資源;營養液配方因各地水質、化肥種類等的不同,應做出靈活調整;根據各地區消費習慣及氣候不同,無土栽培的作物種類和時間安排也應有所不同。如魯SC、華南深水培技術,只適于當地規模化發展。

2.循序漸進,由易到難

由于技術不成熟,無土栽培不增產,甚至減產的情況時有發生。不難看出,無土栽培的高級方式應為無基質的水培或氣培。然而,這種做法缺少了基質的緩沖能力,植物根系直接處于營養液中,營養液的溫度、pH值、各成分的細微變化,都會為根系感知而引起生長發育方面的相應變動,因而各種生理性障礙發生的可能性會明顯增加。與之相應的營養液管理的自動化程度,管理的復雜性都要高于基質栽培。現由中國農科院蔬菜所推行的有機生態型無土栽培,只需澆灌清水,后期追加些化肥,便能獲得較好的產量,被稱為“農民實用的無土栽培技術”;生長周期短的芽(苗)菜生產或葉菜類生產,對營養液需求較簡單,無經驗用戶也容易掌握,若進行果菜等長季節作物的無土栽培,可以在借鑒的基礎上,經試驗性探索,再大規模投入生產應用。

3.簡化技術

無土栽培除要求一定的保護性設施管理外,主要包括基質選擇、處理、營養液的配制與管理等。而其中又涉及到各種基質對營養液的相應要求,不同基質的各種理化性質、生物特性,營養液各化學元素的量與形態及液溫、pH值、EC值(電導率)、殺菌凈化等管理都較傳統土壤耕作復雜得多,或屬全新技術,故一般農民難以全面掌握和運用。這就需要各地農技或科研部門,把特定的無土栽培技術總結,制定成簡便易行的操作步驟,而農民只需按此操作即可。如需配制當地某種作物的某種無土栽培方式所需的營養液,農民只需購回特定的專用復合式完全化肥,加入到一定量的水中便可使用,在一定時日后,再加入要求量的部分或全部營養物質即可。使各種管理操作均有類似的“指導”可循。

4.降低成本

無土栽培技術在較發達地區多使用專用設施、設備。如成型的各種栽培槽、商品化基質、營養液的自動監控及管理系統等,在日本,每m2的設施費用約為10000日元,這在發展中地區是不現實的。通過諸多方法和技術避開高投入問題是推廣無土栽培技術的另一個關鍵。各地區可篩選出各種無土栽培設施代替品或采用人工、半人工管理的種種嘗試,定會增強無土栽培技術的實用性。如用爐渣、鋸末、菌糠代替蛭石、草炭基質;各種水泥、磚、土槽代替泡沫、塑料栽培槽,均收到了較好的效果。

5.加強政府宏觀引導,爭取社會各界的關注和支持

無土栽培具有較為廣泛、深遠的意義。盡早盡快掌握并推廣應用它,勢必對促進我國農業經濟的發展起到一定的作用,其社會、生態效益也是顯而易見的。政府應在政策、法律、市場、科技、工業計劃、資金扶持等方面給予大力引導和支持。如組織專門科技服務機構,加大無土栽培技術及產品優勢的推廣宣傳力度等。


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關鍵詞:無土栽培,無土栽培設備,無土栽培技術

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