第六章无土栽培常用基质培生产设施及管理

第六章 常用基质培生产设施及管理 Chapter 6 The facilities and managements of aggregate cultures 第一节 砾培生产设施及管理Section 1 The facilities and managements of gravel culture 砾培砾培(Gravel Culture)是指采用石砾是指采用石砾(粒径大于粒径大于3 mm以上以上)作作为生长基质的一类无土栽培技术。为生长基质的一类无土栽培技术。 Gravel culture is a kind of soilless culture using gravel (grain size is larger than 3 mm) as growth media. 它是最早应用于商业化生产的无土栽培形式。它是最早应用于商业化生产的无土栽培形式。 It is the earliest commercialized soilless culture. 砾培的水肥的利用率较高，但由于建设费用较高，石砾容重砾培的水肥的利用率较高，但由于建设费用较高，石砾容重大，运输、清洗和消毒的工作烦重，费用高，不易做到彻底大，运输、清洗和消毒的工作烦重，费用高，不易做到彻底杀灭前茬作物种植过程中残留的病虫害，致使后茬病虫害较杀灭前茬作物种植过程中残留的病虫害，致使后茬病虫害较为严重。因此，在近几十年的发展中呈萎缩状态。为严重。因此，在近几十年的发展中呈萎缩状态。 The utilance of water and fertilizers is very high in gravel culture. But the cost of construction is also high and the bulk density of gravel is large, and it is not easy to wash and disinfect after plantation. So the development of gravel culture is decreased step by step in near decades. 一、砾培生产设施的结构一、砾培生产设施的结构The structure of a gravel culture facility 砾培生产设施砾培生产设施种植槽种植槽/trough供液系统供液系统/supplying system排液系统排液系统/outlet system贮液池贮液池/reservoirProduction facility1.石砾层 2.排液缓冲间 3.供液缓冲间 4.灌排管 5.供液管 6.回流管 7.贮液池8.水泵 9.水泵滤网 10.阀门 11.分液管 12.转换式供液阀 13.液位传感器砾培生产设施全系统示意图The sketch map of a gravel culture production facility 1、种植槽、种植槽/trough 由于石砾的容重大，因此盛放石砾的种由于石砾的容重大，因此盛放石砾的种植槽槽框多为红砖用水泥沙浆砌成或用植槽槽框多为红砖用水泥沙浆砌成或用水泥预制板制成，也可以用塑料板、木水泥预制板制成，也可以用塑料板、木板等做成。板等做成。 Because the bulk density of gravel is heavy, the trough containing gravel must be made substantially by using brick or precoated plate or plastic plate or wood plate, and so on. 种植槽呈种植槽呈V形，以形，以1:2001:250的坡降倾的坡降倾斜。槽框内铺黑色塑料衬里，然后在中斜。槽框内铺黑色塑料衬里，然后在中部安放一条排液管。槽中的石砾层表面部安放一条排液管。槽中的石砾层表面应低于种植槽槽框顶面应低于种植槽槽框顶面35 cm。种植槽中种植白菜苗种植槽中种植白菜苗The seedlings of Pak-choi planted in a gravel trough砾培种植槽种植花卉砾培种植槽种植花卉The flowers planted in gravel trough砾培中种植的花卉砾培中种植的花卉The blooming flowers planted in a gravel trough 有一种种植槽在底部不设排液管。做成有一种种植槽在底部不设排液管。做成槽框、铺上塑料薄膜，然后放上石砾即槽框、铺上塑料薄膜，然后放上石砾即可种植。可种植。1.供液管 2.种植槽 3.供液缓冲间 4.基质5.水泵 6.溢出口 7.排液缓冲间 8.排液口 9.贮液池 10.营养液 11.种植槽横切面槽底不设排液管的种植槽The trough without outlet pipes in the bottom 另一种种植槽的槽底安放一条灌排两用另一种种植槽的槽底安放一条灌排两用管，既作供液用，也作排液用。管，既作供液用，也作排液用。基质2.种植槽 3.灌排液两用管 4.水泵5.贮液池 6.营养液 7.种植槽横切面槽底设置灌排两用管的砾培 The gravel culture with the outlet and inlet pipe in one2、供液及排液系统、供液及排液系统/supplying and outlet system 包括水泵、供液管道、电磁阀、定时器、自动转换轮灌阀门以及控制水位及水泵工作的液位感应器等部分组成It includes the pump, supplying pipes, solenoid valve, timer and automatic rotational irrigation valve and the liquid layer sensor for layer control and the working of pump, and so on. 有些设施则较为简单，供液系统只是由水泵、有些设施则较为简单，供液系统只是由水泵、供液管道、调节流量的阀门以及定时器等组成供液管道、调节流量的阀门以及定时器等组成1.植株 2.基质(石砾) 3.供液管 4.供液缓冲间5.种植槽 6.营养液 7.贮液池 8.排液缓冲间9.溢出口 10.排液口 11.可调节高度的套管槽底不设排液管的砾培设施The trough of gravel culture without outlet pipe 砾培的灌液和排液要求的总原则是速灌速排。砾培的灌液和排液要求的总原则是速灌速排。 The general principle for gravel culture is the rapid irrigation and drainage. 水泵流量要求足够大，液管的口径也要够大。水泵流量要求足够大，液管的口径也要够大。 That means the power of pump must be large enough and the calibers of the irrigation and drainage pipes must be large enough too. 砾培生产设施为例来说明其灌排过程：砾培生产设施为例来说明其灌排过程： 供液时，水泵把营养液抽起，通过供液管道输送至种植槽供液时，水泵把营养液抽起，通过供液管道输送至种植槽的较高的一端，然后流入供液缓冲间，再灌入槽底的灌排的较高的一端，然后流入供液缓冲间，再灌入槽底的灌排管，此时排液缓冲间的排液口阀门关闭，营养液液位在石管，此时排液缓冲间的排液口阀门关闭，营养液液位在石砾层内由下至上地上升，直到达到大约液面低于石砾表面砾层内由下至上地上升，直到达到大约液面低于石砾表面35 cm时，液面与排液缓冲间内上部的浮球开关接触，随时，液面与排液缓冲间内上部的浮球开关接触，随即切断水泵电源，同时开启排液阀门进行排液，将槽内全即切断水泵电源，同时开启排液阀门进行排液，将槽内全部营养液排到贮液池中。部营养液排到贮液池中。 在槽底不设灌排液管的生产设施，其供排液过程是：在槽底不设灌排液管的生产设施，其供排液过程是： 由水泵抽起的营养液通过供液管道流到种植槽的供液缓冲间由水泵抽起的营养液通过供液管道流到种植槽的供液缓冲间中，然后在石砾下层的石砾间孔隙沿种植槽从高至低流动，中，然后在石砾下层的石砾间孔隙沿种植槽从高至低流动，当流到排液缓冲间时则从排液口流出，经排液管道流到贮液当流到排液缓冲间时则从排液口流出，经排液管道流到贮液池中，如果此时槽中的营养液较多，从排液口流出的量较少池中，如果此时槽中的营养液较多，从排液口流出的量较少时，营养液液位就会在石砾层中上升，当升至离石砾层表面时，营养液液位就会在石砾层中上升，当升至离石砾层表面大约大约35 cm处，则会通过设在排液缓冲间的溢出口流到排液处，则会通过设在排液缓冲间的溢出口流到排液管中再流回贮液池中。管中再流回贮液池中。 3、贮液池、贮液池/reservoir 贮液池建在地下，以不渗漏为原则。贮液池建在地下，以不渗漏为原则。 容积的确定：营养液有容积的确定：营养液有10%15%被石砾所被石砾所吸持的，再加上石砾表层大约有吸持的，再加上石砾表层大约有35 cm是是不被营养液所浸润的，这部分石砾占石砾不被营养液所浸润的，这部分石砾占石砾总体积的总体积的15%20%左右，而停止供液后，左右，而停止供液后，大部分营养液均流回贮液池中。因此，容大部分营养液均流回贮液池中。因此，容积约为生产设施中石砾总体积的积约为生产设施中石砾总体积的75%左右。左右。 在在500m2的石砾培温室中，地下贮液池的容的石砾培温室中，地下贮液池的容积大约需要积大约需要20m3。二、砾培生产设施的管理二、砾培生产设施的管理The management of gravel culture (一一) 营养液配方的选择、配制和补充营养液配方的选择、配制和补充/The choice, confection and supplement of nutrient solution 砾培在每次灌排液之后残留在石砾中的营养砾培在每次灌排液之后残留在石砾中的营养液量不多，随着基质水分的蒸发和植株的吸液量不多，随着基质水分的蒸发和植株的吸收，易造成槽中残存的营养液浓度升高。收，易造成槽中残存的营养液浓度升高。 因此，应选择较低浓度的营养液配方。一般因此，应选择较低浓度的营养液配方。一般的浓度要求为的浓度要求为1.01.2 ms/cm，如果选用较高，如果选用较高浓度的配方要使用其浓度的配方要使用其0.5剂量。剂量。 由于砾培所用的营养液浓度较低，因此养分的补充由于砾培所用的营养液浓度较低，因此养分的补充要及时，否则可能会出现缺肥。当营养液浓度降低要及时，否则可能会出现缺肥。当营养液浓度降低至原来浓度的至原来浓度的60%70%时就补充至原来的浓度。时就补充至原来的浓度。 Because the concentration of nutrient solution for gravel culture is relative low, the supplement must be in time, otherwise, the lack of nutrients will appear. In general, the supplement of nutrients is needed after the decrease of the concentration of nutrient solution being up to 60% to 70% of the original concentration of nutrient solution. 如选用水肥同步吸收的配方，每隔如选用水肥同步吸收的配方，每隔12天补充水分天补充水分时就以营养液的形式加入即可。时就以营养液的形式加入即可。 If the nutrient solution with the isochronous absorption of water and nutrients is selected, the supplement of water every 1 to 2 days must be added as nutrient solution. (二二) 供液及排液的管理供液及排液的管理The management of irrigation and drainage 砾培在供液的过程中，槽中的营养液液位由砾培在供液的过程中，槽中的营养液液位由下至上不断上升，直至达到石砾层以下下至上不断上升，直至达到石砾层以下23 cm为止。在灌液的过程中，把石砾层中原来为止。在灌液的过程中，把石砾层中原来CO2浓度较高、浓度较高、O2含量较少的空气顶推到基含量较少的空气顶推到基质外部，而在排液的过程中随着槽中液位的质外部，而在排液的过程中随着槽中液位的降低，又把新鲜的空气带入基质中，如此循降低，又把新鲜的空气带入基质中，如此循环往复，可使基质中的环往复，可使基质中的O2处于一个较高的状处于一个较高的状态，使作物根系生长良好。态，使作物根系生长良好。 供液和排液的频度应根据作物种类、植株供液和排液的频度应根据作物种类、植株大小、石砾的大小和吸持水分的能力和气大小、石砾的大小和吸持水分的能力和气候情况的不同而定。候情况的不同而定。 总的原则是能够及时地满足作物对水肥的总的原则是能够及时地满足作物对水肥的需求，同时又要防止因水分消耗而造成石需求，同时又要防止因水分消耗而造成石砾中营养液浓度过高而影响植物生长。砾中营养液浓度过高而影响植物生长。 在天气炎热、湿度小、空气干燥而植株较在天气炎热、湿度小、空气干燥而植株较大、石砾持水能力较低时，灌排液的次数大、石砾持水能力较低时，灌排液的次数要增加，反之，则可减少一些。可以通过要增加，反之，则可减少一些。可以通过已知的基质总孔隙度和持水率以及水泵的已知的基质总孔隙度和持水率以及水泵的流量来计算水泵的供液时间。根据植株的流量来计算水泵的供液时间。根据植株的耗水情况来计算供液次数，也可以通过经耗水情况来计算供液次数，也可以通过经验估算供液频度。验估算供液频度。 现以一座现以一座8m42 m的温室内共设有的温室内共设有12条宽度条宽度为为80 cm、侧深、侧深25cm、中央深、中央深30 cm、长度为、长度为20 m的的V形种植槽，采用形种植槽，采用750w、口径为、口径为25mm、每分钟流量、每分钟流量300L的水泵供液为例来的水泵供液为例来计算供液频度：计算供液频度： 棚内种植槽的总容积棚内种植槽的总容积=120.8m20m0.25m=48m3，如果石砾的总孔，如果石砾的总孔隙度为隙度为40%，而灌液时只灌至离石砾表面，而灌液时只灌至离石砾表面3cm以下，以下，则 全 温 室 种 植 槽 的 总 营 养 液 容 积则 全 温 室 种 植 槽 的 总 营 养 液 容 积=120.8m20m(0.25m-0.03m)40%=16.90m3 17m3，但由于石砾会吸持营养液总体积的，但由于石砾会吸持营养液总体积的10%15%，即有，即有1.72.55m3是残留在石砾中的，换是残留在石砾中的，换句话来说，每次供液的体积至少应为句话来说，每次供液的体积至少应为17-(1.72.5)m3，即即15.314.5m3。 而水泵流量为而水泵流量为300L/min，即，即18m3/h，则每次供液时，则每次供液时间间=(15.314.5)m3/18m3.h-1=0.850.80h，也即水泵供，也即水泵供液时间为液时间为4851分钟。分钟。 而如果这个温室中种植而如果这个温室中种植1000株番茄，以始花期后每株番茄，以始花期后每天每株的耗水量为天每株的耗水量为2L，残留在石砾中的营养液以，残留在石砾中的营养液以30%可被根系吸收计算，则残留营养液可供植株吸可被根系吸收计算，则残留营养液可供植株吸收的时间收的时间=(1.72.55)m330%(2L/株株.天天1000株株)=0.2550.3825天，即为天，即为6.129.18小时。小时。 考虑到石砾表面的自然蒸发和植株夜间蒸腾较少，考虑到石砾表面的自然蒸发和植株夜间蒸腾较少，主要为白天蒸腾，因此，供液间歇应再缩短主要为白天蒸腾，因此，供液间歇应再缩短60%左左右，即每隔右，即每隔(6.129.18)小时小时60%=3.675.50小时。小时。如果把供液时间主要考虑放在白天，则可定为如果把供液时间主要考虑放在白天，则可定为7:00、10:30、13:00、15:00、0:00五次供液，则足以满足五次供液，则足以满足作物的生长所需。作物的生长所需。(三三) 石砾的清洗、消毒和更换石砾的清洗、消毒和更换Cleaning, disinfection and replacing of gravel 清掉残根败叶，用大量清水冲洗种植槽的石砾，然清掉残根败叶，用大量清水冲洗种植槽的石砾，然后在贮液池中配制含有后在贮液池中配制含有0.3%0.5%有效氯的次氯酸有效氯的次氯酸钠或次氯酸钙溶液，开启水泵，把消毒液抽入种植钠或次氯酸钙溶液，开启水泵，把消毒液抽入种植槽中，让消毒液浸没石砾层，浸泡槽中，让消毒液浸没石砾层，浸泡30分钟，再循环分钟，再循环30分钟后排去，再用大量清水冲洗干净。分钟后排去，再用大量清水冲洗干净。 如果是选用吸附能力小的花岗岩石砾，还可以如果是选用吸附能力小的花岗岩石砾，还可以1/5000浓度的高锰酸钾溶液消毒。浸泡约浓度的高锰酸钾溶液消毒。浸泡约20分钟后分钟后排掉，马上用清水冲洗，否则石砾表面会有褐色的排掉，马上用清水冲洗，否则石砾表面会有褐色的锰盐沉积。锰盐沉积。 如果有条件的，可在经过如果有条件的，可在经过23年的使用之后把石砾年的使用之后把石砾更换掉，避免病虫的大量累积。更换掉，避免病虫的大量累积。第二节第二节 沙培生产设施及管理沙培生产设施及管理Section II The facility and management of sand culture 沙培沙培(Sand Culture)是用沙粒作为作是用沙粒作为作物生长基质的一类无土栽培技术。物生长基质的一类无土栽培技术。由于沙粒的来源广泛，价格低廉，由于沙粒的来源广泛，价格低廉，生产设施的结构较为简单，建造方生产设施的结构较为简单，建造方便，维护及运行费用便宜，因此在便，维护及运行费用便宜，因此在世界上许多国家得到广泛的应用。世界上许多国家得到广泛的应用。沙培中种植的豆角沙培中种植的豆角The cowpea planted in sand culture露天沙培樱桃The cherry planted in sand culture in the open air一、沙培生产设施的结构一、沙培生产设施的结构/The construction of the facility of sand culture 主要由种植槽、供液和排液系统、主要由种植槽、供液和排液系统、贮液池等部分组成。贮液池等部分组成。 It consists of the plantation troughs, supplying and reflux systems of nutrient solution and a reservoir, and so on.( (一一) ) 种植槽种植槽/ /plantation troughplantation trough 根据形状的不同可分为下列几种类型：根据形状的不同可分为下列几种类型： 1、V形种植槽形种植槽/plantation trough of shape V 2、形种植槽形种植槽/plantation trough in shape 1.两侧低、中间高的槽底 2.塑料薄膜3.基质(沙) 4.粗大石砾 5.排液孔 6.地面形种植槽横切面示意图 3、平底种植槽、平底种植槽/plantation trough with even bottom 槽底水平，可用槽底水平，可用34层红砖在地面平铺而层红砖在地面平铺而成，槽内衬一层黑色塑料薄膜。成，槽内衬一层黑色塑料薄膜。1.红砖叠成的槽框 2.塑料薄膜 3.液位观察管 4.基质 5.滴头 6.供液管 7.地面1. Trough frame made by bricks 2.plastic film 3.平底种植槽结构示意图 The sketch map of plantation trough with even bottom槽式沙培种植甜瓜Mask melon planted in sand culture厚皮甜瓜槽式沙培厚皮甜瓜槽式沙培Mask melon in the trough of sand culture 全温室地面沙培全温室地面沙培 Sand culture in all greenhouses ground1.植株 2.薄壁滴灌带 3.沙 4.排液管 5.黑色塑料薄膜 6.温室地面温室地面沙培示意图The sketch map of sand culture in all greenhouses ground 沙培一般采用滴灌来供液。沙培一般采用滴灌来供液。 Drip irrigation system is always used to supply nutrient solution in sand culture. 近几年来，还有一种流量很小近几年来，还有一种流量很小(0.20.5 L/h)的的重力自流式滴灌系统，它通过供液支管在大重力自流式滴灌系统，它通过供液支管在大棚或温室的种植槽四周互相连通，形成一个棚或温室的种植槽四周互相连通，形成一个闭环系统，以使各处的压力尽量均匀，然后闭环系统，以使各处的压力尽量均匀，然后把已连接有滴头的毛滴管两端与供液支管相把已连接有滴头的毛滴管两端与供液支管相连并平铺在种植槽的基质面上。连并平铺在种植槽的基质面上。1.贮液池 2.阀门 3.供液主管 4.毛滴管 5.种植槽槽框 6.温室 7.工作通道重力自流式滴灌系统在棚内设置示意图重力自流式滴灌系统安装重力自流式滴灌系统安装 还可用薄壁滴灌带来供液还可用薄壁滴灌带来供液 薄壁滴灌带每隔薄壁滴灌带每隔2530cm左右打出左右打出1个个或或2个小孔，未使用前呈扁平状，直接个小孔，未使用前呈扁平状，直接铺在基质面上，供液时水流入后即把滴铺在基质面上，供液时水流入后即把滴灌带撑胀起来并从小孔中喷射出营养液灌带撑胀起来并从小孔中喷射出营养液来，一旦停止供液，滴灌带会瘪下去。来，一旦停止供液，滴灌带会瘪下去。 这种滴灌带成本很低，使用上很方便。这种滴灌带成本很低，使用上很方便。 This kind of drip irrigation system is in low cost and convenient. (三三) 贮液池贮液池/reservoir 如采用水泵进行供如采用水泵进行供液的，可把贮液池液的，可把贮液池建在地下，而如果建在地下，而如果采用重力自流式供采用重力自流式供液的，则要根据滴液的，则要根据滴灌系统对压力的要灌系统对压力的要求而把贮液池架高求而把贮液池架高建在地面以上。建在地面以上。1.池体 2.支撑柱 3.清洗用排水口4.供液出水口 5.地面高设贮液池结构示意图 供液池外观供液池外观/The appearance of solution tank二、沙培生产设施的管理二、沙培生产设施的管理The management of sand culture(一一) 滴灌系统的日常管理滴灌系统的日常管理 滴灌系统堵塞的可能原因：滴灌系统堵塞的可能原因： The possible reasons of jamming of irrigation system: 1、营养液原料纯度不高、营养液原料纯度不高/low purity of raw materials for nutrient solution 2、不溶性物质含量高、不溶性物质含量高/high contents of insoluble substances 3、水源杂质多、水源杂质多/too much impurity in water 4、配制过程产生沉淀、配制过程产生沉淀/precipitation caused during the confection of nutrient solution 5、水质硬度高、水质硬度高/water with high hardness 6、过滤器的过滤效果差等。、过滤器的过滤效果差等。 /poor filtration effect of filter, et al. ( (二二) ) 营养液管理及其它营养液管理及其它The management of nutrient solution and others1、营养液配方的选择和配制、营养液配方的选择和配制 由于沙培基质的缓冲能力较低，基质中由于沙培基质的缓冲能力较低，基质中的贮液量不多，存于基质层中的营养液的贮液量不多，存于基质层中的营养液的浓度和酸碱度会因作物的选择性吸收的浓度和酸碱度会因作物的选择性吸收和基质表面的蒸腾作用而变化较大，因和基质表面的蒸腾作用而变化较大，因此，要选用浓度较低此，要选用浓度较低(1.01.5 ms/cm)、酸、酸碱反应较稳定的配方。碱反应较稳定的配方。 配制营养液要严格按照操作规程进行，配制营养液要严格按照操作规程进行，以避免沉淀物的大量产生和堵塞滴头。以避免沉淀物的大量产生和堵塞滴头。2 2、供液浓度和频度、供液浓度和频度The concentration and frequency of supplying nutrient solution 当阳光充足、温度高、湿度小、风力较强当阳光充足、温度高、湿度小、风力较强(如如秋 季秋 季 ) 时 供 液 的 浓 度 应 降 低 ， 大 约 为时 供 液 的 浓 度 应 降 低 ， 大 约 为1.01.2ms/cm，而且每天的供液次数要较多；，而且每天的供液次数要较多；反之，在光照不足、温度较低、湿度大、风反之，在光照不足、温度较低、湿度大、风力较弱力较弱(如早春季节如早春季节)，要稍为提高营养液的，要稍为提高营养液的浓度至浓度至1.21.5ms/cm，每天的供液次数应少，每天的供液次数应少一些。一些。 3 3、供液量的确定、供液量的确定The determination of supplying amount of nutrient solution 应根据植株的大小和光照、温度、湿度及通风条件的不应根据植株的大小和光照、温度、湿度及通风条件的不同来具体确定。同来具体确定。 It depends on the growth stages of plant and the conditions of light, temperature, humidity and ventilation. 最好是控制在基质中没有水层的出现而基质的含水量达最好是控制在基质中没有水层的出现而基质的含水量达到其饱和持水量的到其饱和持水量的70%80%左右即可。左右即可。 It is considered the best to control the water content of growth media being 70% to 80% of saturated moisture capacity, and there is no water layer in growth media at that time. 4 4、基质中累积盐分的消除、基质中累积盐分的消除The elimination of salts accumulated in growth media 盐分累积在基质表面，可见白色盐分累积在基质表面，可见白色“ 盐盐霜霜”，这可能危害植株根茎部。，这可能危害植株根茎部。 每隔每隔12个月左右用较大量的清水冲个月左右用较大量的清水冲洗一次基质表面；每隔洗一次基质表面；每隔23周，通过周，通过滴灌系统加入一次清水或稀的营养液滴灌系统加入一次清水或稀的营养液(1/4剂量左右剂量左右)以冲去基质中较多的盐以冲去基质中较多的盐分。分。第三节第三节 岩棉培生产设施及管理岩棉培生产设施及管理Section 3 The facility and management of rockwool culture 岩棉培岩棉培(Rockwool Culture)是以岩棉作为是以岩棉作为植物生长基质的一类无土栽培技术。植物生长基质的一类无土栽培技术。 岩棉培生产设施的材质轻便，建设安装简岩棉培生产设施的材质轻便，建设安装简单，省力，费用相对较低，生产过程的管单，省力，费用相对较低，生产过程的管理简便，在配备有关的控制装置的条件下理简便，在配备有关的控制装置的条件下易于实现大规模生产的自动化。易于实现大规模生产的自动化。 从从1980年以来首先在欧洲应用，目年以来首先在欧洲应用，目前全世界应用的面积已超过前全世界应用的面积已超过34万万hm2(不完全统计不完全统计)。 以荷兰、英国、日本、以色列、俄以荷兰、英国、日本、以色列、俄罗斯等国的面积较大。罗斯等国的面积较大。 我国近十几年来也有一些岩棉培的我国近十几年来也有一些岩棉培的设施，但近十多年来除了引进的设设施，但近十多年来除了引进的设备之外，国产化的岩棉生产设施的备之外，国产化的岩棉生产设施的建设不多，发展速度缓慢。建设不多，发展速度缓慢。岩棉培番茄岩棉培番茄Tomatoes in rockwool culture岩棉培番茄岩棉培番茄/tomato in rockwool culture一、岩棉培的生产设施一、岩棉培的生产设施The production facilities of rockwool culture 根据岩棉培生产设根据岩棉培生产设施中营养液的利用施中营养液的利用方式不同，可将岩方式不同，可将岩棉培分为：棉培分为：1、开放式岩棉培、开放式岩棉培2、循环式岩棉培、循环式岩棉培1.育苗用岩棉块 2.包裹岩棉块的黑色塑料薄膜 3.岩棉种植垫 4.白色或银灰色塑料薄膜5.供液管 6.滴灌管 7.种植槽岩棉种植垫种植植物示意图 岩棉种植垫岩棉种植垫( (一一) ) 开放式岩棉培的生产设施开放式岩棉培的生产设施 1、开放式岩棉培生产设施的特点、开放式岩棉培生产设施的特点 所谓的所谓的“开放式开放式”是指加入到岩棉种植垫中的是指加入到岩棉种植垫中的营养液除了供给作物吸收利用之外，从种植垫营养液除了供给作物吸收利用之外，从种植垫中流出的多余营养液通过排液管道流到种植系中流出的多余营养液通过排液管道流到种植系统外部，而不是重复循环利用的。统外部，而不是重复循环利用的。 设施结构较为简单，安装容易，施工快捷，造设施结构较为简单，安装容易，施工快捷，造价便宜，在生产过程中可以减少由于循环过程价便宜，在生产过程中可以减少由于循环过程中存在于营养液中的病菌的传播蔓延的危险，中存在于营养液中的病菌的传播蔓延的危险，即使有部分植株感染病害，只需把染病植株的即使有部分植株感染病害，只需把染病植株的种植袋清掉即可。种植袋清掉即可。 存在的问题是营养液的用量较大，废弃的营养存在的问题是营养液的用量较大，废弃的营养液对环境会造成一定的污染。液对环境会造成一定的污染。2 2、开放式岩棉培的设施结构、开放式岩棉培的设施结构 主要包括放置在种植畦上岩棉种植主要包括放置在种植畦上岩棉种植垫、供液系统以及排去多余营养液垫、供液系统以及排去多余营养液的排液系统等部分组成的排液系统等部分组成1.畦面塑料薄膜畦面塑料薄膜 2.岩棉种植垫岩棉种植垫 3.滴灌管滴灌管 4.岩棉育苗块岩棉育苗块 5.黑白双色塑料薄膜黑白双色塑料薄膜6.泡沫塑料块泡沫塑料块 7.加温管加温管 8.滴灌毛管滴灌毛管 9.排液沟排液沟开放式岩棉培系统的结构和组成示意图 (1) (1)种植畦的结构种植畦的结构/ /The structure of plantation bed 岩岩棉棉培培滴滴灌灌种种植植甜甜椒椒Sweet pepper in rockwool culture with drip irrigation system(2)(2)岩棉种植垫的规格岩棉种植垫的规格The specification of rockwool slab 岩棉种植垫规格涉及每株作物占有的营养面积岩棉种植垫规格涉及每株作物占有的营养面积(体积体积)问问题，或者说每株作物拥有的营养液量的问题。题，或者说每株作物拥有的营养液量的问题。 由于养分和水分经常补充，所以营养体积要求不太严格。由于养分和水分经常补充，所以营养体积要求不太严格。但如果营养面积过小而吸持营养液量过少，易造成因蒸但如果营养面积过小而吸持营养液量过少，易造成因蒸腾失水而萎蔫，基质中的养分浓度和组成易造成较大幅腾失水而萎蔫，基质中的养分浓度和组成易造成较大幅度的变化，在管理上不方便。在条件许可下，基质的体度的变化，在管理上不方便。在条件许可下，基质的体积大一些有好处，但生产成本增加了。积大一些有好处，但生产成本增加了。 现在作为商品出售的岩棉种植垫多为四方体的，厚度约现在作为商品出售的岩棉种植垫多为四方体的，厚度约710 cm，宽度为，宽度为1530 cm，长度，长度8090 cm左右。这样左右。这样的种植垫如果每条种植的种植垫如果每条种植2株作物，平均每株作物占有的株作物，平均每株作物占有的体积大约为体积大约为10多多L，可满足多数作物生长所需。，可满足多数作物生长所需。(3) (3) 岩棉种植垫在种植畦中的排列岩棉种植垫在种植畦中的排列The arrangement of rockwool slabs in a plantation bed 将种植垫一紧贴一个在种植畦背上排列成将种植垫一紧贴一个在种植畦背上排列成2行，每行均放在畦的斜面上，以利于多余行，每行均放在畦的斜面上，以利于多余的营养液从种植垫侧面的切口处流到畦沟的营养液从种植垫侧面的切口处流到畦沟中。这样排列的种植垫在畦面的中。这样排列的种植垫在畦面的2行间距较行间距较大，作为人行工作通道，而在畦沟之间的大，作为人行工作通道，而在畦沟之间的2行间距较小，不作为人行通道，而作为摆行间距较小，不作为人行通道，而作为摆放供液管道及排水之用。放供液管道及排水之用。(4) (4) 供液系统供液系统/ /irrigation systemirrigation system 开放式岩棉培采用滴灌系统来供液。开放式岩棉培采用滴灌系统来供液。 所谓的滴灌是指以小水滴的形式所谓的滴灌是指以小水滴的形式(点水源点水源)通过滴头以较缓慢的速度进行灌溉的一种通过滴头以较缓慢的速度进行灌溉的一种供液方法。供液方法。 它具有节水省工的优点。它具有节水省工的优点。 滴灌系统的基本组成滴灌系统的基本组成The composition of a irrigation systemThe composition of a irrigation system 主要由液源、过滤器、各级供液管道、主要由液源、过滤器、各级供液管道、滴头以及在各级管道中安装的阀门等部滴头以及在各级管道中安装的阀门等部分组成。分组成。 It consists of solution source, filter, pipes with different calibers, dippers, values and so on.A、液源、液源/solution source 由有营养液池和无营养液池的由有营养液池和无营养液池的2 2种种方式来提供。方式来提供。1) 有营养液池的方式：有营养液池的方式：1.支架 2.营养液罐 3.阀门 4.压力表 5.过滤器 6.水表 7.干管 8.支管 9.毛管 10.滴灌管 开放式岩棉培重力式滴灌系统示意图 2) 无营养液池的方式无营养液池的方式 不设大容量的营养液池，而只是设分别盛装不设大容量的营养液池，而只是设分别盛装A、B2种浓缩液的浓缩营养液罐种浓缩液的浓缩营养液罐1.水源 2.电磁阀 3.浓缩营养液定量注入泵 4.营养液混合器 5.浓缩营养液罐 6.过滤器 7.流量控制阀 8.供液管 9.滴灌管 10.种植畦 11.岩棉育苗块和种植垫 12.支持铁丝开放式岩棉培无营养液池滴灌系统示意图 肥料分配器肥料分配器distributor of fertilizers肥料分配器及浓缩营养液罐肥料分配器及浓缩营养液罐fertilizer distributor and concentrated nutrition solution tank 过滤器过滤器/filter 主要有三种形式：主要有三种形式：1、滤网式过滤器滤网式过滤器：利用筛孔较小的滤网来起到过滤：利用筛孔较小的滤网来起到过滤的目的；的目的；2、砂石过滤器砂石过滤器：砂石过滤器是利用不同粒径的沙子：砂石过滤器是利用不同粒径的沙子和石砾来起到过滤作用；和石砾来起到过滤作用；3、叠片式过滤器叠片式过滤器：叠片式过滤器则是利用具有许多：叠片式过滤器则是利用具有许多小槽状的塑料片叠在一起，在水流经过时把粗大的小槽状的塑料片叠在一起，在水流经过时把粗大的颗粒过滤掉。颗粒过滤掉。 经过一段时间的使用之后，过滤器均需进行清洗，经过一段时间的使用之后，过滤器均需进行清洗，防止堵塞而使得流量过分减少和水压降低。防止堵塞而使得流量过分减少和水压降低。 滴灌管道滴灌管道/ /pipes of irrigation system 从过滤器至种植行之间由不同管径的管道组从过滤器至种植行之间由不同管径的管道组成，管径从大至小分别称为干管、支管和毛成，管径从大至小分别称为干管、支管和毛管等。管等。 管道的大小应以保证供液的均匀性为前提。管道的大小应以保证供液的均匀性为前提。 需要考虑整个滴灌系统的控制面积、水泵功需要考虑整个滴灌系统的控制面积、水泵功率大小和滴头的流量等因素。率大小和滴头的流量等因素。 从种植行的毛管至每一株植株根茎部附近的从种植行的毛管至每一株植株根茎部附近的那段小管为滴灌系统最末一级管道，称为水那段小管为滴灌系统最末一级管道，称为水阻管。阻管。 目前常用的水阻管有目前常用的水阻管有2种：种：1、滴管带滴头：孔径较大、滴管带滴头：孔径较大(约约35 mm左右左右)的塑料管，然后在此水阻管上连接上所的塑料管，然后在此水阻管上连接上所选用的滴头，通过滴头来进一步调节流选用的滴头，通过滴头来进一步调节流量，即使滴头堵塞了，也易于清理。量，即使滴头堵塞了，也易于清理。2、发丝管：管径很小，内径只有、发丝管：管径很小，内径只有0.5 mm左右。流经发丝管的水流的压力大为降左右。流经发丝管的水流的压力大为降低，本身可作为滴头。由于管径较小，低，本身可作为滴头。由于管径较小，所以易堵塞，一旦堵塞之后难以清理疏所以易堵塞，一旦堵塞之后难以清理疏通。通。 对选用滴灌系统的要求对选用滴灌系统的要求 The requirements for selected drip irrigation system: a、可靠性、可靠性/reliability b、均匀性、均匀性/uniformity c、及时性、及时性/betimes 使用注意事项使用注意事项/attentions a、定期检查滴灌系统所有部分的运行情况，特别、定期检查滴灌系统所有部分的运行情况，特别是检查水泵的工作情况、滴头的堵塞及流量的变是检查水泵的工作情况、滴头的堵塞及流量的变化情况以及过滤器的堵塞情况。化情况以及过滤器的堵塞情况。b、切勿使用难溶性杂质含量高的肥料。采用的水、切勿使用难溶性杂质含量高的肥料。采用的水源中的杂质不能过高，特别是利用硬水作为水源源中的杂质不能过高，特别是利用硬水作为水源的，要经常清洗浓缩营养液罐和贮液池的水垢，的，要经常清洗浓缩营养液罐和贮液池的水垢，并每隔并每隔35天用清水彻底冲洗一次滴灌系统。天用清水彻底冲洗一次滴灌系统。c、如采用人工控制阀门开关的，在供液未结束前、如采用人工控制阀门开关的，在供液未结束前均要有人看守，避免由于遗忘而使得供液过量。均要有人看守，避免由于遗忘而使得供液过量。 排液系统排液系统/ /drainage system 从岩棉种植垫侧面约离地面从岩棉种植垫侧面约离地面1/3高度的位高度的位置切出置切出57 cm的切口流出的多余营养液流的切口流出的多余营养液流到畦沟中，再流到棚外的排水沟中。到畦沟中，再流到棚外的排水沟中。 多余营养液的排水沟最好是与大棚或温室多余营养液的排水沟最好是与大棚或温室屋面所集雨水的排水沟分开，以便收集流屋面所集雨水的排水沟分开，以便收集流出的多余营养液，然后再将这些营养液施出的多余营养液，然后再将这些营养液施到大田中，以避免污染环境。到大田中，以避免污染环境。 目前有许多国家已开始重视温室栽培多余目前有许多国家已开始重视温室栽培多余营养液对环境的污染问题了。营养液对环境的污染问题了。 3 3、开放式岩棉培的营养液管理、开放式岩棉培的营养液管理The managements of opening rockwool culture 要准确地确定供给营养液的浓度、要准确地确定供给营养液的浓度、数量及供液时期等管理上的技术参数量及供液时期等管理上的技术参数，就要根据每株作物所占有的基数，就要根据每株作物所占有的基质的体积、空气的温度和湿度的变质的体积、空气的温度和湿度的变化、太阳辐射的强弱以及作物的长化、太阳辐射的强弱以及作物的长势情况来具体确定。势情况来具体确定。 供液量的确定供液量的确定The determination of supplying amount 受基质持水量、每株作物占有的基质体受基质持水量、每株作物占有的基质体积以及作物的需水量三方面的影响。积以及作物的需水量三方面的影响。 The supplying amount of nutrient solution will be affected by the water capacity of growth media, the volume of growth media per plant and the water requirement of plant. 前两者基本上是固定不变的，而作物的前两者基本上是固定不变的，而作物的需水量则是随着作物的种类、生育期和需水量则是随着作物的种类、生育期和环境因素如光照、温度、湿度和风力等环境因素如光照、温度、湿度和风力等的变化而变化的。的变化而变化的。 The former two are changeless, but the water requirement of plant depends on the kind of plant, growth stages and environmental factors, such as light, temperature, humidity, and ventilation, etc. a a、岩棉的持水量、岩棉的持水量/ /water capacity of rockwoolwater capacity of rockwool 可达其容积的可达其容积的90%以上，但作为以上，但作为合适种植作物的持水量不应超过岩棉合适种植作物的持水量不应超过岩棉体积的体积的80%。而且岩棉基质中的水分。而且岩棉基质中的水分存在着垂直分布上的差异，即上层的存在着垂直分布上的差异，即上层的含水量低于下层的。含水量低于下层的。b b、作物的需水量、作物的需水量/ /water requirement of plantswater requirement of plants不同作物或同一种作物的不同生育期的吸水量有着很不同作物或同一种作物的不同生育期的吸水量有着很大的差异。大的差异。作作 物物生生 育育 期期定植初期定植初期始花期后始花期后收获盛期收获盛期番番 茄茄0.10.20.81.01.5黄黄 瓜瓜0.20.31.01.6甜甜 瓜瓜0.10.20.51.0草草 莓莓0.020.040.15几种作物不同生育期的吸水量几种作物不同生育期的吸水量(L/株株.天天)(山崎肯哉，山崎肯哉，1989)一年中不同月份开放式岩棉培的滴灌液量(L/株.天)数数 值值月月 份份123456789101112平均值平均值0.790.740.841.141.521.531.641.851.481.050.810.67标准差标准差0.280.250.250.270.460.380.410.330.140.230.220.23样本数样本数1311131718201387111620 c c、供水量确定的方法、供水量确定的方法/The method of determination of water supply 一是用张力计法测定基质中的含水量一是用张力计法测定基质中的含水量 张力计法是在一个温室或大棚中选取张力计法是在一个温室或大棚中选取57个点，个点，在每个点的岩棉垫的上、中、下三层中各安在每个点的岩棉垫的上、中、下三层中各安装装1支张力计，当植株蒸腾失水后，基质中水支张力计，当植株蒸腾失水后，基质中水分减少之后就会在张力计中反映出来。分减少之后就会在张力计中反映出来。 一旦张力计显示基质中的水分含量低于设定一旦张力计显示基质中的水分含量低于设定值时，就要开启滴灌系统进行供液。值时，就要开启滴灌系统进行供液。 如果将张力计与传感器相联接，依靠传感器如果将张力计与传感器相联接，依靠传感器把信号传递给滴灌系统的控制电脑，则可实把信号传递给滴灌系统的控制电脑，则可实现灌溉的自动化控制。现灌溉的自动化控制。 二是利用经验的方法来估计植株的耗水量。二是利用经验的方法来估计植株的耗水量。 前人的或自己测定的耗水量数据为基础，前人的或自己测定的耗水量数据为基础，适当增大供水量即可。适当增大供水量即可。 这样的供水量可能会超过作物实际的需水这样的供水量可能会超过作物实际的需水量，对作物的正常生长的影响不大，只是量，对作物的正常生长的影响不大，只是生产成本较高而已。生产成本较高而已。 例如，山崎认为番茄始花期后的日耗水量例如，山崎认为番茄始花期后的日耗水量约为约为0.81.0L，此时如果进行日耗水量的估，此时如果进行日耗水量的估算，则可增加算，则可增加20%30%的供水量，这样的的供水量，这样的日供水量就为日供水量就为1.01.3L。 供液浓度的确定供液浓度的确定The determination of supplying concentrationThe determination of supplying concentration 根据作物对吸水根据作物对吸水(w)和吸肥和吸肥(n)之间是按比例进之间是按比例进行的理论，作物吸收单位体积的营养液时，行的理论，作物吸收单位体积的营养液时，其它所含的养分也同时被吸收了。其它所含的养分也同时被吸收了。 因此，如果使用山崎配方来供液，只需将营因此，如果使用山崎配方来供液，只需将营养液的浓度控制在养液的浓度控制在1个剂量即可。个剂量即可。 如果使用其它营养液配方，可参照山崎配方如果使用其它营养液配方，可参照山崎配方的浓度来进行调整。的浓度来进行调整。 例如用园试配方的浓度比山崎配方的高例如用园试配方的浓度比山崎配方的高1倍左倍左右，对于种植番茄来说，园试配方只需右，对于种植番茄来说，园试配方只需1/2剂剂量即可。量即可。 在生产实际中，植株对水肥的吸收情况并不完在生产实际中，植株对水肥的吸收情况并不完全是山崎所提出的水肥同步，而是与气候条件全是山崎所提出的水肥同步，而是与气候条件和作物株龄条件有关。和作物株龄条件有关。 例如在温度较高、湿度较小、植株较大时，作例如在温度较高、湿度较小、植株较大时，作物对水分的吸收速率要比对养分的吸收速率来物对水分的吸收速率要比对养分的吸收速率来得大，此时供液浓度应较小；反之，当温度较得大，此时供液浓度应较小；反之，当温度较低、湿度较大、植株较小时，作物对养分的吸低、湿度较大、植株较小时，作物对养分的吸收速率要