現代溫室無土栽培模式產生排液排放的原因

定植初期基質的沖洗

無土栽培如果采用椰糠作為基質，由于椰糠自身帶顏色，會影響回液消毒設備，如紫外消毒機的穿透率，所以大部分種植者在定植的前3周左右會將排液排掉。

水肥一體化設備過濾器的反沖洗

為保證灌溉系統(tǒng)的可靠性，根據不同的應用場景，施肥設備一般配置有不同目數的過濾器，例如Y型過濾器或自動反沖洗過濾器。由于現在國內大多數項目將過濾器的沖洗管線連接到了廢水管網，這類過濾器的沖洗過程也會造成一部分營養(yǎng)液的流出。

Y 型過濾器

營養(yǎng)液元素比例不平衡

由于植物的選擇性吸收，排液中的元素比例往往是很不平衡的。在重復利用環(huán)節(jié)，在一定種植水平情況下，僅能通過使用有限的排液比例再加上一定的新肥比例來保證植株的生長。這個因素一定程度上也限制了重復利用的比例，多余的排液也會被排出。

根系鈉離子的富集

由于在無土基質栽培中根系集中在有限的基質環(huán)境中，根系對基質環(huán)境要求非常高。如果灌溉原水水質不好，比如鈉離子偏高的情況下，很容易造成根系的鈉離子富集，進而影響植株生長。在這種情況下，一些種植者會對基質進行“沖洗”操作來降低基質環(huán)境中鈉離子的含量。這也會造成一部分排液流出。有荷蘭種植者曾表示，在一些水質不好的地區(qū)，該因素甚至成為了目前溫室做不到零排放的主要因素。

減少排液排放的措施

收集并利用定植初期基質的沖洗水

針對種植初期椰糠自身顏色導致排液顏色過深而無法經過UV消毒機的情況，可以從以下兩個方面采取優(yōu)化措施：一是種植者可以根據情況選擇其他顏色淺或者無顏色的基質如巖棉等；二是在基質泡發(fā)以及日常灌溉過程中選擇一些顏色較淺的肥料，帶顏色的肥料主要為鐵肥，比如采用一部分EDTA-Fe肥。這樣就可以收集并重復利用定植初期基質的沖洗水，避免了排液的外部排放。

在項目的硬件設施中，改進現有的設備管線，將此部分過濾器沖洗水管線也接入排液收集系統(tǒng)，使其進入殺菌環(huán)節(jié)后也能被重復利用進入灌溉系統(tǒng)。加強水肥設備系統(tǒng)的維修維護在設備可靠性方面，做好定期的灌溉系統(tǒng)的維修維護工作，避免一些突發(fā)故障的發(fā)生。

精準灌溉

在無土栽培管理中，種植者需要學會“閱讀”植株，盡可能的按照植株所需要的營養(yǎng)元素進行灌溉。精準灌溉會有效降低排液的排出。

配方管理

比如在植株不同的生長階段提供不同的適宜水肥配方，滿足植株不同階段的水肥需求。

灌溉管理

在植株不同的生長階段、不同的天氣情況采用合理的灌溉策略，做到精準灌溉。

加強監(jiān)測以及控制

做好過程中的監(jiān)測比如EC、pH等的監(jiān)測以及過程控制，有條件的情況下定期做好營養(yǎng)液的元素檢測，包含進液、排液的檢測，在回液重復利用的情況下，可以精準調控配方。

避免鈉離子富集

避免鈉離子富集可從以下幾個方面采取措施。

水源選擇

溫室灌溉水源優(yōu)先選用雨水。由于現在溫室結構多采用文洛式結構，雨水收集比較容易實現，可以配置雨水蓄水池，確保雨水能夠作為溫室生產的首要水源。

增加水處理設備

在溫室水源為地下水或者市政水的時候，可以使用反滲透純水設備對原水進行處理，有效降低原水中鈉離子的含量。

控制好肥料質量

使用高質量的水溶肥?，F在市面上水溶肥廠家較多，一定要選用高質量純度較高的水溶肥，避免肥料中所攜帶雜質引起鈉離子或者其他重金屬的富集。

排液重復利用的利弊

排液的重復利用好處很多，最重要的兩點就是一方面能夠降低肥料的投入，另一方面也能夠大幅降低對環(huán)境的影響，對農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。甚至在缺水地區(qū)，重復利用排液也是確保溫室栽培用水安全的重要措施。

當然，排液重復利用在前期也會帶來一些溫室項目的額外投入，比如排液的儲水罐、回液井以及回液泵組等等。佐治亞大學曾做了一份調查：在個別地區(qū)，這部分投入甚至超過了重復利用所帶來的效益。但是在大部分的案例來看，重復利用排液都是一個可行且經濟有效的措施。

排液重復利用也帶來另外的風險，那就是增加了一些病害的發(fā)生幾率，例如腐霉菌屬病害等，這就對排液重復利用之前的消毒處理要求比較嚴格，尤其對周年生產的作物比如番茄、黃瓜、彩椒等更為重要，消毒不徹底造成病害蔓延擴散會對溫室生產造成嚴重打擊。

常見的排液消毒處理方法

為了降低排液中病原菌帶來的風險，常見的排液消毒方法有臭氧消毒、UV消毒和加熱消毒，目前大型連棟溫室中使用比較多的是臭氧消毒與UV消毒。

臭氧消毒

臭氧消毒可以用于破壞細菌、病原菌等結構。臭氧是一種強氧化劑，溶于水后，直接或利用反應中生成的大量羥基自由基及新生態(tài)氧間接氧化水中的無機物、有機物，并進入細菌的細胞內氧化胞內有機物，從而達到殺菌消毒、凈化水質的目的。一般認為臭氧設備供給10 g/（h?m3）同時與水體充分接觸1 h即可足夠殺死所有病原菌。

臭氧消毒機

臭氧是一種強氧化劑，滅菌過程屬生物化學氧化反應。臭氧滅菌有以下3種形式：①臭氧能氧化分解細菌內部葡萄糖所需的酶，使細菌滅活死亡；②臭氧直接與細菌、病毒作用，破壞它們的細胞器、DNA和RNA，使細菌的新陳代謝受到破壞，導致細菌死亡；③臭氧透過細胞膜組織，侵入細胞內，作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖，使細菌發(fā)生通透性畸變而溶解死亡。

UV消毒

紫外光UV是一種有效且常見的消毒方式，可以對被微生物污染的空氣、水源或者是表面進行消毒。有研究表明，在200~310 nm的紫外輻射具有殺菌效果，在260 nm的波長附近有最大的消毒效果。

在殺滅細菌以及真菌類微生物時候，建議劑量為100 mJ/cm2。進行殺滅病毒時，建議劑量為250 mJ/cm2。研究表明，紫外線主要是通過對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體) 的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，從而達到消毒的目的。紫外線對核酸的作用可導致鍵和鏈的斷裂、股間交聯(lián)和形成光化產物等，從而改變了DNA的生物活性，使微生物自身不能復制，這種紫外線損傷也是致死性損傷。目前常見的紫外消毒機有中壓消毒機以及低壓消毒機。此方式消毒對排液的顏色要求比較高，排液過深的話紫外燈不能穿過，進而會造成消毒效率降低。

中壓紫外消毒機

加熱消毒

研究表明，在灌溉水消毒方面，將水加熱至95℃并持續(xù)30 s以上即可殺死所有的病原菌。該消毒方式的缺點是需要消耗大量的能源，而且被加熱的水含氧量一般會大幅度降低。此外是在重復利用前還需對被加熱的水進行降溫處理。