阳台楼顶水培蔬菜的装置设计

投资指南:此类水培装置的开发还是颇具前景的

  水培是一种先进的植物栽培新技术,它不仅在农业生产上可以发挥出其它栽培技术无与伦比的作用,其实它在室内绿化与植物栽培上也是极具发展空间的,特别是室内阳台及楼顶,这些人居环境的绿化及城市生产,最终将走向无土化,只有无土化才可以使它的利用空间大大拓展,也只有无土化的水培才可减免传统方式的许多环节与繁琐性.所以说开发一些简单实用的装置,对于发展与提升我国水培产业来说还是极具推动作用,只有尽快让水栽培技术成为普通市民皆可家庭操作的技术,才可以让先进的技术深植民心快速发展.水培是一项实用简单易学的技术,没有土壤栽培哪样存在太多的操作环节,也不会像土培那样带来环境之不洁.立足家庭园艺市场开发实用的装置,将是我国初级阶段市场开发的主要方向.它要符合以下特点,一技术简单,家庭主妇与不懂栽培的人皆可接受掌握,二养护方便,环节简化易管理,三成本低廉,只有普通园艺花盆的售价,四,利于生长赖人管理,并且适合栽培各种花草树木.针对这些问题与市场要求,于我国可率先开发类似于以下的简易产品,就是静止性的水气栽培,它的特点是定植蓝与露根部份处于空气中,解决了植株的需氧问题,容器的水层解决了营养液与水份供应的问题,侧边的水位便于养液高度的管理,以达到科学管理生长正常的目的.养护者只需按照水位指标往容器内定期添加水或营养即可,这种模式虽是简单,但也能使植物生长良好,不管是花草及瓜果蔬菜皆可栽培,是一种适普性极广的家庭园艺实用新技术.

 

用于楼顶的V型管道系统

   楼顶花园菜园的建设,通常也需结合管道栽培实现种植空间的最大化利用.选择各种水管及配件就可进行自行设计,按场地及个性化的风格进行科学构造,目前运用较多的管道系统有NTF循环及气雾栽培两种,对于垂直管道难以进行养液循环的,还可结合超声波造雾供液技术,这三种养液供给方式可按实际灵活运用,而其外观建造则可以进行艺术化构型.可以不拘一格发挥想象地进行自由设计.以下是一款以三角型支撑的V型系统,可以放置于阳台及楼顶,其基角以三角型交叉支撑,较为牢固抗风,楼顶可以借鉴选用.再于三角撑架上阶梯立体式地水平摆放栽培管道,实现立体构图,种植的株数增加,通风较好.以种植各种叶菜或草莓较适合,其循环的实现也较为方便,以NFT的循环模式进行.

集成现代农业成果的阳台农业技术(一)

   如果说土壤栽培是传统农业生产的主旋律,那么无土栽培则是现代农业的主线谱,阳台农业就是线谱中跳动的悦耳音符，它是现代农业在阳台楼顶绿化上的集成与综合，是高科技农业在一个点上的汇集与展示。从九十年代庭院经济发展到现在的都市农业，其间的演变与发展是渐进的，但也是跳跃的，特别是植物生长环境从数千年的土壤环境中解放出来，是人们在植物栽培研究上的一步伟大跨越。无土化栽培为植物生长创造出洁净的可控的环境，为实现农业环境的工厂化迈出了关键的一步，于是形成了当前现代农业工业化的格局。而城市的阳台或者楼顶绿化则是农业工业化、生产生活化技术在家庭园艺上的具体运用。是一种把生产、生活、美化、食物、环保、生态、科普等有机融合的一项新技术，是一种多功能多角度多概念的新型农业模式。冠之于阳台农业仅仅以其生产实施的环境来命名所产生的一个粗浅概念，如果从其内涵来定义，它将包括现代农业技术中所有的新型技术，所以说它是现代农业的集成与综合的说法一点都不过份。以下就是运用了微计算机控制技术、无土栽培技术、园林设计技术、生态农业技术等技术集成一起所构建的一个空中菜园、空中花园、空中果园，是当前城市环境建设中与家居生活最为贴近的绿色伊甸园。

老人休闲怡情的场所

小孩玩耍游戏的绿色空间

科普教育的好教材

营造学习读书的清新优美环境

即可健身又可发电的跑步机

 

 

楼顶降温最适的品种——番薯

    常规番薯的栽培，因藤蔓生长的有限性当然不能成为楼顶降温的主要品种，但是如果对普通的番薯品种进行水气培，就可以让其生长潜能得以最大发挥，从而成为夏日酷暑覆盖楼顶进行遮阴降温的最适品种，以其生长之神速及冗厚的枝叶生长，就可以达到遮阴降温及蒸发散势的最佳效果，如果在都市祼露的楼顶设计一套水气培装置进行薯蔓的放任式栽培，就可以大大减缓城市化所带来的热岛效应，自然也大大减少城市署天的空调降温费，是一种绿色环保生态的降温方法。请看下列图片，是番薯水气培的绿化遮阴效果，具有生长神速绿化快速的特点，现已成为都市楼顶栽培的主要品种，它既具绿化效果又具蔬菜效益，是深受市民欢迎的优良品种。

4月24日

6月2日

7月29

10月8日

采用盘钵压蔓的方法令其结薯，以实现叶蔓双丰收，叶可当菜，薯可当杂粮！

楼顶番薯绿化降温系统的装置构成

    该装置采用了水气培原理及自动控制技术，实现了加液\空气混入、循环、及养液添加的自动控制，虽然是一种不型的栽培装置，但它的对植物的生长促进效果与农业生产上的水平放任栽培模式具有同样的增产效应，是栽培绿化的极好装置，现把其构成图剖析如下，以供学员参考与运用。

人工补光灯

  万物生长靠太阳,是人们认识自然所形成的一种常识,植物的生长更离不开太阳,但现代科学可以让植物在没有太阳的地方更好地生长,这就是人们已懂得了植物对太阳需要的内在原理,就是叶片的光合作用,在叶片光合作用时需要外界光子的激发,才可完成光合整个过程,太阳光线就是光子激发的一过供能过程,那么只有人为的创造光源也同样可以让植物完成光合过程,所以现代园艺或者植物工厂内都结合了补光技术或者完全的人工光技术.目前,用于植物栽培的人工光源有以下几种,最普通的就是萤光灯光源,其次就是钠灯,最新的又有可供专一光谱的植物生长灯,是萤光灯的一种,它提取了红光与蓝光光源,是单色光源的结合.具有省电高效的作用.另外,从发光时的热效应来分又可以分为冷光源与热光源,如果需加温的温室或环境需要可以用热光源如钠灯,但对于植物工厂或设施栽培相对来说都是以冷光源为好,因为环境的加温可以采用效率更高的加热设备来完成.而冷光源具有光效率高节能省电之效果,如萤光光源的植物生长灯.当然随着人工光技术的发展,效率更高的如二极管发光技术LED已出现,发达的国家已用于农业生产,还有LD的激光光源,这些发光光源可以因植物生长的需要进行单色光的补光或者进行不同光谱的结合,而且其耗电量是普通光源的几分之一,是现代补光技术的一项重大变革.

 

毛细管垫

在NFT系统中结合管底或者槽底铺设毛细管垫技术,可以大大促进植物毛根的发育,也可稳定根域的营养环境,它即可作为根系生长的载体,又是营养液的蓄体,对根系的生长及管内湿度的保持起到很大的作用,一般在建设NFT系统时于方管或槽底铺设宽10-15cm的毛细管垫,利用毛管吸水效应来创造根域最适合的营养及湿气环境,对生长促进明显,对根系缓冲效果良好.生产上可用吸水较好的无纺布,如用于草坪播种的白色无纺布,也可用毛细效应较好的玻纤布.

 

 

                                              水气培蔬菜硝酸盐含量的调控研究进展
                                                         赵 根
                                                     丽水农科所快繁中心 323000
   人体摄入的硝酸盐82.1%来自蔬菜，进入人体的硝酸盐可被体内的微生物还原为亚硝酸盐(NO-2)，亚硝酸盐(NO-2)能迅速进入血液，将血红蛋白中的低铁氧化成高铁，形成无法转运氧气的高铁红蛋白，结果造成人体缺氧而患高铁红蛋白症。亚硝酸盐还可与次级胺结合，生成能够诱发癌症的亚硝胺物质[1]。因此，硝酸盐在蔬菜和其它食品中的积累对人体健康危害极大。
   传统的土壤栽培蔬菜除了硝酸盐问题外，还存在土壤含大量重金属以及栽培施用高残留农药等问题，用水培以及气雾栽培蔬菜，通过智能化计算机调控温、光、水和二氧化碳以及其水中的氧气，采用防虫网、电功能水预防病虫害的入侵，这样就避免了土壤连作障碍、天气灾害和病虫害，也无重金属污染，无需打农药，硝酸盐含量也可以大大的降低。土壤栽培无法有效的调控硝酸盐含量，因在土壤栽培中硝酸盐含量低就会大大价低其产量，高了之后又无法迅速的降低其土壤中的硝酸盐含量。水培或气雾栽培就可以解决这个问题，随心所欲的调整硝酸盐的含量以及营养液的浓度。下面介绍一下，进一步降低水培，气雾栽培蔬菜硝酸盐含量的方法：
1、品种的选择
  不同类型的蔬菜吸收、累积硝酸盐的能力不同。各类蔬菜硝酸盐含量由大到小排列为：根菜类、薯芋类、绿叶菜类、白菜类、葱蒜类、豆类、瓜类、茄果类、多年生蔬菜、香菇。同一类型蔬菜不同种类间硝酸盐含量有差异，菠菜硝酸盐含量比其他叶菜高；同一种蔬菜的不同品种在相同栽培条件下硝酸盐含量也存在差异，变化范围在1.4～20.8倍[2]。蔬菜各部位硝酸盐含量不同，一般根部和茎部高于叶部，叶柄高于叶片，外叶（下部叶）高于内叶（上部叶），花和果实较低[3]。所以在品种选择上选择一些累计硝酸盐能力弱的品种，作为以后蔬菜的发展。
2、营养液管理
2.1氮源
  水培气雾栽培一般采用硝态氮为主，但硝态氮使水培产品易于累积硝酸盐。以适当比例的尿素、铵态氮代替硝态氮。可降低产品硝酸盐含量，姚建武等水培菜心和生菜试验表明。硝酸盐积累因氮源而异：NO3-N>NH4NO3>NH4+一N。[4]任祖淦等土壤栽培试验表明。采用氯化铵和硫酸铵能有效降低硝酸盐积累，其中Cl-、SO42-对硝酸根的拮抗作用及取代效应也起了作用。在水培中可能存在相似的机理。陈贵林等、王华静等及Gunes等研究采用氨基酸作为氮源．能降低蔬菜硝酸盐积累。但是当其它氮源过多时，往往造成减产。因此需要选择硝酸盐降低较多而减产幅度小的氮源比例作为合理的氮源配比．如NO3—N、NH4+-N 以8：2的比例应用于生菜，6：4应用于莴苣获得较高的产量,同时硝酸盐含量分别降19.7% ．39.5%[5]。Lasa等报道水培采用NH4+-N时，加入足够的Mg2+增加向日葵产量至接近使用NO3-N．要降低硝酸盐的含量就要调整铵态氮和硝态氮比例达到最佳[6]。
2.2营养液浓度
   营养液浓度越高，营养液中硝酸盐(氮素)越多，蔬菜硝酸盐积累越高。高祖明蛭石培表明NO3一N浓度从2 mmol／L至16 mmol／L处理．4种蔬菜硝酸盐均逐渐升高,16 mmol／L处理为2 mmol／L处理的2．7-21．9倍。[7]施用高浓度的硝态氮肥．极易导致叶菜硝酸盐积累．光强不足则积累加剧。因此在保证产量的基础上．尽量使用低浓度。
   营养液供应时期通过降低后期供氮水平．尤其是减少硝态氮供应．可降低水培产品硝酸盐积累，在收获前短期(如l周)采用无氮营养液可显著降低蔬菜硝酸盐含量，也加入Cl一、S042-、苹果酸根离子、山梨酸根离子、乙酸根离子可以有效降低蔬菜硝酸盐含量． 
2.3营养液元素平衡
   磷素可以促进氮的吸收和同化，磷是硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)的重要组成部分，参与NO3-的还原和同化，同时磷为植物生长发育的能量之源，在养分平衡中有重要作用。钾素营养充足，对NO3-同化的硝酸还原酶(NR)的诱导合成有促进作用，并能增强其活性，有利于硝酸盐的还原；钾还能显著地加快NO3-由根向叶片的运输，促进硝态氮的还原和利用，从而降低蔬菜尤其是叶类蔬菜因大量施用化学氮肥而造成的硝酸盐和积累。钼是硝酸还原酶的重要组成部分，它起着电子传递作用，所以缺钼时时就会造成大量硝酸盐的积累。铁时铁氧还蛋白的重要组成部分，是亚硝酸盐还原的供氢体，所以缺铁不但影响光合作用，也会大大增加其硝酸盐的含量，因此注意营养液中各元素的平衡，防止由于缺素造成硝酸盐大量的积累。在水气培当中微量元素容易造成缺素，可以通过叶面肥的形式进行补充，选用园式配方中的微量配方，也可单独使用某一元素进行像0.02%～0.05%钼酸铵溶液和0.05%-0.1%硫酸锰溶液以及0.2-0.5%的硫酸亚铁溶液进行叶面喷施。
3、增强光照
   光照是植物光合作用的能源,促进硝酸还原酶的合成,影响植物对NO3- 的传导、硝酸还原酶的活性和植物生长,从而影响植株对硝酸盐的积累。众多研究表明:弱光条件下,硝酸盐含量比强光条件下高。
   红光是植物光合作用吸收的最主要光谱， Meena等(1996)研究发现，红光引起硝酸还原酶转录水平的提高，能大大降低硝酸盐的含量[8]，采用红光进行人工补光，不仅可以大大加快蔬菜的生长速度，还能大大的降低硝酸盐含量，是人工补光的最佳方式。
通过合理稀植和间作套种，避免作物相互遮光，合理的立体栽培模式，在棚室等设施蔬菜栽培中，可采取更新棚膜、清除棚膜上杂物、后墙挂反光幕等等方式来提高植物的光合作用，降低硝酸盐含量。 
4、电场处理
   电场是现代物理农业中最主要的手段之一，在栽培过程采用电场处理，不仅可以提供光电子、提高一些酶的活性促进光合作用[9]，加快植物的生长降低硝酸盐的含量，而且还能抑制病虫害的发生，起到杀菌的作用，实现免农药栽培。 
5、纳米二氧化钛处理
   在蔬菜栽培前期使用纳米二氧化钛进行叶面喷施，利用纳米大小的二氧化钛（TiO2）纳米颗粒能够吸收紫外线进行水的光分解、提高光合作用速率[10]，其在阴雨天也能起到促进光合作用、促进植物生长，大大降低了硝酸盐的哦含量，而且还减弱了紫外线对植物的负面效应，起到一定的消毒杀菌作用。
6、适时的采收及其保存
　 傍晚和晴天采收的蔬菜硝酸盐含量较低，应在蔬菜生长后期或成熟后择晴天傍晚或午后采收。高温期应在气温较低的早晨采收。
   叶菜的外叶硝酸盐含量偏高，收获或上市时应适当摘除外叶。蔬菜采收后温度偏高，体内的硝酸盐会向亚硝酸盐转变，使人食用后中毒。从采收、运输到上市维持０℃或较低温度，能减少蔬菜体内亚硝酸盐。
7、研究展望　　
  叶类蔬菜硝酸盐含量高，为降低其硝酸盐含量，减少对人类的危害，研究其营养液中的铵态氮和硝态氮比例，以及其浓度的最佳控制，通过实验筛选优良的品种，以及通过各种物理技术，像电场技术、纳米技术等等来有效的降低其硝酸盐含量，让人们迟到真正的放心蔬菜。