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日志

水耕栽培

已有 191 次阅读4-23-2018 02:41 PM |系统分类:博文杂谈

  

  不用土壤,只用清水和营养液栽培植物的的方式日益流行,获得更多人士的青睐。水耕栽培,也就是水培植物,随着环保意识的增强,在人类对未来植物栽培技术必须革新的趋势下,必定会大力发展环保型的水培植物。水培植物已不仅是植物学家值得研究的课题,也是大众都可参与且热衷投入的时尚。

  水耕栽培的发展和趋势
  早在1860年,德国科学家Sachs和Knop就开始配制专门的营养液,将定量的营养液滴入一定剂量的清水中,以这样的混合液培育植物。随后的100多年中,世界多国植物学家加入这项研究,将陆生植物的根系进行诱变驯化,使更多的植物适应水生环境,能在水中正常生长、释放氧气,吸收二氧化碳、净化空气,甚至开花结果。
  1925年,美国开始将水耕栽培运用于农业生产中,解决了当时温室栽培所衍生的土壤结构、肥力、盐类累积与病虫害频繁的困扰。1930年,美国加州大学WF Gerike率先将水耕栽培商业化,并正式命名为hydroponics。1940年,水耕栽培技术还为无农地可耕的太平洋美军提供蔬菜来源。1950年后,水耕技术开始广泛流传于世界各地。40多年前,日本广为攻克水培植物。近10年,中国也开始起步,而荷兰、美国等少数国家对植物水养的生产技术已相当成熟。
  由于水耕不仅可以节约用水、土地,使用较少的营养液,而且是解决气候变化问题的简单方法,基于这些优势,到2025年,全球水耕蔬菜市场的价值可能从2016年的近7千万美元达到1.2亿美元。分析人士预计,2017年至2025年,全球水耕蔬菜市场的年增长率将达到6.5%左右。
  全球水耕的蔬菜多为黄瓜、生菜、菠菜、辣椒、西红柿等。在2017年全球水耕蔬菜市场中,生菜占市场份额的比重超过32.9%。全球水耕蔬菜市场被划分为北美、欧洲、拉丁美洲、亚太地区、中东和非洲。其中,预计欧洲将在全球水耕蔬菜市场中占据主导地位,到2025年,该地区将占到整个市场份额的41%。北美地区的营收也将大幅增加,这一趋势的原因是北美和欧洲的水耕蔬菜品种不断增加,拉丁美洲和美国在亚太地区的销量将会显著增长。
  水耕蔬菜市场的增加主要是因安全需求,越来越多的人意识到食用被污染的或者带有病害的植物,可能会导致大肠杆菌和沙门氏菌中毒等情况,使得人们对在安全可控的环境下种植作物的需求越来越高。在这种情况下,水耕蔬菜是理想的选择。水耕系统不需要土壤,而土壤正是病原体滋生的地方。
  这些因素对水耕蔬菜市场的形成具有重要影响,为欧美地区的种植者、企业家创造了可观的增长和投资机会。在美国餐饮界里一个很受欢迎的趋势就是使用就地食材,这些摘下不久就送上餐桌的新鲜蔬菜让它们不需怎么调煮,就十分美味。
  在冬季,尤其是经常下雪的美国东北部,当地餐厅如何购得新鲜食材呢?在芝加哥,一座巨大的温室种植场提供了解决办法。芝加哥奥黑尔机场的绿色花园于2011年引入了垂直水耕种植,一排排生菜、西红柿、花菜树立在航站楼内,为机场餐厅提供新鲜食物的同时,也颇具观赏价值。
  在纽约南布朗士公寓楼上面,一座大型温室闪闪发光。这个水耕农场将农业带入城市,也成功的实现了屋顶水耕的发展。这个农场有8000平方米,是一家Sky蔬菜公司建造和管理的。当为蔬菜补给营养成分时,所有的营养素都被送入特殊的水域,整个系统是封闭循环的。植物吸收完所需的营养物质,其余的将被捕获在罐子中,并且再次使用,整个系统基本上废物为零。

 

  影响水耕蔬菜生长的因素
  水耕蔬菜,不仅引领蔬菜培养的新方向,同时也为消费者提供了一种新选择。继无公害蔬菜、有机蔬菜之后,以无土栽培为技术核心的水耕蔬菜近年在美国蔚然成风。在众多高端超市的货架上,消费者可以买到水耕蔬菜。水耕蔬菜越来越受到欢迎,因为他们不会污染环境,全年可收成,无需施肥。
  有别于传统的土壤栽培方式,种植在水中的蔬菜,只需要营养液为其提供养分。营养液具备以下特点:1、螯合养分,高效利用;2、含巨、中、微量元素;3、无毒无害,安全环保。水耕系统的蔬菜供应,远比土耕来得稳定且成本相对低。
  但水耕植物的生长发育同样受到温度、光照、通风状况等环境因素的影响。成功的水耕植物只能改变植物的栽培方式,不能改变植物的生长习性。
  酷暑高温、寒冷低温都会影响水耕植物的正常生长发育。水耕植物生长的适温一般为15-28℃。当气温在10℃以下,大多水耕植物会停滞生长、叶色失去光泽。当温度低于5℃时,大多数水耕的观叶植物会出现叶片焦枯、发黄、萎蔫脱落甚至死亡等现象。如将水耕植物常处在高温营养液中,其根系会变成黑褐色,严重时会腐烂,甚至全株死亡。
  自然界不同植物对光照强度的要求不一,有需强光照射的全光类植物,有能耐阴但需充足散射光的半阴类植物,以及能在光线差的地方生长发育的耐阴、极耐阴类植物。
  水耕植物生长在水中,植株根系的习性是,70%可以浸入水中,其余部分应该暴露在空气中。为使水耕植物的植株能固定在容器中,需将垫基物置于容器底部。以起稳定植株作用的垫基物有鹅卵石、黄沙、珍珠岩等。外观雅致、形态各异的小卵石是最佳的垫基物。任何容器和垫基物应清洗消毒后才能将水耕植物放入,以预防真菌、细菌、病毒发生。
  水耕植物的容器种类很多,除金属制品之外任何千姿百态、能盛水的容器都可以水培植物,不同植物选取的容器应该不同,如绿萝、常春藤、番茄等植物,应选取较高的容器,以留出藤茎叶下垂的空间。
  在水耕植物的生长过程中,如果缺乏某种营养元素,就会影响其生长、发育和开花。如果长期得不到营养,还会导致其死亡。营养液能调整水耕植物的生长环境,对症治疗其发生的症状。
  一般水耕植物生长缓慢,叶片发黄、脱落,说明需含氮的营养液。如植物呈不正常的暗绿色,出现灰斑或紫斑、发育迟延说明需含磷的营养液。如叶片缺绿色,之后出现分散的深色坏死斑,叶片的顶端和边缘细胞坏死说明需含钾的营养液。如植物生长矮小,叶片色暗、叶皱说明需含钙的营养液。如叶片先发生浅斑,再慢慢变白,最后变棕色、开花延迟,说明需含镁的营养液。一般缺铁的症状与缺镁的症状较相似,唯一不同的是,缺铁的症状大多发生在较嫩的叶片上。
  任何植物只有在空气流动的环境下才能正常生长。以土壤栽培的植物,由于土壤颗粒有空隙,空气可以流通交换,有足够的氧气保证根系的呼吸所需。水耕植物以水为基质,水中含氧量多少影响水耕植物生长的好坏。当水耕植物缺氧时,植物的叶子会发黄脱落、新梢瘦弱干瘪长势越来越差。只有形成空气对流,才能增加水中的含氧量。如将水耕植物的容器轻轻摇动10余次,也能使容器中营养液溶解氧含量提高30%以上。
  换水是改善水质的重要手段,换水时间的间隔长短和气温、植物种类、生长发育期及水中微生物活跃程度有密切关系。一般使用普通的自来水即可培育水耕植物。当水温低于室内温度,则需将自来水放置一段时间,待水温与空气温度相仿时再使用。当气温高时,水中的氧常会溢出水面使氧含量降低,气温低时,水中的氧含量高。
  春秋两季,特别是晚春、早秋的温度是植物生长的最适点温度,虽然植物因生长发育旺盛而需氧量增多,但水中含氧量并不缺少,可1周左右换清水1次。冬季温度低,水中氧含量充足,很多水耕植物也处在休眠期,生长停止或缓慢,消耗氧量减少,换水时间可间隔长些,一般10-15天换水1次。夏季高温,水中含氧量减少,因植物呼吸旺盛消耗氧气量多,同时水中微生物生长繁殖加剧了氧气的消耗和对根系伤害的机会,容易造成水质变坏、发臭,夏季一般2-3天换水1次。
  当水位过低,白嫩的水生根会变成棕色,叶片和叶缘发黄,甚至导致植物死亡,应留意水位高低,补充清水。在换水的同时可用清水冲洗植物的根部,除去粘液,剪除烂根和黄叶,将容器冲洗干净后,在容器中注入清水。一般以浸没根系的2/3为宜,让部分的根系露在水面以上,有利植物吸收空气中的氧气。当水分消耗为原水量的20%-30%后,必须加清水补充到原水位的高度。

  

  

  在家中水培蔬菜
  华人特别喜欢蔬菜,应该重视并参与其中。水耕栽培这一发展的趋势和方向,能使没有庭院、阳台,但有厨房、窗台,即凡能照射到阳光之处的家庭,都可以投入种植水耕蔬菜的行列中。
  其实最简单最方便的起步是,在超市用1美金买两三把葱(选择葱根较长的),将葱剪成两段,把下部分约5寸带根的葱白插在装有清水任何容器中,经常换清水或浇水,葱会长高,长期不用买葱。每剪下1次绿葱后,如能将盆栽的容器或水养的杯子移阴凉处,过2天后再放在阳光下,伤口愈合后的葱白一天就能长高数寸。
  水芹、空心菜属水生蔬菜,根系不发达,根毛退化,但气孔发达,适宜栽培在池沼或水田中,也非常适合在家中用各种容器水培。而苋菜、木耳菜、地瓜叶,既可以在花盆中扦插繁殖,也可以水培繁殖。其中,地瓜叶含有丰富的纤维、维生素A、维生素B、维生素C及铁、钙等。往年,中国农村将地瓜和地瓜叶喂猪,但近年成了大众深爱的保健食品及绿叶蔬菜。地瓜属豆科一年生草本植物,地瓜的茎蔓生,茎节插入水中易生不定根。叶色有绿色、紫红色、黄色等。
  在家中水培地瓜:买带芽眼或须根的薯块直接水培。将薯块放在准备好的容器中,在容器中注入清水,高度以没过薯块1/3-1/2为宜,2-3天换1次水。当薯块的芽眼在长出新的苗枝后,说明薯块已适应了水培环境,此时可在水中加入营养液,延长换水时间。地瓜叶的茎具有匍匐特性,任其生长会蔓延很快,通常在采收嫩叶时,可顺便摘心或修剪,控制它的生长势、促进侧芽发展,以收获愈来愈多的地瓜叶。水培能不断收获地瓜叶,11个半月就能采收。随着地瓜叶沿着柱子或棍棒攀爬,约可收成5-10次食用,栽培过程会使你很有成就感。
  在冬天,有暖气的屋内,虽能达到水培植物所需的温度,但因屋内空气过于干燥,造成植物叶片较薄的边缘更容易变焦黄、叶尖变干枯。如随时开门窗通风,增加新鲜空气,向叶面喷雾,使雾珠粘在叶面上,可大大减缓这类情况。
  有的水耕植物,其叶片上有腊膜,如龟背竹、君子兰,为避免空气干燥引致叶片边缘变焦黄,可用湿毛巾擦抹它们的叶面,以增加叶面的湿度。对于较大容器的水耕植物不宜搬动,可用浅盆盛清水摆放在水耕植物旁,以浅盆水分的蒸发增加环境的湿度。
  家庭培育的水耕植物,单靠自来水中的养料是不能健康成长的,需在水中加入营养液。纽约园艺中心可以买到各种营养液,观叶为主的专用营养液和观花植物的营养液具不同的配方,营养生长期应选用氮含量高些的营养液,生殖生长时期应该选用磷、钾含量较高的营养液。营养液的浓度应保持在一定范围内,营养液浓度过高、过低,均不利水培植物根系对营养元素的吸收、生长。在园艺中心购买营养液后,应研读上边的说明后再使用。
  家庭培育水耕植物,因没有特殊的水培机,往往采用在各种容器中水培。经一段时间后,最常见的情况是叶片或叶缘发生枯焦的现象,产生的原因是:1、缺肥,应该补充含氮的营养液。2、空气干燥,如绿萝、龟背竹、龙血树、地瓜叶最容易发生这种情况,可采用增湿的办法改变空气的干燥。3、光照过强,尤其新生的叶片更容易枯焦,应该将容器移到半阴处水培。4、当叶片的顶尖发黄、叶片薄、呈嫩黄色则因光照不足所致,如适当增加光照可解决。5、如根系受伤、水位过高、营养液过浓也会发生叶片枯焦情况。如根系已腐烂,可将腐烂的根系清除,再用高锰酸钾溶液浸泡30分钟消毒,之后放置于清水中养护,直到新的水生根长出后,再进行常规处理。

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