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无土栽培的主要装备
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进行无土栽培时,不论是小规模的家庭式趣味性无土栽培或商业化水耕农场均 需具备:(1)栽培容器(槽)(2)栽培介质,(3)营养液及(4)灌排液系统等四项。 栽培床的功用在于装盛栽培介质、植物及营养液,而栽培介质在于固持植物,或吸 附营养液及允许植物根部附着于介质上。 无土栽培 固形介质 栽培方式 无机介质 有机介质 湛 水 式 浅 水 式 非固形介质 栽培方式 天然矿石 ( 石砾、砂 ) 加工矿石( 发泡石、蛭石、珍珠石 ) 矿 纤 ( 岩绵 ) 化 纤 ( 不织布、发泡海棉 ) 炭化稻壳 ( 薰炭 ) 泥炭土苔 木 屑 树皮、植纤 ( 蛇不、水草 ) 果 壳 ( 椰子、稻壳 ) 养液循环( 液面上下供水式、流灌式、自然通风式、强制混气式 ) 养液不循环( 浮根式、毛管浮根式 ) 养液循环( NFT、喷雾水耕 ) 养液不循环 ( 滴灌式、喷雾耕 ) 图一 无土栽培之分类 4 1.栽培容器 进行家庭趣味性水耕栽培时,任何不漏水之器皿均可适用。一般家庭中最常见 之适用器具有装盛冰淇淋之塑胶盒或保利龙盒,装水果或鱼虾之保利龙箱,装汽 水、果汁之保特瓶或玻璃瓶,甚或自行钉制之木箱均可利用之,使用时仅需特别注 意防漏性。为了防止漏水,在一些会漏之器皿中常常另外再铺上一层塑胶布。塑胶 布之颜色大致以黑色或白色最佳。 商业化大规模栽培使用之栽培床则依厂商而异,在1950~1970 年代间砂砾耕 栽培时栽培床之资料大致上以空心砖、实心砖及石块围成或利用混泥土砌成,宽度 在80~180 公分,深度20~30 公分,长度则依地形而异从15 至50 公尺间。 1970 年代以后则有各种利用塑胶成型之栽培装置,例如日本之协和式水耕装置采用ABS 成型之塑胶栽培床,日本M 式公司采用高密度之保利龙成型栽培床,美国 Agrosystems 公司之水耕装置则采用PVC 塑胶管,而英国之NFT 水耕法或荷兰之 岩棉水耕法则仅利用白色塑胶布。 2.栽培介质 在无土栽培作业中,栽培介质必需代替土壤去提供植物根部生长所需之氧气、 水分、养分及固持(吸附)作用。可供为栽培介质之种类很多,例如水、砾、砂、 木屑、泥炭土、泥炭土苔、蛭石、珍珠石、稻壳、炭化稻壳、落花生壳、玉米穗轴、 水草、发泡海棉(泡棉)、岩棉及发泡炼石等等。惟不论使用何种介质除均必需提 供植物根部最适当之生长环境,包括氧气、水分、养分及固持作用外,介质之化学 丹麦出产之岩绵成本(包括运输费)较高,但折算其可多次之使用率,却仍比使用 日本制岩绵合算。 3.水的特性 进行无土栽培时,需要利用水来调配营养液,而水耕植物之根系亦浸于营养液 中。因之,水的物化特性需先有相当的了解始可收事半功倍之效。首先水中之氯化 钠的成分不能超过50ppm,随着氯化钠含量之增加,植物之生长将逐渐受限制至枯 萎。不但用水氯化钠的含量要事先检定,调制营养液时配方中氯化钠之组成量亦得 重视之。水之硬度,系以其碳酸根离子含量之多寡而论。一般而言,在石灰矿物质 地区之地下水碳酸根的含量极丰富,其酸碱度(P H)也极高,而且钙离子及镁离子 之含量也多于正常之用水。硬水不适合直接利用来调配营养液,虽然硬水中之钙离 子或镁离子亦为植物生长之必需元素,然而一则钙及镁之含量常高于配方用量,过 多之钙及镁离子会干扰其他离子之活性;再则,碳酸根离子并非植物生长之必需元 素,过于之碳酸根离子除了造成用水的高pH 值外,亦同时干扰营养液中铁离子之 活性。因此,进行大规模水耕栽培时,需事先分析检定必需元素之含量,再依推荐 之营养液配方量加减之。换言之,若用水之某些必需元素之含量已高于推荐之配方 量,则调配营养液时可不加入该元素成分。至于如何分析用水中各种必需元素之方 法及如何调配营养液则详述于尔后各讲中。又,最初调配营养液各种盐类之组成分 系均衡的,一经植物吸收利用及植物根部亦会排泄(分泌)部分离子。长久下来, 营养液中各离子组成分已改变,部分离子之含量异常增加之,此现象称之盐类堆积 5 或蓄积。植物若再使用已呈盐类堆积之营养液,则其根系会卷曲、褐化而植株地上 部呈现养分缺失之症候。 4.营养液之组成 一般而言,营养液的组成,至少需包括有植物生长所需之16 种必需元素,此 16 种必须元素均存在于各种天然矿石或人工合成之化合物—化学性肥料—中,因 之,调配营养液前,首先需先获知该作物成长之最适需求营养液─即配方。 自从1860~1865 年间德国Sachs 和Knop首先提出营养液配方后,至今世界各 国的植物生理学家已相继提出各种不同的营养液配方,尤其在1970 年代水耕栽培 技术逐渐普遍后,许多私人厂商加入水耕肥料之生产,其配方组成分更属企业秘 密,无从得知。 5.灌排液系统 进行水耕栽培时,不论规模大小,营养液一定要更换,所谓「更换者」意味着 新与旧营养液间之交替的问题。理论上,植物需要多少营养,则供给多少营养液即 可,唯营养液除提供植物生长必需之营养外,另外亦有维持植物根部之温度、水分 (湿度)及空气等等作用。一旦植物长期浸渍于营养液而不定期更换它,则植物易 因该营养液发生部分离子之堆积或偏酸及偏碱而导致植株发生营养缺失,或呈枯萎 状,再者老旧之营养液易因植物根部之呼吸代谢作用而发生溶氧量不足,如此又会 造成植物生长缓慢之弊端。 理想的水耕系统应具有适应更换营养液的方法,一般而言,进行水耕栽培时,有 关水耕栽培过程之灌排系统,可依营养液之回收再使用否,划分成循环式水耕及非 循环式水耕。所谓循环式水耕的营养液灌排方式为新鲜营养液由地面上之养液槽中 (1)循环式水耕灌排系统 养 液 槽 栽 培 床 储 液 槽 P P (2)非循环式水耕灌排系统 P 栽 培 床 图二不同水耕栽培灌排系统模式, P :为抽水帮浦 养 液 槽 6 流向栽培床中(如图二),再经栽培床之排水口汇集储水池,待地下储水池满至一 定深度时,再以抽水帮浦回收至地面上之养液槽。非循环式水耕之方式,简言之, 为营养液流到栽培床后,除了植物吸收部分经介质吸附着外,大部分之营养液均弃 置于土壤中。
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