本發(fā)明涉及水稻無(wú)土種植
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種水稻全生育期無(wú)土種植系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
：水培是利用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)作物的新型無(wú)土栽培方式。其主要通過(guò)苗床將植株固定，并將根系置于營(yíng)養(yǎng)液中。與土壤栽培與普通無(wú)土基質(zhì)栽培相比較，水培種植可更加精確的控制植物所需水分、養(yǎng)分、酸性環(huán)境、溫度等生長(zhǎng)因子，還能更加直觀的水稻根系生長(zhǎng)。因此，近年來(lái)水稻水培種植在水稻研究中得到了廣泛的應(yīng)用。水稻營(yíng)養(yǎng)液種植過(guò)程中由于營(yíng)養(yǎng)液養(yǎng)分含量、pH值、溶解氧等因子的影響，水稻在生育后期容易出現(xiàn)缺肥、分蘗成穗較差、結(jié)實(shí)率低等現(xiàn)象，顯著影響水稻的生長(zhǎng)與產(chǎn)量形成。因此，統(tǒng)籌結(jié)合水稻生長(zhǎng)的需肥特征及根系生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)等環(huán)境的要求，保障水稻在營(yíng)養(yǎng)液環(huán)境中正常生長(zhǎng)，對(duì)于水稻研究中主因子調(diào)控及其對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響機(jī)制研究具有重要意義。以往水稻營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)以某一生育期培養(yǎng)為主，目前尚無(wú)水稻營(yíng)養(yǎng)液全生育期培養(yǎng)的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種水稻全生育期無(wú)土種植系統(tǒng)與方法，通過(guò)本發(fā)明方法，解決水稻在水培環(huán)境下對(duì)養(yǎng)分、溶解氧、pH值等需要，保障水稻的正常生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量形成，便宜水稻研究中主因子調(diào)控及其對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響機(jī)制研究。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水稻全生育期無(wú)土種植系統(tǒng)，所述水稻全生育期無(wú)土種植系統(tǒng)包括盛營(yíng)養(yǎng)液且頂部開口的水培池、位于所述水培池頂部開口處的苗床、固定海綿以及蠕動(dòng)泵，所述苗床設(shè)置有至少一個(gè)容納水稻穿過(guò)的鉆孔，所述固定海綿位于所述鉆孔中并包圍水稻莖基部的外周并使水稻固定在所述苗床上；所述蠕動(dòng)泵位于所述水培池外側(cè)，其進(jìn)水口與所述水培池內(nèi)的底部流體連通，其出水口位于所述苗床上。優(yōu)選地，所述苗床的材料為泡沫板，所述水培池可為水泥池、塑料或玻璃水箱。優(yōu)選地，所述開口的直徑為3-5厘米，開口之間的距離為15-20厘米。本發(fā)明還提供一種水稻全生育期無(wú)土種植方法，所述水稻全生育期無(wú)土種植方法包括如下步驟：a、配置營(yíng)養(yǎng)液；b、將水稻種子培育成秧苗；c、將秧苗移栽入權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的水稻全生育期無(wú)土種植系統(tǒng)中的苗床的鉆孔中，使所述秧苗的根部位于所述營(yíng)養(yǎng)池中并浸入步驟a中所配置的營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行種植。優(yōu)選地，步驟a所配置的營(yíng)養(yǎng)液含有2.9mmol/LN、0.32mmol/LP、1.0mmol/LK、1.0mmol/LCa、3.4mmol/LMg、0.1mmol/LSi、9.1×10-3mmol/LMn、5.2×10-4mmol/LMo、1.8×10-2mmol/LB、1.5×10-4mmol/LZn、1.6×10-4mmol/LCu、3.6×10-2mmol/LFe和15mg/LEDTA。優(yōu)選地，所述將水稻種子培育成秧苗的步驟包括：將水稻種子采用多菌靈浸種消毒12-36h后轉(zhuǎn)入催芽箱中，在35℃下催芽至種子露白；將露白種子均勻播撒至泡沫板與紗網(wǎng)縫制的小型苗床上并置于盛滿自來(lái)水的玻璃水箱中培育至20-30天秧齡。優(yōu)選地，所述水稻全生育期無(wú)土種植方法還包括：采用氫氧化鈉或硫酸控制步驟c中種植過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)液的pH值為5-6。優(yōu)選地，步驟c中秧苗的莖基部位于所述固定海綿下方0.4-0.6厘米。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過(guò)將營(yíng)養(yǎng)池、苗床、蠕動(dòng)泵、水稻等集成為微型水稻生長(zhǎng)生態(tài)系統(tǒng)，可有效的滿足水稻生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分、pH值、根際溶氧量等的需求，保障了水稻的生長(zhǎng)與結(jié)實(shí)。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明水稻全生育期無(wú)土種植系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中營(yíng)養(yǎng)液溶解氧變化圖(橫坐標(biāo)為日期，縱坐標(biāo)為溶解氧濃度，mg/L)。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中營(yíng)養(yǎng)液pH值變化圖(橫坐標(biāo)為日期，縱坐標(biāo)為營(yíng)養(yǎng)液pH值)。具體實(shí)施方式以下具體實(shí)施方式用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明克服了以往水稻水培種植技術(shù)的不足，提出了一種水稻全生育期營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的方法，方便了水稻各時(shí)期水培研究。如圖1所示，本發(fā)明提出一種水稻全生育期水培種植系統(tǒng)，其組成主要有：水培池1、苗床2(容重較小的泡沫板)、固定海綿3、蠕動(dòng)泵4等。所述水培池1可以為水泥池，可為塑料箱或者玻璃水箱，苗床2(泡沫板)與固定海綿3起固定水稻植株的作用，蠕動(dòng)泵4作用主要為保障營(yíng)養(yǎng)液水體環(huán)境的均勻。所述蠕動(dòng)泵4連通進(jìn)水口5與出水口6，進(jìn)水口置于水培池1底部，出水口置于泡沫苗床2上，可根據(jù)營(yíng)養(yǎng)池大小選擇適當(dāng)流速的蠕動(dòng)泵4。本發(fā)明還提供了一種水稻全生育期水培種植方法，包括以下步驟：步驟一：配制營(yíng)養(yǎng)液，本發(fā)明所用營(yíng)養(yǎng)液參照國(guó)際水稻研究所提出的水稻常規(guī)營(yíng)養(yǎng)液配方配制，包括水稻生長(zhǎng)所需的大量元素與微量元素，例如，各營(yíng)養(yǎng)元素含量為：N(2.9mmol/L)、P(0.32mmol/L)、K(1.0mmol/L)Ca(1.0mmol/L)、Mg(3.4mmol/L)、Si(0.1mmol/L)、Mn(9.1×10-3mmol/L)、Mo(5.2×10-4mmol/L)、B(1.8×10-2mmol/L)、Zn(1.5×10-4mmol/L)、Cu(1.6×10-4mmol/L)、Fe(3.6×10-2mmol/L)、EDTA(15mg/L)。步驟二：苗期水培育秧，將選取好的種子用多菌靈浸種消毒24h后轉(zhuǎn)入催芽箱中，在35℃下催芽至種子露白。將露白種植均勻播撒至泡沫板與紗網(wǎng)縫制的小型浮床上并置于盛滿自來(lái)水的玻璃水箱中培育至25天秧齡。步驟三：苗床準(zhǔn)備，本發(fā)明所用苗床為厚度為5cm的聚乙烯塑料泡沫板，施用前根據(jù)營(yíng)養(yǎng)池規(guī)格裁切至適宜大小，并用打孔器鉆孔，打孔器直徑為3-5cm，鉆孔間距為15-20cm。步驟四：海綿裁剪，本發(fā)明所用海綿厚度為5cm，在水稻移栽前裁成寬4cm的長(zhǎng)條備用。步驟五：水稻移栽，于25天秧齡時(shí)移栽，用海綿將秧苗莖部包裹好，莖基部露出在海綿下端0.5cm，將海綿卷至苗床孔徑大小后插入苗床上所打鉆孔內(nèi)，所有秧苗移栽后，將苗床置于營(yíng)養(yǎng)池內(nèi)，水稻水培種植可視實(shí)際需要采取單本或多本移栽。步驟六：營(yíng)養(yǎng)液pH監(jiān)測(cè)與控制，水稻屬于偏酸性類作物，其適宜生長(zhǎng)pH值范圍為5.0-6.0，本發(fā)明在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中利用便攜式pH值計(jì)每3天測(cè)定營(yíng)養(yǎng)液pH值，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液pH值處于適宜范圍外時(shí)，使用氫氧化鈉或硫酸調(diào)節(jié)。本發(fā)明還提供了一種水稻全生育期水培種植營(yíng)養(yǎng)液更換方法，主要有以下步驟：步驟一：苗期營(yíng)養(yǎng)液更換，播種時(shí)使用自來(lái)水培養(yǎng)，培養(yǎng)5天后更換成1/2濃度營(yíng)養(yǎng)液，繼續(xù)培養(yǎng)5天后轉(zhuǎn)移至全營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)至移栽。步驟二：移栽時(shí)營(yíng)養(yǎng)液更換，于移栽時(shí)將營(yíng)養(yǎng)池中水體更換為全營(yíng)養(yǎng)液備用。步驟三：水稻生長(zhǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)液更換，本步驟主要包括分蘗盛期與齊穗期營(yíng)養(yǎng)液更換，其中分蘗盛期所更換的為1/2營(yíng)養(yǎng)液，齊穗期為1/4營(yíng)養(yǎng)液。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。實(shí)施例1本實(shí)施例提出了一種水稻水培種植系統(tǒng)與營(yíng)養(yǎng)液溶解氧維持方法，包括營(yíng)養(yǎng)池、泡沫板苗床和所述蠕動(dòng)泵。蠕動(dòng)泵進(jìn)水口與出水口如圖1所示連接與安置。實(shí)施例1實(shí)現(xiàn)了在長(zhǎng)2.3m，寬1.5m，高1.2米大水體中水稻全生育期營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，供試品種為中浙優(yōu)1號(hào)與IR45765-3B。苗床與蠕動(dòng)泵均按圖1示意擺放安裝，自移栽后每日10:00測(cè)定營(yíng)養(yǎng)液溶解氧，pH測(cè)定頻率為1天/次。分別在移栽時(shí)使用全營(yíng)養(yǎng)液，各營(yíng)養(yǎng)元素含量為：N(2.9mmol/L)、P(0.32mmol/L)、K(1.0mmol/L)Ca(1.0mmol/L)、Mg(3.4mmol/L)、Si(0.1mmol/L)、Mn(9.1×10-3mmol/L)、Mo(5.2×10-4mmol/L)、B(1.8×10-2mmol/L)、Zn(1.5×10-4mmol/L)、Cu(1.6×10-4mmol/L)、Fe(3.6×10-2mmol/L)、EDTA(15mg/L)，分蘗盛期更換為1/2營(yíng)養(yǎng)液，齊穗期更換成1/4營(yíng)養(yǎng)液。營(yíng)養(yǎng)液pH視測(cè)定動(dòng)態(tài)結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)，水稻成熟后取代表性植株考種，記錄有效穗、產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率的指標(biāo)用于評(píng)價(jià)水培種植效果，結(jié)果見表1。實(shí)施例2供試品種為中浙優(yōu)1號(hào)與IR45765-3B。本實(shí)施例水稻種植在長(zhǎng)40cm、寬30cm、高25cm的小水體中。苗床與蠕動(dòng)泵均按圖1示意擺放安裝。實(shí)施例2水稻生長(zhǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)液更換方法與pH測(cè)定與調(diào)節(jié)均同實(shí)施例1，結(jié)果見表1。土培供試品種為中浙優(yōu)1號(hào)與IR45765-3B。各項(xiàng)栽培農(nóng)事操作均按一般水稻種植方法進(jìn)行，其產(chǎn)量及構(gòu)成因子結(jié)果見表1。表1實(shí)施例品種有效穗每穗粒數(shù)結(jié)實(shí)率千粒重產(chǎn)量穗/株粒/穗％g/千粒g/株實(shí)施例1IR45765-3B8.613486.926.6124.06中浙優(yōu)1號(hào)9.311290.523.7822.42實(shí)施例2IR45765-3B8.31398326.0324.93中浙優(yōu)1號(hào)8.712487.924.523.23土培IR45765-3B6.516784.2626.2423.21中浙優(yōu)1號(hào)716092.1424.9223.55從圖2-圖3可知，通過(guò)在不同大小水體進(jìn)行水稻全生育期營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，本發(fā)明方法在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中可維持適宜水稻生長(zhǎng)的溶氧與pH值環(huán)境。此外，從表1可知，通過(guò)考察成熟期產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子，并與常規(guī)土培進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明方法下水培種植水稻雖然在有效穗與穗粒數(shù)與土培種植存在一些差異，但水培種植能夠保障水稻生長(zhǎng)與產(chǎn)量形成，是一種簡(jiǎn)易可行的方法。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3