Keywords: micro-nano bubble; aeration; soilless cultivation薛晓莉
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设施蔬菜
Vegetables 2019.1
无土栽培是一种不用天然土壤作基质的现 代化作物栽培技术，利用无土栽培能够有效地 克服蔬菜、花卉栽培中土壤盐渍、土传病害等 连作障碍，可以在非耕地场所周年种植，提高 单位面积产量和产品质量。无土栽培尤其是水 培，因营养液层较深、根系活动范围小，易造 成根系氧气供应不足。当作物根系缺氧时，其 生长缓慢，水分及养分吸收能力减弱，从而影 响地上部分生长，导致产量下降，造成经济损 失。目前，解决缺氧问题主要依靠水泵循环使 营养液保持流动状态，通过水流的冲击以及与 空气接触来提高自身的溶解氧，这种方法在大 型水培系统中效率较低，很难满足植物正常生 长需要 。 [1-2]
(Beijing Zhongnong Tianlu Micro-nano Bubble Water S & T Co., Ltd., Beijing 100083, China)
Abstract: In order to validate the application effects of micro-nano bubbles (MNBs) generating technology in soilless cultivation, using purple leaf lettuce as material, the MNBs rapid generating device (HP-20) was used to measure the bubble size and dissolved oxygen (DO) value with air and oxygen as the gas source respectively. The results showed that the device could generate nano-scale bubbles, and rapidly increase the value of dissolved oxygen in water. DO value could reach saturation state when the air was used as the gas source, and reach supersaturation state when the oxygen was used as gas source. Meanwhile, the MNBs water showed excellent dissolved oxygen maintain ability. The experiment results of planting purple leaf lettuce in the hydroponic cultivation facilities combined MNBs generating device revealed that aeration treatment with oxygen and air as the gas source could increase the yield of hydroponic lettuce and promote its root growth.
Vegetables 2019.1
设施蔬菜
微纳米气泡发生技术及其
在水培增氧上的应用
张慧娟，薛晓莉*，林少航，张志立，吴 娜，杨文华，任 强，赵跃钢
（北京中农天陆微纳米气泡水科技有限公司，北京 100083）
摘要：为了验证微纳米气泡技术在无土栽培中的应用效果，以紫叶生菜为试验材料，采用微纳米气 泡快速发生装置（HP-50），测定了产生气泡的粒径，分别以空气和氧气为气源测定了溶氧值。结果显 示：微纳米气泡快速发生装置能够产生纳米级别的气泡，并快速增加水体溶氧值，以空气为气源时溶氧 值可达到饱和状态，以氧气为气源时溶氧值可达到超饱和状态，并且具有优异的溶氧保持能力。将微纳 米气泡快速发生装置与水培设施结合来种植紫叶生菜的试验结果表明，以氧气和空气为气源的曝气处理 能够提高水培生菜的产量，并促进根系的生长。
关键词：微纳米气泡；曝气增氧；无土栽培；水培
Micro-nano Bubble Generating Technology and its Application in Hydroponics with Aeration
ZHANG Huijuan, XUE Xiaoli*, LIN Shaohang, ZHANG Zhili, WU Na, YANG Wenhua, REN Qiang, ZHAO Yuegang
微纳米气泡发生技术根据发生原理可以分为加 压溶气释气法、分散空气法、射流曝气、超声空化 法、电解法等多种技术方法。为了达到更好的微细 气泡效果，通常将几种发生方法联合使用[10]。微纳 米气泡快速发生装置，核心技术采用了高速旋 切分散和加压溶气释气的原理，装置包含水路 模块、气路模块、水气混合模块、控制模块、 释放模块5个部分，水气混合模块与释放模块实 现对气液混合流体的3级处理，以确保更好的气 液混合效果，控制模块包含触摸屏与PLC程序 控制，能够对气液发生过程进行自动化精密控
微纳米气泡发生技术是指将气体以微米或 纳米气泡的状态快速分散在水体中，通常直径 在1～50 μm的气泡为微米气泡，直径在1 μm 以下的气泡为纳米气泡，两者统称为微纳米气 泡。相较于普通大气泡，微纳米气泡具有独特 的物理化学特性，如比表面积大、水体中存在 时间长、气液传质率高、界面点位高、能自发 产生自由基等。利用微纳米气泡特性在水产养 殖[3]、地下水修复[4]、废水处理[5]、气浮净水[6]、 催芽浸种[7]等众多领域都有应用研究报道[8]。微 纳米气泡粒径小，比表面积超大，气体溶解能力 超强，能够极大地提高气液之间的反应速度[9]。 利用微纳米气泡这一特性，以空气或氧气为气 源，使用微纳米气泡发生技术能够快速增加水 体中的溶解氧，在无土栽培增氧领域具有潜在 的实际应用价值。