1.无土栽培概述
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• 英国的Cooper在1973年发明了营养液膜技术,随着这一技术 在世界各国的推广应用,使无土栽培的发展再一次出现高潮。 • 1981年,英国温室作物研究所在Littlehampton建立了一个 面积为8公顷的温室,专门用于番茄生产,号称为当时世界 上最大的“番茄工厂”。年产番茄达220万kg。
营养液膜技术(Nutrient Film Technique, NFT) 水培 深液流技术(Deep Flow Technique, DFT) (Water culture) 浮板毛管技术(Floating Capillary Hydroponics, FCH) 无固体基质类型 (Non-aggregate culture) 喷雾培(Spray Culture) 喷雾培 (Spray culture) 半喷雾培(Semi-spray Culture) 砂培(Sand Culture) 砾培(Gravel Culture) 蛭石培(Vermiculite Culture) 珠岩培(Perlite Culture) 槽式基质培 泥炭培(Peatmoss Culture) (Aggregate culture in troughs) 陶粒培(Haydite Culture) 木屑培(Sawdust Culture) 有固体基质类型 砻糠灰培(Ricechaff Culture, etc.)等 (Aggregate culture) 岩棉培(Rockwool Culture) 锯木屑培(Sawdust Culture) 袋式基质培 珍珠岩培(Perlite Culture) (Aggregate culture in bags) 泥炭培(Peatmoss Culture)等
克诺普的“四盐营养液”和斯夫的“三盐营养液”配方
化合物 Ca(NO3)2 KNO3 KH2PO4 MgSO4 克诺普的“四盐营养液” (g/L) 0.80 0.20 0.20 0.20 2.45 1.89 斯夫的“三盐营养液” (g/L) 0.83
三、生产应用时期(1930’s—1960’s) • 格里克(W. F. Gericke)第一个把实验室研究用的 无土栽培技术应用于商业化生产
• 由于北方地区的水质硬度较高,因此,有些地方在进行水 培尝试时失败了,但利用北方来源丰富的稻壳(砻糠灰)、 泥炭等来进行基质培却取得了成功,形成了在全国范围内 各种无土栽培形式百花齐放的局面
总的来说: • 南方主要以深液流水培和槽式基质培为主,有少量的基 质袋培; • 长江口附近地区以浮板毛管水培技术、营养液膜技术为 主,有一部分深液流水培; • 而北方地区多为基质栽培,有一部分简易的岩棉培。 • 1980年,北京林业大学马太和教授编译出版了我国第一 本系统介绍无土栽培理论与技术的书籍――《无土栽培。 • 1994年由华南农业大学连兆煌教授主编的全国第一本无 土栽培方面的高等农业院校统编教材――《无土栽培原 理与技术。
二、试验研究时期(1840-1930’S) • 植物的营养本质是什么? • 1840年Liebig创立了“植物矿质营养学说”为无土栽 培奠定了理论基础
几个重要事件 1、德国的威格曼(Wiegman)和泊斯托洛夫(Postolof) 1842年 的试验。 2、19世纪中叶,法国的布森高(Jean Boussingault) 的试验。 3、1865年萨克斯(Sachs)和克诺普(Knop)水培植物模式 4、Sachs和Knop提出了早期的10种必需无机营养元素学说, 这10种无机元素为C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe。 5、Sachs和斯夫(J. W. Shive, 1915)分别设计了三盐营养液 和四盐营养液。 6、美国的霍格兰(Hoagland)和阿农(Arnon)对营养液中营养 元素的比例和浓度、微量营养元素等进行了大量的研究,发 表了许多营养液配方。
4、欧洲的一些国家 • 欧洲的多数国家冬季寒冷,特别是北欧的国家,在露地是 不可能做到周年均衡地生产作物的,因此,在温室等保护 性设施的建设上就显得很有必要了。再加上营养液膜技术 和岩棉培技术在欧洲的发明和应用,使得欧洲成为世界上 无土栽培技术发展的几个中心之一。 • 作为工业用途的岩棉最早是由美国于1840年左右在夏威夷 研制出来的 • 最早开发农用岩棉并用于无土栽培的是丹麦的Grodan公 司,荷兰则是充分显示岩棉培优势最有代表性的国家 • 国 际 无 土 栽 培 学 会 (International Society of Soilless Culture, ISOSC)的总部设在荷兰
这一时期无土栽培生产的几个例子 • 1935年格里克指导一些生产者建立了面积达8000平方米的无 土栽培生产设施 • 泛美航空公司(PanAm Airline)在太平洋中部的威克岛上请 格里克指导建立了一个蔬菜无土栽培基地 • 美国新泽西农业试验场1929年利用盛装沙子的种植槽,每隔 1-2周把营养液以追肥的形式加入到种植槽中进行沙培(Sand Culture) • 1936 年 , 普 渡 大 学 采 用 水 泵 进 行 大 规 模 的 砾 培 (Gravel Culture) • 1941年,美国拉科石油公司在加勒比海的荷兰属地西印度的 阿鲁巴岛和丘拉克岛的油田上进行无土栽培以生产新鲜蔬菜 供员工的需要 • 美国空军在英属圭亚那的阿森松岛上建了一个无土栽培基地 • 1944年在美军在日本调布建设了面积达22公顷、总投资为2 亿美元,当时是世界上最大的无土栽培基地。
四、大规模集约化、自动化生产应用时期(1960’s-现在) 石化工业(塑料工业) 水泵、电磁阀、定时器和其它仪器仪表 计算机控制技术 温室产业的发展
有代表性的几个例子
• 1981年在英国Littlehampton建立了一个面积达8公顷的大型温室, 专门用于番茄的生产,号称“番茄工厂”。 • 在沙特阿拉伯萨地亚特岛的干旱地区研究所建立了一个面积为8万 平方米的水培温室 • 奥地利的鲁丝那(Luthner)公司发明了一种植物连续水培的装臵, 它是在一个高大的垂直温室中设一些传送带,在传送带上固定一些 作物,从传送带的一端开始每天为一个传送带播种,根据作物生长 期的不同,设立了多个不同生长期最适的环境,传送带把不同苗龄 的作物逐级向后传送,直至最后收获 • 1998和1999年深圳青长果菜公司北京的长青公司从加拿大引进了一 套面积为20亩的生菜连续生产的深池水培装臵 • 日本三菱重工和九州电力有限公司建立了一个面积为100平方米的 全自动、全天候的生菜工厂,它由计算机对温室内的所有的作物生 长的条件进行自动控制,所有的操作过程均由机器人来完成,从种 子的播种开始,经历生长的各阶段直至最后的收获均由计算机控制, 生产过程高度自动化。
2、美国
• 美国无土栽培技术的研究重点是探索在太空中进行作物 无土栽培的可能性。 • 目前的无土栽培主要集中在干旱地区。 • 美国无土栽培学会 (Hydroponic Society of America, HSA)是一个活跃的学术组织,经常开展有关无土栽培技 术的研讨会。
3、日本 • 日本无土栽培技术的发展得益于美军在二战期间及战后 的几年建立了一些大型的无土栽培设施。 • 1946年建立的22公顷砾培蔬菜生产基地以生产军需蔬菜, 同时吸收了一些日本人参与管理。 • 水培技术是日本独自发展的,称为深液流水培(或深水 培,DFT),其具体的形式有多种,如M式、神园式、协 和式等,但都有一个共同的特征,就是液层较为深厚。 • 在营养液配方的研究方面,山崎肯哉提出正常生长的植 物吸水和吸肥同步的概念,即植物吸收一定量的水分就 相应地吸收一定量的营养,并以此为基础设计出了一系 列的山崎配方。另一位无土栽培的专家堀设计出的园试 配方也广为流传。
我国无土栽培的学术组织 • 1985年成立了第一个无土栽培学术组织――中国农业工 程学会无土栽培学术委员会,从1986年至1992年每一年 召开一次年会,1992年年会上决定改名为“ 中国农业 工程学会设施园艺工程专业委员会”,并决定以后每2年 召开一次年会。1994、1996、1998、2000、2002和2004 年分别在河北、新疆、广东、辽宁、上海和武汉等省区 召开一次年会。 • 我国另外一个涉及无土栽培技术的学术组织是中国园艺 学会设施园艺专业委员会,这个学术组织也常组织和召 开有关设施园艺方面的研讨会。
• 1985年开始,华南农业大学根据南方热带亚热带气候条件 的特点,结合国内外各种无土栽培技术的特点,研制出水 泥砖结构深液流水培装臵及蔗渣或其它基质的袋培和槽培 营养液滴灌种植系统 • 1986年深圳格林果菜公司从美国引进了一套无土栽培设施
• 80年代开始,浙江省农科院在日本赠送的营养液膜技术 (NFT)设备的基础上,研制了用定型泡沫塑料槽的浮板毛 管水培技术(FCH)。沈阳农业大学、北京市蔬菜中心以及 南京市蔬菜所等单位也引进了日本的全套无土栽培设备, 研制出简易营养液膜技术和岩棉培技术
第三节
无土栽培的发展现状及趋势
• 1955年在第14届国际园艺学会年会上成立了国际无土栽培工作组 (International Working Group on Soilless Culture, IWOSC),隶 属于国际园艺学会。 • 并于1963年在意大利召开第一届国际无土栽培学术会议,以后于1969、 1973、1976年分别与西班牙、意大利和西班牙召开第二、三、四次会 议。 • 1980年在荷兰召开第五届国际无土栽培会议,并在会上把隶属于国际 园艺学会的“无土栽培工作组”独立出来,并改名为“国际无土栽培 学会” (International Society of Soilless Culture, ISOSC), 以后每4年举行一次国际无土栽培学会的年会。 • 1980年在荷兰召开第五届国际无土栽培会议,并在会上把隶属于国际 园艺学会的“无土栽培工作组”独立出来,并改名为“国际无土栽培 学会” (International Society of Soilless Culture, ISOSC), 以后每4年举行一次国际无土栽培学会的年会并出版论文集。
第二节 无土栽培的发展简史
一、萌芽时期(?~1840)
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养殖水仙花 江南水乡的水上人家船后的水上菜园 巴比伦空中花园种植花草 基本上是无意识的无土种植行为
一、萌芽时期(?~1840)
• • • • 养殖水仙花 江南水乡的水上人家船后的水上菜园 巴比伦空中花园种植花草 基本上是无意识的无土种植行为
无土栽培概述
大棚内喷雾
概述
• 无土栽培的定义和分类
• 无土栽培的发展简史 • 无土栽培的优缺点、应用范围及评价
第一节 无土栽培的定义和分类
一、无土栽培的定义 不用天然土壤,利用营养液来提供植物生长所需 的养分、水分、氧气等种植植物的方法。 二、无土栽培的分类 • 无固体基质类型 • 有固体基质类型
பைடு நூலகம்
一、无土栽培的发展现状 1、中国 • 中山大学的罗宗洛(1931)研究铵硝营养的成果受到世 界同行的瞩目。 • 1965年由科学出版社翻译出版了休伊特的著作《植物 营养研究的沙培和水培法》 • 后来由于历史的原因,限制了其发展,直至改革开放 之后才恢复发展。
• 改革开放之后,首先是在作物的营养液育苗方面开展这一 工作的,例如蔬菜和水稻的无土育苗。 • 1975年山东农业大学最早开展这方面的研究和生产应用, 先后对西瓜、黄瓜、番茄、韭菜、小萝卜和小白菜等多种 作物进行无土栽培试验。 • 在1979-1984年开发出半基质培的“ 鲁SC-I型”番茄多层 无土栽培设施,1984-1987年与胜利油田联合开发了面积为 6 699平方米的蔬菜无土栽培基地。
• 欧洲的其它一些国家无土栽培也有一定的面积。在奥地利, Ruthner发明的连续作物种植装臵,为大型工厂化作物生产 提供了一条途径。法国在1978年大约有400公顷的无土栽培 面积,俄罗斯有大约120公顷左右。