18新利最新登入水培是如何工作的

虽然很容易想象这种过程被贴上一堆新时代的标签科幻小说在美国，水培法实际上已经使用了数千年。著名的空中花园巴比伦，其中一个古代世界七大奇迹在很大程度上被认为是根据水培原理运作的。花园建于公元前600年左右的巴比伦，或美索不达米亚，位于幼发拉底河沿岸。该地区的气候干燥干旱，很少下雨，人们认为郁郁葱葱的花园是用水浇灌的链式牵引系统，其中载有水从河流上，让它滴落到花园结构的每一个台阶或平台上。

在10世纪和11世纪，阿兹特克人在水培法的基础上发展了一套漂浮花园系统。他们被赶出了自己的土地，定居在特诺奇蒂特兰湖。由于无法在沼泽般的湖岸上种植庄稼，他们就用芦苇和树根做了木筏。这些木筏在湖底撒上一点泥土，然后漂向水面中心。农作物会在木筏上生长，它们的根穿过木筏伸入水中。马可波罗的据记载，他在13世纪晚期访问中国时目睹了类似的水上花园。

关于水培法的正式研究和出版物直到17世纪才开始。英国科学家、哲学家和政治家弗朗西斯·培根爵士在1620年代对无土园艺进行了研究。1627年，他在死后发表了这方面的研究，并引发了对水培法的不可思议的研究浪潮。

1699年，另一位英国科学家约翰·伍德沃德进行了涉及绿薄荷在各种水溶液中生长。他试图在雨水、河水和与土壤混合后排干的水中种植绿薄荷。他发现，在与土壤混合的水溶液中，薄荷生长得更快，生长出更健康的植株。新利国际网站品牌官网他的结论是，植物在较少的纯净水中比在蒸馏水中生长得更好。今天我们知道，他的结果是由于水与土壤混合后，水中仍保留着矿物质[来源:玻璃］．

伯克利大学的科学家威廉·格里克(William Gericke)推广了水培法在商业农业中的应用。使用一种他称之为"水产养殖他大肆宣扬无土栽培的好处西红柿在他家里通过水和营养液。在发现“水产养殖”一词已经被用来描述水生生物的研究后，他创造了“水培法”一词，我们今天仍然在使用[来源:詹森］．

另外两位伯克利的科学家，丹尼斯·霍格兰和丹尼尔·亚农，后来扩展了格里克的研究。1938年，他们出版了《无土种植植物的水培养方法》，该书被广泛认为是有史以来关于水培法最重要的文献之一。他们开发的几种营养液至今仍在使用。

根据1938年《时代》杂志的一篇文章，水培法的第一个商业应用发生在这一时期，基于伯克利的研究。在太平洋上的一块名叫威克岛的小岛上，装满矿化水的罐子被用来种植豆类、西红柿和蔬菜。这个岛曾被用作补给站泛美航空公司在那里种植的食物被成功地用来养活该航空公司的工作人员和机组人员。类似的情况也发生在第二次世界大战期间，水培法被用于在贫瘠的太平洋岛屿上为部队种植作物[来源:时代杂志]。

那么，为什么要大张旗鼓地建立一个水培系统呢?毕竟，人口一直在增长食物如果用不了几百万年，几千年也没问题。与传统农业相比，水培有一些显著的好处，随着关于这些好处的消息传开，越来越多的人将转向水培来满足他们的农业需求。

首先，水培法为人们提供了在传统农业根本无法实现的地方种植食物的能力。在气候干旱的地区，如亚利桑那州和以色列，水培法已经使用了几十年。这项科学使这些地区的人们能够享用当地种植的农产品，并扩大他们的粮食产量。同样，水培在土地稀缺的密集城市地区也很有用。在东京，水培法被用来代替传统的土壤植物生长。水培法在偏远地区也很有用，比如百慕大。由于可供种植的土地如此之少，百慕大人已经转向了水培系统，这种系统约占作物生长所需土地的20%。这使得岛上的居民全年都能享受到当地的农产品，而不用承担进口的费用和延误。最后，那些没有持续接受阳光或温暖的地区天气可以从水培中获益。像阿拉斯加和俄罗斯这样生长季节较短的地方，使用水培温室，光和温度都可以控制，从而提高作物产量。

我们还必须考虑水培的显著环境效益。水培系统只需要土壤农业所需的10%左右的水。这是由于水培系统允许的事实回收水和营养液的重复利用，没有水被浪费。这可能会对缺水地区产生相当大的影响，比如中东和非洲部分地区。同样，水培法只需要很少或根本不需要杀虫剂，而且只需要土壤植物所需养分和肥料的25%左右。这不仅节省了成本，而且对环境也有好处，因为没有化学物质被释放到空气中。最后，我们必须考虑交通对环境的影响。就像水培法一样在当地种植的进口作物所需的面积减少，由于运输需求减少，价格和温室气体排放都有所降低[来源:詹森］．

其次，水培为我们提供了收获时间更短的好处。以这种方式生长的植物可以直接获得水和营养，因此，不需要长出广泛的根系来获取所需的营养。与传统农业相比，这节省了时间，生产出的植物更健康、更茂盛。新利国际网站品牌官网

那么为什么水培法没有取而代之呢?这是由于与这些系统相关的几个明显的缺点。首先是与土壤耕作相比，资本投入高。虽然随着时间的推移，水培通常会便宜得多，但建立任何一种更大的系统确实需要大量的前期成本。接下来，还有停电的威胁，这可能会导致水泵停止工作，破坏作物。最后，许多人担心水培需要大量的技术和研究，而事实上，它与传统园艺非常相似。18新利最新登入毕竟，植物生长依赖于特定的营养物质，无论你使用哪种系统，这些营养物质都不会改变。

在我们了解水培法是如何工作之前，我们必须先了解植物本身是如18新利最新登入何工作的。一般来说，植物生长所需的物质很少。它们可以简单地依靠水、阳光、二氧化碳和土壤中的矿物质营养物质来生存。植物可以转化光能量转化为化学能，形成糖，使它们能够生长和维持自己。因此，植物通过光合作用将二氧化碳、水和光转化为糖和氧气。光合作用过程要求植物能获得某些矿物质，尤其是氮、磷和钾。这些营养物质可以自然存在于土壤中，在大多数商业产品中都可以找到化肥．请注意，植物生长并不需要土壤本身:植物只需要土壤中的矿物质。这是水培法背后的基本前提——植物生长所需的所有元素与传统的土壤园艺相同。水培简单地去掉了对土壤的要求。

有几种不同类型的水培系统，尽管每一种都是基于相同的初始概念。在这里，我们将研究每种类型，发现如何和为什么使用它，并看看哪种植物对每种方法反应18新利最新登入最好。

潮汐和流动系统需要一种媒介，如珍珠岩，除了为植物的根部提供稳定外，它没有任何用途。植物不会从培养基本身获得营养。Ebb和flow系统包括一个托盘，其中植物被放置在介质中;在托盘下面的一个单独的容器中是一个蓄水池，里面有水和矿物质溶液。水库中的水定期被泵入托盘。这种水会淹没托盘，让植物吸收水分和养分。渐渐地，由于重力作用，水又流回水库。Ebb和Flow系统最适合小型植物草本植物并且通常用于较小的水培装置，比如在家里。

营养膜技术(NFT)是一种不需要土壤或介质的水基系统。它们是用木制通道建造的，可以支撑聚乙烯薄膜衬垫。植物如西红柿而且黄瓜被放置在通道上，富营养水被泵到每个通道的高端。管道向下倾斜，水在末端被收集，通过系统泵回再利用。只有根系成熟的植物才能使用这种技术。

滴灌系统它们的设置几乎与潮涨潮落系统一模一样，只不过水不是通过一个大管道被泵入，而是通过许多小管道和排水管被泵入植物顶部。这种系统非常适合那些还没有成熟根系的植物，就像潮汐系统一样，最适合较小的植物。

空气是另一种水基系统，它像NFT一样不需要介质。植物悬挂在托盘上，根在下面自由摆动。将整个托盘放入一个底部有少量水和营养液的盒子中。一个水泵系统用来抽水，然后将水以细雾的形式连续地喷洒到整个植物和根部。这个系统是最难设置和管理的，但是它有很大的潜力用于大规模的商业用途。

芯系统类似于潮起潮落系统，因为它们是基于媒介的。植物被放置在一个托盘中装满了如珍珠岩或岩棉等介质。在每个根的底部，放置一根尼龙绳，可以自由地悬挂，延伸到托盘的底部。然后将整个托盘放在储液器的顶部。尼龙绳吸收水分和养分，将它们吸到植物的根部。该系统是可取的，因为它不需要购买泵或其他设备[来源:罗伯特。］．

关于建立不同类型的水培系统的更多信息，请阅读下一节。

现在我们已经了解了不同类型的水培系统，让我们看看一些工具和配件，以补充各种系统

当然，任何水培系统中最重要的部分是使用的营养液。水培营养液很容易从园艺中心和托儿所获得，它由氮、钾、钙、镁和其他矿物质等营养物质混合而成。使用不同的营养液取决于你想要种植的植物类型、你使用的系统和你正在使用的介质(如果有的话)。

正如我们所看到的，水培可以有或没有介质。在使用媒介的情况下，有几种可用的选择，每种都有自己的优点和缺点。在水耕园艺中最受欢迎的介质之一是岩棉，因为它既经济实惠，又易于排水。其他流行的介质包括粘土、珍珠岩、蛭石、沙子和砾石。虽然砾石、粘土和沙子都很便宜，也很容易获得，但它们很重，不能提供与珍珠岩和蛭石相同的水循环水平，珍珠岩和蛭石更贵，但也更有效。

水培的另一个关键方面是光的使用。正如我们前面讨论的，植物需要光来进行光合作用。在自然光线不足或不足的地区，可以使用高强度放电(HID)灯。用于园艺的灯有两种主要类型，每一种都提供光谱不同部分的光。金属卤化物(MH)提供来自光谱蓝色端的光，用于幼苗和绿叶蔬菜。高压钠灯(HPS)是光谱的另一端，用于水果或花植物[来源:绿色海岸水培法］．

最后，任何成功的水培系统都必须进行监测，以调节PH值。PH值是衡量氢离子浓度的一种方法，它能告诉我们生长环境的酸性或碱性。18新利最新登入它必须保持在一定的范围内，这取决于植物和使用的介质。PH值可以用PH值测试试剂盒测量，任何园艺供应中心都可以买到。

你对到目前为止读到的关于水培园艺的东西感到兴奋吗?准备好开始你自己的水培花园并把理论付诸实践了吗?在这里，我们将比较不同类型的水培系统的优点和缺点，我们将讨论使用这些系统可以在家里种植什么样的植物。

在设计家庭水培系统时，通常建议使用介质。这倾向于支持使用潮起潮落或灯芯系统。虽然灯芯系统非常便宜且使用简单，但随着时间的推移很难进行修改，因此可能会产生较差的效果。人们担心植物是否获得了正确的营养平衡，如果不是，就很难调整营养流动。由于这些原因，许多家庭水培系统往往是潮起潮落的品种。任何水培园艺中心，事实上，大多数传统的苗圃都携带设置家庭系统所需的所有设备。

要开始构建你的潮起潮落系统，你首先必须获得所需的材料。一个基本的系统将需要:

如果你愿意使用手头已有的一些材料，这个系统只需要50美元就可以安装[来源:Bareroots水培法］．

要建立你的潮汐系统，只需将插枝或种子放入植物容器中，使用所选的介质稳定它们，将容器放入塑料托盘，并将其设置在支撑结构上。将3茶匙营养液稀释在3加仑水(11.36升)中填满水库。安装油管，使其从顶部托盘到蓄水池，然后将水族泵安装到位。应设置定时器，使泵使顶部托盘每天泛滥两次。每两周监测一次PH值，这样你就可以轻松地种植自己的水培植物[来源:罗伯特。］．

最容易在家里水培的植物是沙拉蔬菜，比如生菜和菠菜。草药也相当简单，用罗勒，薄荷和欧芹成为受欢迎的选择。西红柿，黄瓜而且辣椒是可能的，虽然这些项目需要大量的天然阳光或添加生长灯。最后，任何小型植物和花卉都可以使用这个系统种植。

如果你决定种植需要大量光照的植物，而阳光又不容易获得，可以考虑添加一个人工照明系统。HPS灯最适合开花植物或水果，而金属卤化物灯更适合生菜和菠菜等绿叶蔬菜。

使用潮起潮落系统，某些植物很难生长。这些包括土豆，浆果和bulb-based花比如水仙花。虽然这些物品可以水培，但它们在水基系统中效果更好，如非水培或气培，这更适合于更大的商业应用。

的使用存在很大的争议有机标签因为这涉及到水培法。随着消费者越来越关注他们的产品来源食物考虑到这对健康的影响，他们经常选择标签为新利国际网站品牌官网有机．各州对有机标签的要求各不相同，一些州认为不含农药的作物是有机的，而另一些州则认为有机标签是完全天然的。在最严格的标准下，自然被定义为使用传统农业方法在土壤中生长的植物。在这些标准下，不得使用农药和化学药品，可施用的植物营养物质也受到严格规定。

根据要求，一些水培生产的食物可以被称为有机的，因为水培系统不一定需要使用农药或化学品。然而，水培确实需要使用营养液，这通常需要提取或生产矿物质，然后将其转化为水溶性。18新利最新登入这样，水培植物从最严格的定义来看并不是有机的，但在某些地区和某些人看来可能是有机的。

在决定水培作物是否对您的需求有益时，请仔细查看您所在州对有机标签的要求。“纯天然”对你来说很重要吗?还是你只是想尽量减少接触农药?如果有机标签对你来说很重要，可能值得进一步调查这场辩论，因为水培法可以生产出在某些地区被认为是有机的作物，通常比传统种植的价格便宜得多有机食品．

对在家里建立水培系统感兴趣?请继续阅读下一节，了解如何一步步构建您的系统以及您可以从中获得什么。

水培是农业中增长最快的部分，而且很有可能占据主导地位食物未来的生产。随着人口的增加和可耕地的减少，由于土地管理不善，人们将转向新技术，如水培和垂直农场开辟新的作物生产渠道。目前，耕地仅占耕地总面积的3%左右地球的表面，和世界人口中国约有60亿人口，人均耕地约1/5公顷(2000平方米)。科学家估计，到2050年，地球人口将增加到92亿，而可用于作物和粮食生产的土地将减少。为了养活不断增长的人口，水培将开始取代传统农业[来源:张伯伦］．

为了窥见水培的未来，我们只需要研究一些早期采用这门科学的人。在日本的岛国东京，由于人口激增，土地变得极其珍贵。为了养活市民，同时保护宝贵的土地，该国已经转向水培水稻生产。大米是在地下金库中收获的，不使用土壤。由于环境得到了完美的控制，每年可以进行四个周期的收获，而不是传统的一次收获。

水培法在气候干燥的以色列也得到了成功的应用。一家名为Organitech的公司一直在使用水培系统在40英尺(12.19米)长的集装箱中种植作物。他们种植大量的浆果、柑橘类水果和香蕉，所有这些在以色列的气候条件下通常都无法种植。水培技术的产量是同等面积土地每年产量的1000倍。最重要的是，这个过程是完全自动化的，由使用装配线式系统的机器人控制，比如在制造工厂中使用的那些。然后集装箱被运送到全国各地[来源:Organitech］

在水资源供应有限的第三世界地区，水培的潜力已经在科学界引起了很大的轰动。虽然目前建立水培系统的前期资本成本是一个障碍，但从长远来看，随着所有技术的发展，成本将下降，使这一选择更加可行。水培有能力养活非洲和亚洲地区的数百万人，这些地区的水和作物都很稀缺。

水培对未来的太空计划也很重要。美国国家航空航天局是否有广泛的水培研究计划，这将有利于当前的空间探索，以及未来，长期的殖民火星或者是月亮．由于我们还没有找到可以在太空中维持生命的土壤，以及通过太空运输土壤的物流航天飞机水培法似乎不切实际，但它可能是未来太空探索的关键。在太空中进行水培的好处有两方面:它提供了获得更多种类食物的潜力，并提供了一种生物学方面的好处生物再生生命支持系统．这仅仅意味着，随着植物的生长，它们会吸收二氧化碳和不新鲜的空气，并通过植物的自然生长过程提供新的氧气。这对于空间站和其他行星的远程居住都很重要[来源:Heiney］．

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