无土栽培是指不用土壤而用营养液和其他设备栽培植物的方法。溶液培养(简称水培),是最早得到应用的一种无土栽培。溶液培养可以有效地控制提供给植物的矿质元素的种类和数量,至今仍然是植物生理学研究的一种重要手段。
一、无土栽培的类型
按基质种类可以分为固体基质型和液体基质型。前者包括砂基培养、砾基培养、浅层石培养、岩棉培养、珍珠岩培养、木屑培养、泡沫塑料培养等。按供液供气方式可以分为滴灌式、喷雾式、通气式、循环供液式、浅层供液式等。
二、无土栽培的技术基础
营养液的成分、浓度、配制和调节,是无土栽培的重要技术基础。
三、营养液的配制
各国科学家先后研制出数百种营养液配方,其中,荷格伦特(Hoagland)营养液是一种应用比较广泛的营养液。
荷格伦特营养液的配方如下:
1.大量元素 每升培养液中加入的毫升数
KH2PO4 1 mol 1
KNO3 1 mol 5
Ca(NO3)2 1 mol 5
MgSO4 1 mol 2
2.微量元素 每升培养液中加入的克数
H3BO3 2.86
MnCl2·4H2O 1.81
ZnSO4·7H2O 0.22
CuSO4·5H2O 0.08
H2MoO4·H2O 0.02
3.每升培养液中加入1 mL FeEDTA溶液(即乙二胺四乙酸铁盐溶液)。
通常应当先配出各种盐类的浓缩液。注意避免浓缩液中出现沉淀。使用时按一定的比例加水稀释到要求的浓度。采用循环供液时,营养液中的矿质元素被植物体吸收后,应当及时进行调节,使营养液仍旧符合原配方的要求。
四、营养液的特点 任何一种营养液都应当具备以下三个特点。第一,包括所有的必需的矿质元素。对某些植物还可以增加有关的元素。例如,禾本科植物的营养液中可以加入适量的Si。第二,是均衡的营养液,也就是矿质元素之间要有适宜的浓度比例。第三,具有适宜的pH范围。
五、pH的控制
营养液的pH与植物对矿质元素的吸收以及生长发育都有着密切的关系。根吸收阴离子以后往往引起营养液的pH升高,根吸收阳离子以后往往引起营养液的pH降低。多数植物在pH偏低时有利于对阴离子的吸收,在pH偏高时有利于对阳离子的吸收。对于多数植物来说,pH为5～7时是适宜的。当营养液的pH超出适宜的范围时,需要用碱液或酸液重新调整营养液的pH,或者更换营养液。
氧的调节除了水稻等少数植物以外,大多数植物对根系缺氧是十分敏感的。营养液供氧不足会影响根系的正常生长,进而影响根对矿质元素的吸收,甚至使根系腐烂死亡。一般情况下,水中氧的溶解度不高,并且随着水温的上升而下降。在水中氧含量低的情况下,根系吸收K+、Ca2+等矿质元素的数量就会明显减少。可以采取营养液流动供应、营养液通气、营养液喷雾和更新营养液等方法解决根系供氧。
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