投資指南:此類水培裝置的開(kāi)發(fā)還是頗具前景的
水培是一種先進(jìn)的植物栽培新技術(shù),它不僅在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以發(fā)揮出其它栽培技術(shù)無(wú)與倫比的作用,其實(shí)它在室內(nèi)綠化與植物栽培上也是極具發(fā)展空間的,特別是室內(nèi)陽(yáng)臺(tái)及樓頂,這些人居環(huán)境的綠化及城市生產(chǎn),最終將走向無(wú)土化,只有無(wú)土化才可以使它的利用空間大大拓展,也只有無(wú)土化的水培才可減免傳統(tǒng)方式的許多環(huán)節(jié)與繁瑣性.所以說(shuō)開(kāi)發(fā)一些簡(jiǎn)單實(shí)用的裝置,對(duì)于發(fā)展與提升我國(guó)水培產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)還是極具推動(dòng)作用,只有盡快讓水栽培技術(shù)成為普通市民皆可家庭操作的技術(shù),才可以讓先進(jìn)的技術(shù)深植民心快速發(fā)展.水培是一項(xiàng)實(shí)用簡(jiǎn)單易學(xué)的技術(shù),沒(méi)有土壤栽培哪樣存在太多的操作環(huán)節(jié),也不會(huì)像土培那樣帶來(lái)環(huán)境之不潔.立足家庭園藝市場(chǎng)開(kāi)發(fā)實(shí)用的裝置,將是我國(guó)初級(jí)階段市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的主要方向.它要符合以下特點(diǎn),一技術(shù)簡(jiǎn)單,家庭主婦與不懂栽培的人皆可接受掌握,二養(yǎng)護(hù)方便,環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化易管理,三成本低廉,只有普通園藝花盆的售價(jià),四,利于生長(zhǎng)賴人管理,并且適合栽培各種花草樹(shù)木.針對(duì)這些問(wèn)題與市場(chǎng)要求,于我國(guó)可率先開(kāi)發(fā)類似于以下的簡(jiǎn)易產(chǎn)品,就是靜止性的水氣栽培,它的特點(diǎn)是定植藍(lán)與露根部份處于空氣中,解決了植株的需氧問(wèn)題,容器的水層解決了營(yíng)養(yǎng)液與水份供應(yīng)的問(wèn)題,側(cè)邊的水位便于養(yǎng)液高度的管理,以達(dá)到科學(xué)管理生長(zhǎng)正常的目的.養(yǎng)護(hù)者只需按照水位指標(biāo)往容器內(nèi)定期添加水或營(yíng)養(yǎng)即可,這種模式雖是簡(jiǎn)單,但也能使植物生長(zhǎng)良好,不管是花草及瓜果蔬菜皆可栽培,是一種適普性極廣的家庭園藝實(shí)用新技術(shù).
用于樓頂?shù)腣型管道系統(tǒng)
樓頂花園菜園的建設(shè),通常也需結(jié)合管道栽培實(shí)現(xiàn)種植空間的最大化利用.選擇各種水管及配件就可進(jìn)行自行設(shè)計(jì),按場(chǎng)地及個(gè)性化的風(fēng)格進(jìn)行科學(xué)構(gòu)造,目前運(yùn)用較多的管道系統(tǒng)有NTF循環(huán)及氣霧栽培兩種,對(duì)于垂直管道難以進(jìn)行養(yǎng)液循環(huán)的,還可結(jié)合超聲波造霧供液技術(shù),這三種養(yǎng)液供給方式可按實(shí)際靈活運(yùn)用,而其外觀建造則可以進(jìn)行藝術(shù)化構(gòu)型.可以不拘一格發(fā)揮想象地進(jìn)行自由設(shè)計(jì).以下是一款以三角型支撐的V型系統(tǒng),可以放置于陽(yáng)臺(tái)及樓頂,其基角以三角型交叉支撐,較為牢固抗風(fēng),樓頂可以借鑒選用.再于三角撐架上階梯立體式地水平擺放栽培管道,實(shí)現(xiàn)立體構(gòu)圖,種植的株數(shù)增加,通風(fēng)較好.以種植各種葉菜或草莓較適合,其循環(huán)的實(shí)現(xiàn)也較為方便,以NFT的循環(huán)模式進(jìn)行.
集成現(xiàn)代農(nóng)業(yè)成果的陽(yáng)臺(tái)農(nóng)業(yè)技術(shù)(一)
如果說(shuō)土壤栽培是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主旋律,那么無(wú)土栽培則是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主線譜,陽(yáng)臺(tái)農(nóng)業(yè)就是線譜中跳動(dòng)的悅耳音符，它是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在陽(yáng)臺(tái)樓頂綠化上的集成與綜合，是高科技農(nóng)業(yè)在一個(gè)點(diǎn)上的匯集與展示。從九十年代庭院經(jīng)濟(jì)發(fā)展到現(xiàn)在的都市農(nóng)業(yè)，其間的演變與發(fā)展是漸進(jìn)的，但也是跳躍的，特別是植物生長(zhǎng)環(huán)境從數(shù)千年的土壤環(huán)境中解放出來(lái)，是人們?cè)谥参镌耘嘌芯可系囊徊絺ゴ罂缭健o(wú)土化栽培為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造出潔凈的可控的環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境的工廠化邁出了關(guān)鍵的一步，于是形成了當(dāng)前現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工業(yè)化的格局。而城市的陽(yáng)臺(tái)或者樓頂綠化則是農(nóng)業(yè)工業(yè)化、生產(chǎn)生活化技術(shù)在家庭園藝上的具體運(yùn)用。是一種把生產(chǎn)、生活、美化、食物、環(huán)保、生態(tài)、科普等有機(jī)融合的一項(xiàng)新技術(shù)，是一種多功能多角度多概念的新型農(nóng)業(yè)模式。冠之于陽(yáng)臺(tái)農(nóng)業(yè)僅僅以其生產(chǎn)實(shí)施的環(huán)境來(lái)命名所產(chǎn)生的一個(gè)粗淺概念，如果從其內(nèi)涵來(lái)定義，它將包括現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)中所有的新型技術(shù)，所以說(shuō)它是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的集成與綜合的說(shuō)法一點(diǎn)都不過(guò)份。以下就是運(yùn)用了微計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、無(wú)土栽培技術(shù)、園林設(shè)計(jì)技術(shù)、生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)等技術(shù)集成一起所構(gòu)建的一個(gè)空中菜園、空中花園、空中果園，是當(dāng)前城市環(huán)境建設(shè)中與家居生活最為貼近的綠色伊甸園。
老人休閑怡情的場(chǎng)所
小孩玩耍游戲的綠色空間
科普教育的好教材
營(yíng)造學(xué)習(xí)讀書(shū)的清新優(yōu)美環(huán)境
即可健身又可發(fā)電的跑步機(jī)
樓頂降溫最適的品種——番薯
常規(guī)番薯的栽培，因藤蔓生長(zhǎng)的有限性當(dāng)然不能成為樓頂降溫的主要品種，但是如果對(duì)普通的番薯品種進(jìn)行水氣培，就可以讓其生長(zhǎng)潛能得以最大發(fā)揮，從而成為夏日酷暑覆蓋樓頂進(jìn)行遮陰降溫的最適品種，以其生長(zhǎng)之神速及冗厚的枝葉生長(zhǎng)，就可以達(dá)到遮陰降溫及蒸發(fā)散勢(shì)的最佳效果，如果在都市祼露的樓頂設(shè)計(jì)一套水氣培裝置進(jìn)行薯蔓的放任式栽培，就可以大大減緩城市化所帶來(lái)的熱島效應(yīng)，自然也大大減少城市署天的空調(diào)降溫費(fèi)，是一種綠色環(huán)保生態(tài)的降溫方法。請(qǐng)看下列圖片，是番薯水氣培的綠化遮陰效果，具有生長(zhǎng)神速綠化快速的特點(diǎn)，現(xiàn)已成為都市樓頂栽培的主要品種，它既具綠化效果又具蔬菜效益，是深受市民歡迎的優(yōu)良品種。
4月24日
6月2日
7月29
10月8日
采用盤(pán)缽壓蔓的方法令其結(jié)薯，以實(shí)現(xiàn)葉蔓雙豐收，葉可當(dāng)菜，薯可當(dāng)雜糧！
樓頂番薯綠化降溫系統(tǒng)的裝置構(gòu)成
該裝置采用了水氣培原理及自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了加液\空氣混入、循環(huán)、及養(yǎng)液添加的自動(dòng)控制，雖然是一種不型的栽培裝置，但它的對(duì)植物的生長(zhǎng)促進(jìn)效果與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的水平放任栽培模式具有同樣的增產(chǎn)效應(yīng)，是栽培綠化的極好裝置，現(xiàn)把其構(gòu)成圖剖析如下，以供學(xué)員參考與運(yùn)用。
人工補(bǔ)光燈
萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng),是人們認(rèn)識(shí)自然所形成的一種常識(shí),植物的生長(zhǎng)更離不開(kāi)太陽(yáng),但現(xiàn)代科學(xué)可以讓植物在沒(méi)有太陽(yáng)的地方更好地生長(zhǎng),這就是人們已懂得了植物對(duì)太陽(yáng)需要的內(nèi)在原理,就是葉片的光合作用,在葉片光合作用時(shí)需要外界光子的激發(fā),才可完成光合整個(gè)過(guò)程,太陽(yáng)光線就是光子激發(fā)的一過(guò)供能過(guò)程,那么只有人為的創(chuàng)造光源也同樣可以讓植物完成光合過(guò)程,所以現(xiàn)代園藝或者植物工廠內(nèi)都結(jié)合了補(bǔ)光技術(shù)或者完全的人工光技術(shù).目前,用于植物栽培的人工光源有以下幾種,最普通的就是螢光燈光源,其次就是鈉燈,最新的又有可供專一光譜的植物生長(zhǎng)燈,是螢光燈的一種,它提取了紅光與藍(lán)光光源,是單色光源的結(jié)合.具有省電高效的作用.另外,從發(fā)光時(shí)的熱效應(yīng)來(lái)分又可以分為冷光源與熱光源,如果需加溫的溫室或環(huán)境需要可以用熱光源如鈉燈,但對(duì)于植物工廠或設(shè)施栽培相對(duì)來(lái)說(shuō)都是以冷光源為好,因?yàn)榄h(huán)境的加溫可以采用效率更高的加熱設(shè)備來(lái)完成.而冷光源具有光效率高節(jié)能省電之效果,如螢光光源的植物生長(zhǎng)燈.當(dāng)然隨著人工光技術(shù)的發(fā)展,效率更高的如二極管發(fā)光技術(shù)LED已出現(xiàn),發(fā)達(dá)的國(guó)家已用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),還有LD的激光光源,這些發(fā)光光源可以因植物生長(zhǎng)的需要進(jìn)行單色光的補(bǔ)光或者進(jìn)行不同光譜的結(jié)合,而且其耗電量是普通光源的幾分之一,是現(xiàn)代補(bǔ)光技術(shù)的一項(xiàng)重大變革.
毛細(xì)管墊
在NFT系統(tǒng)中結(jié)合管底或者槽底鋪設(shè)毛細(xì)管墊技術(shù),可以大大促進(jìn)植物毛根的發(fā)育,也可穩(wěn)定根域的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境,它即可作為根系生長(zhǎng)的載體,又是營(yíng)養(yǎng)液的蓄體,對(duì)根系的生長(zhǎng)及管內(nèi)濕度的保持起到很大的作用,一般在建設(shè)NFT系統(tǒng)時(shí)于方管或槽底鋪設(shè)寬10-15cm的毛細(xì)管墊,利用毛管吸水效應(yīng)來(lái)創(chuàng)造根域最適合的營(yíng)養(yǎng)及濕氣環(huán)境,對(duì)生長(zhǎng)促進(jìn)明顯,對(duì)根系緩沖效果良好.生產(chǎn)上可用吸水較好的無(wú)紡布,如用于草坪播種的白色無(wú)紡布,也可用毛細(xì)效應(yīng)較好的玻纖布.
水氣培蔬菜硝酸鹽含量的調(diào)控研究進(jìn)展
趙 根
麗水農(nóng)科所快繁中心 323000
人體攝入的硝酸鹽82.1%來(lái)自蔬菜，進(jìn)入人體的硝酸鹽可被體內(nèi)的微生物還原為亞硝酸鹽(NO-2)，亞硝酸鹽(NO-2)能迅速進(jìn)入血液，將血紅蛋白中的低鐵氧化成高鐵，形成無(wú)法轉(zhuǎn)運(yùn)氧氣的高鐵紅蛋白，結(jié)果造成人體缺氧而患高鐵紅蛋白癥。亞硝酸鹽還可與次級(jí)胺結(jié)合，生成能夠誘發(fā)癌癥的亞硝胺物質(zhì)[1]。因此，硝酸鹽在蔬菜和其它食品中的積累對(duì)人體健康危害極大。
傳統(tǒng)的土壤栽培蔬菜除了硝酸鹽問(wèn)題外，還存在土壤含大量重金屬以及栽培施用高殘留農(nóng)藥等問(wèn)題，用水培以及氣霧栽培蔬菜，通過(guò)智能化計(jì)算機(jī)調(diào)控溫、光、水和二氧化碳以及其水中的氧氣，采用防蟲(chóng)網(wǎng)、電功能水預(yù)防病蟲(chóng)害的入侵，這樣就避免了土壤連作障礙、天氣災(zāi)害和病蟲(chóng)害，也無(wú)重金屬污染，無(wú)需打農(nóng)藥，硝酸鹽含量也可以大大的降低。土壤栽培無(wú)法有效的調(diào)控硝酸鹽含量，因在土壤栽培中硝酸鹽含量低就會(huì)大大價(jià)低其產(chǎn)量，高了之后又無(wú)法迅速的降低其土壤中的硝酸鹽含量。水培或氣霧栽培就可以解決這個(gè)問(wèn)題，隨心所欲的調(diào)整硝酸鹽的含量以及營(yíng)養(yǎng)液的濃度。下面介紹一下，進(jìn)一步降低水培，氣霧栽培蔬菜硝酸鹽含量的方法：
1、品種的選擇
不同類型的蔬菜吸收、累積硝酸鹽的能力不同。各類蔬菜硝酸鹽含量由大到小排列為：根菜類、薯芋類、綠葉菜類、白菜類、蔥蒜類、豆類、瓜類、茄果類、多年生蔬菜、香菇。同一類型蔬菜不同種類間硝酸鹽含量有差異，菠菜硝酸鹽含量比其他葉菜高；同一種蔬菜的不同品種在相同栽培條件下硝酸鹽含量也存在差異，變化范圍在1.4～20.8倍[2]。蔬菜各部位硝酸鹽含量不同，一般根部和莖部高于葉部，葉柄高于葉片，外葉（下部葉）高于內(nèi)葉（上部葉），花和果實(shí)較低[3]。所以在品種選擇上選擇一些累計(jì)硝酸鹽能力弱的品種，作為以后蔬菜的發(fā)展。
2、營(yíng)養(yǎng)液管理
2.1氮源
水培氣霧栽培一般采用硝態(tài)氮為主，但硝態(tài)氮使水培產(chǎn)品易于累積硝酸鹽。以適當(dāng)比例的尿素、銨態(tài)氮代替硝態(tài)氮?？山档彤a(chǎn)品硝酸鹽含量，姚建武等水培菜心和生菜試驗(yàn)表明。硝酸鹽積累因氮源而異：NO3-N>NH4NO3>NH4+一N。[4]任祖淦等土壤栽培試驗(yàn)表明。采用氯化銨和硫酸銨能有效降低硝酸鹽積累，其中Cl-、SO42-對(duì)硝酸根的拮抗作用及取代效應(yīng)也起了作用。在水培中可能存在相似的機(jī)理。陳貴林等、王華靜等及Gunes等研究采用氨基酸作為氮源．能降低蔬菜硝酸鹽積累。但是當(dāng)其它氮源過(guò)多時(shí)，往往造成減產(chǎn)。因此需要選擇硝酸鹽降低較多而減產(chǎn)幅度小的氮源比例作為合理的氮源配比．如NO3—N、NH4+-N 以8：2的比例應(yīng)用于生菜，6：4應(yīng)用于萵苣獲得較高的產(chǎn)量,同時(shí)硝酸鹽含量分別降19.7% ．39.5%[5]。Lasa等報(bào)道水培采用NH4+-N時(shí)，加入足夠的Mg2+增加向日葵產(chǎn)量至接近使用NO3-N．要降低硝酸鹽的含量就要調(diào)整銨態(tài)氮和硝態(tài)氮比例達(dá)到最佳[6]。
2.2營(yíng)養(yǎng)液濃度
營(yíng)養(yǎng)液濃度越高，營(yíng)養(yǎng)液中硝酸鹽(氮素)越多，蔬菜硝酸鹽積累越高。高祖明蛭石培表明NO3一N濃度從2 mmol／L至16 mmol／L處理．4種蔬菜硝酸鹽均逐漸升高,16 mmol／L處理為2 mmol／L處理的2．7-21．9倍。[7]施用高濃度的硝態(tài)氮肥．極易導(dǎo)致葉菜硝酸鹽積累．光強(qiáng)不足則積累加劇。因此在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上．盡量使用低濃度。
營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)時(shí)期通過(guò)降低后期供氮水平．尤其是減少硝態(tài)氮供應(yīng)．可降低水培產(chǎn)品硝酸鹽積累，在收獲前短期(如l周)采用無(wú)氮營(yíng)養(yǎng)液可顯著降低蔬菜硝酸鹽含量，也加入Cl一、S042-、蘋(píng)果酸根離子、山梨酸根離子、乙酸根離子可以有效降低蔬菜硝酸鹽含量．
2.3營(yíng)養(yǎng)液元素平衡
磷素可以促進(jìn)氮的吸收和同化，磷是硝酸還原酶(NR)和亞硝酸還原酶(NiR)的重要組成部分，參與NO3-的還原和同化，同時(shí)磷為植物生長(zhǎng)發(fā)育的能量之源，在養(yǎng)分平衡中有重要作用。鉀素營(yíng)養(yǎng)充足，對(duì)NO3-同化的硝酸還原酶(NR)的誘導(dǎo)合成有促進(jìn)作用，并能增強(qiáng)其活性，有利于硝酸鹽的還原；鉀還能顯著地加快NO3-由根向葉片的運(yùn)輸，促進(jìn)硝態(tài)氮的還原和利用，從而降低蔬菜尤其是葉類蔬菜因大量施用化學(xué)氮肥而造成的硝酸鹽和積累。鉬是硝酸還原酶的重要組成部分，它起著電子傳遞作用，所以缺鉬時(shí)時(shí)就會(huì)造成大量硝酸鹽的積累。鐵時(shí)鐵氧還蛋白的重要組成部分，是亞硝酸鹽還原的供氫體，所以缺鐵不但影響光合作用，也會(huì)大大增加其硝酸鹽的含量，因此注意營(yíng)養(yǎng)液中各元素的平衡，防止由于缺素造成硝酸鹽大量的積累。在水氣培當(dāng)中微量元素容易造成缺素，可以通過(guò)葉面肥的形式進(jìn)行補(bǔ)充，選用園式配方中的微量配方，也可單獨(dú)使用某一元素進(jìn)行像0.02%～0.05%鉬酸銨溶液和0.05%-0.1%硫酸錳溶液以及0.2-0.5%的硫酸亞鐵溶液進(jìn)行葉面噴施。
3、增強(qiáng)光照
光照是植物光合作用的能源,促進(jìn)硝酸還原酶的合成,影響植物對(duì)NO3- 的傳導(dǎo)、硝酸還原酶的活性和植物生長(zhǎng),從而影響植株對(duì)硝酸鹽的積累。眾多研究表明:弱光條件下,硝酸鹽含量比強(qiáng)光條件下高。
紅光是植物光合作用吸收的最主要光譜， Meena等(1996)研究發(fā)現(xiàn)，紅光引起硝酸還原酶轉(zhuǎn)錄水平的提高，能大大降低硝酸鹽的含量[8]，采用紅光進(jìn)行人工補(bǔ)光，不僅可以大大加快蔬菜的生長(zhǎng)速度，還能大大的降低硝酸鹽含量，是人工補(bǔ)光的最佳方式。
通過(guò)合理稀植和間作套種，避免作物相互遮光，合理的立體栽培模式，在棚室等設(shè)施蔬菜栽培中，可采取更新棚膜、清除棚膜上雜物、后墻掛反光幕等等方式來(lái)提高植物的光合作用，降低硝酸鹽含量。
4、電場(chǎng)處理
電場(chǎng)是現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)中最主要的手段之一，在栽培過(guò)程采用電場(chǎng)處理，不僅可以提供光電子、提高一些酶的活性促進(jìn)光合作用[9]，加快植物的生長(zhǎng)降低硝酸鹽的含量，而且還能抑制病蟲(chóng)害的發(fā)生，起到殺菌的作用，實(shí)現(xiàn)免農(nóng)藥栽培。
5、納米二氧化鈦處理
在蔬菜栽培前期使用納米二氧化鈦進(jìn)行葉面噴施，利用納米大小的二氧化鈦（TiO2）納米顆粒能夠吸收紫外線進(jìn)行水的光分解、提高光合作用速率[10]，其在陰雨天也能起到促進(jìn)光合作用、促進(jìn)植物生長(zhǎng)，大大降低了硝酸鹽的哦含量，而且還減弱了紫外線對(duì)植物的負(fù)面效應(yīng)，起到一定的消毒殺菌作用。
6、適時(shí)的采收及其保存
傍晚和晴天采收的蔬菜硝酸鹽含量較低，應(yīng)在蔬菜生長(zhǎng)后期或成熟后擇晴天傍晚或午后采收。高溫期應(yīng)在氣溫較低的早晨采收。
葉菜的外葉硝酸鹽含量偏高，收獲或上市時(shí)應(yīng)適當(dāng)摘除外葉。蔬菜采收后溫度偏高，體內(nèi)的硝酸鹽會(huì)向亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變，使人食用后中毒。從采收、運(yùn)輸?shù)缴鲜芯S持０℃或較低溫度，能減少蔬菜體內(nèi)亞硝酸鹽。
7、研究展望
葉類蔬菜硝酸鹽含量高，為降低其硝酸鹽含量，減少對(duì)人類的危害，研究其營(yíng)養(yǎng)液中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮比例，以及其濃度的最佳控制，通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選優(yōu)良的品種，以及通過(guò)各種物理技術(shù)，像電場(chǎng)技術(shù)、納米技術(shù)等等來(lái)有效的降低其硝酸鹽含量，讓人們遲到真正的放心蔬菜。
