黃金水位栽培法解決灌溉施肥大難題[權(quán)威資料]

1、黃金水位栽培法解決灌溉施肥大難題 摘 要：黃金水位栽培法通過儲水層富集水分和肥料，以水因子調(diào)節(jié)激素，促使水生基因表達(dá)，在水淹的水陸交界處形成大量的不定根，在上部60%通氣區(qū)發(fā)育成陸生根，在下部40%水環(huán)境中發(fā)育成具有強大吸收能力的水生根系，實現(xiàn)以根發(fā)根，提高了農(nóng)業(yè)水資源和肥料利用效率，有利于農(nóng)業(yè)可再生資源循環(huán)利用和非常規(guī)水資源的利用。 關(guān)鍵詞：黃金水位栽培法；節(jié)水灌溉；高效施肥；面源污染 目前肥料利用率低和化肥引起的環(huán)境污染者已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中灌溉施肥的一大難題，如何全面協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱四大因子，建立高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、低碳環(huán)保、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新體系成為當(dāng)前的重要工作。黃金水位栽培法無疑為該難題的全面

2、解決提出了新思路。 1 黃金水位栽培法通過水剪打開植物激素調(diào)控開關(guān)，培養(yǎng)吸收能力超強的根群 植物的根有兩種：胚生根和不定根。胚生根來源于胚，它是植株形成強大根系的基礎(chǔ)；不定根不按正常時序發(fā)生，可以出現(xiàn)在非正常的位置（如根、莖、葉）。在受到機械創(chuàng)傷（人工修剪）與水分的厭氧脅迫（水剪）時，植物會在形態(tài)學(xué)下端的受傷部位或水淹的水陸交界處形成大量的不定根。這種不定根的形成對于黃金水位栽培環(huán)境下植物生理生化的調(diào)控具有積極重要的作用。 所有植物都是由水生植物進(jìn)化為陸生植物的，它們都含有水生基因。植物性狀的表現(xiàn)和生理生化上的變化其實就是各種不同基因的表達(dá)過程，黃金水位栽培法通過人為水環(huán)境的創(chuàng)造影響基因啟動子

3、激素。植物基因表達(dá)受到激素的控制與調(diào)節(jié)，根尖是植物激素的合成地點之一，在黃金水位栽培系統(tǒng)中，當(dāng)根尖在下方肥水中死亡后（水剪），起到了斷根調(diào)節(jié)激素的作用，激發(fā)了植物體內(nèi)沉默基因的表達(dá)，打破了根系生長的頂端優(yōu)勢，促使不定根不斷大量發(fā)生，從金字塔式的多級分根模式變成放射爆炸結(jié)構(gòu)的基生分根模式。會在根莖部位或枝干上形成大量的不定根根系。在上部60%通氣區(qū)發(fā)育成陸生根，在下部40%水環(huán)境中發(fā)育成具有強大吸收能力的水生根系，在黃金水位栽培條件下，植物以死亡初生根與輸送距離較長的網(wǎng)狀根系為代價，建立了快速而短距的不定根根系。這種根系長度均勻，分級少或無分級，構(gòu)成了猶如高速公路般的高效吸收系統(tǒng)。與原來常規(guī)栽培

4、根系相比運輸距離大為縮短，根與地上枝葉間的傳導(dǎo)維管變得更為短而直接，同樣光合產(chǎn)物向根系運送的距離也相應(yīng)縮短。根系獲取與吸收同樣代謝物或水份營養(yǎng)所耗的能量就大大減少，形成了低能荷狀態(tài)下的最適根系模式。這種根吸收能力更強、吸收表面積更大、產(chǎn)量更高。這也是黃金水位栽培法以根發(fā)根快速發(fā)根的理論基礎(chǔ)。 2 黃金水位栽培法通過儲水層富集水分和肥料，奠定植物穩(wěn)定生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，實現(xiàn)定量精確灌溉與高效施肥 黃金水位栽培法通過根下部0.618位置建立儲水層富集水分和肥料，奠定了植物持續(xù)穩(wěn)定生長的物質(zhì)基礎(chǔ)。盆栽測試表明：一個經(jīng)黃金水位栽培法改造的灰桶栽培容器在無隔層基質(zhì)栽培中可儲肥水685g，可以基本滿足一季三株

5、小白菜的生長需要。如果采用有隔層基質(zhì)栽培，可儲肥水1985g，可以基本滿足一季一株大白菜的生長需要。黃金水位栽培法通過與現(xiàn)有節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行無縫對接，為低壓大流量快速灌溉提供了技術(shù)基礎(chǔ)，也為定量精確灌溉與高效施肥提供了新平臺，是一種集工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、生物節(jié)水技術(shù)為一體，可以大大提高農(nóng)業(yè)水資源和肥料利用效率的灌溉施肥新技術(shù)。有利于農(nóng)業(yè)可再生資源循環(huán)利用和非常規(guī)水資源利用。下部0.618位置的儲水層在雨季和灌溉時能最大限度的貯存肥料和水分，是應(yīng)對季節(jié)性干旱的有效手段。 3 黃金水位栽培法通過創(chuàng)建水肥氣協(xié)調(diào)的環(huán)境，以施肥、保肥相結(jié)合，保證植物迅速和可持續(xù)生長發(fā)育 植物生根是不需要肥料的，黃金水位

6、栽培法把根區(qū)分成了上部60%無肥通氣發(fā)根區(qū)和下部40%保水保肥控根吸肥區(qū)，通過創(chuàng)建水肥氣協(xié)調(diào)的環(huán)境，并以施肥、保肥相結(jié)合，實現(xiàn)了以水調(diào)溫、調(diào)氣、調(diào)肥、調(diào)激素，達(dá)到以水控根、以水發(fā)根保證了植物迅速和可持續(xù)生長發(fā)育。 環(huán)境的均一性對其根形態(tài)形成具有非常重要的作用，黃金水位栽培法實現(xiàn)了根部環(huán)境的均一化，而常規(guī)土壤栽培中延伸的根系常因基質(zhì)的不均一性及各部位所受機械阻力的不均等性，而導(dǎo)致了出根部位及根系發(fā)育上的不一致性，許多原本可以形成根原基的皮層都由于環(huán)境因子的抑制而未能發(fā)育，造成了土壤中根系分布的復(fù)雜性與不一致性，也形成了根系的多級分根模式。而黃金水位栽培環(huán)境中，根系不同部位的組織皆處于相同的環(huán)境，

7、所以因環(huán)境刺激而形成的根就趨于一致與均等。即使一株原本已形成陸生根的植株把它置于黃金水位栽培環(huán)境中培養(yǎng)，它的根系發(fā)育會形成新的模式，也就是須狀不定根的發(fā)育模式，形成了多級定根與不定根并存的根系構(gòu)型。黃金水位栽培環(huán)境中溫度及水份營養(yǎng)的一致性是須狀不定根發(fā)育的重要環(huán)境信號，在這種環(huán)境下形成的不定根系就成為黃金水位栽培環(huán)境中特有的雙重根系模式。通過這種放射爆炸式不定根根系的建立實現(xiàn)了營養(yǎng)輸送的最簡捷最快速化，使其用于根系生存維持與吸收耗能處于更省和更節(jié)能狀態(tài)?？梢员ＷC植物迅速和可持續(xù)生長發(fā)育。 4 黃金水位栽培法通過標(biāo)準(zhǔn)化的肥料深施技術(shù)，提高肥料利用率，保護環(huán)境防止污染 4.1.肥料的橫向和縱向流動

8、 在串灌系統(tǒng)中，肥料隨著串灌水流一起不斷橫向流失，造成了肥力梯級下降和水環(huán)境的面源污染。在沒有保水設(shè)施的栽培系統(tǒng)中，肥料隨著澆灌水流一起不斷縱向流失，造成了肥力垂直下降和地下水的深度污染。 4.2.黃金水位栽培施肥方式的選擇 黃金水位栽培法以黃金水位為界線，通過保水保肥層的建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)化的肥料底部深施，減少了肥水橫向和縱向流失，同時也避免了地面揮發(fā)，大大提高了肥料利用率，防止立體污染，保護了生態(tài)環(huán)境。 4.3.儲水池與黃金水位人工濕地 在中，小雨情況下，黃金水位栽培系統(tǒng)可以直接蓄積雨水，在大雨時通過儲水池收集栽培系統(tǒng)中溢流的肥水，肥水在池中是按上淡下濃梯級濃度分層的，儲水池的建設(shè)就是為了大雨時保

9、存肥料和水不至流失，通過太陽能抽水機和控制器可以將肥水在需要的時候自動重新利用。在更大降雨的情況下，從儲水池溢流出的低濃度肥水注入黃金水位人工濕地，黃金水位人工濕地是一種標(biāo)準(zhǔn)化的潛流型人工濕地，其主要特征就是將濕地植物的灌排水位控制在根系長度從上往下的0.618位置。黃金水位人工濕地主要由基質(zhì)、植物和凈化栽培池3部分組成。低濃度肥水經(jīng)過“卵石礫石粗沙”過濾后流入黃金水位人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行凈化吸收。經(jīng)過“強耐污植物中耐污植物弱耐污植物”組成的串聯(lián)、梯級、立體多級凈化系統(tǒng)，最后流出干凈的清水。 5.黃金水位栽培法通過特有的造肥方法和有機肥的高效利用，為有機農(nóng)業(yè)展示光明的前景 有機肥是一種緩慢釋放的肥料，在常規(guī)情況下，隨水流失嚴(yán)重，不能滿足作物的急需，所以作物單獨施有機肥產(chǎn)量不高。而黃金水位栽培法將有機肥施于底部的水溶液中，平時就不斷地分解和保存在根部下面，在作物需要時能持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)給根系吸收，沒有流失，從而達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。黃金水位栽培容器甚至能直接用枯枝落葉和菌種進(jìn)行根下造肥。 黃金水位栽培法可以有效提高土地產(chǎn)出率、資源利用率、勞動生產(chǎn)率，在節(jié)本降耗、節(jié)水灌溉、循環(huán)農(nóng)業(yè)、有機農(nóng)業(yè)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。黃金水位栽培法從源頭開始防止水肥土流失，對農(nóng)業(yè)面源污染防控、水污染綜合治理，保障水資源與水環(huán)境安全具有現(xiàn)實意義，黃金水位人工濕地的水力負(fù)荷和污染負(fù)荷大，對bod、cod、ss、重金