黄金水位栽培法解决灌溉施肥大难题

1、黄金水位栽培法解决灌溉施肥大难题 摘 要：黄金水位栽培法通过储水层富集水分和肥料，以水因子调节激素，促使水生基因表达，在水淹的水陆交界处形成大量的不定根，在上部60%通气区发育成陆生根，在下部40%水环境中发育成具有强大吸收能力的水生根系，实现以根发根，提高了农业水资源和肥料利用效率，有利于农业可再生资源循环利用和非常规水资源的利用。 关键词：黄金水位栽培法；节水灌溉；高效施肥；面源污染 目前肥料利用率低和化肥引起的环境污染者已成为农业生产中灌溉施肥的一大难题，如何全面协调水、肥、气、热四大因子，建立高产稳产、低碳环保、可持续的农业生产新体系成为当前的重要工作。黄金水位栽培法无疑为该难题的全面

2、解决提出了新思路。 1 黄金水位栽培法通过水剪打开植物激素调控开关，培养吸收能力超强的根群 植物的根有两种：胚生根和不定根。胚生根来源于胚，它是植株形成强大根系的基础；不定根不按正常时序发生，可以出现在非正常的位置（如根、茎、叶）。在受到机械创伤（人工修剪）与水分的厌氧胁迫（水剪）时，植物会在形态学下端的受伤部位或水淹的水陆交界处形成大量的不定根。这种不定根的形成对于黄金水位栽培环境下植物生理生化的调控具有积极重要的作用。 所有植物都是由水生植物进化为陆生植物的，它们都含有水生基因。植物性状的表现和生理生化上的变化其实就是各种不同基因的表达过程，黄金水位栽培法通过人为水环境的创造影响基因启动子

3、激素。植物基因表达受到激素的控制与调节，根尖是植物激素的合成地点之一，在黄金水位栽培系统中，当根尖在下方肥水中死亡后（水剪），起到了断根调节激素的作用，激发了植物体内沉默基因的表达，打破了根系生长的顶端优势，促使不定根不断大量发生，从金字塔式的多级分根模式变成放射爆炸结构的基生分根模式。会在根茎部位或枝干上形成大量的不定根根系。在上部60%通气区发育成陆生根，在下部40%水环境中发育成具有强大吸收能力的水生根系，在黄金水位栽培条件下，植物以死亡初生根与输送距离较长的网状根系为代价，建立了快速而短距的不定根根系。这种根系长度均匀，分级少或无分级，构成了犹如高速公路般的高效吸收系统。与原来常规栽培

4、根系相比运输距离大为缩短，根与地上枝叶间的传导维管变得更为短而直接，同样光合产物向根系运送的距离也相应缩短。根系获取与吸收同样代谢物或水份营养所耗的能量就大大减少，形成了低能荷状态下的最适根系模式。这种根吸收能力更强、吸收表面积更大、产量更高。这也是黄金水位栽培法以根发根快速发根的理论基础。 2 黄金水位栽培法通过储水层富集水分和肥料，奠定植物稳定生长的物质基础，实现定量精确灌溉与高效施肥 黄金水位栽培法通过根下部0.618位置建立储水层富集水分和肥料，奠定了植物持续稳定生长的物质基础。盆栽测试表明：一个经黄金水位栽培法改造的灰桶栽培容器在无隔层基质栽培中可储肥水685g，可以基本满足一季三株

5、小白菜的生长需要。如果采用有隔层基质栽培，可储肥水1985g，可以基本满足一季一株大白菜的生长需要。黄金水位栽培法通过与现有节水灌溉技术进行无缝对接，为低压大流量快速灌溉提供了技术基础，也为定量精确灌溉与高效施肥提供了新平台，是一种集工程节水、农艺节水、生物节水技术为一体，可以大大提高农业水资源和肥料利用效率的灌溉施肥新技术。有利于农业可再生资源循环利用和非常规水资源利用。下部0.618位置的储水层在雨季和灌溉时能最大限度的贮存肥料和水分，是应对季节性干旱的有效手段。 3 黄金水位栽培法通过创建水肥气协调的环境，以施肥、保肥相结合，保证植物迅速和可持续生长发育 植物生根是不需要肥料的，黄金水位

6、栽培法把根区分成了上部60%无肥通气发根区和下部40%保水保肥控根吸肥区，通过创建水肥气协调的环境，并以施肥、保肥相结合，实现了以水调温、调气、调肥、调激素，达到以水控根、以水发根保证了植物迅速和可持续生长发育。 环境的均一性对其根形态形成具有非常重要的作用，黄金水位栽培法实现了根部环境的均一化，而常规土壤栽培中延伸的根系常因基质的不均一性及各部位所受机械阻力的不均等性，而导致了出根部位及根系发育上的不一致性，许多原本可以形成根原基的皮层都由于环境因子的抑制而未能发育，造成了土壤中根系分布的复杂性与不一致性，也形成了根系的多级分根模式。而黄金水位栽培环境中，根系不同部位的组织皆处于相同的环境，

7、所以因环境刺激而形成的根就趋于一致与均等。即使一株原本已形成陆生根的植株把它置于黄金水位栽培环境中培养，它的根系发育会形成新的模式，也就是须状不定根的发育模式，形成了多级定根与不定根并存的根系构型。黄金水位栽培环境中温度及水份营养的一致性是须状不定根发育的重要环境信号，在这种环境下形成的不定根系就成为黄金水位栽培环境中特有的双重根系模式。通过这种放射爆炸式不定根根系的建立实现了营养输送的最简捷最快速化，使其用于根系生存维持与吸收耗能处于更省和更节能状态。可以保证植物迅速和可持续生长发育。 4 黄金水位栽培法通过标准化的肥料深施技术，提高肥料利用率，保护环境防止污染 4.1.肥料的横向和纵向流动

8、 在串灌系统中，肥料随着串灌水流一起不断横向流失，造成了肥力梯级下降和水环境的面源污染。在没有保水设施的栽培系统中，肥料随着浇灌水流一起不断纵向流失，造成了肥力垂直下降和地下水的深度污染。 4.2.黄金水位栽培施肥方式的选择 黄金水位栽培法以黄金水位为界线，通过保水保肥层的建设和标准化的肥料底部深施，减少了肥水横向和纵向流失，同时也避免了地面挥发，大大提高了肥料利用率，防止立体污染，保护了生态环境。 4.3.储水池与黄金水位人工湿地 在中，小雨情况下，黄金水位栽培系统可以直接蓄积雨水，在大雨时通过储水池收集栽培系统中溢流的肥水，肥水在池中是按上淡下浓梯级浓度分层的，储水池的建设就是为了大雨时保

9、存肥料和水不至流失，通过太阳能抽水机和控制器可以将肥水在需要的时候自动重新利用。在更大降雨的情况下，从储水池溢流出的低浓度肥水注入黄金水位人工湿地，黄金水位人工湿地是一种标准化的潜流型人工湿地，其主要特征就是将湿地植物的灌排水位控制在根系长度从上往下的0.618位置。黄金水位人工湿地主要由基质、植物和净化栽培池3部分组成。低浓度肥水经过“卵石砾石粗沙”过滤后流入黄金水位人工湿地系统进行净化吸收。经过“强耐污植物中耐污植物弱耐污植物”组成的串联、梯级、立体多级净化系统，最后流出干净的清水。 5.黄金水位栽培法通过特有的造肥方法和有机肥的高效利用，为有机农业展示光明的前景 有机肥是一种缓慢释放的肥料，在常规情况下，随水流失严重，不能满足作物的急需，所以作物单独施有机肥产量不高。而黄金水位栽培法将有机肥施于底部的水溶液中，平时就不断地分解和保存在根部下面，在作物需要时能持续稳定供应给根系吸收，没有流失，从而达到高产稳产。黄金水位栽培容器甚至能直接用枯枝落叶和菌种进行根下造肥。 黄金水位栽培法可以有效提高土地产出率、资源利用率、劳动生产率，在节本降耗、节水灌溉、循环农业、有机农业等方面具有广泛的应用前景。黄金水位