无土栽培

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　　无土栽培，是指以水、草炭或森林腐叶土、蛭石等介质作植株根系的基质固定植株，植物根系能直接接触营养液的栽培方法。无土栽培中营养液成分易于控制，且可随时调节。在光照、温度适宜而没有土壤的地方，如沙漠、海滩、荒岛，只要有一定量的淡水供应，便可进行。无土栽培根据栽培介质的不同分为水培、雾（气）培和基质栽培。水培是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长，这种方式会出现缺氧现象，严重时造成根系死亡。常采用营养液膜法的水培方式，即使一层很薄的营养液层，不断循环流经作物根系，既不断供给作物水分和养分，又不断供给根系新鲜氧气。

　　无土栽培是近几十年来发展起来的一种作物栽培的新技术。作物不是栽培在土壤中，而是种植在溶有矿物质的水溶液（营养液）里；或在某种栽培基质中，用营养液进行作物栽培。只要有一定的栽培设备和有一定的管理措施，作物就能正常生长，并获得高产。由于不使用天然土壤，而用营养液浇灌来栽培作物，故被称为无土栽培。

　　无土栽培的特点是以人工创造的作物根系生长取代土壤，它不仅能满足作物对养分、水分、空气等条件的需要，而且对这些条件要求加以控制调节，以促进作物更好地生长，并获得较好的营养生长于生殖生长平衡。所以，无土栽培的作物通常生长发育良好，产量高，品质上乘。

　　无土栽培脱离了土壤的，极大地扩展了农业生产的空间，使得作物可在不毛之地上进行生产，发展前景非常广泛。几乎所有的植物工厂均采用无土栽培模式。花卉。

　　19世纪中叶，科学家Van Leibig建立了矿质营养理论的雏形，奠定了现代无土栽培技术的理论基础。Sachs和Knop在1860年前后成功地在营养液中种植植物，建立了沿用至今的用矿质营养液培养植物的方法，并逐步演变成现代的无土栽培技术。1929年，美国的Gericke进行了大规规模的无土栽培研究，用营养液种出了高达7.5m的番茄，单株收果实14kg。20世纪40年代，无土栽培作为一种新的栽培方法，陆续用于农业生产。不少国家都先后建立起了无土栽培，有的还建起了温室。在第二次世界大战期间，英国空军在伊拉克沙漠、美国在太平洋的威克岛曾先后用无土栽培的方法生产蔬菜，供应战时的需要。后来，不同国家开始应用无土栽培的技术，并获得较大的发展。1955年，在荷兰举行的第14界国际园艺会议期间，一些无土栽培研究者发起成立了国际无土栽培组（简称IWOSC），1980年改称为无土栽培学会（简称ISOSC）。

　　我国无土栽培的研究和生产应用始于20世纪70年代，主要是水稻无土育秧，蔬菜作物无土育苗。1980年全国成立了蔬菜工厂化育苗协作组，除研究无土育苗外，还进行了地无土栽培技术研究。2016年中科院植物研究所和福建三安集团建立起世界最大面积的全人工光植物工厂中科三安植物工厂，实现了无土栽培蔬菜生产的大规模产业化应用。

　　1、节水、省肥、高产：无土栽培中作物所需各种营养元素是人为配制成营养液的，水分损失少，营养成分保持平衡，吸收效率高，并且是根据作类以及同一作物的不同生育阶段，科学地供应养分。因此作物生长发育健壮，生长势强，可充分发挥出增产潜力。

　　2、清洁卫生无污染：土壤栽培施有机肥，肥料分解发酵，产生臭味污染，还会使很多害虫的卵孳生，危害作物，而无土栽培的是无机肥料，不存在这些问题，并可避免受污染土壤中的重金属等有害物质的污染。

　　3、省工省力、易于管理：无土栽培不需要中耕、翻地、锄草等作业，省力省工。浇水追肥同时解决，并由供液系统定时定量供给，管理方便，不会造成浪费，大大减轻了劳动强度。

　　4、避免连作障碍：在蔬菜的田间种植管理高粱地儿野炕头中，土地合理轮作、避免连年重茬是防止病害严重发生和蔓延的重要措施之一。而无土栽培特别是采用水培，则可以从根本上解决这一问题。

　　5、不受地区、充分利用空间：无土栽培使作物彻底脱离了土壤，不受土质、水利条件的，地球上许多沙漠、荒原或难以耕种的地区，都可采用无土栽培方法加以利用。摆脱了土地的约束，无土栽培还可以不受空间，利用城市废弃厂房、楼房的平面屋顶种菜种花，都无形中扩大了栽培面积。

　　6、有利于实现农业现代化：无土栽培使农业生产摆脱了自然的制约，可以按照人的意志进行生产，所以是一种受控农业的生产方式。较大程度地按数量化指标进行耕作，有利于实现机械化、自动化，从而逐步工业化的生产方式。

　　由于无土栽培摆脱了土壤栽培的，使它有了广阔的发展前景。无土栽培应用范围广泛，主要应用于以下方面：

　　许多药用植物都是根用植物，根的生长十分关键，无土栽培可为药用植物提供良好的生长，因而种植效果十分明显。

　　无土栽培的幼苗生长迅速、苗龄短、根系发育好、健壮整齐，定植后缓苗时间短、易成活。还可避免土壤育苗带来的土传病害和虫害，同时还便于科学、规范管理。

　　此外，在没有土地的城市楼顶阳台上，可发展无土栽培种植蔬菜和花卉，以调节生活、美化，在荒岛、沙滩和不适宜种植的沙、石、盐碱地的地方，可大面积发展无土栽培蔬菜，解决或缓解食品供应的问题。

　　无土栽培的类型和方法很多，以致很难加以详细的分类，只能按照其固定方式，大至分为无基质栽培和基质栽培两大类。

　　无基质栽培的特点是，栽培作物没有固定根系的基质，根系直接与营养液接触。无基质栽培又分为水培和雾培两种。

　　1、水培（hydroponics）：水培是指不借助基质固定根系，使植物根系直接与营养液接触的栽培方法。主要包括深液流水培（deep flow technique, DFT）、营养液膜栽培（nutrient film technique, NFT）和浮板毛管栽培（floating capillary hydroponics, FCH）。

　　1）深液流栽培技术：营养液层较深，根系伸展在较深的液层中，每株占有的液量较多，因此营养液浓度、溶解氧、酸碱度、温度以及水分存量都不易发生急剧变动，为根系提供了一个较稳定的生长。

　　2）营养液膜技术：是一种将植植在浅层流动的营养液中的水培方法。该技术因液层浅，作物根系一部分浸在浅层流动的营养液中，另一部分则于种植槽内的湿气中，可较好地解决根系需氧问题，但由于液量少，易受温度影响，要求精细管理。

　　3）浮板毛管栽培技术：采用栽培床内设浮板湿毡的分根技术，为培养湿气根创造丰氧，解决水气矛盾；采用较长的水平栽培床贮存大量的营养液，有效地克服了NFT的缺点，作物根际条件稳定，液温变化小，不怕因临时停电而影响营养液的供给。

　　2、雾培（aeroponics）：雾培又称气培或气雾培，是利用过滤处理后的营养液在压力作用下通过雾化喷雾装置，将营养液雾化为细小液滴，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。气雾培是所有无土栽培技术中根系的水气矛盾解决得最好的一种形式，能使作物产量成倍增长，也易于自动化控制和进行立体栽培，提高温室空间的利用率。但它对装置的要求极高，大大了它的推广利用。

　　的基质中，有机的基质有泥炭、稻壳、树皮等，无机的如蛭石、珍珠岩、岩棉、陶粒、沙砾、海绵土等都可作为支持介质，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。基质栽培在大多数情况下，水、肥、气三者协调，供应充分，设备投资较低，便于就地取材，生产性能优良而稳定；缺点是基质体积较大，填充、消毒及重复利用时的残根处理，费时费工，困难较大。

　　无土栽培的核心是用营养液代替土壤提供植物生长所需的矿物营养元素，因此在无土栽培技术中，能否为植物提供一种比例协调，浓度适量的营养液，是栽培成功的关键。营养液作为无土栽培中植物根系营养的惟一来源，其中应包含作物生长必需的所有矿物营养元素，即氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)等大量元素和铁(Fe)、锰(Mn)、硼(B)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)等微量元素。不同的作物和品种，同一作物不同的生育阶段，对各种营养元素的实际需要有很大的差异。所以，在选配营养液时要先了解不同品种、各个生育阶段对各类必需元素的需要量，并以此为依据来确定营养液的组成成分和比例。一方面要根据作物对各种营养元素的实际需要，另一方面还要考虑作物的吸肥特性。

　　1、霍格兰氏（Hoagland’s）水培营养液：霍格兰氏水培营养液是1933年Hoagland与他的研究伙伴经过大量的对比试验后发表的，这是最原始但依然还在沿用的一种经典配方。

　　2、斯泰纳（Steiner）营养液：斯泰纳营养液通过营养元素之间的化学平衡性来最终确定配方中各种营养元素的比例和浓度，在国际上使用较多，适合于一般作物的无土栽培。

　　3、日本园试通用营养液：日本园试通用营养液由日本兴津园艺试验场开发提出，适用于多种蔬菜作物，故称之为通用配方。

　　4、日本山崎营养液：日本山崎营养液配方为1966～1976年间山崎肯哉在测定各种蔬菜作物的营养元素吸收浓度的基础上配成适合多种不同作物的营养液配方。

　　人们在这些经典配方的基础上，利用更先进更科学的技术手段，优化出许多更适合不同植物生长的营养液配方，并大规模应用于生产，取得了更好的经济效益。