蔬菜无土栽培技术

任务三　蔬菜无土栽培技术

无土栽培是指不用土壤，用其他东西培养植物的方法，包括水培（图3-61）、雾（气）培、基质栽培（图3-62）。与常规有土栽培相比，无土栽培是一种更为先进的作物栽培方式，它的优点主要表现在以下几个方面：①有效防止土壤连作障碍和土传病害；②提高作物的产量与品质；③节水、节肥、省工；④不受自然条件的限制。无土栽培的缺点是一次性设备投资大，肥料费用高，用电多，管理需要一定的知识水平，如营养液的配制、调整与管理都需要一些专门的知识。这些不利因素成为无土栽培技术推广利用的限制因素。因此，根据各地的具体情况，选用简单、方便、投资少、成本低、应用效果好的无土栽培方式和配套技术，将大大推广无土栽培技术在实际中的应用。

图3-61　水培

图3-62　基质栽培

一、无土栽培栽培基质

基质的主要作用是固定植株的根系并提供营养和保持水分，使根系避光等。

（一）栽培基质的种类

基质栽培分有机基质栽培和无机基质栽培两大类。有机基质栽培主要有草炭（图3-63）、树皮、锯末、稻壳、秸秆等其他农产品废弃物经腐熟成为有机质。无机基质栽培主要有岩棉（图3-64）、沙砾、蛭石（图3-65）、珍珠岩（图3-66）、炉渣等无机物栽培基质。

图3-63　草炭

图3-64　岩棉

图3-65　蛭石

图3-66　珍珠岩

（二）基质的消毒

无土栽培基质长时间使用后会聚积病菌和虫卵，尤其在连作条件下，更容易发生病虫害。因此，每茬作物收获以后，下一次使用之前一定要对基质进行消毒处理。基质消毒最常用的方法有蒸汽消毒和化学药品消毒。

1.蒸汽消毒

此法简便易行，经济实惠，安全可靠。凡在温室栽培条件下以蒸汽进行加热的，均可进行蒸汽消毒。方法是将基质装入柜内或箱内（体积1～2 m³），用通气管通入蒸汽进行密闭消毒。一般在70℃～90℃条件下持续15～30分钟即可。

2.化学药品消毒

所用的化学药品有甲醛、甲基溴（溴甲烷）、威百亩、漂白剂等。

（1）福尔马林消毒。40%甲醛又称福尔马林，是一种良好的杀菌剂。使用时一般用水稀释成40～50倍液，然后用喷壶每平方米20～40 L水量喷洒基质，将基质均匀喷湿，喷洒完毕后用塑料薄膜覆盖24小时以上。播种前揭去薄膜让基质风干两周左右，以消除残留药物危害。

（2）溴甲烷消毒。该药剂能有效地杀死大多数线虫、昆虫、杂草种子和一些真菌。使用时将基质堆起，然后用塑料管将药液喷注到基质上并混匀，用量一般为每立方米基质100～200克。混匀后用薄膜覆盖密封2～5天，使用前要晾晒2～3天。溴甲烷有毒害作用，要注意安全。

（3）威百亩消毒。威百亩是一种水溶性熏蒸剂，对线虫、杂草和某些真菌有杀伤作用。使用时1 L威百亩加入10～15 L水稀释，然后喷洒在10 m²基质表面，施药且将基质密封，半月后可以使用。

（4）漂白剂消毒。漂白剂（次氯酸钠或次氯酸钙）该消毒剂尤其适于砾石、砂子消毒。一般在水池中配制0.3%～1%的药液（有效氯含量），浸泡基质半小时以上，最后用清水冲洗，消除残留氯。此法简便迅速，短时间就能完成。次氯酸也可代替漂白剂用于基质消毒。

二、无土栽培栽培槽

（一）栽培槽的种类

按栽培槽底部形状不同，可分为平底槽、“V”形底槽、“W”形底槽和“（”形底槽等四种类型。

平底槽的底部平整，营养液分布均匀，多用于水培。“V”形底槽可通过有小孔的铁片、竹片或木板等一分为二，上装培养基质，下为排水和通气沟，根系生长环境较好。“W”形底槽中央扣盖多孔半圆形瓦，槽内多余营养液或水集中于内便于排出。“（”形底槽的底部中部较高，多余的营养液或水从两侧排出。

（二）栽培槽规格

栽培槽的大小取决于蔬菜的栽培形式、栽培槽的类型、蔬菜种类以及栽培设施的大小等。根据种植蔬菜的行数不同，栽培槽内宽从20～80 cm不等。一般“V”形底槽内宽20～30 cm；平底槽内宽48～80 cm；“W”形底槽和“（”形底槽比平底槽略窄，否则底部高度差小，易排水不良。立体栽培的槽宽不超过20 cm。有机无土栽培要求内宽40～50 cm。

栽培槽的有效深度为15～20 cm。水培槽一般深15 cm，固体基质槽深20 cm。

栽培槽长度应根据灌溉能力，棚室结构及操作所需过道进行确定。

三、营养液的配制与管理

（一）营养液配方

在一定体积的营养液中，规定含有各种营养元素或盐类的数量称为营养液配方。目前较为普遍的是日本园艺试验场提出的标准配方和日本川崎配方。

1.日本园试通用营养液配方

该配方适用于多种蔬菜，见表3-7。

表3-7　日本园艺配方均衡营养液

2.日本川崎营养液配方

主要适用于无基质的水培，见表3-8。

表3-8　日本川崎营养液配方

（二）营养液制备

1.营养液制备的原则

制备营养液应按一定的操作步骤进行，总的原则是要避免出现难溶性物质沉淀。一个合格的营养液是不会产生沉淀的，但是如果操作步骤掌握不好，就会出现沉淀现象。

2.营养液的种类

生产上制备营养液一般分浓缩贮备液（母液）和营养液（栽培营养液），浓缩营养液一般是生产营养液的100倍。

3.营养液的配制步骤

（1）稀释前要在即将盛放营养液的容器中加80%左右的水，加入一种盐类溶液后充分搅动，混合好后再加入另一种。

（2）营养液配制的注意事项。

①加入的顺序是先加最易溶的，然后加能使pH值降低的，这样可抑制磷酸盐的沉淀。

②在制备浓缩营养液时，不能将所有营养化合物的盐类都溶解在一起，因为浓度高时，一些盐类易发生化学反应而产生沉淀，稀释后的溶液则不产生此问题。

③在制备营养液的许多盐类中，硝酸盐最易与其它化合物发生反应，如硝酸钙和硫酸钾混合在一起，易产生硫酸钙沉淀，硝酸钙与浓磷酸盐发生磷酸钙沉淀。因此在配制营养液时，硝酸钙要单独溶解，并放在一个容器中，稀释后能和其他的盐类混合。

④除硝酸钙外，还有其他大量元素和微量元素的盐类，可混合溶进一个容器中，如母液长期贮存，应将其酸化，以防止产生沉淀，一般可用硝酸把pH值调到3～4。

（3）制备营养液的操作规程如下。

①配方中各种盐用量计算经过反复核对无误。

②细心阅对有关肥料和化学试剂的说明书或复核包装上标签说明，各原材料名称相符后方可称量使用。

③盛装母液容器必须分别有不同颜色的标记。

④全部原料齐备后放到配制现场，进行一次核对。

⑤全部操作过程应有记录，备查。

⑥按照规定量制备好的营养液，须测试pH值。如有必要，可用硫酸或氢氧化钾溶液进行pH调整。

（三）营养液的管理

无土栽培中营养液的管理是一个十分重要环节。特别是在自动化、标准化程度不高的情况下，营养液的管理更为重要，如果管理不当，则直接影响作物的生长发育。

1.营养液浓度的管理

在无土栽培中营养液使用一段时间后，由于营养液中的元素不断被作物吸收、自然蒸发等，因而营养液的浓度不断发生变化，一般说随着时间的延长，营养元素会逐步减少，此时要进行检查和补充。补充的方法大体有如下三种。

（1）对营养液进行化验。了解溶液中NO₃-N的含量，然后按比例推算出其他养分元素的消耗量，并加以补充。

（2）以减少的水量来推算。各种作物在无土栽培过程中，水份消耗量和养分消耗量之间存在一定的关系，根据实际水分消耗量来推算出养分的补充量，并加以调整。例如黄瓜吸收硝态氮与水分的比例是70∶100左右，而总液量是10000 L，现在被消耗了5000 L，根据推算需添加3500 L营养液（5000×0.7），添加后总液量中需加水1500 L。

（3）根据电导仪测定的EC值推算出母液补充量。

2.营养液酸碱度的管理

营养液的pH值常发生变化。其变化的方向与营养液配方中所用的盐类种类有着密切的关系，如用硝酸钙、硫酸钾等时，多呈生理酸性反应，因此要尽量使几种不同的盐类。当营养液pH值升高时，可用硫酸或硝酸中和，这两种酸应交替使用，防止酸化或N营养过多。加入酸时，不能一次加得过多，要边加边搅拌。当营养液的pH值下降是，要用氢氧化钠或氢氧化钾进行中和，Na离子不是营养元素，会使溶液的盐分浓度升高。K离子则要好得多，但价格较贵。应灵活选用。

3.营养液的管理

营养液的温度直接影响作物对营养元素的吸收，一般讲，夏季的温度不超过20℃，冬季不低于18℃。

4.营养液加氧措施

在无土栽培中加氧有两个方法，一是靠存于营养液中的氧，二是靠植物体内的输导组织从地上部分向根系输氧。但不是所有植物都有输导组织，所以补充氧显得很重要。增氧的方法一是使营养液流动或用压缩空气向营养液中增氧。

5.营养液的更换

循环使用的营养液，在使用一段时间后，就需要配制新的营养液，决定是否更换可通过化学测定，当电解率居高不降，而氮、磷、钾含量又很低时，即可进行更换。在没有仪器时可根据使用时间的长短来更换。一般来说，用软水配制的营养液大约三个月更换一次，生长期较长作物可在中期更换一次，生长期短的作物可两到三茬一次，不必每收获一茬都更换。如果用硬水配制的营养液，常需进行酸碱中和的，则需每月更换一次，如水的硬度很高，更换的时间则要求更短。当发现营养液中有污染或出现藻类时，则要尽快全部更换。

四、有机营养无土栽培技术

有机营养无土栽培采用有机固体肥料代替营养液，不仅作物生长的营养元素完全，而且省略了营养液的配制、检测、调试、补充等烦琐而不易掌握的技术环节，使基质无土栽培技术简单化、省力化，提高了可操作技能，同时降低了一次性设备和运作费用的投入，生产过程不会对生态造成污染，利于大面积推广。

（一）配制适宜的栽培基质

1.有机基质

有机生态基质的原料资源丰富易得，处理加工简便，如玉米、向日葵秸秆，农产品加工后的废弃物如椰壳、蔗渣、酒糟，木材加工的副产品如锯末、树皮、刨花等等，都可按一定配比混合后使用。

2.无机基质

为了调整基质的物理性能，可加入一定量的无机物质，如蛭石、珍珠岩、炉渣、沙等，有机物与无机物之比按体积计可自2∶8至8∶2。混配后的基质容重0.30～0.65 g/cm³，每立方米基质可供净栽培面积6～9 m²用（假设栽培基质的厚度为11～16 cm）。

3.混合基质

常用的混合基质有：4份草炭∶6份炉渣，5份葵花秆∶2份炉渣∶3份锯末，7份草炭∶3份珍珠岩等等。基质的养分水平因所用有机物质原料不同，可有较大差异，以后通过追肥保证作物对养分的总体需求。

（二）建造设施系统

1.栽培槽

（1）栽培槽材料。有机生态型无土栽培系统采用基质槽培的形式（图3-67）。在无标准规格的成品槽供应时，可选用当地易得的材料建槽，如用木板、木条、竹竿甚至砖块。实际上只建没有底的槽框，所以不须特别牢固，只要能保持基质不散落到过道上就行。槽框建好后，在槽的底部铺一层0.1 mm厚的聚乙烯塑料薄膜，以防止土壤病虫传染。

（2）栽培槽规格及间距、长度。槽边框高15～20 cm，槽宽依不同栽培作物而定。如黄瓜、甜瓜等蔓茎作物或植株高大需有支架的番茄等作物，其栽培槽标准宽度定为48cm，可供栽培两行作物，栽培槽距0.8～1.0 m。如生菜、油菜、草莓等植株较为矮小的作物，栽培槽宽度可定为72或96 cm，栽培槽距0.6～0.8 m，槽长应依保护地棚室建筑状况而定，一般为5～30 m。

图3-67　有机基质培设施系统（单位：cm）
1.贮液罐2.过滤器3.供液管4.滴灌带5.砖6.有机基质7.塑料薄膜

2.供水系统

在有自来水基础设施或水位差1 m以上储水池的条件下，按单个棚室建成独立的供水系统。输水管道和其他器材均可用塑料制品以节省资金。栽培槽宽48 cm，可铺设滴灌带1～2根，栽培槽宽72～96 cm，可铺设滴灌带2～4根。

（三）制定操作管理规程

1.栽培管理规程

主要根据市场需要、价格状况，确定适合种植的蔬菜种类、品种搭配、上市日期，制定播种育苗、种植密度、株形控制等技术操作规程表。

2.营养管理

（1）肥料供应量。以氮磷钾三要素为主要指标，每立方米基质所施用的肥料内应含有：全氮（N）1.5～2.0 kg，全磷（P₂O₅）0.5～0.8 kg，全钾（K₂O）0.8～2.4 kg。这一供肥水平，足够一茬番茄亩产8000～10000 kg的养分需要量。

（2）施肥。

①基肥。为了在作物整个生育期内均处于最佳供肥状态，通常依作物种类及所施肥料的不同，将肥料分期施用。应在向栽培槽内填入基质之前或前茬作物收获后、后茬作物定植前，先在基质中混入一定量的肥料（如每立方米基质混入10 kg消毒鸡粪、1 kg磷酸二铵、1.5 kg硫铵和1.5 kg硫酸钾）做基肥。

②追肥。定植20天后每隔10～15天追肥1次，均匀地撒在离根5 cm以外的周围。基肥与追肥的比例为25∶75至60∶40，每次每立方米基质追肥量：全氮（N）80～150 g，全磷（P₂O₅）30～50 g，全钾（K₂O）50～180 g。追肥次数以所种作物生长期的长短而定。

3.水分管理

根据栽培作物种类确定灌水定额，依据生长期中基质含水状况调整每次灌溉量。

（1）定植前。灌水量以达到基质饱和含水量为度，即应把基质浇透。

（2）定植后。每天灌溉1次或2～3次，保持基质含水量达60～85%（按占干基质计）。

（3）成株期。黄瓜每天每株浇水1～2 L，番茄0.8～1.2 L，甜椒0.7～0.9 L。灌溉的水量必须根据气候变化和植株大小进行调整，阴雨天停止灌溉，冬季隔1天灌溉1次。

小结

无土栽培是指不用土壤，用其他东西培养植物的方法，包括水培、雾（气）培、基质栽培。与常规有土栽培相比，无土栽培是一种更为先进的作物栽培方式，它的优点主要表现在以下几个方面：有效防止土壤连作障碍和土传病害；提高作物的产量与品质；节水、节肥、省工；不受自然条件的限制。无土栽培的缺点是一次性设备投资大，肥料费用高，用电多，管理需要一定的知识水平。基质栽培分有机基质栽培和无机基质栽培两大类。无土栽培基质在下一次使用之前一定要对基质进行消毒处理。?基质消毒最常用的方法有蒸汽消毒和化学药品消毒。在一定体积的营养液中，规定含有各种营养元素或盐类的数量称为营养液配方。目前较为普遍的是日本园艺试验场提出的标准配方和日本川崎配方。无土栽培中应加强对营养液的管理。

有机营养无土栽培采用有机固体肥料代替营养液，不仅作物生长的营养元素完全，而且省略了营养液的配制、检测、调试、补充等烦琐而不易掌握的技术环节，使基质无土栽培技术简单化、省力化，提高了可操作技能，同时降低了一次性设备和运作费用的投入，生产过程不会对生态造成污染，利于大面积推广。

探究与讨论

1.什么是无土栽培？具有什么优点？

2.无土栽培有哪些管理？如何进行？

3.制备营养液的操作规程有哪些？