Coltivazione fuori suolo

la parte di irrigazione è costituita da un sistema completo per fornire acqua e fertilizzante alle piante nella serra

La coltivazione fuori suolo si riferisce a un metodo di coltivazione in cui l'acqua, la torba o il pacciame di foglie di foresta, la vermiculite e altri mezzi vengono utilizzati come substrato per l'apparato radicale della pianta per fissare la pianta e l'apparato radicale della pianta può contattare direttamente il nutriente soluzione. La composizione della soluzione nutritiva nella coltura fuori suolo è facile da controllare e può essere regolata in qualsiasi momento. In luoghi dove la luce e la temperatura sono adatte ma non c'è suolo, come deserti, spiagge e isole deserte, purché ci sia una certa quantità di acqua dolce, può essere effettuata. La coltivazione fuori suolo è suddivisa in idroponica, coltivazione a nebbia (aria) e coltivazione su substrato secondo diversi mezzi di coltivazione. L'idroponica si riferisce al metodo di coltivazione in cui le radici delle piante sono direttamente a contatto con la soluzione nutritiva senza utilizzare un substrato. La prima idroponica consisteva nell'immergere l'apparato radicale della pianta nella soluzione nutritiva per crescere. Questo metodo causerà ipossia e, nei casi più gravi, il sistema radicale morirà. Viene spesso utilizzato il metodo idroponico del metodo del film liquido nutritivo, ovvero uno strato molto sottile di soluzione nutritiva, che circola continuamente attraverso l'apparato radicale delle colture, che non solo garantisce il continuo apporto di acqua e sostanze nutritive alle colture, ma fornisce anche continuamente ossigeno fresco alle radici.
La coltivazione fuori suolo è una nuova tecnologia di coltivazione delle colture sviluppata negli ultimi decenni. Le colture non sono coltivate nel suolo, ma sono piantate in una soluzione acquosa (soluzione nutritiva) contenente minerali disciolti; o in qualche tipo di mezzo di coltivazione, le colture vengono coltivate con soluzione nutritiva. Finché esistono determinate attrezzature per la coltivazione e determinate misure di gestione, le colture possono crescere normalmente e ottenere rese elevate. Poiché non utilizza terreno naturale, ma utilizza una soluzione nutritiva per irrigare le colture, si chiama coltivazione fuori suolo.
La caratteristica della coltivazione fuori suolo è quella di sostituire l'ambiente del suolo con l'ambiente di crescita delle radici delle colture creato artificialmente. Non solo può soddisfare le esigenze delle colture in termini di nutrienti, acqua, aria e altre condizioni, ma può anche controllare e regolare queste condizioni per promuovere una migliore crescita delle colture. , e ottenere un migliore equilibrio tra crescita vegetativa e crescita riproduttiva. Pertanto, le colture coltivate senza terra di solito crescono e si sviluppano bene, con resa elevata e alta qualità.
A metà del XIX secolo, lo scienziato tedesco Van Leibig stabilì il prototipo della teoria della nutrizione minerale, che pose le basi teoriche per la moderna tecnologia di coltivazione fuori suolo. Sachs e Knop piantarono con successo piante in soluzione nutritiva intorno al 1860, stabilirono il metodo di coltivazione di piante con soluzione nutritiva minerale che è stato utilizzato fino ad oggi e gradualmente si sono evolute nella moderna tecnologia di coltivazione fuori suolo. Nel 1929, Gericke negli Stati Uniti condusse ricerche sulla coltivazione fuori suolo su larga scala e utilizzò una soluzione nutritiva per coltivare pomodori fino a 7,5 m di altezza e raccolse 14 kg di frutti per pianta. Negli anni '40, come nuovo metodo di coltivazione, la coltivazione fuori suolo è stata successivamente utilizzata nella produzione agricola. Molti paesi hanno successivamente stabilito basi di coltivazione fuori suolo e alcuni hanno anche costruito serre. Durante la seconda guerra mondiale, l'aeronautica britannica ha utilizzato metodi di coltivazione fuori suolo per produrre ortaggi nel deserto iracheno e negli Stati Uniti sull'isola di Wake nell'Oceano Pacifico per soddisfare il fabbisogno bellico. Successivamente, diversi paesi hanno iniziato ad applicare la tecnologia della coltivazione fuori suolo e hanno raggiunto un maggiore sviluppo. Nel 1955, durante la 14a Conferenza Internazionale sull'Orticoltura tenutasi nei Paesi Bassi, alcuni ricercatori di coltivazione fuori suolo avviarono la costituzione dell'International Soilless Cultivation Group (IWOSC), che fu ribattezzato Soilless Cultivation Society (ISOSC) nel 1980.
L'applicazione della ricerca e della produzione della coltivazione fuori suolo nel mio paese è iniziata negli anni '70, principalmente per l'allevamento fuori suolo di piantine di riso e l'allevamento di piantine fuori suolo di colture orticole. Nel 1980 è stato istituito a livello nazionale un gruppo cooperativo per la coltivazione industrializzata di piantine di ortaggi. Oltre alla ricerca sulla coltivazione fuori suolo del semenzale, è stata svolta anche la ricerca sulle tecniche di coltivazione fuori suolo in aree protette. Nel 2016, l'Istituto di botanica, l'Accademia cinese delle scienze e il Fujian San'an Group hanno fondato la più grande fabbrica di piante di luce artificiale del mondo, la Zhongke San'an Plant Factory, realizzando l'applicazione industriale su larga scala della coltivazione di ortaggi fuori suolo.
1. Risparmio idrico, risparmio di fertilizzanti, alto rendimento: vari nutrienti richiesti dalle colture nella coltivazione fuori suolo sono formulati artificialmente in soluzioni nutritive per l'applicazione, con minore perdita d'acqua, nutrienti equilibrati, alta efficienza di assorbimento e si basano su tipi di colture e le stesse diverse fasi di crescita delle colture forniscono nutrienti scientificamente. Pertanto, le colture crescono e si sviluppano in modo robusto, con un forte potenziale di crescita e possono esercitare appieno il loro potenziale per aumentare la produzione.
2. Pulito, igienico e privo di inquinamento: i fertilizzanti organici vengono applicati nella coltivazione del suolo e i fertilizzanti vengono decomposti e fermentati, il che produrrà odore e inquinerà l'ambiente. Produrrà anche le uova di molti parassiti e metterà in pericolo i raccolti. Tuttavia, la coltivazione fuori suolo utilizza fertilizzanti inorganici, che non presentano questi problemi. E può evitare l'inquinamento di sostanze nocive come i metalli pesanti nel suolo inquinato.
3. Risparmio di manodopera e risparmio di manodopera, facile da gestire: la coltivazione fuori suolo non richiede intertillage, aratura, diserbo e altre operazioni, risparmiando manodopera e manodopera. L'irrigazione e il topdressing vengono risolti contemporaneamente e il sistema di alimentazione del liquido viene fornito regolarmente e quantitativamente, il che è conveniente per la gestione, non causa sprechi e riduce notevolmente l'intensità del lavoro.
4. Evitare gli ostacoli alla coltivazione continua: nella gestione della semina in campo degli ortaggi, la rotazione razionale dei terreni e l'evitare la coltivazione continua sono una delle misure importanti per prevenire l'insorgenza grave e la diffusione di malattie. La coltivazione fuori suolo, in particolare l'idroponica, può sostanzialmente risolvere questo problema.
5. Non limitato dalla regione, sfruttare appieno lo spazio: la coltivazione fuori suolo rende le colture completamente separate dall'ambiente del suolo e non è limitata dalla qualità del suolo e dalle condizioni di conservazione dell'acqua. Molti deserti, terre desolate o aree difficili da coltivare sulla terra possono adottare metodi di coltivazione fuori suolo Approfittane. Eliminando i vincoli di terra, la coltivazione fuori suolo può anche essere libera da vincoli di spazio. L'utilizzo dei tetti piani delle fabbriche e degli edifici abbandonati della città per coltivare ortaggi e fiori ha praticamente ampliato l'area di coltivazione.
6. Favorevole alla realizzazione della modernizzazione agricola: la coltivazione fuori suolo libera la produzione agricola dai vincoli dell'ambiente naturale e può essere prodotta secondo la volontà umana, quindi è un metodo di produzione agricola controllata. L'agricoltura secondo indicatori quantitativi in ​​misura maggiore favorisce la realizzazione della meccanizzazione e dell'automazione, e quindi si sposta gradualmente verso metodi di produzione industrializzati
(1) Per la coltivazione di ortaggi: coltivare cibo verde non inquinato, che è sano e sicuro ed è profondamente apprezzato dalle persone.
(2) Per la floricoltura
Sia i fiori recisi che i fiori in vaso sono adatti alla coltivazione fuori suolo. I fiori coltivati ​​senza terra non solo hanno grandi capolini, ma anche colori vivaci.
(3) Per la coltivazione di piante medicinali
Molte piante medicinali sono piante a radice e l'ambiente di crescita delle radici è molto critico. La coltivazione fuori suolo può fornire un buon ambiente di crescita per le piante medicinali, quindi l'effetto della semina è molto evidente.
(4) Per la coltivazione di alberi da frutto
Le piantine di portainnesti di alberi da frutto coltivate da colture fuori suolo crescono velocemente e hanno un alto tasso di sopravvivenza; gli alberi da frutto che si propagano rapidamente per talea attecchiscono rapidamente e hanno un alto tasso di piantine.
(5) Utilizzato per la coltivazione di piantine fuori suolo
Le piantine della coltivazione fuori suolo crescono rapidamente, l'età della piantina è breve, l'apparato radicale è ben sviluppato, forte e ordinato, il tempo della piantina è breve dopo la semina ed è facile sopravvivere. Può anche evitare malattie e parassiti del suolo causati dalla coltivazione della piantina del suolo ed è anche conveniente per la gestione scientifica e standardizzata.
Inoltre, la coltivazione fuori suolo può essere utilizzata per coltivare ortaggi e fiori sui balconi delle città senza terra per regolare la vita e abbellire l'ambiente. Lo sviluppo della coltivazione fuori suolo di ortaggi può risolvere o alleviare il problema dell'approvvigionamento alimentare.
Esistono molti tipi e metodi di coltivazione fuori suolo, tanto che è difficile classificarli nel dettaglio. Possono essere divisi solo in due categorie: coltivazione senza substrato e coltivazione su substrato secondo i loro metodi di fissaggio.
(1) Coltivazione senza substrato
La caratteristica della coltivazione senza substrato è che le colture coltivate non hanno un substrato per fissare l'apparato radicale e l'apparato radicale è direttamente a contatto con la soluzione nutritiva. La coltivazione senza substrato è divisa in due tipi: idroponica e aeroponica.
1. Idroponica: l'idroponica si riferisce a un metodo di coltivazione che non utilizza un substrato per fissare l'apparato radicale, in modo che l'apparato radicale della pianta sia direttamente a contatto con la soluzione nutritiva. Comprende principalmente la tecnica del flusso profondo (DFT), la tecnica del film nutritivo (NFT) e l'idroponica capillare galleggiante (idroponica capillare galleggiante
1) Tecnologia di coltivazione a flusso liquido profondo: lo strato di soluzione nutritiva è profondo e il sistema radicale si estende nello strato liquido profondo. Ogni pianta occupa una grande quantità di liquido, quindi la concentrazione della soluzione nutritiva, l'ossigeno disciolto, il pH, la temperatura e la conservazione dell'acqua non sono facili da verificare. I drastici cambiamenti forniscono un ambiente di crescita più stabile per il sistema radicale.
2) Tecnologia del film liquido nutriente: è un metodo idroponico in cui le piante vengono piantate in una soluzione nutritiva poco profonda. A causa dello strato liquido poco profondo, parte dell'apparato radicale del raccolto è immerso nella soluzione nutritiva che scorre poco profonda e l'altra parte è esposta all'umidità nel serbatoio di semina, che può risolvere meglio il problema della domanda di ossigeno delle radici, ma a causa di la piccola quantità di liquido, è facile da influenzare dalla temperatura ambiente, è necessaria una gestione precisa.
3) Tecnologia di coltivazione capillare a piastra galleggiante: adottare la tecnologia di separazione delle radici del feltro bagnato a piastra galleggiante nel letto di coltivazione, creare un ambiente ricco di ossigeno per la coltivazione di radici umide e risolvere la contraddizione tra acqua e aria; utilizzare un lungo letto di coltivazione orizzontale per immagazzinare una grande quantità di soluzione nutritiva, supera efficacemente le carenze di NFT. Le condizioni ambientali della rizosfera delle colture sono stabili, la temperatura del liquido varia poco e l'apporto di soluzione nutritiva non teme di essere condizionato da temporanee interruzioni di corrente.
2. Aeroponica: l'aeroponica, nota anche come aeroponica o aeroponica, utilizza la soluzione nutritiva filtrata per passare attraverso il dispositivo di nebulizzazione sotto pressione per atomizzare la soluzione nutritiva in goccioline fini e spruzzarla direttamente sulla tecnica di coltivazione fuori suolo in cui le radici delle piante forniscono l'acqua e le sostanze nutritive necessarie per la crescita delle piante. L'aeroponica è la migliore forma per risolvere la contraddizione acqua-aria del sistema radicale tra tutte le tecniche di coltivazione fuori suolo, che può raddoppiare la resa del raccolto, ed è anche facile automatizzare il controllo e la coltivazione tridimensionale, migliorando il tasso di utilizzo dello spazio della serra. Ma ha requisiti estremamente elevati sul dispositivo, il che ne limita notevolmente la divulgazione e l'utilizzo.
La caratteristica della cultura della matrice è che le radici delle colture coltivate sono fissate dalla matrice. Fissa le radici delle colture in substrati organici o inorganici. I substrati organici includono torba, lolla di riso, corteccia, ecc. e possono essere utilizzati substrati inorganici come vermiculite, perlite, lana di roccia, ceramsite, ghiaia e terreno spugnoso. Come mezzo di supporto, fornire una soluzione nutritiva alle colture attraverso l'irrigazione a goccia o l'irrigazione a goccia. Nella maggior parte dei casi di coltivazione a matrice, acqua, fertilizzante e aria sono coordinati, la fornitura è sufficiente, l'investimento in attrezzature è basso, è conveniente ottenere materiali localmente e le prestazioni produttive sono eccellenti e stabili; Il trattamento delle radici residue è lungo e laborioso ed è difficile
Il fulcro della coltivazione fuori suolo consiste nell'utilizzare una soluzione nutritiva invece del terreno per fornire i nutrienti minerali necessari per la crescita delle piante. Pertanto, nella tecnologia di coltivazione fuori suolo, se può fornire alle piante una soluzione nutritiva con una proporzione coordinata e una concentrazione adeguata è la chiave per una coltivazione di successo. . La soluzione nutritiva è l'unica fonte di nutrizione delle radici delle piante nella coltura fuori suolo, che dovrebbe contenere tutti i nutrienti minerali necessari per la crescita delle colture, vale a dire azoto (N), fosforo (P), potassio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) , zolfo (S) e altri macroelementi e ferro (Fe), manganese (Mn), boro (B), zinco (Zn), rame (Cu), molibdeno (Mo) e altri oligoelementi. Colture e varietà diverse, e diversi stadi di crescita della stessa coltura, presentano grandi differenze nei fabbisogni effettivi dei vari elementi nutritivi. Pertanto, quando si sceglie una soluzione nutritiva, è necessario innanzitutto comprendere i requisiti dei vari tipi di elementi essenziali per diverse varietà e stadi di crescita e utilizzarli come base per determinare la composizione e la proporzione della soluzione nutritiva. Da un lato, dovrebbe essere basato sulle effettive esigenze delle colture per vari nutrienti e, dall'altro, dovrebbero essere considerate anche le caratteristiche di assorbimento dei fertilizzanti delle colture.
Soluzione nutritiva classica per la coltivazione fuori suolo
1. La soluzione nutritiva idroponica di Hoagland: la soluzione nutritiva idroponica di Hoagland fu pubblicata da Hoagland e dai suoi partner di ricerca nel 1933 dopo un gran numero di esperimenti comparativi. Questa è la ricetta classica più primitiva ma ancora in uso.
2. Soluzione nutritiva Steiner: la soluzione nutritiva Steiner determina infine il rapporto e la concentrazione dei vari elementi nutritivi nella formula attraverso l'equilibrio chimico tra gli elementi nutritivi. È ampiamente utilizzato a livello internazionale ed è adatto per colture generiche di coltivazione fuori suolo.
3. Soluzione nutritiva universale per il test del giardino giapponese: la soluzione nutritiva generale per il test del giardino giapponese è stata sviluppata dal campo sperimentale orticolo giapponese Xingjin. È adatto a una varietà di colture orticole, quindi è chiamato formula generale.
4. Soluzione nutritiva giapponese Yamazaki: la formula della soluzione nutritiva giapponese Yamazaki si basa sulla determinazione della concentrazione di assorbimento di elementi nutritivi di varie colture orticole da Yamazaki Kenya dal 1966 al 1976 per formulare una formula di soluzione nutritiva adatta a una varietà di colture diverse .