哈密市设施农业的无土栽培技术
摘要：本文简述了哈密市无土栽培形式、种植管理技术、植物保护、环境调控和存在问题，为推进设施农业无土栽培提供参考。
关键词：设施农业；无土栽培；管理技术
无土栽培是指一种不用天然土壤而采用含有植物生长发育必需元素的人工配置的营养液来提供供给植物矿物营养的需要，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。无土栽培应用领域十分广泛，可以用作反季节和高档园艺产品的生产，在沙漠、荒滩、盐碱地等进行作物生产，在家庭中应用，太空农业利用和设施园艺中应用。无土栽培技术的出现，使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，完全按照人的愿望，向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展，从而使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。本文就哈密市设施农业无土栽培管理技术实践进行总结，以便进一步推广应用。
1哈密市设施农业无土栽培形式
1.1水培
水培的蔬菜作物一般生长期短，复种指数高，经济价值高，同时作物的表面十分洁净无污染，不受外界环境的干扰，能实现工厂化或自动化的种植形式[1]。水培主要包括营养液膜技术栽培、浮板毛管水栽培、深液流技术栽培。由于深液流技术栽培营养液的液层较深，根系伸展在较深的液层中，每株占有的液量较多，因此，营养液浓度、溶解氧、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,所以哈密地区的水培主要以深液流技术为主。
1.2基质栽培
基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的，称为开路系统，这可以避免病害通过营养液的循环而传播。当前，有机生态型基质栽培已成为我国蔬菜无土栽培的主要发展方向,适宜用做有机生态型无土栽培的基质很多,如草炭、椰子壳、棉籽壳、树皮、锯末、葵花杆、蔗渣[2]。哈密市基质栽培主要选用椰子壳或炉渣+有机肥+蛭石+珍珠岩。
2哈密市无土栽培技术
2.1DFT水培技术
2.1.1水培基础设施营养液槽：营养液槽是贮存营养液的设施，一般用砖和水泥砌成水槽置于地下,为了防止液槽漏水、渗水和返水，施工时必须加入防渗材料，并于营养液槽内壁涂上除水材料[3]。除此之外为了便于液槽的清洗和使水泵维持一定的水量，在设计施工中应在液槽的一角放水泵之处做一个20cm见方的小水槽，以便于营养液槽的清洗。营养液槽的容积，一般667m2的水培面积，需要5~7t水的标准设计。因这种营养液槽容量大，无论是冬季还是夏季营养液的温度变化不大。栽培床：栽培床是作物生长的场地，是水培设施的主体部分。作物的根部在床上被固定并得到支撑，从栽培床中得到水分、养分和氧气。栽培床由床体和定植板(也称栽培板)2部分组成，栽培床的床体和定植板的大小及形状可随定植作物大小进行相应调整。营养液系统：包括加液系统、排液系统和循环系统。水培设施的给液，一般是由水泵把营养液抽进栽培床。床中保持5~8cm深的水位，向栽培床加液的设施由铁制或塑料制的加液主管和塑料制的加液支管组成。塑料支管上每隔1.5m有一直径3mm小孔，营养液从小孔中流入栽培床。营养液循环途径是营养液由水泵从营养液槽抽出，经加液主管、加液支管进入栽培床，被作物根部吸。高出排液口的营养液，顺排液口通过排液沟流回营养液槽，完成一次循环[4]。正常情况下可用自动控制系统控制水泵循环4h休息4h进行反复循环，进行节能。2.1.2DFT水培种植流程基质育苗：选择优质的需要种植的叶菜类作物种子，点到50孔或者72孔的穴盘里进行育苗，每穴点2~4粒种子，当穴盘里基质表面蒸干时进行补水。洗苗：当幼苗长出2~3片叶子时，将基质盘里苗子抠出，放到清水里洗去基质，不可伤到根系，随后用百菌清600倍液，或者用多菌灵800倍液做消毒处理。驯化养根：将洗好的苗子用海绵包裹在茎基部，固定到专用水位较高的多层架平铺育苗栽培床上进行幼苗养根，当根系长达4cm左右时便可做移栽处理。在炎热的季节，幼苗固定完成后要用喷雾器在叶片上喷水，有利于缓苗。移栽:当幼苗根系达到4cm左右时，从育苗床上取出套上种植杯移栽到深液流种植架上，营养液要低于根颈部。管理：修剪老叶，及时配置调整营养液浓度、pH。采收：正常情况下叶菜类作物生长期在25d左右，及时采收，防止浪费营养液资源和作物长老，以及根系过长缺氧，对种植架进行堵塞和造成营养液污染。消毒：采收完成后要及时对回收的海绵和种植杯用含0.3%~0.5%有效氯的次氯酸钠或次氯酸钙溶液进行消毒浸泡1d。2.1.3营养液管理营养液配置：一般叶菜类通用配方配制：100倍母液中A液：24水硝酸钙126.0g、铁-EDTA2.5g；B液：磷酸二氢钾35.0g、7水硫酸镁53.7g、磷酸二氢铵23.7g、硫酸钾25.0g；C液：硼酸0.286g、硫酸锰1水0.155g、硫酸锌7水0.022g、硫酸铜5水0.008g、钼酸铵4水0.002g。C液浓缩液用二次稀释法，即选配制1L10倍浓度的量，再取0.1L加入B液。营养液的循环供应。当营养液进入到正常循环回水状态时，可连续供液4~8h，间断不超过4h反复循环供液。这样既能保证营养液里有充足的养分、氧气，又能做到节能。营养液温度控制。营养液温度变化将对根系生长产生影响，根据试验数据显示，为了保持植物根系正常生长，应当确保营养液冬季温度高于15℃、夏季温度低于28℃。营养液pH值、浓度调节。pH值的变化会对溶质可溶性、根系的生长产生很大的影响，因此要适时调整营养液的，一般叶菜类的pH值在5.5~6.5之间根系生长最好。大多数的蔬菜作物苗期适合EC:0.8~1.3ms/cm；生长期适合EC:1.5~3.0ms/cm。根据作物不同生长时期调整营养液浓度。营养液池的清洗。每周清洗营养液池1次，防止营养液污染，以及防止杂质进入管道内堵塞管道。
2.2基质栽培技术
2.2.1基质栽培设施基质栽培包括多种栽培形式，有荷兰桶栽培、A字架立体栽培、U型槽栽培、高架栽培等，基质大多采用珍珠岩、蛭石、草炭根据需要按比例配置。基质栽培主要由栽培架、栽培床、营养液循环系统、营养液池、水泵五部分组成，管理方便，操作简单。2.2.2种植流程品种选择：冬春茬选择耐低温、高湿、弱光，抗病性高的作物品种。夏季，秋季选择耐高温，高湿，抗病性好的作物品种。播种：选择50孔或者72孔穴盘，播种前对穴盘、种子消毒。将基质提前拌湿后装入穴盘，根据不同作物特性，点种的深度也不一样，防止太深不出苗，太浅戴帽出土。播种后管理：将苗盘置于光照弱的地方，当温度过低时要盖膜，基质表面干时，补水。出苗后要严格控水控湿，防止苗子徒长和发生病虫害。移栽：当苗子长到8cm左右时就可移栽，移栽前要对栽培床进行多菌灵或五氯硝基苯1000倍消毒杀菌处理，提前浇透基质。定植最好选择阴天、下午或者用遮阳网覆盖，定植后1~2d要适当增加空气湿度，有利于缓苗，同时按照作物生长特性安排株距。生长管理：作物生长前期要控制灌水量，当基质表面蒸干时再少量浇灌营养液，防止作物发生茎基腐病和徒长，同时控制温室的光照、湿度、温度，形成最有利于作物生长环境。生长中期加大营养液灌水量，保证基质含水量在60%~70%，同时对作物进行整枝打杈管理，如果发生病虫害，要及时进行防治。结果期要加大营养液EC值，根据植株长势，促控结合，合理的整枝打杈，减少养份的消耗，同时疏花疏果，提高作物果实的商品率。不同作物对营养吸收需求不同，因此要对营养液适当调整，在生长过程中发现缺营养了，要及时补充叶面肥。
3设施内的植物保护
设施内虽然是人为的为植物提供了一个良好的生长环境，可以减少一些土传病害的发生，但是仍然不能彻底的避免病虫害的发生，因此在设施内需要进行必要的植物保护措施。哈密市坚持“预防为主，综合防治”的方针。综合防治主要应用物理防治、生物防治、化学防治和农业防治方法。物理防治：采用色板诱杀、太阳能灭虫灯诱杀、性诱剂诱杀、糖醋液诱杀、人工捕杀等方法减轻蚜虫、粉虱、蓟马、夜蛾类等害虫危害。设施内进门处安装防虫网，避免外界环境中的害虫飞入传播病虫害。化学防治：栽培植株前施足底肥，采用腐熟的有机肥，可以避免一些病虫害的传播与发生。植物生长期间，每隔半月喷洒2.5%蚜虱净可湿性粉剂2000倍液杀虫杀剂喷雾或使用阿维菌素。生物防治：利用或释放人工养殖的天敌昆虫来捕食红蜘蛛、粉虱等；喷洒白僵菌防治蚜虫、粉虱、蓟马、玉米螟等害虫。农业防治：选用无毒的，健康的种子、植株；采用抗病、抗虫品种。发现病株病果后要及时清理并集中烧毁。注意设施内的通风，降低设施内的湿度，也可以防止一些病害的发生与发展，同时清理设施内的杂草落叶，并带出设施。若有嫁接植株则要清理砧木上的萌芽，定期修剪植物，减去病枝、过密枝，保证植株的通风透光[5]。常见的病虫害防治方法：预防病毒病：可用病毒A、病毒灵、病毒必克等，结合防治蚜虫；预防软腐病：发病初期及时拔除病株，并在病穴四周撒少量石灰，同时可用农用链霉素、农抗75-1、铜制剂(氧氯化铜、可杀得等)；预防霜霉病：可用霜霉威、杀毒矾、霜脲.锰锌(杜邦克露)、安克、普力克等；防治炭疽病：可用施保功、甲基托布津、铜制剂等；防治菌核病：可用扑海因、速克灵、菌核净等；防治黑霉病：可用黑霉粉；防治小菜蛾、菜青虫：可用BT、阿维菌素、除尽等；防治斜纹夜蛾、甜菜夜蛾：可用卡死克、除尽等药剂；防治蚜虫：可用吡虫林、丁硫克百威、抗蚜威等；防治黄曲条跳甲：可用辛硫磷、杀虫双等低毒农药作淋地处理并结合叶面喷雾；红蜘蛛：用石硫合剂50~100倍液喷施，虫害爆发后用四螨嗪或哒螨灵1500倍液进行喷施；15%三氯杀螨虫或阿维菌素4000~5000倍液进行喷洒。每隔10d喷施1次，严重时可每隔7d进行1次。
4设施环境调控
哈密市是典型的温带大陆性干旱气候，光能资源丰富，干燥少雨，蒸发能力强，夏季炎热，冬季较寒冷，蒸发能力强，根据此气候我们应当对设施温室内做以下调整：夏秋季温室内要打开天窗和侧窗及时通风换气。太阳光照强，温室内温度高于30℃时，要打开风机和湿帘，及时降温并且增加空气湿度，控制温度在25~32℃，空气湿度在40%~60%之间，有利于作物正常生长发育，防止作物沾湿现象，同时降低温室内的病虫害的发生；温室内透气的地方要张挂防虫网，同时温室内根据要求张挂粘虫板，减少温室内病虫害发生；春冬季温室内要做好保温措施，密闭温室，充分利用棉被做到早揭晚盖，阴雪天不揭开棉被，防止逆温室效应的产生。冬季温室内湿度较大，在外界气温较高，阳光明媚的天气，适当通风，降低温室湿度，控制温室湿度在70%以下，同时保证温室内气温不低于12℃，以免发生冻害；冬季气温低于12℃，光照不好或连续阴天时，应当采用外界采暖设施，并且使用补光灯进行补光。
5哈密市无土栽培存在的问题
5.1基质重复利用缺乏质量标准，连茬导致理化性质改变哈密市无土栽培以基质栽培为主，对于栽培基质的需求量也不断增加，但由于栽培基质重复利用质量的评价标准还没有形成，再利用栽培基质完成一茬种植后，栽培基质的理化性质会有较大改变，应用效果不断下降，同时增加病菌的产生以及虫卵，栽培基质的质量呈现不断下降趋势[9]。5.2水培易产生水垢，结晶不易清理虽然水培技术克服地区、连作障碍能力强，复种指数高，普及率越来越高，但是水培是营养液的循环，因此管道中会经常出现营养液溶质水垢，不容易清理，影响营养液循环。营养液循环有时候还会出现水管堵塞，需要人及时清理和巡查，蔬菜作物根系触及到水垢后易萎蔫死亡。5.3雾培的微喷头易堵塞，对水泵依赖性强雾培主要靠的是水泵把液池内的营养液通过微喷头喷射到作物根系上，从而保证作物的正常生长发育。由于雾培是间歇性供液，因此微喷头内的营养液易结晶堵塞微喷头，导致作物根系无法供液，萎蔫致死。当雾培产生堵塞时需要大量劳动力去挨个清理喷头十分不便，而且在此期间作物也会失水导致死亡。由于雾培的根系是裸露在空气中，不储液，如果水泵出现故障或者停电，不能及时排除故障作物就会失水导致死亡。5.4营养液残液的排放污染环境一般设施温室内，没有下水排液管道，当换茬清理水培槽内液体时，营养液无处排放，大多就地排放，由于营养液内盐离子较多，腐蚀性较大，会腐蚀地面，破坏地表理化性质，因此营养液的残液排放不能很好的利用安置是一个极大的问题。
6展望
随着农业科学技术的进步，无土栽培领域已经掌握了先进的技术，研发出了具有自动恒湿、恒温、自动喷淋、排风等全电子智能控制的先进设备和智能温室。同时，国际上在水培法无土栽培的基础上，研究出了一种被称为“营养膜”的技术。这项技术是植物栽种在一个不透水的、狭长的营养槽内，使槽内的营养液缓慢流动，植株根系半浸半漏，让根际始终被一层薄的营养液包围。在英国，这项技术已经实现了电子计算机化[10-14]。哈密市无土栽培技术发展已经有20a，随着近些年改革开放的深入发展与农业科学的进步以及人们生活水平的需求不断提高，哈密市无土栽培逐渐被人们接受，生产设备渐渐走向现代化，机械水平不断完善，操作方便，生产水平及能力也大大的提高。无土栽培使得人们进入了农业的一个新时代，农业将会逐步实现并普及工厂化生产，精确化管理。因此，无土栽培技术具有很大的价值前景。
参考文献
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蒋孝笑 陆海军 刘俊德 陈兵 白成林 吕国华 石河子大学农学院园艺系 哈密市伊州区设施农业管理中心 哈密市国家农业科技园
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