水耕栽培是什么?如何打造一个水培系统?
栏目:公司新闻 发布时间:2021-03-12 23:05

  新浪科技讯 北京时间2月20日消息,你知道吗?没有土壤其实也可以种植植物。在混合了某些矿物质和营养物质的水中种植植物的方法被称为水培法,许多人认为,这种新的栽培技术可以替代传统的土壤耕作和园艺。

  水耕栽培是什么?

  水耕栽培的蔬菜

  水耕栽培(Hydroponics)简称水培,是一种在没有土壤的情况下种植植物的技术。“Hydroponics”这个词源于两个希腊词根:“hydros”和“ponos”,前者意思是水,后者则表示工作。因此,我们可以将“Hydroponics”理解为“与水合作”。

  和人类一样,植物也需要营养物质才能生长。这些养分可以来自土壤,被植物根系吸收后运输到不同的部位。几个世纪以来,科学家们一直认为土壤是植物生长的基本要素,但实际上,土壤也可以很容易地被水培营养液取代。这种营养液又称水耕溶液,含有植物生长所必需的一切营养物质。

  如何在家中实现水耕栽培?

  (1)制作水耕溶液

  首先,我们需要创造一种可以替代土壤的营养液。简单而言,水耕溶液就是水和对植物生长很重要的营养物质和矿物质,最基本的营养培养基必须含有氮、磷、钾、钙、镁和硫等元素。

  大多数比例合适的水耕溶液都可以在市场上很容易买到。有许多书籍也详细地解释了制作水耕溶液所需的化学物质及其数量。然而,如果你喜欢更为“自然”的方式,以下就是一些可以使用的自然成分。

  石膏、石灰、骨粉和蛋壳等物质富含钙,香蕉皮富含钾,面包酵母富含磷,而大豆和扁豆可以提供氮。不过用这些来制作水耕溶液也要小心,因为都没有经过精细的测量和验证,可能需要多次尝试才能获得你想要的结果。

  (2)物理基材的设置

  浴缸水培系统的基本设置

  水耕栽培的一般思路是将植物固定在某种支撑物上,使其根系悬浮在下面的水耕溶液中,从而为植物提供源源不断的营养物质。因此,如果你想成为一个“浴缸农夫”的话,你需要的不仅仅只是一个浴缸。你可以在浴缸边缘上固定一张网,把植物放在上面,然后往浴缸里倒入水耕溶液。

  你也可以拿一根管子,在上面切出圆孔,然后把植物的根放入孔中,这样就能使它们的根垂到下面的浴缸里。如果植物太小,你可以用尼龙绳轻轻绑住根部,让营养丰富的水分慢慢地向上流动。

  简而言之,你所需要做的就是确保水耕溶液的营养均衡,然后把植物根部浸入其中,并确保植株能够获得足够的光线照射。

  水耕栽培对比传统农业有什么优势?

  水耕栽培农场

  首先,水耕栽培没有那么麻烦。如果你很喜欢种植植物,但又讨厌在泥土里挖来挖去,或是害怕各种小虫子爬到身上,那么水耕栽培便是你的最佳选择。

  由于植物在水培系统中可以获得充足的水分和营养,不用花费过多的能量来发展复杂的根系,因此能提供更新鲜、更健康的植物产品,而且时间更短、产量更高。科学家们对比了水耕栽培和传统耕作方法,发现前者种植的植物产量增加了17%。在另一项研究中,一株水耕栽培的马铃薯能收获75个块茎,而用土壤栽培的产量仅为3到5个;用水培法种植的马铃薯也比用盆种植的马铃薯大51% 。

  在没有条件进行传统耕作的地方也可以使用水耕栽培。此外,水耕栽培也增加了生活空间里的绿色区域。这种方法所需要的水和肥料只相当于土壤农业所需用量的10%和25%,这意味着运行成本更低。我们可以用更少的投入,也不需要太多的经验,就可以种植出新鲜的蔬菜瓜果。

  发表在《国际农业推广杂志》(International Journal of Agricultural Extension)上的一篇论文比较了水耕栽培和土壤种植所获得的草莓产量。“用水培系统种植草莓是可行的,与传统的土壤种植系统相比,其成本合理且更可持续,”文中声称,“未来的研究应该关注各种水耕栽培方法以及商业化种植的可行性。”

  商业性的水耕栽培

  自20世纪30年代早期以来,科学家就一直在以某种形式使用水耕溶液。不过,这些溶液都在实验室的特定条件下受到精细控制,而且只用于研究植物结构和营养情况。在商业生产中,这项技术的应用远不常见。

  目前,我们也没有可以从网上订购的标准化水耕溶液。但别担心,水耕栽培领域正以惊人的速度成长。据“美国商业资讯”(Businesswire)的一篇文章称,全球水耕栽培市场预计将从2016年的2.2645亿美元增长到2023年的7.2487亿美元。

  水耕栽培的缺点:为什么没有超越传统农业?

  一个主要原因是用于商业性水耕栽培装置的初始成本可能很高。除了经济方面的限制,阻碍水耕栽培大规模生产的还有另外三个问题。

  首先,目前所有的水耕栽培技术都使用复杂的设备和昂贵的精炼材料。科学家们还没有开发出足够简单的操作方法,供普通劳动者在很有限的帮助下使用。

  其次,目前所有的技术最初都是用于植物的生理学和营养学研究,并不能解决大规模农业生产中面临的问题。此外,科学家们也不完全了解水培系统的水动力学,比如,我们还无法准确解释水培生长的植物为什么会有不同的根结构。

  结语

  理论上,所有植物都可以水耕栽培,但我们不知道不同植物在不同气候条件下对水培系统的反应;我们也不知道根系类型差异究竟有多显著。最重要的是,我们还没有弄清楚生长方式的重大变化将如何影响物种的未来演化。

  甚至美国国家航空航天局(NASA)也在试验水耕栽培,因为在太空中种植的植物可以为宇航员提供新鲜的食物和氧气。他们正在试验所谓的“生物再生生命支持系统”,目的是为月球和火星殖民任务提供食物来源。(任天)