無土栽培是指不用土壤而用營養液和其他設備栽培植物的方法。溶液培養(簡稱水培),是最早得到應用的一種無土栽培。溶液培養可以有效地控製提供給植物的礦質元素的種類和數量,至今仍然是植物生理學研究的一種重要手段。
一、無土栽培的類型
按基質種類可以分為固體基質型和液體基質型。前者包括砂基培養、礫基培養、淺層石培養、岩棉培養、珍珠岩培養、木屑培養、泡沫塑料培養等。按供液供氣方式可以分為滴灌式、噴霧式、通氣式、循環供液式、淺層供液式等。
二、無土栽培的技術基礎
營養液的成分、濃度、配製和調節,是無土栽培的重要技術基礎。
三、營養液的配製
各國科學家先後研製出數百種營養液配方,其中,荷格倫特(Hoagland)營養液是一種應用比較廣泛的營養液。
荷格倫特營養液的配方如下:
1.大量元素 每升培養液中加入的毫升數
KH2PO4 1 mol 1
KNO3 1 mol 5
Ca(NO3)2 1 mol 5
MgSO4 1 mol 2
2.微量元素 每升培養液中加入的克數
H3BO3 2.86
MnCl2·4H2O 1.81
ZnSO4·7H2O 0.22
CuSO4·5H2O 0.08
H2MoO4·H2O 0.02
3.每升培養液中加入1 mL FeEDTA溶液(即乙二胺四乙酸鐵鹽溶液)。
通常應當先配出各種鹽類的濃縮液。注意避免濃縮液中出現沉澱。使用時按一定的比例加水稀釋到要求的濃度。采用循環供液時,營養液中的礦質元素被植物體吸收後,應當及時進行調節,使營養液仍舊符合原配方的要求。
四、營養液的特點 任何一種營養液都應當具備以下三個特點。第一,包括所有的必需的礦質元素。對某些植物還可以增加有關的元素。例如,禾本科植物的營養液中可以加入適量的Si。第二,是均衡的營養液,也就是礦質元素之間要有適宜的濃度比例。第三,具有適宜的pH範圍。
五、pH的控製
營養液的pH與植物對礦質元素的吸收以及生長發育都有著密切的關係。根吸收陰離子以後往往引起營養液的pH升高,根吸收陽離子以後往往引起營養液的pH降低。多數植物在pH偏低時有利於對陰離子的吸收,在pH偏高時有利於對陽離子的吸收。對於多數植物來說,pH為5～7時是適宜的。當營養液的pH超出適宜的範圍時,需要用堿液或酸液重新調整營養液的pH,或者更換營養液。
氧的調節除了水稻等少數植物以外,大多數植物對根係缺氧是十分敏感的。營養液供氧不足會影響根係的正常生長,進而影響根對礦質元素的吸收,甚至使根係腐爛死亡。一般情況下,水中氧的溶解度不高,並且隨著水溫的上升而下降。在水中氧含量低的情況下,根係吸收K+、Ca2+等礦質元素的數量就會明顯減少。可以采取營養液流動供應、營養液通氣、營養液噴霧和更新營養液等方法解決根係供氧。
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