岩棉是将辉绿岩和石灰石在非常高的温度下，通过特殊工序制成的纤维材料，具有高孔隙度（3-5%干物质）。岩棉板结构稳定，质地均一，无菌，化学惰性。应用岩棉块作为生长基质在过去10年发展非常快。超过90%的荷兰蔬菜作物（2500 ha）生长在岩棉上，同时岩棉上栽培花卉的面积也在快速增大。同样，英国85%的番茄和黄瓜水培面积使用岩棉。在多数作物上应用7.5-10cm 厚、15-30cm宽的岩棉板，每平方米10-15L（这种材料）。幼小植物在岩棉塞块上繁殖，然后放在岩棉板上。通过滴灌系统进行水分和营养液的供给，大多一株一个滴口（图4-1）。多余的水分既可排去也或再利用。在蒸汽杀菌后可以对岩棉板再利用。近来人们注意研究适合的方法来处理用过的岩棉材料。 Part B

Soilless Culture Technique无土栽培技术 排水系统

生长在土壤或其它基质中的温室作物需要充分排水，排水可以是自然排水或人工排水。对于自然排水，无需阻止过量的水分和营养物质过滤到根层以下的土层中。这发生在深的，有渗透性的没有土层限制的轻质土壤中。最终，过量的盐分、营养物质和杀虫剂会到达蓄水层或地表水层。无土栽培基质（像岩棉栽培）的排水也可渗透到温室表层土壤，到达地下水或地表水层。人工排水，或是根系下，为了移走多余水、促进过多盐分和杀虫剂的过滤、为根系提供足够的氧气的排水设备，在大多数温室条件下是必要的。但是，我们必须记住，排水只是移走土壤水分饱和时的多余水分，也就是说，排水设备放置在有渗透能力的土层。如果该地区的地下水位高（离土壤表层不到1米），那么过量的水必须从排水口抽出。对于所有的排水系统，无论是自然的或是人工的，下层土壤或地表水终将被污染。此外，植株对营养物质和水的利用率并不十分有效，供给的部分营养物质和水分被浪费掉了。

依据chen etal 的数据，在表4.1中给出几种生长基质的对照。红色石灰土有发达的土层结构，土质特别疏松。在1千帕的吸力下（等同于10厘米深的基质），仅5%的孔隙释放出的水分并含有空气。而对于沙质材料来说更糟，在1千帕吸力下，仅2%的孔隙含有空气。那也就意味着，对于沙质材料来说，需要50厘米的深度来保证通风量。岩棉、珍珠岩、凝灰岩，在5厘米的深度下可释放出大量的水分。这些材料作为生长基质是适合的，因为它们有大量的孔隙，快速排水或在1至5帕吸力范围内的高保水能力在没有淹涝和通风问题的情况下，频繁地浇灌这些材料是可行的，也是必要的。对于土壤或沙质材料，过于频繁地浇灌可能引起通风问题。 再循环

在许多基质栽培中（例：营养液膜栽培技术），考虑到节约问题，营养液是不断重复利用的，没有什么系统可以使植物吸收确定数量的水分和营养物质。在水分的分配和利用上总是存在很大变化，因为并非所有植物都是一样大小并且温室环境也绝不会完全一致。多余的营养液（20%到30%的岩棉基质）既可以重复利用也可排走。再循环利用可以减少污

染，还可以减少水和肥料的浪费，但也增加了植物病菌传播的危险，因为病毒和真菌也是可以重复循环存在的（再循环的优缺点）。Runia etal 正在寻找一种方法来给再次使用的营养液消毒。

抽水实现的再循环系统是一种落潮涨潮系统，利用这种系统，生长环境中的地下水位周期性地上升或下降。这种系统广泛地用于盆栽作物的生长和幼苗的生长。

循环速率影响满足植株良好生长的营养物水平，在营养物质浓度较低的情况下，营养物质的聚集可以使循环速率增加。 水质

灌溉水的总的含盐量用电导度来表示，它是一种衡量水质的重要标准。含盐量的主要影响在于渗透作用，即：盐浓度越高，溶液的渗透压越高，这是依据一个大略的关系：渗透压≈0.033×电导度。

蒸馏水有最好的水质，因为只加入营养的盐分，渗透压是最小的，渗透压越高，水分胁迫也越大，植株可以利用的水分也越少。除了总的含盐量很重要外，特殊离子浓度导致的毒性效应也不容忽视。此外，营养物质与其它离子之间的相互作用有时也会引发一些问题。含盐量对作物产量和品质的影响并不是简单而明确的，并且其它生长条件的彼此影响也时有发生。不同的作物甚至是品种之间在敏感性方面都存在差异。花类作物通常比蔬菜作物更为敏感。蔬菜作物的敏感性以下列次序依次降低：豌豆、辣椒、黄瓜、番茄、莴苣。作物生长在一个干燥的环境下与生长在湿润的环境下相比更为敏感。我们已经看到含盐量对果实品质（例：番茄）的积极影响（灌溉的优缺点）。 营养物质

从理论上讲，营养应该依据植物吸收的速率来供给，以便于没有残余。这仅仅在两种条件下可能：已经知道准确的吸收速率、没有生长环境间的相互影响。第二个条件只有植物生长在营养液中才可满足。或者除非生长基质的化学性质不活泼。在土壤或有机质材料中，阴阳离子可能发生交换，而导致离子间的相互反应。实际的土壤溶液，与根系密切相关，它将不同于供给灌溉水的溶液。

不幸的是，没有充分的数据告诉我们不同的作物吸收不同的离子的速率。几种园艺作物对离子的吸收率已经在1988年被Van goor et al公诸于众。吸收率依生长阶段、生长条件（光辐射、二氧化碳浓度、灌溉）和离子来源而有所变化。在理论上，营养溶液的组成应该不断地改变，来适应植物的吸收。实际中，这是不可能的，尤其是在化学性质活泼的生长环境中。营养物质的浓度可以通过管理排水溶液的组成来大致调整。作物生长在不同条件下的方法大体上是一致的。典型的，传统的和最近提出的营养液组成在表4-2中列出。 Lesson 6 Part A

Dry Matter Production and Distribution 干物质的生产与分配

园艺作物的干物质是由绿色植物器官通过光合作用生产的。光合作用是大气中的二氧化碳在光和水的参与下形成简单的碳水化合物（光合产物）并从水中释放氧气的过程。发生光合作用的基本器官是叶片。叶片的叶肉细胞内有富含大量叶绿素的叶绿体，而叶绿素是接收太阳光的基本色素，气孔用于气体交换，（允许）二氧化碳进入，氧气和水蒸气放出。 光供给了光合作用中所使用的能量。光强，就是人们说的光合质子流密度（PPFD），是每秒钟通过每平方米叶面积上的波长为400-700纳米的光子或质子的摩尔数来计算的。1摩尔的光子等于阿佛加德罗常数：6.023×1023量子每摩尔。

净光合率是单位时间通过单位叶面积所吸收的二氧化碳的量来计算的。通常以每秒钟每平方米叶面积所同化的二氧化碳的十亿分之一（10-9）摩尔为单位，或其他等量单位。净同化率（NAR）是用来体现全部作物在单位时间单位叶面积的总的干物质积累的术语。通常以每周或每24小时每平方米叶面积的干物质克数来表达。显然，净同化率考虑到了整个作物在长时间间隔内的呼吸作用。

光饱和点是指在给出的温度、二氧化碳浓度和相对湿度的条件下叶片光合作用达到最大值时的光强。多数园艺作物的叶片光饱和点在每秒钟每平方米叶面积650微摩尔光子以下，约占全部太阳光的31%。光补偿点是指在净光合率为0时的光强。

影响光合作用的内因包括叶龄、叶绿素和氮的含量以及作物负荷。幼小或老化的叶片通常产生较少的光合产物。在一些作物上还发现了光合作用与叶片中氮的含量呈正相关。作物结实能够提高光合作用的效率，是因为我们随后要讨论的库强的缘故。影响光合作用的环境因子包括光质和光强、水分供应、矿质营养、风、温度和湿度。

为了维持最佳的光合速率以生产更多的干物质，园艺学家们可以通过栽培措施调控一些环境因子。失绿症就是叶片不能合成叶绿素导致叶色呈微黄色的疾病状况。失绿症可以通过在土壤或叶片中提供（施用）所缺乏的营养而加以矫正。在日出后不久进行顶端喷雾可以降低高温。修剪可以改变果树的树冠形态以增强叶片对太阳光的通透性来改善光合效率。 源和库的关系

能够合成和输出物质的植物器官或组织称之为源，反之能够输入的称为库。成熟叶片，其次是绿色的茎和未成熟的果实，能够供应给植物其他部分以光合产物。木质部的髓细胞在积累碳水化合物和蛋白质的时候充当库，但在随后它把这些储备物输送到其他部分时就充当了源。一个未成熟的叶片既是源又是库，因为它能固定碳并利用其同化物作为自身生长之需。

果实和叶片之间的源-库关系是至关重要的，因为果实是上年储备物质和当季光合产物的强有力的竞争者。这个竞争影响到整棵树的生理。当（我们）把苹果结果枝暴露在放射性二氧化碳中，发现大部分的标记性的碳水化合物转移到该结果枝的果实内。放射性的碳水化

合物从非结果枝转移到其相邻结果枝的果实。由生长势旺的生长枝合成的放射性的碳水化合物则主要保留在该处理的枝条中。作为库的器官或组织调动光合产物的相对能力（即库强）取决于他们的大小、发育阶段、以及源与库之间的距离。这些因素决定了物质从源到库的移动速度，形成作物干物质的分配。距离和速率构成源-库梯度。如果库变强，源-库梯度增大，则会刺激源更加多产。例如：苹果结果枝上的叶片比非结果枝叶片同化碳要快50%。

像桃或樱桃这样的核果在收获前10-14天内能够快速积累大量可溶性固形物。枝条内木质部和韧皮部储藏细胞内的淀粉水解为糖，并随着当前的光合产物转移到其果实内。果实的大小和成熟的时间决定了枝条内淀粉的数量和水解程度。正在成熟的果实能调运储藏在木头和树皮细胞内的淀粉，但是，一旦果实收获后，淀粉又将迅速累积在木头和树皮中。韧皮部储藏细胞对源-库梯度的作用更大，因其距离运输筛管较近。

产量负荷大的作物甚至会从运输到根系的碳水化合物中转移相当数量的碳水化合物，这就限制了根系的生长，减少了养分吸收，导致李树树体缺钾症状出现。如果缺素严重的话，叶片呈烧焦状，树梢尖枯死。类似的缺钾症状也发生在一些美洲山核桃栽培品种的末梢叶片。这些症状的出现与核桃壳增重并大量积累钾的时期完全一致。

对碳水化合物的内部竞争也会导致山核桃的大小年结果。在大年，当孕育雌花的顶芽延长成新梢，位于其下部节上的侧枝只轻微伸长，承担第二年产量的孕育雌花的顶梢枯死或脱落，导致小年。顶梢的脱落就是由内部营养竞争造成的。如果在休眠期疏除顶芽，位于其下部侧枝上的顶芽就不会萎蔫而发育成正常的雌花。对于胡桃，在八月份当果枝上的核桃内开始充满油脂和其它储藏物质时，该结果枝上未成熟的柔荑花序就枯死了。反映出其内部对于养分的强烈竞争。

对于阿月浑子，如果产量负荷过重，在其成熟时就会导致花芽的同时脱落和叶片变黄。第一年枝条结果数量越多，第二年末梢生长越短。在小年生长的减少是由于前一年过重负荷的产量，过度消耗营养所致。同一枝条上结果枝上的花芽所积累的标志性光合产物要比发育中的胚少。这就表明对于阿月浑子胚和芽之间的内部竞争常常导致花芽的脱落，因为胚是最强有力的竞争者，尽管它比花芽距离源更远。

苹果和梨的果实和营养组织中同时积累淀粉。大年的超负荷产量限制了果实、树梢和根的生长。树梢直径的减少限制了形成层中木质部和韧皮部中薄壁细胞的数量，因此减少了木头和树皮的储藏能力。相反地，如果负荷过轻，营养生长就增强，导致果树有较大的叶果比。结果，在蒸腾流中的矿质元素就转向了叶片而不是果实。在大的苹果树上这种转移导致果树缺钙，造成果实异常即黑心病。 Part B

Crop production situation 作物生产状况 节选自瓦赫宁恩大学教材《生产生态原则》