在設施農業(yè)中,無土栽培技術正在影響和改變著傳統(tǒng)的種植方式,成為我國飛速發(fā)展的新興農業(yè)學科之一,它充分發(fā)揮了現有保護地的設施功效和當地具有的明顯的自然資源優(yōu)勢。因用人工創(chuàng)造的作物根系環(huán)境取代了土壤環(huán)境,解決了傳統(tǒng)土壤栽培的一系列問題,凸顯了作物的增產潛能,提升了單位面積的產量。我國的無土栽培技術盡管歷史悠久,但發(fā)展緩慢,相對于荷蘭、日本等發(fā)達國家還是落后了很多。盡管通過引進和消化國外各種無土栽培系統(tǒng)的方式,但仍然是采用營養(yǎng)液灌溉作物根系。營養(yǎng)液的配制和管理通常狀況下很難被掌握,所以并不適合我國目前的發(fā)展水平和發(fā)展要求。1989年,中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所決定尋找能夠取代營養(yǎng)液的肥水供應方式,展開了有機生態(tài)型無土栽培的相關研究,成功地研制開發(fā)出了把高溫消毒雞糞作為主要營養(yǎng)來源,通過適當添加無機肥料的配方施肥來代替基質栽培中營養(yǎng)液的有機生態(tài)型無土栽培技術。到2005年底,我國有機生態(tài)型無土栽培面積已經覆蓋了750hm2,所占比例超過了我國無土栽培總面積的60%。 無土栽培可使作物根系處在適宜的環(huán)境條件下,作物快速地生長、產量迅速地提高、品質愈來愈好。廣東立體黑綿土的制作過程
生物炭是生物質材料在限氧、低溫(<700℃)環(huán)境下,經加熱分解終獲得的一種碳含量豐富的固態(tài)產物。因其表面具有豐富的孔隙結構,以及穩(wěn)定的脂肪族鏈狀結構和高度芳香化結構,使其具有很好的吸附性和穩(wěn)定性,已成為在增加碳固存和修復土壤環(huán)境方向的一種新材料。生物炭一般呈堿性,養(yǎng)分含量較高,也可用于農田土壤的改良,增加土壤肥力、改善土壤的結構。生物炭的性質與炭化工藝有著很密切的聯(lián)系,炭化時間和炭化溫度對生物炭性質有著明顯的影響,且隨著炭化溫度的升高、炭化時間的延長,生物炭的有機碳含量、陽離子交換量都隨之降低,而灰分、比表面會逐漸上升。同時,炭化原料也會對生物炭的性質產生一定影響,原料與生物炭表面官能團的種類和數目以及表面化學性質都有極大的關系。等多個領域。目前對生物炭生產工藝的研究較多,但即使炭化加工參數相同,不同原材料制成的生物炭也存在一定差異,從而影響到其應用的領域和范圍。 福建生態(tài)黑綿土工程無土栽培技術包括了大棚建設、基質選擇、栽培槽制作、滴灌設備安裝、營養(yǎng)液管理等步驟。
了解基質中基質吸力與空氣容積、有效水容積、緩效水容積和無效水容積的關系,是基質調制技術的基礎。要科學調制基質,還必須研究不同分解度、不同顆粒粒徑對基質不同孔隙形成的影響,以便合理利用各種基質原料,合理調配不同粒徑的不同原料,達到獲得理想水氣指標的目的。不同分解度泥炭具有不同的空氣體積、有效水體積和緩效水體積。分解度越高,泥炭顆粒越細,空氣體積越少,通氣性變差,緩效水體積增加的越多。同樣分解度的泥炭,弱分解蘚類泥炭比強分解泥炭具有更好的物理性狀,水分吸持能力強,通氣能力大.泥炭顆粒粒徑不同,對水的吸持能力和通氣能力也有較大影響。從表2可見,不同泥炭粒徑的基質吸水和通氣容量差異明顯。泥炭顆粒越大,基質的空氣空隙越高,有效水分隨之降低,緩效水量變化不大。
基質不但要有生產之初的結構穩(wěn)定性,還要在運輸、使用和植物生長過程中維持基質結構穩(wěn)定不變。在基質結構穩(wěn)定性方面,基質特別是發(fā)酵生物質基質中所含有機物未發(fā)酵徹底、基質灌溉的旱澇交替、基質原料抗分解能力的差異,都可能在運輸、儲藏和使用過程中影響基質結構的穩(wěn)定性,產生嚴重的水氣平衡失調問題。根據基質結構穩(wěn)定性,可以將基質原料結構穩(wěn)定性劃分為3種類型:(1)物理穩(wěn)定的剛性材料。干濕交替不會導致基質總體積和固相與孔隙空間的變化,如蛭石、珍珠巖和樹皮等。(2)物理不穩(wěn)定的彈性材料,干時收縮,濕時膨脹,同時產生不可逆的總體積減少和相當大的孔徑分布改變,導致通氣程度降低,持水程度增加,中高降解的草本泥炭和蘚類泥炭就是這種物料的典型。(3)中間材料,具有假彈性行為,在干時體積收縮,但濕潤時體積能完全恢復到原狀,基質物理性質沒有根本改變,弱分解的蘚類泥炭就具有如此特征。 對于花卉來說,更要求在干凈的環(huán)境中,如果有了害蟲等因素,花卉生產不*難看,而且生長發(fā)育都會受到影響。
生物炭富含有機碳,施于土壤中可增加土壤肥力,從而提高作物的產量;同時也被作為一種碳封存劑施于土壤中,來增加陸地碳封存、減少溫室氣體的排放[33-34]。如圖2所示,苜蓿秸稈生物炭、小麥秸稈生物炭、棉花秸稈生物炭、葡萄藤生物炭、污泥生物炭和褐煤生物炭的有機碳含量分別為為 588.43、539.95、578.70、503.97、168.17、193.85 g·kg-1。比較不同原料生物炭的有機碳含量發(fā)現,苜蓿秸稈生物炭>棉花秸稈生物炭>小麥秸稈生物炭>葡萄藤生物炭>褐煤生物炭>污泥生物炭。同時可以發(fā)現,植物類原料生物炭的有機碳含量明顯高于礦物類原料生物炭,這與許艷萍等和Khanmohammadi等研究結果一致。主要是因為綠色植物本身具有固碳功能,使其含有較高有機碳;而污泥、褐煤本身的有機碳含量較低。這表明原料有機碳含量對生物炭有機碳含量有著較大的影響。
一般來說,管理同樣產出的花卉,無土栽培技術的工作量只有有土栽陪的十分之一,甚至不到,管理十分方便。江蘇垂直綠化黑綿土diy
支管可采用直徑32~40毫米的聚乙烯管。廣東立體黑綿土的制作過程
滴灌設施對無土栽培非常重要,是供給無機營養(yǎng)和水分的必須設備。主要滴灌設備包括動力設備、肥料罐、過濾器、水表、支管和毛管。動力設備包括水塔、集中供水的變頻潛水泵等,在地下水位較淺的黃泛平原地區(qū),一個大棚內可打一眼塑料軟管的水井,用自吸泵做動力即可滿足一個大棚滴灌的壓力;肥料罐是專門設計的,可減少水壓損失和解決肥料堵塞過濾器的問題;支管可采用直徑32~40毫米的聚乙烯管;毛管的滴頭間距以20厘米為好,滴頭的間距近,濕潤秸稈基質的點多,利于植物的根系吸收。滴灌管道的鋪設,支管平行于大棚的后墻,比較好在中間斷開,用三通與肥料罐連接,使水流從中間向兩端分流,整個滴灌的壓力較均勻;每行鋪設一根毛管,使毛管盡量在栽培槽的中間,滴頭面向上,可減少滴灌的堵塞。 廣東立體黑綿土的制作過程