《设施栽培讲义》ppt课件.ppt

设施栽培概论,周清农业建筑环境与能源工程系 62737569Email：,课程内容及要求,课程讲述的内容与相关学科关系课程特点课程要求,课程讲述的内容,结合农业工程学科的特点和要求，讲述设施栽培生产中的核心问题。以设施现代农业生产为主线，从设施生产的特点，工厂化农业生产工艺流程和组织管理，新品种、新技术的应用、设施农业生产今后的发展方向等进行全方位讲解。使学生能够系统而全面地学习设施农业栽培知识，了解设施栽培工艺对各种工程技术的要求。,主要内容 第一章 设施栽培概况 第二章 无土栽培技术与管理 第三章 设施育苗生产技术 第四章 设施栽培生长期管理 第五章 设施常见蔬菜栽培技术 第六章 设施常见花卉栽培技术 第七章 植物装饰,设施栽培概论,与相关学科的关系,农业生物环境与能源工程学科农业机械化学科农业工程学科农业水土工程学科,课程特点,课程涉及内容多，结合试验，录像进行讲述，认真上课结合实践进行会种植常见蔬菜、花卉，进行无土栽培,课程要求,按时上课，每次缺席扣5分.总成绩由平时成绩（30%），试验及报告（30%），论文（40%）构成,第一章 设施栽培概况,主要小节,设施栽培概况设施栽培制度设施空间的合理利用,第一节设施栽培概况,设施栽培概念及作用概念在半封闭的系统中，为作物创造最佳的生活环境，以进行植物生产的方式。也叫保护地栽培或温室栽培。,-营养液-EC/pH,第一节设施栽培概况,发展趋势栽培面积不断扩大，由分散经营向集约化经营转变工厂化农业逐渐兴起，自动化程度不断提高高产、优质、高效益为发展目标，不断改进栽培管理和环境控制技术标准化管理体系经济效益与社会效益,第一节设施栽培概况,作用全年种植缺水种植贫土种植提早、延后栽培为作物创造最佳的生活环境提高产量,第一节设施栽培概况,设施栽培的分类按产品的供应时期分冬茬栽培冬茬栽培春茬栽培早熟栽培延后栽培按产品的种类划分蔬菜生产、果树生产、花卉生产,第一节设施栽培概况,设施栽培特点因地制宜，充分利用当地资源高投入、高产出栽培技术要求严格选用适当的设施、设备，为作物创造最佳的环境条件,第一节设施栽培概况,设施栽培主要新技术无土栽培技术营养液调配技术环境监测控制技术CO2施肥技术熊蜂授粉技术基质消毒技术机械化作业技术产品采后处理技术,第二节设施栽培制度,栽培制度 在一定时间内，在一定的土地面积上的作物构成、种植方式的总称。其内容包括作物布局、轮作、连作、复种等。,第二节设施栽培制度,制定栽培制度的要求：周年供应 充分利用资源，降低生产成本 改善栽培条件，避免连作，多采用轮作。因地制宜安排生产，种植优质高产作物,第二节设施栽培制度,作物布局指一个地区或一个生产单位种植作物的种类、种植点的配置。作物布局既可指作物类型的布局，也可指具体作物、品种，作物布局还包括了熟制布局。选择适宜的作物种类是作物布局的难点 产品需求状况 作物特点 本地环境特点,第二节设施栽培制度,日光温室熟制：一年一熟：黄瓜：10月播种11月定植次年5，6月起秧。一年二熟：果菜-叶菜 果菜-果菜 一年三熟：冬秋黄瓜冬春黄瓜露地夏菜,第二节设施栽培制度,轮作与连作 连作：在同一块土地上，连年栽培同一种作物。轮作：在同一块土地上，按一定顺序逐年栽培不同的作物。作用：均衡利用土壤养分 减轻病虫害 减少杂草 改善土壤肥力,第二节设施栽培制度,轮作要有一定的顺序性。原则：轮作相临近茬的作物种类、种植方式、病虫害类型和喜肥水特点上差异要大些，并且在季节利用上要合理。从生态学观点，园艺作物大田作物等多种作物轮作效果最好。,轮作,第二节设施栽培制度,复种 指在同一块地上一个生产年度内接连种植两季或两季以上作物的种植方式。复种指数=全年作物播种总面积/耕地面积,第二节设施栽培制度,受当地的气候、土壤、生产条件和栽培习惯的影响，合理的栽培制度不仅可以充分发挥空间，时间和人力的巨大潜力，还可以提高复种指数，提高单位面积的总产量。,第二节设施栽培制度,复种指数小于100%时，表明耕地有休闲或撂荒的现象。休闲是指耕地在一定时间内不耕不种或只耕不种的方式，可分为全年休闲和季节休闲两种。撂荒是指耕地连续两年以上不耕种的方式，休闲和撂荒具有积蓄养分和恢复地力的作用,第二节设施栽培制度,茬口安排 指在同一个保护地设施中，在一个生产年度内所安排的蔬菜种植的种类、品种、栽培季节及其之间的衔接关系。,第二节设施栽培制度,日光温室茬口安排 一年一茬：黄瓜：10月播种11月定植次年5，6月起秧。一年二茬：果菜-叶菜 果菜-果菜 一年三茬：冬秋黄瓜冬春黄瓜露地夏菜,第三节设施空间利用,设施内的间、混、套作间作 在同一块土地上，有次序地播种或栽培两种或两种以上的作物。为主的称为主作，其余的称为间作物。西红柿-卷心菜 黄瓜-芹菜,第三节设施空间利用,混作 两种作物混合播种并混合生长在同一块土地上的栽培方式，称为混作。菠菜-茼蒿 小白菜芹菜,混作,第三节设施空间利用,设施内的间、混、套作套种 在一种作物生长的前期或后期，利用畦间播种或定植其他作物，称为套作。番茄后期套种卷心菜。,套种,间、混、套作作用：（1）充分利用空间（2）充分利用光、水、养分（3）作物间的相互作用有助于抵制病虫害的侵害。-卷心菜-西红柿:西红柿抵制卷心菜蝶。-芹菜、洋葱、土豆也有抵制卷心菜蝶作用。-胡萝卜-韭菜:胡萝卜抵制韭菜蛾 一些芳香植物（迷迭香、百里香）植物种植在田边有助于抵制蚜虫和卷心菜蝶。,第三节设施空间利用,立体栽培 在同一农田上，两种或两种以上的作物（包括木本）从平面上，时间上多层次利用空间的种植方式，实际上是间、混、套作的总称。叶菜、花卉等。,思考题,1、设施栽培的特点？2、间、混、套作？其优点有哪些？3、作物布局？根据当地的气候条件，生产条件，制定一套作物布局方案？,第二章 无土栽培技术与管理,主要内容,工厂化农业的发展现状无土栽培技术与管理,工厂化农业的发展现状,发展趋势温室大型化栽培品种多样化向节能的地区发展温室产品特色化降低成本,工厂化农业的发展现状,主要支撑技术工厂化育苗技术无土栽培技术环境监测控制技术CO2施肥技术熊蜂授粉技术机械化作业技术产品采后处理技术,无土栽培技术与管理,无土栽培概况无土栽培类型无土栽培营养液配置无土栽培营养液管理,无土栽培概况,概念 用基质替代土壤，将植物所需的养分及空气供应于根部，无须使用土壤的科学栽培方法主要用于蔬菜、花卉、矮化果树等栽培。,无土栽培,无土栽培与有土栽培的比较,有土 无土 缓冲力 大 小有机物 大量 少微生物 大量 少控制能力 困难 容易根测量 困难 容易耕作措施 复杂 简单,无土栽培优缺点比较,1、优点 最优的营养液供应便于肥料的使用，肥料利用率高。替换当地土壤 根系通气性好 高产、优质 节省劳力 免中耕，除草，整地，灌溉。生产无公害果菜。监控N03-，NH4+指标,2、缺点 投资高。基质缓冲力小。易引起基质盐碱度增加。根系易快速感染。需较高知识,无土栽培应用,无土栽培具有很多优越性，但并不是适合于所有的作物。一般用根与整个植物重量的比值来判断植物是否适于无土栽培，植物根重：整个植物重=1/81/4范围内才适合。设施内种植的花卉、蔬菜、苗木等，大都适合无土栽培。,无土栽培类型,无土栽培分类 目前无土栽培常用的形式有无基质栽培和基质栽培。水培（营养液膜法、深液流法）无土栽培 基质栽培 草炭、泥炭、稻壳 蛭石、沙、珍珠岩 岩棉,无土栽培类型,基质栽培 水培,基质栽培,基质的主要作用是支撑作物，因此只要PH稳定，无毒性，质地疏松、透气性好的材料原则上都可作无土栽培基质。基质栽培种类很多，草炭、蛭石、珍珠岩、炉渣、炭化稻壳、砾石等都可用作栽培基质，可单独使用其中一种，也可几种混合使用。,基质栽培,基质要求质地疏松、透气性、保水性好无毒或不含有毒物质。钠离子、钙离子含量不能过高，否则会发生生理病害要有稳定的化学性质，pH要稳定要价格便宜，容易得到,基质栽培,1、珍珠岩 常配合泥炭土使用,2、泥炭土 是采集泥沼或苔蘚類植物，堆積乾燥处理后，消毒杀菌制成，干净、质轻、品质稳定，不适合种植较高大的植物，常和其他基质配制使用。,3、蛭石黃褐色，表面帶有金屬光澤，顆粒不大，质地轻，物理特性介于泥炭土及珍珠岩，经消毒灭菌处理。常被用来混合泥炭土使用，顆粒較大且彼此黏着性不佳，无法有效固定植株，且亦不適合播种時使用。,基质栽培方式1、槽栽法,槽内地面多用塑料薄膜覆盖，厚度0.5-2mm，再覆上基质。槽应设计一定的坡度，使过量的水排出，防止积水而导致疾病的发生。,基质栽培方式1、槽栽法,2、钵栽法,2、钵栽法,2、钵栽法,上虚下实结构,2、钵栽法 钵栽可实现组合栽培。,3、袋培法,厚度至少应为0.15mm，最好为0.2mm。颜色内层黑色，外层白色，防止基质的温度变化过于剧烈，影响根的发育。袋侧面开孔，直径为810mm。,4、立柱栽培,水培深液流培营养液膜式水根栽培(NFT hydroponics）,由营养液槽、栽培床、加液系统、排液系统、循环系统五部分组成。,水培深液流培,水培深液流培,水培深液流培,由营养液槽、栽培床、加液系统、排液系统、循环系统五部分组成。,水培,1、营养液槽 用来贮存营养液，多用砖口水泥砌成池或槽置于地下。无论是夏季还是冬季，槽中营养液温度变化不大，比较稳定。但使用地下营养液槽必须靠泵的动力加液，因此需要电源动力装置。,水培,2、栽培床 是作物生长的地方，是水培设施的主体部分。栽培床一般由床架、床体、定植板三部分组成。特点：液层较深，生长环境稳定。营养液需循环。做好悬挂植株工作。,水培,2、栽培床,3、给排液装置及营养液循环 向栽培床加液设施由水泵、加液主管、加液管三部分组成。,图6-1 水培加热管示意图,。,无土栽培营养液配制与计算,根部对溶液中矿质营养的主动吸收过程离子吸附在根部细胞表面离子进入根部内部影响根系主动吸收的条件通气状况（氧气）温度溶液浓度土壤pH,离子吸附在根部细胞表面,离子吸附在根部细胞表面,离子进入根部内部,离子进入根部内部,耗能过程（ATP）需蛋白载体离子的选择吸收,影响根部对矿质营养吸收的条件,通气状况(氧气)溶液温度溶液浓度土壤PH,呼吸作用,ATP,主动运输,低浓度,根部吸收离子的数量与浓度呈正比,高浓度,吸收速率与浓度无关,对载体蛋白的选择作用影响较大,对矿质营养的溶解度影响较大,无土栽培营养液配制与计算,影响根系主动吸收的条件通气状况（氧气）温度溶液浓度土壤pH,应用增氧 适温,无土栽培营养液配制与计算,营养液应具备条件包括植物生长所需的大量与微量元素肥料在水中有良好的溶解度，元素呈离子状态，能有效地被作物吸收利用溶解度:在一定的温度与压力下，某种物质在100g或其它溶剂中所溶解的最大克数元素比例应适宜，以保证作物平衡施肥。总离子浓度适当。,无土栽培营养液配制与计算,营养液应具备条件各营养元素所构成的总盐分浓度及其酸碱度应是符合作物需求的。水源不含有害离子，不受污染。用Ca，Mg含量少的软水。营养液有适宜的酸碱度，PH值一般在6-7.0。降低成本，来源方便。,无土栽培营养液配制与计算,营养液配制原则,无土栽培营养液配制与计算,无土栽培营养液配制与计算,无土栽培营养液配制与计算,无土栽培营养液配制与计算,营养液配制,无土栽培营养液配制与计算,营养液配制1、浓缩贮备液 分为A、B、C三种，分别称为A、B、C母液。A-以Ca为中心。B-磷酸盐为中心。C-铁和微量元素，可以配制浓度较大的浓缩液，母液用HNO3酸化至PH3-4，可以保存较长时间。,无土栽培营养液配制与计算,营养液配制 A B C Ca（NO3）2 KNO3 鏊合铁 Mg（NO3）2 H3PO4 微量元素 KNO3 MgSO4 K2SO4 采用三个施肥罐的原因是为了防止生成Ca3（PO4）2沉淀或CaSO4沉淀，避免A，B直接混合。,无土栽培营养液配制与计算,无土栽培营养液配制与计算,无土栽培营养液配制与计算,无土栽培营养液配制与计算,肥料分配器,无土栽培营养液配制与计算,2、工作营养液 用浓缩营养液配制，在加入各种母液的过程中，也要防止沉淀的出现。步骤：先加入相当于要配制的营养液体积40%的水量，将A母液加入后，混匀后，边加水边加B母液，最后加入C液，加足水量后使其充分混合均匀。,无土栽培营养液配制与计算,三、营养液浓度的计算 1、重量百分比浓度（1）化合物重量/升：1升溶液中含有某化合物的重量数。单位（g/l）或（mg/l）。称为工作浓度或操作浓度，具体配制营养液是按此单位进行的。（2）元素重量/升：1升溶液中含有某营养元素的重量数。单位（g/l）或（mg/l）。如N：210mg/l，科研上用得多，不能直接用来进行操作，需转换。,无土栽培营养液配制与计算,（3）元素重量/升-化合物重量/升：例：N 素175mg，转换为 NH4NO3，需多少？NH4NO3含N 35%175/0.35=500mg 即175mg的 N相当于500mg的 NH4NO3。,无土栽培营养液配制与计算,例如：一个配方的氮源是以Ca(NO3)24H2O 1.0g/L来提供的，而另一配方的氮源是以NH4NO3 0.4g/L来提供的。单纯从化合物含量来看，前一配方的含量比后一配方的多了1.5倍，不能够比较这两种配方氮的含量的高低。经过换算后可知，1.0g/L Ca(NO3)2.4H2O提供的N为118.7mg/L，而0.4mg/L NH4NO3提供的N为140mg/L，这样就可以清楚地看到后一配方的N含量要比前一配方的高。,无土栽培营养液配制与计算,2、PPm浓度计算（mg/L)（1）PPm 浓度 在营养液中某种必需元素的百万分之若干分数，称为若干PPm。1 PPm就是一种物质在100万份其他物质中占有1份。用重量表示：1 PPm=1g/106g 用重量体积表示：1 PPm=1mg/L 用体积表示：1 PPm=1uL/L,无土栽培营养液配制与计算,（2）PPm 浓度换算 在许多情况下，我们只知道作物所需元素的浓度（ppm），在配制时，需将元素的用量换算成肥料的用量。公式为：肥料浓度（PPm）=元素浓度（PPm）肥料分子量 元素原子量,无土栽培营养液配制与计算,例：黄瓜配方中，已知所需大量元素的 PPm 分别为 N=224PPm，P=42 PPm K=280PPm，Ca=160PPm，Mg=48PPm，S=64PPm，用Ca（NO3）2，KNO3，MgSO4，（NH4）H2PO4四种肥料组配，其各种肥料浓度应为多少？若配制成1L1:100的原液，各需多少克？分子量：Ca（NO3）2：164 KNO3：101 MgSO4：120（NH4）H2PO4：115,无土栽培营养液配制与计算,解（1）由Ca Ca（NO3）2 Ca（NO3）2/164=160/40 Ca（NO3）2=656 PPm Ca（NO3）2所提供的 N 为：N1=28*656/164=112 PPm（2）由P（NH4）H2PO4（NH4）H2PO4=115*42/31=153 PPm 153 PPm（NH4）H2PO4所提供的 N 为：N2=153*14/115=19 PPm,无土栽培营养液配制与计算,（3）其余N 由 KNO3 提供：224-112-19=93 PPm 算出KNO3的量应为：KNO3=101*93/14=675 PPm推算出675 PPm的KNO3所提供的K：K=675*39/101=260 PPm 基本符合植物的要求。（4）MgSO4可由Mg或S计算，使MgSO4的量兼顾Mg和S的要求。注意：应选择只有唯一肥源提供的元素做起始计算。,无土栽培营养液配制与计算,无土栽培营养液配制与计算,无土栽培营养液管理,1、营养液浓度管理（盐度管理）通常配制营养液用的无机盐是强电解质，其水溶液具有浓度，营养液的这种浓度又称盐度，或离子浓度。一般以符号EC表示。单位：ms/cm（毫西门子/厘米）无土栽培在栽培的所有阶段都需持续监测灌溉液的EC，NO3盐及CI离子浓度，每隔23周周期性测试。,无土栽培营养液管理,测定方法在一定范围内，溶液的含盐量与电导率成正比，以电导率可反映溶液中盐分含量的多少。用电导度计测定，以电导率值表示测定结果。只能测定盐分的总浓度。,无土栽培营养液管理,无土栽培营养液管理,作物对浓度总的需求大多数作物适应的EC值范围为0.53.0ms/cm最高不超过 4.0ms/cm。在配制时，要注意不同作物对养分总浓度的要求不同，不能超过其总浓度需求西红柿、芹菜：3 g/L 水黄瓜、香石竹：2-3 g/L 水百合、非洲菊：1.52 g/L 水1L水中溶解的总的肥料克数不能超过 千分之4。,无土栽培营养液管理,2营养液温度管理营养液温度直接影响作物根系对水分，养分的吸收，因此，营养液的温度应是根系需要的适宜温度，而根系要求的适宜温度比地上部要求高(18-25度)通过调节营养液温度在冬季调节作物根系的温度,无土栽培营养液管理,无土栽培营养液管理,无土栽培营养液管理,无土栽培营养液管理,3、营养液供液时间和供液次数供液最好采用定时供液的方式。通过作物缺水症断，判断植物是否缺水，从而确定每天的供液时间和供液次数例：用负压计实现灌溉控制选择几个测量点，每个测点放置三个负压计，放置的深度分别为20cm，50cm，75cm，距滴头及植株10cm远。每天读数，记录水分与作物生长状况。,无土栽培营养液管理,负压计读数在-00.1MPa范围内，一般在-00.08MPa之间正常使用。负压计读数为0时，表示土壤水分饱和，植物根区氧气不足。-0.010.025MPa对喜湿作物是理想的水分和通气状况。,无土栽培营养液管理,4、营养液酸碱度（PH）管理 在无土栽培中，由于基质不具有缓冲性，营养液要求有适当的PH值，一般为58,无土栽培营养液管理,无土栽培营养液管理,不同的植物适宜不同的PH环境,无土栽培营养液管理,(2)PH值影响各种离子的吸收 PH大于8 时，易缺Fe，Mg，P；PH降至4.5时，Ca，Mg，K沉淀多。,无土栽培营养液管理,（3）PH 调整 PH低时，用KOH或NaOH调整，PH高时，用H2SO4，KNO3，H3PO4调整。注意，在加酸或碱时，需以200倍液稀释后逐渐加入，并充分混合搅拌。（4）PH测定 用PH计或PH试纸。,无土栽培营养液管理,5、营养液通气性管理 无土栽培中的作物根也需要进行有氧呼吸，所需氧气可以从空气中摄取，也可以利用营养液中的溶氧。,无土栽培营养液管理,无土栽培营养液管理,5、营养液通气性管理必须设法增加营养液中的溶氧量，这一点对于水培极为重要。营养液中的溶氧量受营养液温度影响很大，温度越高，溶氧量越少，而呼吸消耗反而越大。高温的夏季常需要通过调节营养液的循环频率来增加营养液中的溶氧量。,无土栽培营养液管理,无土栽培营养液管理,6、营养液的补充与更新,无土栽培营养液管理,6、营养液的补充与更新,无土栽培营养液管理,7、营养液消毒 用高温、紫外线等进行消毒。,番茄的无土栽培,番茄的无土栽培,1、品种选择选择适宜的品种,番茄的无土栽培,2、栽培方式可采用水培也可以采用基质栽培，但以基质栽培较多。基质栽培有槽培和袋培两种。槽培要用水泥或砖砌成槽故比较麻烦，如重复利用消毒也比较困难，所以少用。袋培是一种比较常用的栽培方式。,番茄的无土栽培,3、育苗与定植浸种催芽。用50温水浸种1015分钟，对番茄种子进行消毒，清洗干净后放人清水中浸种36小时，用纱布包好置入2530的恒温培养箱中，保湿催芽23天后，即可发芽。播种发芽之后即将种子播种在盛装基质的营养钵中，或将种子直接播种在盛装固定物(小石子或陶粒)的定植杯中，每钵(杯)23粒种子，上盖薄薄一层基质，覆盖遮阳网，淋清水。,番茄的无土栽培,3、育苗与定植苗期管理。齐苗后开始间苗，每钵(杯)留1株健壮幼苗并及时浇营养液。定植。当幼苗长至34片叶时定植到栽培床上，一般每亩定植20002500株。4、营养液配制,番茄的无土栽培,5、营养液管理浓度管理。从定植到开花前EC值控制在1.52毫西门子厘米，开花到第一托果采收控制在22.5毫西门子厘米，开始采收后可把浓度提高到3毫西门子厘米，以确保产量。,番茄的无土栽培,4、营养液管理营养液酸碱度管理。生长最适pH值范围为66.5，生长过程中pH值一般会呈升高趋势。当pH值7.5时，会造成营养成分不平衡而引起Fe、Mn、B、P等的沉淀，造成缺素症，所以要及时调整浇液量和浇液次数。采用基质栽培者，每天上下午各供液一次，苗期每天每株约供液500毫升，生长中后期增加至1000毫升，阴雨天酌情减少。,采用无土栽培的温室都需要营养液配制装置。,工厂化生产微气候控制技术,番茄的无土栽培,6、整枝和授粉在番茄植株生长到一定高度时，就应及时整枝。整枝应在晴天进行，利于伤口愈合采用人工或虫媒授粉/,番茄的无土栽培,7、采收当番茄果实顶部开始转为橙黄色时即可采收,1、,思考题,1、什么叫无土栽培？盐度？2、已知西红柿所需的营养为（PPm）N P K Ca Mg S 苗期 120-150 40-50 180-220 80-100 50 50-60 开花期 150-180 50-60 220-270 100-120 50 50-60 结果期 130-150 40-50 220-270 80-100 50 50-60以苗期为例，若用Ca（N03）2，MgSO4，KNO3，（NH4）2HPO4四种肥料施肥，各种肥料的施用量是多少PPm？若配制成1L的1：100原液，各需多少克？3、无土栽培的营养液管理分几个方面？,谢谢！,