初中化学有关实验探究——无土栽培方面的知识

初中化学有关实验探究——无土栽培方面的知识
初中化学有关实验探究——无土栽培方面的知识

初中化学有关实验探究——无土栽培方面的知识
（一）水质
水质与营养液的配制有密切关系.水质标准的主要指标是电导度（EC）,pH值和有害物质含量是否超标.
电导度（EC）是溶液含盐浓度的指标,通常用毫西门子（mS）表示.各种作物耐盐性不同,耐盐性强的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类.耐盐中等(EC=4mS),如黄瓜、菜豆、甜椒等.无土栽培对水质要求严格,尤其是水培,因为它不象土栽培具有缓冲能力,所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低,否则就会发生毒害,一些农田用水不一定适合无土栽培,收集雨水做无土栽培,是很好的方法.无土栽培的水,pH值不要太高或太低,因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好,如果水质本身pH值偏低,就要用酸或碱进行调整,既浪费药品又费时费工.

（二）营养液
营养液是无土栽培的关键,不同作物要求不同的营养液配方.目前世界上发表的配方很多,但大同小异,因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析.营养液配方中,差别最大的是其中氮和钾的比例.
配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本,生产上可以使用化肥以降低成本.配制的方法是先配出母液（原源）,再进行稀释,可以节省容器便于保存.需将含钙的物质单独盛在一容器内,使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合,尽量避免形成沉淀.营养液的pH值要经过测定,必须调整到适于作物生育的PH值范围,水增时尤其要注意pH值的调整,以免发生毒害.

(三）基质的理化性状
用于无土栽培的基质种类很多.可根据当地基质来源,因地制宜地加以选择,尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质.

无土栽培对基质的要求

1．具有一定大小的固形物质.这会影响基质是否具有良好的物理性状.基质颗粒大小会影响容量.孔隙度、空气和水的含量.按着粒径大小可分为五级、即：1毫米；1－5毫米；5－10毫米；10－20毫米；20－50毫米.可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资状况加以选择.
2．具有良好的物理性质.基质必须疏松,保水保肥又透气.南京农业大学吴志行等研究认为,对蔬菜作物比较理想的基质,其粒径最好以0.5-10毫米,总孔隙度>55％,容重为0.1-0.8克?厘米－3,空气容积为25－30％,基质的水气比为1：4.
3．具有稳定的化学性状,本身不含有害成分,不使营养液发生变化.基质的化学性状主要指以下几方面： PH值：反应基质的酸碱度,非常重要.它会影响营养液的pH值及成分变化.PH＝6－7被认为是理想的基质.
电导度(EC)：反映已经电离的盐类溶液浓度,直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素的吸收. 缓冲能力：反映基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力,要求缓冲能力越强越好.
盐基代换量：是指在pH＝7时测定的可替换的阳离子含量.一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多；无机基质中蛭石可代换物质较多,而其它惰性基质则可代换物质就很少.
4．要求基质取材方便,来源广泛,价格低廉.
在无土栽培中,基质的作用是固定和支持作物；吸附营养液；增强根系的透气性.基质是十分重要的材料,直接关系栽培的成败.基质栽培时,一定要按上述几个方面严格选择.北京农业大学园艺系通过1986－1987年的试验研究,在黄瓜基质栽培时,营养液与基质之间存在着显著的交互作用,互为影响又互相补充.所以水培时的营养液配方,在基质栽培时,特别是使用有机基质时,会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响,而使配方的栽培效果发生变化,这是应当加以考虑的问题,不能生搬硬套.
（四）供液系统 无土栽培供液方式很多,有营养液膜（NFT）灌溉法、漫灌法、双壁管式灌溉系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法和人工浇灌等.归纳起来可以分为循环水（闭路系统）和非循环水（开路系统）两大类.目前生产中应用较多的是营养液膜法和滴灌法.
1． 营养液膜法（NET）
（1）备三个母液贮液灌（槽）.一个盛硝酸钙母液,一个盛其它营养元素的母液,另一个盛磷酸或硝酸,用以调节营养液的pH.
（2）贮液槽.贮存稀释后的营养液,用泵将其液由栽培床高的一端的送入,由低的一端回流.液槽大小与栽培面积有关,一般1000平方米要求贮液槽容量为4－5吨.贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营养液.
（3）过滤装置.在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器,以保证营养液清洁,不会造成供液系统堵塞.
2． 滴灌系统的灌溉方法
（1）备两个浓缩的营养液罐,存放母液.一个液罐中含有钙元素,另一个是不含钙的其它元素.
（2）浓酸罐.用业调节营养液的PH.
（3）贮液槽.用来盛按要求稀释好的营养液.一般300－400平方米的面积,贮液槽的容积1－1.5吨即可.贮液槽的高度与供液距离有关,只要高于1米,就可供30－40米的距离.如果用泵抽,则贮液槽高度不受限制.甚至可在地下设置.
（4）管路系统.用各种直径的黑色塑料管,不能用白色,以避免藻类的孳生.
（5）滴头.固定在作物根际附近的供液装置,常用的有孔口式滴头和线性发丝管.孔口式滴头在低压供液系统中流量不太均匀,发丝管比较均匀.但共同的问题是易堵塞,所以在贮液槽的进出口处,也必须安装过滤器,滤出杂质.
[编辑本段]无土栽培前景展望
从历史上来看,农业文明标志,就是人类对作物生长发育的干预和控制程度.实践证明,对作物地上部分的环境条件的控制,比较容易做到,但对地下部分的控制（根系的控制）,在常规土培条件下很困难的.无土栽培技术的出现,使人类获得了包括无机营养条件在内的,对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力,从而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.这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长.
从资源的角度看,耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源.由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用,所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充,这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题,有着深远的意义.无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲,而且在不久的将来,海洋、太空也将成为新的开发利用领域.美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交流会上,就是关于宇宙空间植物栽培的研究报告,那只能是无土栽培.因而无土栽培技术在日本,已被许多科学家做为研究”宇宙农场”的有力手段,人们称为太空时代的农业,已经不再是不可思议的问题.
水资源的问题,也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题.不仅在干旱地区,就是在发达的人口稠密的大城市,水资源紧缺也越来越突出.随着人口的不断增长,各种水资源被超量开采,某些地区已近枯竭.所以控制农业用水是节水的措施之一,而无土栽培,避免了水分大量的渗漏和流失,使得难以再生的水资源得到补偿.它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路.
诚然,无土栽培技术在走向实用化的进程中也存在不少问题.突出的问题是成本高、一次性投资大；同时还要求较高的管理水平,管理人员必须具备一定的科学知识,这也不是任何地方都能做到的.
从理论上讲,进一步研究矿质营养状况的生理指标,减少管理上的盲目性,也是有待解决的问题.此外,无土栽培中的病虫防治,基质和营养液的消毒,废弃基质的处理等等,也需进一步研究解决. 但是随着科学技术的发展、提高,更重要的是这项新技术本身固有的种种优越性,已向人们显示了无限广阔的发展前景.
[编辑本段]无土栽培与常规栽培的区别
无土栽培与常规栽培的区别,就是不用土壤,直接用营养液来栽培植物.为了固定植物,增加空气含量,大多数采用砾、沙、泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉、锯木屑等作为固定基质.其优点可以有效地控制花卉在生长发育过程中对温度、水分、光照、养分和空气的最佳要求.由于无土栽培花卉不用土壤,可扩大种植范围,加速花卉生长,提高花卉质量,节省肥水,节省人工操作,节省劳力和费用.缺点是,一次性投资较大,需要增添设备,如果营养源受到污染,容易蔓延,营养液配制需要技术知识.
[编辑本段]无土育苗

无土育苗概念

不用土壤,而用非土壤的固体材料作基质,浇营养液,或不用任何基质,而利用水培或雾培的方式进行育苗,称为无土育苗.按是否利用基质,又可分为基质育苗和营养液育苗,前者是利用蛭石、珍珠岩、岩棉等基质并浇灌营养液苗；后者不用任何基质,只利用某些支撑物和营养液.


无土育苗的优点

幼苗生长迅速,苗龄短,根系发育好,幼苗健壮、整齐,定植后缓苗时间短,易成活.不论是基质育苗还是营养液育苗,都可保证水分和养分供应充足,基质通气良好.同时,无土育苗便于科学、规范管理.


无土育苗的必要性

无土栽培是用非土壤的基质,供应营养液或完全利用营养液的栽培技术,要求最佳的根际环境.采用无土育苗方式培育的幼苗,定植后,因根系发育好,根际环境和无土栽培相适应,定植后不伤根,易成活,一般没有缓苗期.同时,无土育苗还可避免土壤育苗带来的土传病害和线虫害.因此,无土栽培一定要采用无土育苗.