介绍日本几种营养液栽培

营养液栽培在我国简称为水培,日本简称为水耕.六十年代初期,日本就开始从事这项技术的试验研究,经过廿多年的试验研究已经取得了很大成绩,目前正在稳步发展。营养液栽培蔬菜的面积已有四千多亩,还不包括城镇居民家庭的种植面积.千叶大学园艺学部的伊东正副教授向我们介绍了目前日本比较普遍使用的四种水耕方式,即:协和式水耕、M 式水耕、等量交换式水耕和 NFT 简易水耕(N-utrient Film Technigue),伊东先生从事的是后两种的试验研究.主要考虑后两种方式成本低,利于推广.这几种方式的成本分别为:协和式和 M 式,投资为4000～6000日元/米~2,等量交换式为2400日元/米~2NFT 式的投资最低,约1800日元/米~2。这几种方式的设施工厂均有产品,可成套供应(包括肥料在内)。他们特别指出,营养液栽培除了可以取得高产稳产,     

基于二次混合机构的营养液调控模型与PID算法实现

封闭式栽培是解决中国日光温室传统栽培连作障碍问题的有效途径之一。营养液调控过程的性能指标是封闭式栽培模式的关键。该文针对一种具有二次混肥特性的营养液调控过程进行动态分析并建立模型,使用PID控制算法实现了营养液调控,并对影响因素进行对比试验。试验结果表明,系统达到稳定的时间随出液流量的减小或营养液浓度之和的增大呈现减小的趋势;系统震荡持续时间与超调量随出液流量的减小或营养液浓度之和的增大呈现增大的趋势。由试验结果与分析可知,该带有二次混肥的封闭式栽培系统中最优的出液流量与营养液浓度之和分别为6 m3/h与200 g/L,在此状态下进行PID控制参数整定,得到系统在最优条件下稳定时间为100 s、超调量为3%、震荡持续时间为25 s。表明该带有二次混肥的封闭式栽培系统的营养液调控过程能使用PID算法进行调控,能使系统实现稳定、高效的运行。该研究为封闭式栽培的营养液调控提供了参考。     

用中间供液型毛细管营养液装置稳产栽培番茄的技术

改变中间供液型毛细管营养液栽培装置向上供液向向下供液的方式，解决了因养分不足而影响植株长势和减产的问题。此法产量增加，但糖度降低。生产者在应用时可根据各自的目的取舍供液方式。     

椰糠条栽培番茄的蒸腾反馈智能灌溉系统研制

为满足番茄椰糠条栽培条件下自动精量灌溉的需要,该研究研制了一套蒸腾反馈智能灌溉系统,包括蒸腾检测组件、通信组件、决策组件和灌溉组件。蒸腾检测组件基于压力传感器测定番茄蒸腾量;决策组件基于椰糠条的持水特性和番茄蒸腾量的变化建立了灌溉精量控制模型,精确控制水泵启动和关闭,使灌溉量根据作物蒸腾量的多少变化,并根据回液量及其电导率(Electrical Conductivity,EC)值变化判断调用正常灌溉模式或淋洗模式,使椰糠条始终处于适宜的含水量范围内,保持一定的水气比,以利于番茄根系生长和吸收营养液,解决灌溉不足造成的干旱胁迫和灌溉太多造成的营养液浪费和回液处理量大的问题;通信组件用于各模块间信号的传递。以荷兰RIDDER公司研发的基于光辐射积累量控制的灌溉系统为对照,检验该蒸腾反馈智能灌溉系统的应用效果。结果表明,在番茄盛果期,该系统的灌溉量比对照增加9.4%,回液量减少18%,且回液EC值比较稳定;与定时灌溉相比,减少灌溉量32%,减少回液量57%,有更多的营养液被植物吸收利用。栽培效果显示,使用该系统灌溉的番茄产量、株高、节数与使用荷兰RIDDER公司研制的灌溉系统的没有显著差异,取得了与之相同的灌溉效果;而且,在5 000 m~2温室内设备设计使用年限10 a条件下,该智能灌溉系统年运行成本与之相比还降低了20.8%,并能够满足自动精量灌溉的需求。若根据基质类型不同调整灌溉控制模型参数,该系统也可应用于岩棉条栽培、混合基质盆栽等其他无土栽培的智能精量灌溉。     

NFT无土栽培营养液溶氧量的研究

本文阐述了在NFT系统上试验探讨营养液溶氧量与环境因子的相关关系,就如何改善溶氧供给,提出若干改进NFT设施设计的建议,如:适当加大贮液池;在贮液池上附设循环液的喷洒装置;适当扩大栽培床的槽腔;夏天采用低温的地下水配制贮液池中营养液,或降低温室(大棚)的气温。     

番茄的营养液膜栽培配套技术研究

营养液膜技术(Nutrient Film Technique)作为第三代水培新技术,在克服连作障碍、生产无公害蔬菜和提高蔬菜产量上具有明显优越性。作者以营养液膜技术,结合我国国情,在栽培设施、供液方式、育苗和定植方式、营养液更新方法、合适的营养液浓度和管理方法等方面,进行简易化栽培研究,使得番茄增产增值,成本大幅度降低,基本形成了现阶段我国保护地番茄营养液膜栽培配套技术规范。     

日光温室封闭式栽培系统的设计与试验

土壤连作灾害、生产资源严重浪费和环境污染已成为日光温室生产中制约其发展的瓶颈问题,为了解决这些问题,实现节水、节肥、保护环境的目的并提高温室生产的管理水平和自动化水平,该文设计了一种日光温室封闭式栽培系统。与传统栽培管理方式不同,该系统使用基质栽培代替土栽方式,采用基质袋装或塑料薄膜完全包裹的模式,实现了与外界环境的有效隔离;使用水肥一体化营养液滴灌代替水肥分离灌溉方式,回收多余营养液并循环利用;采用无线传感器网络模式,实现了温室环境信息的自动采集和发送。试验结果表明,采用封闭式栽培比传统土栽方式番茄产量提高了11.7%,水、肥用量均节省了2%（基质不同,节省水、肥量不同）,同种基质情况下,采用封闭式栽培方式,由于营养液实现了循环利用,水、肥节省率可以达到17.2%。     

南沙岛礁蔬菜无土栽培设施的设计与研究

该试验根据南沙地区气候特点进行了南沙岛礁蔬菜无土栽培设施的设计与研究。设计了抗12级台风,能防暴雨,能降温的装配式无土栽培保护棚和隔热效果好、能保持营养液温度相对恒定、拆装方便的立体栽培床。研究结果表明该套设施适于南沙岛礁开展蔬菜无土栽培。     

日本的营养液栽培现状及其新技术

该文从营养液栽培的发展规模、投资费用、营养液栽培方式等方面介绍了日本营养液栽培的现状、存在的问题及发展方向。在营养液管理方面，已发现单纯依靠检测电导率EC值控制营养液浓度的弊端，提出应针对各种离子的营养液浓度进行管理；各种废液的处理方法和营养液循环利用中去除病原菌和生长阻害物质的方法。分析了各种方法的利弊。最后该文详细介绍了日本营养液栽培的新技术——移动栽培和营养液土耕的基本原理，主要方法和效果。     

循环式海绵基质培设施结构和性能的研究与应用

循环式海绵基质培是根据世界无土栽培技术发展趋势和中国具体国情进行试验设计、研制而成的新型无土栽培设备。其主要特点是：1)基质用量少，成本低；2)供排液分开，避免根际病害传播；3)配套营养液生物过滤装置，提高系统安全稳定性；4)营养液供给自动控制。循环式海绵基质培由贮液池、农用海绵基质（黑白双色膜包被）、双层槽式集液系统、营养液滴灌系统及自控设备、营养液生物过滤系统等组成。循环式海绵基质培在中国东南沿海地区一年可以栽培两茬果菜，亩产量达10000 kg以上，亩产值1.5万元以上，适合农业示范园区内的大型温室应用。     

营养液动态液位法的原理及其增氧效果

经过对国内外水培技术中各自独具特色的增氧技术和方法的总结和分析，提出了营养液深液流栽培的动态液位增氧法(DSS)。DSS利用了滴液法、液流法、露根法、湿气根法等几方面增氧的原理和方法，在由水泵向栽培槽中供给营养液时，在回液套管的作用下，营养液向栽培槽底面流动，这种流动方式，有利于向植株根系更好地供应养分和氧气；在水泵停止工作时，随着液面的不断下降，植株的上层根系便暴露在空气中，可以充分进行氧气的吸收，以弥补营养液中氧含量的亏缺。     

紫外线－臭氧组合式营养液消毒机的设计及灭菌性能试验

为了充分利用紫外线、臭氧在封闭式无土栽培系统营养液消毒上的优势,设计、试制并检测了一种紫外线－臭氧组合式营养液消毒机。样机主要包括紫外线消毒器、4个文丘里射流器、臭氧发生器、自吸泵、ABS管路及自动控制设备等。工作时,灌溉后回收的营养液首先由自吸泵提高压力后以一定流量和速度通过文丘里射流器的喉管,在此由臭氧发生器产生的臭氧由于负压作用吸入并与营养液充分混合,从而杀灭营养液中的病原微生物;然后营养液再经过紫外线消毒器,在紫外线的照射下进一步杀灭病原微生物。对所研制的消毒机,用经过了180 d番茄栽培试验的营养液进行了UV、O3、UV+O3 3种方法的灭菌性能测试,结果表明：主要微生物（细菌、真菌、放线菌）总的消毒效果分别达到70.6%、15.9%和89.9%。可以看出,紫外线－臭氧组合式消毒,达到了比单一灭菌方法更好的灭菌效果,显现出了协同效应,可以较大幅度地提高消毒效率。     

Characteristics of fertilizer uptake and biodistribution in strawberry plants in two Japanese cultivars in hydroponic culture

ABSTRACT

The fertilizer absorption characteristics of strawberries are not clear, although appropriate fertilization is definitely necessary to ensure produce quality and quantity. This study aimed to determine the amounts of macro- and micronutrients absorbed during cultivation of strawberries and their biodistribution and utilization in the plant body. We cultivated Japanese strawberries ‘Benihoppe’ and ‘Kirapika’ in small hydroponic equipment containing a nutrient solution and determined the amounts of N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, B, Zn, Cu, and Mo absorbed during and at the end of cultivation. The results revealed the adsorption levels of these elements during the cultivation period. The nutrient concentrations varied greatly among plant organs. In particular, P and B accumulated at high levels in the leaves and stem, K, Ca, Mg, Mn, Zn, and Cu accumulated in the crown, and N, Fe, and Mo accumulated in the roots. In addition, the uptake levels of N, P, K, Mg, Mn, Zn, and Cu differed between Benihoppe and Kirapika. Our results provide useful information for determining fertilizer application rates in strawberry cultivation.     

钙素水平对基质栽培黄瓜生长、产量与品质的影响

在荷兰温室以园艺研究所黄瓜营养液配方为对照进行盆栽试验,通过改变营养液中钙素的含量与营养液的浓度研究钙对黄瓜产量与品质(可溶性蛋白、Vc、硝酸盐含量、有机酸以及可溶性糖)的影响。结果表明:1.2Ca含量处理的株高、茎粗有明显优势,并且有最高的平均单株产量与品质水平,为最优处理,并据此调节营养液4个不同浓度梯度(EC=1.5、2.5、3.5、4.5 m S·cm~(-1))。在生长初期与开花期EC值为1.5与3.5 m S·cm~(-1)处理的株高高于其他处理,在营养生长阶段3.5 m S·cm~(-1)处理的株高/茎粗较小,植株生长健壮。3.5 m S·cm~(-1)处理的黄瓜产量最高,且经过加权平均法进行品质比较分析,其品质也优于其他处理。因此,在实际黄瓜基质栽培生产中营养液以EC3.5处理的钙水平393.176 mg·L-1生长最好,产量较高。     

The Use of Coal Gangue as a Cultivation Bed Conditioner in Forage Maize Inoculated with Arbuscular Mycorrhizal Fungi

A greenhouse pot experiment was conducted to investigate the effect of application of coal gangue (CG) at different rates (0, 5, 10, 20, and 50%) and inoculation with two arbuscular mycorrhizal (AM) fungi Glomus intraradices and Glomus mosseae, as mediating plant adaptation to soil amended with CG, on the nutrient content of forage maize. The results showed CG amendment at all levels and both AM fungi significantly improved the nutrient content of the plant as compared to control. In general, the highest shoot dry weight and nutrient phosphorus, iron, and zinc (P, Fe, and Zn) were obtained with 10% CG and G. intraradice treatments, which were 49.68, 30.49, 16.72, and 75.71% higher than those of the control plants, respectively. Therefore, 10% dose of CG may be considered as a suitable dose for amendment in the corn cultivation bed in terms of providing nutrient contents for this plant as well as AM fungi root colonization.     

高浓度营养液对黄瓜和番茄下胚轴徒长的抑制作用

【目的】黄瓜和番茄是我国主栽蔬菜种类,育苗过程中容易遭遇高温、高湿、弱光等不良环境,导致幼苗下胚轴徒长,严重影响后期丰产性。在控制幼苗徒长的实际操作中,利用植物生长调节剂、机械刺激、补光、温度调节、水分控制等调控方法容易受到多种因素影响而效果不佳。本文研究高浓度营养液浓度对黄瓜和番茄幼苗下胚轴徒长的抑制作用,以期提出一种有效制御幼苗徒长的方法。【方法】试验以Hoagland标准营养液配方为基础浓度（设为1.0C）,通过成比例增减大量元素组分用量而不改变微量元素组分用量,组成0.5C、2.5C、5.0C、7.5C、10.0C和12.5C 6个浓度。以0.5C为对照,在日光温室条件下分别对黄瓜和番茄幼苗进行灌施处理。待幼苗生长至子叶平展期时,测定黄瓜和番茄幼苗形态及生长指标,研究营养液浓度对幼苗下胚轴细胞长度、生长速率及内源激素含量的影响;随后对幼苗进行0.5C低浓度营养液的恢复生长处理,待幼苗生长至第一真叶平展期时,再次进行幼苗形态及生长指标的测定,从而确定高浓度营养液对黄瓜和番茄下胚轴徒长的抑制效果及机制,并确定最适合制御幼苗徒长的营养液浓度。【结果】6种浓度营养液对黄瓜和番茄幼苗下胚轴徒长的影响结果为: 1）高浓度营养液显著提高了基质EC值（r=0.99）,黄瓜和番茄幼苗在子叶平展期其下胚轴生长受到明显抑制,下胚轴长度、绝对生长速率和含水量均呈下降趋势,下胚轴皮层薄壁细胞轴/径向生长也受到影响。与对照相比,10.0C营养液处理下黄瓜和番茄幼苗下胚轴皮层薄壁细胞缩短为49%和48%。2）随着营养液浓度的增加,黄瓜和番茄下胚轴内源激素含量发生显著变化,其中赤霉酸（GA3）、玉米素核苷（ZR）含量呈降低趋势,而脱落酸（ABA）含量呈升高趋势,且ABA含量与下胚轴长度呈极显著负相关关系（P＜0.01）。生长素（IAA）含量在不同浓度营养液处理下呈现区位性变化特征。3）在幼苗子叶平展期重新灌施0.5C浓度的营养液,对5.0C和7.5C处理下生长的幼苗均有恢复生长的作用,且幼苗株高/茎粗比明显优于对照和其它处理,该浓度可望有效避免幼苗徒长。【结论】高营浓度养液通过改变幼苗内源激素的动态平衡,特别是促进ABA的合成和积累,从而抑制幼苗下胚轴皮层细胞伸长生长,有效制御幼苗徒长。灌施高浓度营养液对黄瓜、番茄幼苗下胚轴伸长的抑制作用可以通过降低营养液浓度而得到解除,这种防治幼苗徒长的操作方法简便易行,具有潜在的应用前景,但在不同品种蔬菜幼苗生长过程中,最优化的营养液施用浓度及其影响机制尚需进一步研究分析。     

Minimizing ammonia volatilization from urea,improving lowland rice (cv. MR219) seed germination,plant growth variables,nutrient uptake,and nutrient recovery using clinoptilolite zeolite

The anionic nature and high cation exchange capacity (CEC) of clinoptilolite zeolite can be exploited to reduce ammonia (NH₃) loss from urea and to improve soil chemical properties to increase nutrient utilization efficiency in lowland rice cultivation. A closed-dynamic airflow system was used to determine NH₃ loss from treatments (20, 40, and 60 g clinoptilolite zeolite pot^?1). Seed germination study was conducted to evaluate the effects of clinoptilolite zeolite on rice seed germination. A pot study was conducted to determine the effects of clinoptilolite zeolite on rice plant growth variables, nutrient uptake, nutrient recovery, and soil chemical properties. Standard procedures were used to determine NH₃ loss, rice plant height, number of leaves, number of tillers, dry matter production, nutrient uptake, nutrient recovery, and soil chemical properties. Application of clinoptilolite zeolite (15%) increased shoot elongation of seedlings and significantly reduced NH₃ loss (up to 26% with 60 g zeolite pot^?1), and increased number of leaves, total dry matter, nutrient uptake, nutrient recovery, soil pH, CEC, and exchangeable Na⁺. Amending acid soils with clinoptilolite zeolite can significantly minimize NH₃ loss and improve rice plant growth variables, nutrient uptake, nutrient recovery, and soil chemical properties. These findings are being validated in our ongoing field trials.     

温室水肥一体化营养液调控装备设计与试验

针对当前温室生产中用水效率普遍较低、肥料使用量较高的问题,有必要对水肥一体化营养液调控及灌溉技术进行深入研究,探索适合中国具体情况的,低成本的水肥一体化营养液灌溉模式和相关农业装备。该文设计了一种水肥一体化营养液调控装备,根据营养液制备装置特点和制备过程,建立了营养液制备系统二阶数学模型,并利用增量式PID(proportion integration differentiation,比例-积分-微分)算法和改进Smith预估器对营养液的制备过程进行精确控制;利用EC传感器和p H传感器实时检测营养液的制备情况,并且通过驱动相应的继电器实现营养液的调控。试验结果表明,该水肥一体化营养液调控装备30 s左右可以进入营养液调控的稳定阶段(EC值误差在±0.1 m S/cm),系统达到规定的EC值的响应时间不超过60 s,使用该装备能够快速、精确的实现营养液的调控。