amd cpu和酷睿哪个好:残叶燃烧全物质水培原理与技术

残叶燃烧全物质水培原理与技术  

刘滨疆

营养液栽培技术经过近一个世纪的发展，其理论与实践得到了长足进步，但仍有很大的发展空间，特别是绿色食品蔬菜需求理念的兴起，化学配方式营养液栽培技术再次面临发展危机。正是这种危机，促使了营业栽培理论的突破以及新技术的产生。残叶燃烧全物质水培原理（计费配方化学肥料营养液栽培原理）的建立，为今后营养液栽培技术绿色化、管理工序简易化提供了新思路，新一代营养液栽培装置将以操作简单、可走进千家万户。下面就此理论和技术作一较为详细的介绍。

一、残叶燃烧全物质水培原理

用于水培的植物所需营养物质都可以从干植物燃烧产生的灰分、气化物质以及大气中获得。在残叶燃烧全物质水培中，栽培植物的营养物质来源仅为水、干植物和空气，其中植物生长所需的矿物质营养灰分和碳、氮、硫等气化营养物质均是由干植物在栽培设施内燃烧并经封闭净化处理获得的。

在残叶燃烧全物质水培中，一般植物鲜重的90%～95%是水分，5%～10%是干物质，而在干物质总重中，燃烧后灰分占5%～10%是干物质，其余90%～95%为碳、氮、硫等可被植物利用的气化物质。因此，理论上讲，在水分供应充足的情况下，燃烧1kg干植物就可以产生20kg的鲜植物，如果以化肥利用率30%～70%作为参考，只要燃烧1.5～3kg干植物就可以满足产生20kg鲜植物的营养需求。

二、残叶燃烧全物质水培技术装置

1．残叶燃烧全物质水培必须解决的问题

利用水、干植物和空气来生产蔬菜等植物产品，需要解决以下9个问题：

（1）干植物在栽培设施内燃烧产生的烟尘封闭化净化，以及碳、氮、硫等气化物质的解毒；

（2）灰分的溶解以及盐类在栽培基质（重度无纺布）中积累的解析；

（3）难溶物质的游离化方法；

（4）空气中氮气的化肥化方法；

（5）病虫害的预防方法；

（6）生长与光合速率的控制方法；

（7）保障根系活性和供氧的方式；

（8）pH制调节方式；

（9）重度无纺布的防藻与再生处理；

针对以上问题，残叶燃烧全物质水培技术必须是设施化技术，而且是植物生长环境控制技术、空气净化与水处理技术、营养液栽培技术等多种技术的集成。

2．残叶燃烧全物质水培技术设施

残叶燃烧全物质水培技术设施是全面解决上述9个问题的新设施。它有密封外罩、栽培床、营养液循环系统、残叶肥料转换系统、空间电场防病促生系统、加温与补光系统、程序控制器组成。

3．工作原理

残叶燃烧全物质水培技术原理主要包括以下内容：

（1）由残叶到灰分、气化物质的转化

它是在残叶肥料转换系统内进行的。残叶肥料转换系统由干燥燃烧器、静电场与湿帘复合净化器、放电处理器、灰分活化器组成。

在残叶肥料转换系统内的肥料化过程是先将含水率高的鲜残叶通过电热干燥，焦化、然后再引燃，燃烧产生灰分和含有大量CO2的烟气。包括有难溶营养成分的灰分可以直接掉入灰分活化器内并通过液中放电而游离活化。燃烧过程产生的烟尘、焦油以及高浓度二氧化硫、氮氧化物等对植物带有毒性的气化物质通过静电场与湿帘复合净化器获得脱除和收集、解毒而成为类坑洞土肥性的酸性液体肥料，CO可继续通过放电处理器转化为碳素或CO2，最后排出的是纯度在95%～99.9%之间的CO2，这一最终气体被直接释放在营养液栽培空间内。

（2）营养液的循环与pH制的调节

这一过程是通过营养液循环系统、残叶肥料转换系统、空间电场防病促生系统的协同作用完成的。

营养液循环系统由泵和喷雾器组成，泵的进水口与残叶肥料转换系统中灰分活化器出液口相接，泵吸取灰分活化器中的灰分肥料液并将液体以雾化形式向栽培床喷施。由于单独的灰分肥料为碱性液体，液中pH值大于7，为了中和偏碱液，残叶燃烧全物质水培技术设施中由残叶肥料转换系统、空间电场防病促生系统共同保障灰分液的中性化。残叶肥料转化系统中的静电场与湿帘复合净化器向灰分活化器滴注由焦油、二氧化硫、氮氧化物和水等物质组成的酸化肥料，同时布设于栽培床上方的空间电场防病促生系统的电极线通过对空气放电使氮气转化为氮氧化物，氮氧化物和CO2与水汽结合组成酸性气溶胶，这些酸性气溶胶在带电电极线与接地栽培床之间形成的空间电场的作用下，从空气中脱除并吸附凝聚于栽培床的植株上和栽培设施的外罩内表面，之后由营养液循环系统喷雾形成的水流冲入栽培基质中，此过程循环往复，灰分液pH指基本保持在中性状态。

为了保证CO2、肥料化氮气的供应，栽培设施的密闭外罩有一对可调节通气量的阀门，该阀门在干燥器无燃烧的情况下可打开，让外界的空气进入。

为了保证灰分液的洁净，除了液中放电处理以外，灰分活化器底端设有一段复合过滤棒，带有植物根系代谢物、死皮细胞或组织的废液进入灰分活化器经放电处理和过滤处理可得到清亮的灰分营养液，在运行一段时间后，复合过滤棒可取出置放在干燥燃烧器中进行高温烘烤，待表面恢复黑灰色以后，可装回原处继续使用。

4．病虫害的物理预防

这一要求由空间电场防病促生系统、残叶肥料转换系统、防虫网完成。

空间电场防病促生系统是在栽培床上方设置一个通过绝缘子与接地设施隔离的空间电极（+），并以栽培床和其他结构物为接地极，当系统直流高压电源向空间电极输电后，空间电场就在两极之间建立起来，同时，因高压电极的对空气放电产生的微量臭氧、氮氧化物等氧化性很强的杀菌剂以及高能带电粒子的灭菌消毒作用，使漂浮于设施内的气溶胶微生物被杀死、钝化，并被空间电场的库仑力作用而从空气中脱除，这一过程会按空间电场的循环间歇工作程序不断重现，气传病害将得到有效预防。另一方面，设置与电极线旁边的黄色闪光器会将白粉虱、蚜虫等趋光类昆虫吸引过去而受空间电场作用被吸附致死于闪光器表面。防虫网则会防止大型害虫的侵入。

残叶肥料转换系统中的灰分活化器是处理灰分液微生物以及线虫等有害生物的核心。由栽培床基质渗漏下来的溶液进入灰分活化器内，并在液中电极的放电作用下达到灭菌、消毒、杀虫的目的。生活与无纺布之中的微生物可使根系脱落物进行分解并产生氨气、硫化氢等异味气体，这些气体浓度极低时能够促进植株的生长，然而在培养条件下，一旦有微生物制造了这些气体，其后，就会有大量这些气体产生出来，栽培失败就会随之而到，因此，成功的水培要能够确保栽培液中、栽培基质中的微生物数量受到控制，灰分活化器放电产生的氧化性蒸汽可上升至基质处并对基质继续灭菌消毒。

5．生长与光合速率的控制

控制生长与光合速率是通过程序控制器由空间电场防病促生系统、残叶肥料转换系统、营养液循环系统、加温与补光系统联合实施的。

正向的空间电场能够显著加快植物吸收由残叶肥料转换系统释放于栽培设施内的高浓度CO2，提高植物在弱光环境中的光合作强度。变化的空间电场通过调控钙离子在植株以及植株与营养液之间的浓度分布来调节植物的各种生理活动过程（包括激素调节过程、光调节过程、中立调节过程）的变化。这些过程的变化，激活了植株的各种生理机能，促进了同化产物和矿物质营养肥料的输送，加快了植物的生长速度。

残叶肥料转换系统、营养液循环系统可将足量的灰分营养液输送到栽培基质中，每日提供的灰分量可通过程序控制器控制的灰分活化器电磁振动板配送。灰分液的安全极限浓度是通过置放在溶液中的特殊电极进行检测控制的，溶液电阻一旦超限，控制部件立即进行声光联合报警。

加温与补光系统由水加温器和日光灯、发光二极光管或冷阴极发光电源组成。其中，温度是通过温度传感器实施控制的，通常情况下，补光是以发光二极管闪烁形式进行的。

6．根系的活性和供养的保障

保障根系活性和充足的供养是确保根系健康和有效抵御根系微生物侵害的关键。光照作用的增强、灰分肥料与CO2的充足供应、空间电场的建立、吸水基质材料及其裙褶（“W”式）栽培结构是保障根系活性和充足的供氧综合措施。

CO2的充足供应、空间电场的施加、光照强度的增强可提高碳水化合物向根系的转移速度和数量，充足的碳水化合物是根系提高呼吸强度、进行主动吸收和生长代谢的能量。高浓度的CO2与正向电场的配合能够显著促进根系的生长和活性，根系表现为亮白色。

裙褶（“W”）栽培结构由吸水基质材料组成，是植株根系附着生长、进行营养吸收、代谢产物交换的处所。根系附着在重度无纺布表面保证了根系氧气的充分供应。“W”是栽培结构既能保证根系处于湿润、黑暗、富氧的小环境内，又能夹持植株防止倒伏。“W”栽培结构是一可调结构，播种或植苗时，旋转调结旋钮，“W”结构就会自动张开，将种子或苗木撒播或栽植在沟槽内再向相反方向旋转调节旋钮直至“W”结构闭合为止。

7．重度无纺布的防藻与再生处理

防止藻类繁殖也是营养液栽培技术设施重点解决的问题。在“W”结构栽培床表面铺设纺织状黑纱能够解决藻类的繁殖。另一方面，灰分活化器可对由栽培基质渗漏下来的、携带有藻类的废液进行灭菌、消毒、杀虫、灭藻的综合处理。重度无纺布的再生处理可采用酸性处理与柔化处理相结合的方式进行，酸性处理剂、柔性处理剂的选用要考虑无毒和环保方面的要求，5mm厚的无纺布可连续使用1年再进行酸化和柔化处理，其寿命在3～5年。

总的来说，残叶燃烧全物质水培技术是通过多种技术的集成完成栽培全过程的，是一种接近无废物、节水型的高效栽培设施化技术，由于技术的密集集成，作物生产性能、可靠性远较普通营养液栽培技术好。

8．其他问题及应对方案

在残叶燃烧全物质水培技术设施中，常遇到的问题及解决方案包括以下几个方面：

（1）停电及其处理

停电可造成冻死植株或是微生物大量繁殖等重大问题，为了预防发生冻害，残叶燃烧全物质水培技术设施外罩设计为保温型，灰分液储备箱设置在设施底部且内设电加热棒，寒冷季节可通过控制保持高水温，待断电后靠其储热维持植株成活的需要。

（2）栽培基质的选用

生产上，不同的地区选择不同性质的栽培基质。

用于大规模蔬菜、苗木生产时，其栽培的方式可选为浮板栽培型式。它没有无纺布再生处理工序，可实现快速生产目标，当然，其他系统也要做一些改动，但基本型式不变。

用作城市家庭小农场建设时，采用无纺布栽培型式是有优势的。无纺布栽培床可做成壁挂式，这样做不但可以节省空间，还可以作为装饰品。在即将到来的老年型社会及人们对绿色食品蔬菜的需求，这种壁挂式残叶燃烧全物质水培技术装置的开发及其商品化进程将是迅速的。

（3）栽培品种的选择

适合于残叶燃烧全物质水培技术设施栽培的植物品种很多，用户可以根据自己的爱好、市场需求尝试培育。这里仅介绍几种非常适宜该设施栽培的植物品种：

叶菜类蔬菜：莴苣（生菜）、独行菜（西洋菜）、通（空）心菜、菠菜、芹菜、葱等；

根菜类蔬菜：水萝卜、胡萝卜、红薯等；

果菜类蔬菜：草莓、茄子、番茄、黄瓜、西瓜、黄秋葵等；

芽菜类：豌豆苗、花生芽、香椿芽、黄秋葵芽、南瓜苗、黄豆芽等；

浮萍、阿拉伯芥等市场急需的蛋白质源类和药物研究材料类；

水生花卉类：荷花、睡莲等；

球茎类花卉：水仙、郁金香、百合等；

草本类经济花卉：兰花、萱草等。

9．主要栽培品种介绍

（1）迷你胡萝卜

别名：樱桃胡萝卜、手指胡萝卜；

食用：适于生食、腌渍，也可以炒食；

功效：性味甘、辛、平、微凉。鲜肉质根中含大量糖类、氢化果胶、 Vc 、 Vb 、碘、淀粉酶、氧化酶等。生萝卜中所含的干扰素诱发剂是一种具有抑制肿瘤发展、抗病毒的物质，生食时不会被破坏消失，故具有防癌抗癌作用； 

食谱：泡菜：用迷你胡萝卜加适量糖、醋、蒜等做成泡菜，按口味可加少量红辣椒，用玻璃瓶盛装后，放于冰箱冷藏室中。其口感爽脆细嫩、酸甜适中。

（2）西洋菜

西洋菜原产欧洲，故名。到过南方的朋友都知晓它的名字，西洋菜排骨汤是出了名的，而在人用无土栽培形式进行大面积种植，生意十分红火。 别名：豆瓣菜、无心菜，水旱菜，水生菜；

食用：以嫩茎梢为食用部分做汤；

功效：因其含有丰富的钙，故对促进生长期儿童的体质发育及防止老年的骨质疏松有极大的作用，广东人称西洋菜是益脑健身的蔬菜。同时中医认为，由于西洋菜的营养成份能与胆汁酸、脂肪酸结合，并可刺激结肠内细胞，使之恢复常态，故多食可预防高血压、结肠癌等疾患。

食谱：鱼片西洋菜汤：锅内放适量水煮沸后，将洗净的西洋菜放入，并放油煮沸 5 分钟左右，放入预先用油、盐和淀粉拌匀腌过的鱼片，旺火煮，并把鱼片搅散，汤沸关火，加盖焖一会即可。

（3）芝麻菜

别名：火箭生菜、芸芥、德国芥菜、香油灌；

食用：嫩苗及嫩叶片适用于用做色拉生食，煮熟后即失去芝麻的芳香味；

功效：以钾盐、钙质及微量元素硒的含量较多，并含有苦味物质及具有芝麻香味的他书芳香物质，具有较强的抗癌抗促活性。

（4）柠檬草：

别名：香茅；香麻；茅香草；大风茅；香芭茅；

食用：菜用主要作芳香调味。越南风味食品中使用较多；

功效：全株具有柠檬香气，含丰富的钾和钙，并含香豆素和大量的芳香挥发油。其性温、味微苦、辛香。具有祛风、除湿、去痰、解毒、消肿止痛等功效。

食谱： 柠檬草米粉：将柠檬草的鲜稍洗净切丝，撒在煮好的米粉中。具柠檬香气，促进食欲，可祛风、止头痛。制作调料：用鲜柠檬草防于煮好的肉上，或用干制柠檬草粉放入肉中共焖。代茶饮服：柠檬叶干品 1 克，泡水代茶服。适用于风湿肿痛、脚气、产后风等患者。

（5）鼠尾草

别名：洋苏叶；

食用：可鲜食或干制后贮藏备用；

功效：鼠尾草中纤维素、蛋白质、钙的含量比其他蔬菜均高，抗衰老素—超氧化物歧化酶的含量也很高。还含有抗菌、防腐性能，是一种无公害的芳香调味绿色食品；

食谱：鲜食：将鲜鼠尾草洗净后切成丝，放于色拉上，或整叶放盘菜上作装饰。增加芳香味，增进食欲，并有杀菌作用。做香米饭：洗净切碎，放进煮好的粳米饭中，加热后放入香油拌匀即可成；

调料用：用鲜叶或干粉制成填馅，烤制香肠、家禽，煮牛羊肉，风味均佳，且有健胃作用。

（6）生菜

别名：莴苣食用：西餐中均习惯于剥叶生食，故称生菜；

功效：叶用生菜因其茎叶中含有莴苣素，故味苦，具有镇痛催眠、降低胆固醇、治疗神经衰弱等功效；

食谱：用生菜是西餐色拉和中餐火锅的主要原料。除生食外还可以炒食、做汤。

（7）红小玉萝卜

长势快速,颜色鲜艳,品质极佳的萝卜种子!

特征特性：长势强，品质一致，商品性极佳；全年皆宜种植，根部外皮光滑，颜色鲜红发亮，肉质雪白；耐破裂，无糠心，适宜生长气温下，20天可收，抗病高产。

 10．案例

（1）独行菜-通心菜-莴苣-红小玉萝卜-花生残叶燃烧全物质水培

选用独行菜、通心菜进行12、1月份的栽培生产，可在春节前后陆续采收；春节期间选用莴苣小苗或红小玉萝卜进行补充栽培，40天左右就可喜获丰收。夏季则可以栽种花生。

（2）南瓜苗-豌豆苗-花生芽残叶燃烧全物质水培

这是芽菜生产工序，先将催芽的南瓜籽、菜用豌豆或花生放入“W”式的无纺布栽培槽中，并旋紧夹持机构，启动机器即可自动进入生产状态。

值得注意的是在花生芽的生产中，未进行消毒的花生种子会产生一些黄曲霉毒素，消除的方法就是将灰分肥料活化器、空间电场的控制程序设置在“高度卫生状态”即可。

一、未来市场

1．市场成熟的主要因素

（1）产品式样

残叶燃烧全物质水培装置可分为壁挂式、立体垂直式、平面式三种基本式样。在微型高电压放电控制技术系统的高度可靠性得以确保，以软件控制形式的残叶燃烧全物质水培装置是未来家电的新军。

（2）房间环境

城市居民居住面积达到50㎡就可考虑安置残叶燃烧全物质水培装置。大厅或大厨房是放置水培装置的理想位置；超市是展示这种技术，同时也是出售鲜活水培蔬菜的最佳场所；酒店、公司大厅都可安装这种设备。

（3）人群

退休老人、休闲人士、中小学生、儿童应该是最佳的需求者。建一个家庭农艺园既可以有收获的喜悦又可以满足求知求新的好奇心，还可以从中感受到劳动的喜悦。

（4）精神卫生

现代生活就是快节奏、就是竞争，30-60岁的人群都时刻面临着紧张的工作压力、生活压力，抑郁、焦虑是普遍现象，缓和和释放压力成为现代人必须解决的问题，适度的园艺劳动和面对这生机盎然的绿色植物的沉思和好奇可以舒缓高度的紧张情绪，并养成一个良好的生活习惯。

（5）植物生产科学的普及

植物生理科学应该成为每一个人都应了解的科学，从种子到发芽再到生长成熟的全过程会给许多人带来无限的遐思，会激发儿童甚至是成人探索生物世界、生命起源的灵思妙想，无形中就会诞生出无数个超越爱因斯坦的科学巨匠来。

（6）收入

全世界人们的收入都在增长，城市居民的生活水平日益提高，用1个月的收入购买一套电脑版的残叶燃烧全物质水培装置是可行的。

（7）食品安全

不用化学原料、不用土壤、不用固体栽培基质的残叶燃烧全物质水培可以打消人们对传统的无土栽培作物使用化学肥料的疑虑，同时也可彻底杜绝农药的使用，为千千万万个城市人创造出一种绿色安全的家庭蔬菜自耕的新模式，造就一批又一批的自耕绿色追星族。

2．营销方式

建立种子繁育网络、种子加工企业、种子商、设备厂、培训部、送配站的综合经营机构是最佳的市场运行体系。

（1）种苗供应

要在城市成功地推出残叶燃烧全物质水培技术装备，除了技术过关以外，最重要的是如何为千家万户提供优质种苗。设置在城市中的种苗加工培植企业可以满足这一要求。

（2）设备供应

设备的销售可在种苗销售店进行，同时该店也是实际生产的演示、展示场所。

（3）售后服务

售后服务采用限时、约时的解决程序。

（4）培训与宣传

首先在学校结合生物科学课程举办物理农业技术讲座，重点介绍残叶燃烧全物质水培技术原理、栽培工艺、设备的使用、未来的改进空间、市场需求，激发学生在此方面的创造欲、创业欲。其次，进行城市居民的集中培训，逐渐形成园艺兴趣，并成为情趣健康、生活快乐的城市园艺族。