深液流水培設施及種植技術

王景功

摘要：水培葉菜采用深液層旋轉浮板系統(tǒng)，大部分根系在深5-10cm的營養(yǎng)液中，通過羅茨風機和兩臺對角循環(huán)器使營養(yǎng)液流動和增加營養(yǎng)液氧含量。采用自動施肥系統(tǒng)，對各種植區(qū)水培液EC、pH值及微量元素進行監(jiān)測，自動調整營養(yǎng)液中的微量元素配比，從而提高蔬菜生長效率，降低生產成本。

關鍵詞：深液流;水培設施;種植;營養(yǎng)液

前言

無土栽培技術是利用含有營養(yǎng)液的非土壤介質作為植物生長基質，同時利用現代化的科技設備與植物的生理生化特性密切結合而發(fā)展出來的一種先進的作物生產實用技術。與土壤栽培相比，無土栽培的主要優(yōu)點是能克服土壤連作障礙，有效避免蔬菜、果蔬、花卉等作物生產中的病蟲害，節(jié)約能源、肥力、勞動力，使得作物產量高、品質好、商品價值高。水培是植物大部分根系直接生長在營養(yǎng)液液層中的無土栽培方式，根據營養(yǎng)液液層深淺又分為營養(yǎng)液膜技術、深液流水培技術、浮板毛管水培技術、霧培等。

1 深液流水培設施建設

深液流技術是植株根系生長在較為深厚（5-10cm）并且是流動的營養(yǎng)液層的一種栽培技術。其植株大部分根系浸泡在營養(yǎng)液中，根系的通氣靠向營養(yǎng)液中加氧來解決，是最早開發(fā)成可以進行農作物商品生產的無土栽培技術。深液流水培設施一般由營養(yǎng)液種植槽、浮板、營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)、凈水設備、羅茨風機等部分組成。

圖1 深液流水培床

1.1 基礎建設

1）水床地面：水床地面整體找平夯實，一組水床（南北為一組）整體床面高低差控制在1cm以內，找平夯實前將直徑大于2cm的石塊清理干凈。

2）設備區(qū)：地面整體找平夯實，混凝土澆筑10cm，整體地面高低差控制在1cm以內。

3）下挖通道：雙側共用通道寬度2.3m左右（內徑），單側操作通道1.4m寬（內徑），操作通道挖深90cm，底部用混凝土澆筑10cm，澆筑后通道底面到離水培床面高度80cm;兩側用磚壘成二四墻并抹灰，通道墻面壘完后如墻體與水床支撐區(qū)域有縫隙則需填土夯實。

4）下挖通道臺階：在通道兩側制作臺階，臺階總高度為80cm，總寬度為80cm，由上到下踢面依次為30cm、25cm、25cm，踏面為30cm、30cm。

5）下挖排水井：排水地井位于下挖通道回水段，排水井頂部與下挖操作通道底部齊平，用磚壘成二四墻，尺寸為50×50×50cm。

6）下挖循環(huán)器地井：循環(huán)器位于每組水床的中間位置，以下挖操作通道底部為起點下埋1.8m。離水床基礎45cm處進行安裝，尺寸為43cm×27cm;地井底部使用磚混打底，防止下陷，地井上沿高出操作通道5cm（單層磚），防止雜物墜落和水灌入循環(huán)器地井。

1.2 系統(tǒng)安裝

深液層旋轉浮板系統(tǒng)由水床、浮板、回水管、循環(huán)器、肥料回抽檢測泵、肥料板（營養(yǎng)液檢測和加肥）、母液桶、羅茨風機等部分組成。

1）床體：水培床板采用L形鍍鋅鋼板、U形床體固定鍍鋅鋼板和Z形床頭蓋板鍍鋅鋼板組成，寬度一般為250cm，深度15cm，長度20-26m。中間拉幕線4道，幕線用pe管固定床面上每6m一個，兩頭用支架固定在床面上，幕線直徑2.5mm;上下水用增接口螺栓連接到水床上，用內絲或外絲加PVC管直接連接到回水管上，回水管用PVC160mm管連接到循環(huán)器。

2）浮板：浮板長度1 212mm寬度280mm，單塊面積0.3m2，浮板分為9列、5行、23孔。可以根據不同品種更改定植孔位來調節(jié)蔬菜種植密度。

3）精準自動施肥系統(tǒng)：該系統(tǒng)根據傳感器反饋的各種植區(qū)水培液EC值，監(jiān)測缺少的微量元素，并自動向該區(qū)域輸送相應的缺少營養(yǎng)液。同時對應不同的生長周期，系統(tǒng)會自動調整營養(yǎng)液中的EC值，滿足蔬菜在不同的生長時期的需求，從而提高蔬菜生長效率，降低生產成本。

4）水處理反滲透設備：原水通過凈水設備反滲透膜除去水中懸浮物、膠體、有機物（微生物）等物質更好地滿足水培葉菜生長需求。

5）供液系統(tǒng)：供液系統(tǒng)包括供液管道、水泵、施肥機、調節(jié)流量閥門等。供液管道由水泵從水床中將營養(yǎng)液抽起后，通過施肥機檢測營養(yǎng)液濃度及pH值，根據施肥機設定值進行加肥，完成后由水泵送到循環(huán)器，羅茨風機提供動力將營養(yǎng)液注入水床。

6）供氣系統(tǒng)：羅茨風機出口安裝U形DN50鍍鋅鋼管防止營養(yǎng)液倒流，由PE90mm主管送到棚內，再由分管分到每個分水器;分水器出氣口根據水培床循環(huán)器的數量決定，從分水器分出的PE8mm細管插到循環(huán)器底部的營養(yǎng)液管中。

2 種植技術

深液層旋轉浮板系統(tǒng)是蔬菜大部分根系在深5-10cm的營養(yǎng)液中，通過羅茨風機和兩臺對角循環(huán)器使營養(yǎng)液流動和增加營養(yǎng)液氧含量，使含營養(yǎng)液的水流經植物根系后沿管道自動回流，并在回流過程中增加氧氣過程，增加水肥中含氧量、檢測其中EC值并做營養(yǎng)補充，節(jié)水省肥，減少病蟲害的發(fā)生。

2.1 育苗

1）葉菜采用進口克拉斯曼的黑泥炭為基質，壓制泥炭塊時要調節(jié)水量，泥炭濕度過高或過低都不易成塊，以用手抓起泥炭用力攥緊不散為宜，也可邊壓邊調使所壓泥炭塊拿于手中不散不變形為宜，一袋泥炭兌水約6-10L，加水量視季節(jié)和初始泥炭含水量定。

2）將混合均勻的泥炭土放入育苗機泥炭土槽內，再由用專用的育苗壓塊機將泥炭壓制切割成3cm×3cm×4cm小塊。

3）將種子（小白菜、上海青、西芹）放入種子槽（根據種子大小更換吸管探針）。

4）將未加水的泥炭揉碎，均勻覆蓋于泥炭之上，厚度視品種和季節(jié)決定，在0.5-1cm之間，過薄不能將種子覆蓋（一部分種子發(fā)芽環(huán)境無光），過厚可能造成種子因為缺氧發(fā)芽率低或不發(fā)芽。保持種子出芽時的黑暗環(huán)境，并能起到保溫保濕的作用。每天查看育苗基質、定期澆水（澆透），避免基質缺水導致苗子萎蔫。待幼苗兩片子葉展平時，進行間苗，避免一孔多苗影響后期每棵葉菜生長。

2.2 定植

1）定植前：檢查水培床營養(yǎng)液水位是否超過4cm。移栽前葉菜最少3h不澆水，以免泥炭塊松散。

2）油菜、小白菜、油麥菜等小葉和細長葉作物種植密度為每平方32顆，每塊浮板定植10-13顆（不同品種和采收標準決定種植密度）。13顆浮板定植孔使用第1、3、5、7、9列中間孔和第2、4、6、8列上下兩行，10顆顆浮板定植孔使用第1、3、5、7、9列上下兩行。移栽過后保證水床浮板沒有空缺，將兩邊營養(yǎng)液不見光。

3）幼苗長至2-3片真葉時，移栽至水培床。

2.3 移栽后管理

水培床營養(yǎng)液EC值控制在1.5-2ms/cm左右，pH值為5.5-6.5。移栽之后每天巡查首先查看棚內溫度是否在正常范圍，若不在正常范圍則需要進行升溫或者降溫。并查看葉菜長勢，是否有葉片發(fā)黃，或者病蟲害。

2.4 采收

待葉菜長至達到采時收標準進行采收（不同品種采收標準不同）。例如：上海青，株高15cm左右，單棵重120g左右可進行采收;西芹50cm，單棵重200g左右進行采收;小白菜，株高35cm左右，單棵重150g左右可進行采收。

3 營養(yǎng)液管理技術

營養(yǎng)液調節(jié)與控制是水培系統(tǒng)種植的關鍵技術。作物的根系大部分生長在營養(yǎng)液中，吸收其中的水分、養(yǎng)分和氧氣，從而使其濃度、成分、pH值和溶解氧等都在不斷變化。同時，根系分泌的有機物、少量衰老脫落的殘根以及各種微生物等都會影響營養(yǎng)液質量。

營養(yǎng)液濃度直接影響到作物的產量和品質。作物生長初期對濃度的要求較低，隨著作物的不斷發(fā)育對濃度的要求也逐漸變高。同時，氣溫對濃度的影響也較大，在高溫干燥時期要進行低濃度控制，而在低溫高濕時期濃度控制則要略高。

營養(yǎng)液的pH值因鹽類的生理反應不同而發(fā)生變化，如硝酸鈣和硝酸鉀為氮鉀肥源的多呈生理堿性，硝酸銨和硫酸鉀為氮鉀肥源的多呈生理酸性。當pH值上升時，采用硫酸、硝酸和磷酸去中和;pH值下降時，采用氫氧化鈉和氫氧化鉀中和。

溫度對作物生長的影響具有一定的互動性，水培管理中可以通過對營養(yǎng)液液溫的調控來促進作物的生長。一般來說，適宜的液體溫度為18-22℃，如果超過30℃或者低于13℃時，作物對養(yǎng)分和水分的吸收就會與正常值發(fā)生很大變化，進而對作物的生長、產量和品質都會造成嚴重影響。

營養(yǎng)液配置的總原則是不產生沉淀，配方合理的平衡營養(yǎng)液不會產生沉淀，但潛伏著產生沉淀的可能性，尤其在濃度較高時可能性更大。一些容易與其他化合物起作用產生沉淀的鹽類，在濃溶液時不能混合在一起，但經過稀釋后就不會產生沉淀，此時可以混合在一起。例如，要把Ca2+和SO42-、PO43-分開，即硝酸鈣濃溶液不能和硫酸鹽（如硫酸鎂）混在一起，否則容易產生硫酸鈣沉淀，也不可與磷酸二氫鉀混在一起，否則容易產生磷酸鈣沉淀。因此，這里就需要至少三個貯液罐，一個以鈣為中心，凡是不與鈣離子反映產生沉淀的鹽溶于其中，主要裝硝酸鈣、硝酸鉀;另一個以磷酸鹽和硫酸鹽為中心，凡不與磷酸根和硫酸根反映產生沉淀的鹽溶于其中;最后，為了調整營養(yǎng)液的pH值，還要有一個專門裝酸或堿的酸液罐，酸或堿液濃度一般要稀釋到10%（視當地水pH值決定使用酸還是堿）。

4 深液流水培技術分析

4.1 有利的方面

1）設施內營養(yǎng)液總量較多，營養(yǎng)液的組成和濃度變化緩慢，不需要頻繁地調整濃度。

2）床體中的熱量高，作物根圈溫度變化不大，可以比較容易地進行加溫或冷卻。

3）營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)中有空氣混入裝置，很容易調節(jié)溶存氧，根部對養(yǎng)分的吸收率高。

4）可以在營養(yǎng)液循環(huán)過程中，對營養(yǎng)液濃度、養(yǎng)分和pH值等進行綜合調控，保持營養(yǎng)液的穩(wěn)定性。

5）營養(yǎng)液僅在內部循環(huán)，不會流到系統(tǒng)外，因此，不會或者很少對周圍水體和土壤造成污染。

6）適生作物的種類較多，除了塊根、塊莖作物外，生長期長的果菜類和生長期短的葉菜類皆可種植。

4.2 不利方面

1）由于需要的營養(yǎng)液量大，貯液池的容積也要加大，成本相應增加。

2）營養(yǎng)液處于循環(huán)狀態(tài)，水泵運行時間長，動力消耗大。

3）營養(yǎng)液循環(huán)在一個相對封閉的環(huán)境之中，一旦發(fā)生病原菌就有可能造成迅速傳染甚至蔓延到整個種植系統(tǒng)。

參考文獻

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