《农业生物环境工程》课程教学课件（PPT讲稿）第4章 温室设施环境调节与控制 第八节 现代设施园艺新技术介绍

第八节 现代设施园艺新技术介绍 农业生 无土栽培 (一)无土栽培的概论 境 无土栽培(Soilless Culture, Hydroponics,Solution 程 Culture)又称为水耕栽培、营养液栽培，就是不使用天然土 壤，利用含有植物生长发育所必需元素的营养液来提供营养 第 ,使植物能够正常生长发育并得到预期生产效果的一种栽培 种植方式。 温 50年代，很多国家都展开了无土栽培的研究，1955年在 室 第14届国际园艺学会年会上成立了国际无土栽培工作组。 施 70年代，无土栽培在生产技术和设施方面取得了突破性 环 境 进展，逐步发展为一种成熟的新型农业生产方式，在经济发 调 达国家得到了普遍应用推广。 5 制

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 一、无土栽培 （一）无土栽培的概论 无 土 栽 培 (Soilless Culture ， Hydroponics ， Solution Culture)又称为水耕栽培、营养液栽培，就是不使用天然土 壤，利用含有植物生长发育所必需元素的营养液来提供营养 ，使植物能够正常生长发育并得到预期生产效果的一种栽培 种植方式。 50年代，很多国家都展开了无土栽培的研究，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。 70年代，无土栽培在生产技术和设施方面取得了突破性 进展，逐步发展为一种成熟的新型农业生产方式，在经济发 达国家得到了普遍应用推广。 第八节 现代设施园艺新技术介绍

15 1980年在荷兰召开的第5次国际无土栽培会议 业生 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 环 Society of Soilless Culture,ISOSC),以后每4年举 境 行一次国际无土栽培学会年会。 程 80年代以后，无土栽培技术获得了更加广泛的 研究和应用，技术更为成熟。我国在80年代以后从 章 以色列、荷兰、日本、美国等发达国家引进了不少 温 成套的无土栽培设施，山东农业大学、华南农业大 学、沈阳农业大学、浙江农科院、中国农科院等先 施 后开发了适合我国国情的无土栽培技术，但是真正 调 被商用推广的还不多。 制

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 1980年在荷兰召开的第5次国际无土栽培会议 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年会。 80年代以后，无土栽培技术获得了更加广泛的 研究和应用，技术更为成熟。我国在80年代以后从 以色列、荷兰、日本、美国等发达国家引进了不少 成套的无土栽培设施，山东农业大学、华南农业大 学、沈阳农业大学、浙江农科院、中国农科院等先 后开发了适合我国国情的无土栽培技术，但是真正 被商用推广的还不多

无土栽培作为现代农业生产方式具备很大的优 农业 越性、蕴藏着巨大的生产力。与土壤栽培相比，无 生 土栽培具有如下优点： 物 ①由于人为地及时合理供应了植物生长发育所需要 境 的各种营养成分，并能提供最适的栽培环境，所以 其产出物的产量高、品质好、商品率高。 ②生产机械化和自动化操作程度高，部分地实现了 农业的工厂化生产。 章 ③减少了外界病原菌和病害虫的侵入，栽培过程中 温 可以少施或不施农药，减少了农药对产品和周围环 设 境的污染、提高了食品安全性，从根本上解决了起 环 源于土壤的连作障碍问题。 调 ④对生产地区环境没有特别要求，可进行立体栽培， 实现农业的集约化生产。 制

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 无土栽培作为现代农业生产方式具备很大的优 越性、蕴藏着巨大的生产力。与土壤栽培相比，无 土栽培具有如下优点： ①由于人为地及时合理供应了植物生长发育所需要 的各种营养成分，并能提供最适的栽培环境，所以 其产出物的产量高、品质好、商品率高。 ②生产机械化和自动化操作程度高，部分地实现了 农业的工厂化生产。 ③减少了外界病原菌和病害虫的侵入，栽培过程中 可以少施或不施农药，减少了农药对产品和周围环 境的污染、提高了食品安全性，从根本上解决了起 源于土壤的连作障碍问题。 ④对生产地区环境没有特别要求，可进行立体栽培， 实现农业的集约化生产

但无土栽培也具有一定的客观局限性： 农业生 ①初期投资费用大。无土栽培所需的温室建设和 栽培设备系统的购置等需要投入很大的资金，特 别是我国的农产品价格比较低，要慎重考虑其投 境 入产出效益。 程 ②技术和管理水平要求高。无土栽培生产中营养 液的配制和管理、生产设施的环境调控等技术要 求高，需要熟练的生产管理人员和丰富的栽培经 章 验 温 室设 ③栽培设施须保持清洁，要定期消毒。最适的植 物生长环境也利于病虫害的繁殖和蔓延，如果管 理不当容易造成某些特定病害的大量发生，甚至 调 于导致栽培失败。 与控 制

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 但无土栽培也具有一定的客观局限性： ①初期投资费用大。无土栽培所需的温室建设和 栽培设备系统的购置等需要投入很大的资金，特 别是我国的农产品价格比较低，要慎重考虑其投 入产出效益。 ②技术和管理水平要求高。无土栽培生产中营养 液的配制和管理、生产设施的环境调控等技术要 求高，需要熟练的生产管理人员和丰富的栽培经 验。 ③栽培设施须保持清洁，要定期消毒。最适的植 物生长环境也利于病虫害的繁殖和蔓延，如果管 理不当容易造成某些特定病害的大量发生，甚至 于导致栽培失败

(二)无土栽培的种类 农 无土栽培通常根据植物根系生长环境中有无固体基质分 业 为无固体基质和有固体基质无土栽培两大类型 生 无固体基质无土栽培是指在根系生长的环境中没有使用 物 固体基质，根系直接生长在营养液中，或将植物根系裸露在 境 容器或栽培床上空，每隔一定时间把营养液以雾状喷洒到植 物根系表面，前者称为水培，后者称为雾培或气培。 程 有固体基质无土栽培是指在植物根系生长环境中使用天 然或人工合成材料作为基质来固定植株，并保持营养成分和 四 氧气的供给。常用的固体基质有岩棉、蛭石、沙、石砾、泥 章 炭、锯木屑等。根据栽培过程中固体基质放置的情况不同， 温 又可分为槽式基质培和袋式基质培。槽式基质培是指把栽培 施 床改装为种植槽，基质填充在种植槽中，其应用非常广泛， 环 境 适宜栽培不同株型的各种植物。袋式基质培是把固体基质用 调 塑料薄膜袋包装好，把基质袋置于栽培床或种植槽中。袋式 基质培适宜于种植番茄、黄瓜、网纹甜瓜等大株型植物，一 制 般使用岩棉或锯木屑等密度较小的基质

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 （二）无土栽培的种类 无土栽培通常根据植物根系生长环境中有无固体基质分 为无固体基质和有固体基质无土栽培两大类型 无固体基质无土栽培是指在根系生长的环境中没有使用 固体基质，根系直接生长在营养液中，或将植物根系裸露在 容器或栽培床上空，每隔一定时间把营养液以雾状喷洒到植 物根系表面，前者称为水培，后者称为雾培或气培。 有固体基质无土栽培是指在植物根系生长环境中使用天 然或人工合成材料作为基质来固定植株，并保持营养成分和 氧气的供给。常用的固体基质有岩棉、蛭石、沙、石砾、泥 炭、锯木屑等。根据栽培过程中固体基质放置的情况不同， 又可分为槽式基质培和袋式基质培。槽式基质培是指把栽培 床改装为种植槽，基质填充在种植槽中，其应用非常广泛， 适宜栽培不同株型的各种植物。袋式基质培是把固体基质用 塑料薄膜袋包装好，把基质袋置于栽培床或种植槽中。袋式 基质培适宜于种植番茄、黄瓜、网纹甜瓜等大株型植物，一 般使用岩棉或锯木屑等密度较小的基质

15 营养液膜技术Nutrient Film Technique,NFT) 水培 深液流技术(Deep Flow Technique,DFT) 无固体基质 浮板毛管技术(Floating Capillary Hydroponics,FCH) 无土栽培 业 喷雾培 喷雾培(Spray Culture) 半喷雾培(Semi-Spray Culture) 物 沙培(Sand Culture) 砾培(Gravel Culture) 无土栽培 境 蛭石培(Vermiculite Culture) -珍珠岩培(Partite Culture) 槽式基质培 程 泥炭培(Peatmoss Culture) 陶粒培(Hayride Culture) 锯木屑培(Sawdust Culture) 有固体基质 砻糠灰培(Ricehull Culture) 四章 无土栽培 -岩棉培(Rockwool Culture) 温 锯木屑培(Sawdust Culture) 珍珠岩培(Partite Culture) 室设施环境调节与控 袋式基质培 蛭石培(Vermiculite Culture) 泥炭培(Peatmoss Culture) 砻糠灰培(Ricehull Culture) 图4-57无土栽培的分类 制 (资料来源于《现代实用无土栽培技术设施栽培学》，刘士哲编，中国农业出版社，200)

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 图4-57 无土栽培的分类 (资料来源于《现代实用无土栽培技术设施栽培学》，刘士哲编，中国农业出版社，2001) 无土栽培— —无固体基质— 无土栽培 —水培—— —喷雾培— —营养液膜技术(Nutrient Film Technique, NFT) —深液流技术(Deep Flow Technique, DFT) —浮板毛管技术(Floating Capillary Hydroponics, FCH) —喷雾培(SprayCulture) —半喷雾培(Semi- Spray Culture) —有固体基质— 无土栽培 —槽式基质培— —沙培(Sand Culture) —砾培(Gravel Culture) —蛭石培(Vermiculite Culture) —珍珠岩培(Partite Culture) —泥炭培(Peatmoss Culture) —陶粒培(Hayride Culture) —锯木屑培(SawdustCulture) —砻糠灰培(Ricehull Culture) —袋式基质培— —砻糠灰培(Ricehull Culture) —岩棉培(RockwoolCulture) —锯木屑培(SawdustCulture) —珍珠岩培(Partite Culture) —蛭石培(Vermiculite Culture) —泥炭培(Peatmoss Culture)

在无土栽培中，深液流技术栽培(DFT)、营养液 业 膜技术栽培(NFT)、及岩棉培栽培的普及面积较广， 物 技术也较成熟。 境 1.深液流技术栽培(DFT) 深液流技术栽培是在栽培床的一端或两端设置有大 程 的贮液池贮存大量的营养液，利用水泵进行强制流动循 环，使栽培床的营养液层保持较大深度（液层深度一般 章 5~20cm),利用定植板或定植网把植物种植在营养液 上方，而植物根系生长在营养液层中（图4-58)。 室设 境调节与控

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 在无土栽培中，深液流技术栽培（DFT）、营养液 膜技术栽培（NFT）、及岩棉培栽培的普及面积较广， 技术也较成熟。 1．深液流技术栽培（DFT） 深液流技术栽培是在栽培床的一端或两端设置有大 的贮液池贮存大量的营养液，利用水泵进行强制流动循 环，使栽培床的营养液层保持较大深度（液层深度一般 5～20 cm），利用定植板或定植网把植物种植在营养液 上方，而植物根系生长在营养液层中（图4-58）

15 DFT的技术特性 农 该栽培方式的技术特征是营养液的量多并具有流动循性。 物 其优点为： 环 境 ①栽培过程中各种营养元素的浓度变化缓慢，营养液浓度调 节次数少； 程 ②营养液层的热容积大，根圈温度变化小： 第 ③短时间停电、停水不影响植物的生长。 章 温 其缺点为： ①初期投资高， 栽培床容积大，贮液池大； ②动力消费大； 调节与控 ③循环流动混气泵的效果不良容易引起根系供氧不足

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 DFT的技术特性 该栽培方式的技术特征是营养液的量多并具有流动循性。 其优点为： ①栽培过程中各种营养元素的浓度变化缓慢，营养液浓度调 节次数少； ②营养液层的热容积大，根圈温度变化小； ③短时间停电、停水不影响植物的生长。 其缺点为： ①初期投资高，栽培床容积大，贮液池大； ②动力消费大； ③循环流动混气泵的效果不良容易引起根系供氧不足

液温传感仪 供液泵 混气泵 EC传感仪 农业生物环境工程 培养液调节阀 pH传感仪 水位调节 电磁阀 或排液 水源 第四章 送气管 栽培床 混气泵 培养液加热 酸 碱 B 或冷却装置 B88 培养液 过滤消毒装置 温室设施环境调节与控 液 液 液 液 搅拌泵 图4-58深液流技术栽培示意图

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 图4-58 深液流技术栽培示意图 P P P P 酸 液 碱 液 A 液 B 液 电磁阀 混气泵 培养液加热 或冷却装置 送气管 栽培床 液温传感仪 EC传感仪 培养液调节阀 pH传感仪 水源 培养液 供液泵 水位调节 或排液 搅拌泵 过滤消毒装置 混气泵

农业 2.营养液膜技术栽培(NFT) 物 营养液膜技术栽培是在简易的栽培床上，用塑料薄 环 膜敷设成浅种植槽，营养液从位置较高的一端缓慢的流 境 向位置较低的一端，然后汇集到营养液贮存池中，再利 程 用供液泵把营养液抽送到种植槽位置较高的一端，实现 循环流动（图4-59）。种植槽一般成隧道状或栽培床式 ,槽壁由不透水性材料（泡沫塑料等）构成，倾斜率为 温 1/50~1/100。营养液的流动液层深度大致为1~3cm,植 设 物根系只有一部分生长在营养液中，大部分根系裸露在 种植槽的空气中。 调节与控

第 四 章 温 室 设 施 环 境 调 节 与 控 制 2．营养液膜技术栽培（NFT） 营养液膜技术栽培是在简易的栽培床上，用塑料薄 膜敷设成浅种植槽，营养液从位置较高的一端缓慢的流 向位置较低的一端，然后汇集到营养液贮存池中，再利 用供液泵把营养液抽送到种植槽位置较高的一端，实现 循环流动（图4-59）。种植槽一般成隧道状或栽培床式 ，槽壁由不透水性材料（泡沫塑料等）构成，倾斜率为 1/50～1/100。营养液的流动液层深度大致为1～3 cm，植 物根系只有一部分生长在营养液中，大部分根系裸露在 种植槽的空气中