水培是如何工作的

虽然很容易想象这种过程被标记为一群新时代科幻小说，水培实际上已经使用了数千年。着名的悬挂花园巴比伦，其中之一古代世界的七个奇迹大部分被认为是根据水培原理起作用的。这些花园建于公元前600年左右的巴比伦或美索不达米亚，位于幼发拉底河沿岸。该地区气候干旱，很少下雨，人们相信，郁郁葱葱的花园是用链拉动式系统,进行水从河上向上，让它滴落到花园结构的每一级台阶或平台上。

在10世纪和十一世纪期间，阿兹特克人开发了一种基于水栽培的浮园系统。他们从他们的土地上赶走，他们在诺·诺奇特兰湖定居。无法在湖泊的沼泽岸上种植庄稼，他们建造了芦苇和根源的木筏。这些筏子从湖底的一点土壤上面，然后漂浮在水中。作物将在筏子的顶部生长，他们的根源通过筏子和落入水中。马可波罗的有著述表明，他在13世纪晚期访问中国时，目睹了类似的水上花园[来源:Indianetzone.com.］.

关于水培的正式研究和出版直到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。他在这个课题上的研究成果于1627年在他死后发表，并引发了一波令人难以置信的水培研究浪潮。

1699年，另一位英国科学家约翰·伍德沃德进行了包括sp各种水溶液中的增长。他试图在与土壤混合的雨水，河水和水中生长留荫的植物，然后耗尽。他发现薄荷在与土壤混合的水溶液中增长了更快，生产更健康的植物。他的结论是，植物在较少纯净的水中会更好地生长，而不是蒸馏水。我们今天知道，他的结果是由于矿物质，在它与土壤混合后留在水中[来源：玻璃］.

加州大学伯克利分校的科学家威廉·格里克(William Gericke)推广了水培技术在商业农业中的应用。使用一种他称之为"水产养殖他大力宣传大规模种植无土园艺的好处西红柿在他的家中通过水和营养解决方案。在发现术语“水产养殖”一词已经被用来描述水生生物的研究，他创造了我们今天仍然使用的术语“水栽法”[来源：詹森］.

另外两位伯克利科学家丹尼斯·霍格兰(Dennis Hoagland)和丹尼尔·亚农(Daniel Arnon)后来扩展了格里克的研究。1938年，他们出版了《无土栽培植物的水栽培方法》，这被广泛认为是迄今为止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年的时间杂志文章，基于伯克利的研究，这一时期发生了第一次商业用途之一。矿化水的坦克在太平洋的一小块土地上使用豆类，西红柿和蔬菜种植豆类，西红柿和蔬菜。这个岛被用作加油停止泛美航空公司那里种植的食物被成功地用来喂养该航空公司的工作人员和机组人员。类似的情况在第二次世界大战期间也发生过，当时在贫瘠的太平洋岛屿上，人们用水培法为军队种植作物[来源:《时代》杂志］.

那么，为什么要费那么大劲来建立一个水培系统呢?毕竟，人们一直在成长食物就算不能用上好几百年，至少也可以用几千年。水培比传统耕作有一些显著的好处，随着这些好处的消息传开，更多的人将转向水培来满足他们的农业需求。

首先，水培提供人们在传统农业根本不可能的地方生长食物的能力。在亚利桑那州和以色列等干旱气候的地区，水培数十年来。本科允许这些地区的人们享受局部种植的生产，并扩大食物生产。同样，水培在密集的城市地区是有用的，土地处于溢价。在东京，使用水培代替传统的土壤植物生长。水培素在雷皮马等遥控器中也是有用的。由于可用于种植的空间，百慕大者转向水培系统，占农业生长所需的约20％的土地。这允许岛上的公民享受全年当地生产，而无需支出和延迟进口。最后，没有收到一致的阳光或温暖的区域天气可以从水培中受益。阿拉斯加和俄罗斯等地方，越来越少的季节较短，使用水耕的温室，可以控制光和温度以产生更高的作物产量。

我们还必须考虑水培使用的显著环境效益。水培系统只需要土壤农业所需水量的10%左右。这是由于水培系统允许的事实回收和再利用水和养分解决方案，以及浪费水的事实。这可能对水稀缺的区域产生了相当的影响，例如在中东和非洲的部分地区。同样，水培需要很少或没有杀虫剂，只有约25％的土壤植物所需的营养素和肥料。这不仅代表了成本节约，而且也有利于环境，因为没有化学品被释放到空中。最后，我们必须考虑运输的环境影响。随着水培允许产生的在本地种植由于运输需求减少，价格和温室气体排放都有所降低[来源:詹森］.

其次，水培为我们提供了更短的收获时间。以这种方式生长的植物可以直接获得水分和养分，因此，它们不必发展广泛的根系来寻找所需的养分。这节省了时间，生产出更健康、更茂盛的植物的时间大约是传统农业的一半。

那么，为什么水培法不能取代它呢?这是由于与这些系统相关的几个明显的缺点。第一，与土壤耕作相比，资本投入高。虽然随着时间的推移，水培通常更便宜，但它确实需要大量的前期成本来建立任何一种更大的系统。其次，还有停电的威胁，这会导致水泵停止工作，毁掉庄稼。最后，许多人担心水培需要大量的知识和研究，而实际上，它与传统的园艺非常相似。毕竟，植物的生长依赖于某些营养物质，无论你使用哪种系统，这些营养物质都不会改变。

在我们了解水培的工作原理之前，我们必须首先了解植物本身是如何工作的。一般来说，植物生长所需的物质很少。它们可以依靠水、阳光、二氧化碳和土壤中的矿物质养分的简单混合而生存。植物能够变形光能量进入化学能量，形成糖，让他们生长和维持自己。因此，植物通过称为光合作用的过程将二氧化碳，水和光转化为糖和氧气。光合作用过程要求该植物能够进入某些矿物质，尤其是氮，磷和钾。这些营养物质可以在土壤中天然存在，并且在大多数商业中被发现肥料．请注意，植物生长不需要土壤本身：该工厂只需从土壤中需要矿物质。这是水培解背后的基本前提 - 植物生长所需的所有元素与传统的土壤园艺相同。水培只是夺走了土壤要求。

有几种不同类型的水培系统，尽管各自基于相同的初始概念。在这里，我们将检查每种类型，发现它如何以及为什么使用它，并查看每个方法最佳响应哪种植物。

潮落系统需要一个媒介，例如珍珠岩除了提供植物根部的稳定性外，它没有任何作用。植物不能从培养基中获得营养。退潮和流动系统包括一个托盘，该设备被放置在介质中;在托盘下面的一个单独的容器中是一个盛有水和矿物溶液的容器。从储水器中抽出的水定期泵入塔盘。这会使托盘充满水，让植物吸收水分和营养。渐渐地，由于重力，水又流回水库。Ebb和Flow系统最适合小型工厂草本并且通常用于较小的水培设置，例如家中的水培设置。

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，支撑着聚乙烯薄膜衬垫。植物等西红柿和黄瓜被放置在通道上，营养富含水被泵送到每个通道的高端。通道斜率下降，并在末端收集水以将其泵送通过系统并重新使用。只有大型既定根系系统的植物将采用这种技术。

滴水系统几乎相同地设置为潮起潮落和流量系统，虽然它代替水被泵送到一个大管，但它泵送了许多小管子并排放到植物的顶部。该系统非常适用于尚未拥有开发的根系系统的植物，并且像潮起潮落和流量系统一样，最适合较小的工厂。

空气换气是另一个基于水的系统，如nft，不需要培养基。植物悬挂在托盘上，其根源可自由地悬挂在下方。整个托盘放入盒子中具有少量水和营养溶液的盒子。泵系统用于绘制浇水，在那里它以连续的方式在整个植物中喷洒到整个植物上并根。该系统最难以设置和管理，但它具有很大的商业用途潜力。

芯系统与潮涨潮落系统相似，因为它们是基于媒介的。将植物放置在一个托盘中，托盘中填充有珍珠岩或岩棉等介质。在每个根的底部，放置一根尼龙绳，允许它自由摆动，延伸出托盘的底部。然后整个托盘被放置在储液器的顶部。尼龙绳吸收水分和营养，将它们吸到植物的根部。这种系统是可取的，因为它不需要购买泵或其他设备[来源:罗伯托］.

有关在设置不同类型的水培系统中，请阅读下一节。

现在我们已经看了看不同类型的水培系统，让我们来看看一些工具和配件，可以补充各种系统

任何水培系统中最重要的部分当然是使用的营养溶液。水培营养溶液容易可获得园艺中心和托儿所，并且由这种营养素的混合物作为氮，钾，钙，镁和其他矿物质组成。根据您试图成长的植物类型，使用不同的营养溶液，您正在使用什么系统，如果有的话，如果有的话，你正在使用。

正如我们所看到的那样，水培可以在没有介质的情况下完成。在要使用介质的情况下，有几种可用的选择，每个选择具有其自身的益处和缺点。水培园艺中最受欢迎的介质之一是摇滚羊毛，因为它既是经济实惠的并且提供易排水。其他流行的培养基包括粘土，珍珠岩，蛭石，沙子和砾石。虽然砾石，粘土和沙子都便宜且易于使用，但它们沉重，并且不提供与珍珠岩和蛭石相同的水循环水平，这更昂贵，但也更有效。

水培法的另一个关键方面是光的利用。正如我们之前讨论的，植物需要光来进行光合作用。在没有自然光或自然光充足的地区，使用高强度放电(HID)灯。园艺用的灯主要有两种，每一种都提供光谱不同部分的光。金属卤化物(MH)提供光谱的蓝色一端的光，用于年轻的植物和绿叶蔬菜。高压钠灯(HPS)则在光谱的另一端，用于水果或花卉植物[来源:绿色海岸水培］.

最后，任何成功的水培系统都必须进行监控，以调节PH水平。PH值是氢离子浓度的测量值，它告诉我们生长环境的酸性或碱性程度。它必须保持在一定的范围内，这取决于植物和使用的介质。这个值可以用PH值测试套件测量，可在任何园艺供应中心。

你对你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将理论付诸实践了吗?在这里，我们将比较不同类型的水培系统的优缺点，并讨论使用这些系统可以在家里种植哪些植物。

在设计家庭水培系统时，一般建议使用介质。这倾向于支持使用潮涨潮落或灯芯系统。虽然灯芯系统是令人难以置信的便宜和简单的使用，它很难随着时间的推移修改，因此可能产生不良的结果。人们担心植物是否获得了正确的营养平衡，如果没有，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有涨落变化。任何水培园艺中心，事实上，大多数传统的苗圃都有安装家庭系统所需的所有设备。

要开始建立你的潮起潮落系统，你首先必须获得所需的材料。基本系统需要:

如果您愿意使用您已经上面的一些材料，可以设置此系统只需50美元[来源：Bareroots水培］.

要建立你的退潮系统，只需将插条或种子放入植物容器中，使用选定的介质稳定它们，将容器放入塑料托盘，并将其放置在支撑结构上。用三茶匙稀释成三加仑水(11.36升)的营养液填满水库。安装你的油管，使它从顶部托盘到水库，然后设置水族馆泵到位。应设置计时器，使泵使顶部托盘一天浸水两次。每两周监测一次PH值，你就可以自己种植水培植物了[来源:罗伯托］.

最容易在家水培种植的蔬菜是沙拉用的蔬菜，比如生菜和菠菜。草药也很简单，还有罗勒、薄荷和欧芹受欢迎的选择。番茄，黄瓜和辣椒也是可能的，但这些物品需要大量自然阳光或者增加生长灯。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，考虑添加一个人工照明系统。HPS灯最适合开花植物或水果，而金属卤化物更适合生菜和菠菜等绿叶蔬菜。

使用潮涨潮落系统，某些植物很难生长。这些包括土豆，浆果和bulb-based花，如水仙花。虽然这些作物可以水培种植，但它们在水基系统中工作得更好，如非ft或气培，更适合更大规模的商业应用。

对使用有很大的辩论有机标签这与水培法有关。随着消费者越来越关注他们的起源食物它们对健康的影响，他们经常转向标签的食物有机．各州对有机标签的要求各不相同，一些州将不使用杀虫剂的作物视为有机作物，而另一些州将有机标签视为完全天然的作物。按照最严格的标准，自然被定义为使用传统农业方法在土壤中种植的植物。在这些标准下，不允许使用杀虫剂或化学药品，可使用的植物营养素也受到严格管制。

根据要求，一些水炼油生产的食物可以称为有机，因为水培系统不一定需要使用杀虫剂或化学品。然而，水培确实需要使用营养溶液，这通常需要待提取或产生矿物质，然后改变为水溶性。通过这种方式，通过最严格的定义，水培植物不是有机的，而是可以在某些地区和某些人中考虑有机。

在决定水培作物是否对你的需求有益时，仔细看看你所在州对有机标签的要求。“纯天然”对你有影响吗?还是你只是想尽量少接触农药?如果有机标签对你来说很重要，那就值得进一步调查这个争论，因为在某些地区，水培可以生产出被认为是有机的作物，而且价格通常比传统种植的要便宜得多有机食品．

有兴趣在家中设置水栽机系统吗？阅读下一节，逐步逐步在构建系统以及您可以增长的内容。

水培是农业中增长最快的部分，它很有可能占据主导地位食物未来的生产。随着人口的增加和耕地的减少，由于土地管理不善，人们将转向新的技术，如水培和垂直农场创建额外的作物生产渠道。目前，耕地仅占3％的土地地球的表面和世界人口是大约60亿人，导致人均耕地左右1/5公顷（2000平方米）。到2050年，科学家估计地球的人口将增加到92亿，而作物和食品生产的土地将下降。为了饲养人口越来越多，水培将开始取代传统农业[来源：张伯伦］.

为了瞥见水培的未来，我们只需要研究本科的一些早期采用者。在东京，在日本的岛屿国家，由于人口飙升，土地非常有价值。为了养活公民，同时保持有价值的土地群众，该国转向水养水稻生产。在没有土壤的情况下，在地下拱顶中收获米饭。由于环境完美控制，因此每年可以执行四个收割循环，而不是传统的单个收获。

水培法在干燥、干旱的气候条件下的以色列也得到了成功的应用。一家名为Organitech的公司使用水培系统，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下都不可能正常生长。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，这一过程是完全自动化的，由使用装配线式系统的机器人控制，就像在制造工厂中使用的那样。集装箱随后被运往全国各地[来源:Organitech]

在整个科学界已经有大量的嗡嗡声，有可能在水供应有限的地方使用水培。虽然建立水栽法系统的前期资本成本目前是一个障碍，但在长期的情况下，与所有技术一样，成本将下降，使这个选项变得更加可行。水栽法有能力在非洲和亚洲地区饲养数百万，水和作物都稀缺。

水培对空间计划的未来也很重要。美国国家航空航天局具有广泛的水培研究计划，它将受益当前的空间探索，以及未来，长期殖民火星或者是月亮．因为我们还没有发现能在太空中维持生命的土壤，以及通过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。太空水培的好处有两方面:它提供了更多种类的食物的可能性，它提供了一个生物学方面，被称为生物生物寿命支持系统．简单地说，随着植物的生长，它们会吸收二氧化碳和污浊的空气，并通过植物的自然生长过程提供新的氧气。这对空间站和其他行星的长期居住都很重要[来源:Heiney］.

有关水培信息的更多信息，请在花园中弄脏和相关主题，通过下一页的链接挖掘。