无土栽培的发展前景

无土栽培的发展前景

在当今这个时代，农业生产发展向两个方面发展。一方面，伴随着以高新技术为基础的综合国力的竞争，现在科学技术广泛应用于农业生产活动中，为传统农业的发展注入了新的活力，并在此的基础上不断发展。无土栽培技术就是一项高科技的农业技术，它在技术上先进密集，在管理上科学化、规模化，在生产上自动化、集约化，是一种现在化农业的新的生产体系。另一方面，随着人们生活水平的不断提高，环境问题的日益恶化，农业生产由最初的追求高产到追求高产、优质、绿色、环保方向发展，人们对于绿色食品的需求越来越大。无土栽培技术的出现正好适应了这种需求的要求，通过无土栽培技术生产出来的农产品，能够很好的满足人们对于绿色生活、绿色食品的需求。

一、概念鉴定

无土栽培是指不采用天然土壤栽培植物，而是利用基质或营养液进行灌溉栽培的方法。无土栽培无须依赖土壤，它是将植物种植在装有营养液的一定栽培装置中，或是在充满营养液的非天然土壤基质材料做成的种植床上，因其不用土壤，故称之为无土栽培。

二、相关概况

1、特点

①含有植物所需的各种营养成分，无需施肥，有着很强的保水性和吸水性；

②无土栽培可人工创造良好的根际环境以取代土壤环境，有效防止土壤连作病害及土壤盐分积累造成的生理障碍；

③栽培用的基本材料又可以循环利用，省水、省肥、省工、高产优质；

2、优点

①产量高。无土栽培能充分发挥作物的生产潜力，与土壤栽培相比，产量可几倍或者几十倍的提高。

②节约水分和养分。无土栽培可避免由传统土壤栽培带来的养分、水分流失的问题，提供植物生长所需的养分，保持平衡，使营养物质能充分被植物所吸收和利用。 ③省工省力、易管理。无土栽培不需种耕、翻地、除草等作业，省力省工。用营养液来栽培植物，便于现代化的管理。 ④避免土壤连作障碍。传统农业种植中，土壤易酸化、盐碱化等，产生连作的障碍。无土栽培种植不用土壤，有效地解决了这个问题。

⑤能充分利用空间。无土栽培摆脱了土地的束缚，对于耕地少的地区的农业发展具有重要意义。

⑥清洁卫生。不会造成环境污染等问题，有效解决了传统土壤栽培的化肥、农药污染水源等问题。

⑦有利于实现现代农业。

3、缺点

①成本较高。无土栽培技术一次性投入较大，且维持的费用高。

②技术要求高。无土栽培的技术要求严格，营养液的浓度、配方、成分，环境的温度、湿度、光照等各方面条件都会对植物生长产生影响。因此，无土栽培必须有先进的技术来作为支撑，并且不断改进技术。

③缓冲能力弱。在土壤栽培条件下，土壤虽有病毒，但能受其他杂菌所抑制。而在营养液栽培中，病菌一旦侵入营养液，由于条件优越，短时期迅速繁殖，从根部和植株基部侵入发病，导致植株死亡。

4、解决的问题

营养和氧气的协调问题

5、类型

水培、雾培、基质栽培等

三、应用

无土栽培技术在现代应用非常广泛，具体表现为：

1、绿色农业、观光农业、生态农业。通过无土栽培技术，农业生产可以无污染，绿色环保。不会存在化肥、农药等污染水源等的情况，保护生态环境。在某些地区，还可以发展观光农业，带来良好的经济效益，促进经济发展和环境保护。在今天，无土栽培所培养出来的各种盆栽成为大众的喜爱，人们可以将这种盆栽送人、自己家里摆放，即能美化生活环境，还能满足人们心里需求。总的而言，无土栽培是一种生态、科学、现代的农业技术。

2、农业生产规模化、现代化、集约化。正是由于无土栽培具有的省时、规模化等方面的优点，促进了农业生产的现代化发展。农业生产不再受土地的制约，人们可以进行规模化

生产、现代化管理、科学化经营，节约生产成本，提高产量，增加农业产品的附加值，使之产生更大的经济效益。通过规模化的生产，更能促进农业高速发展。

3、解决蔬菜的供应和生产问题。一方面，在今天的中国，许多农民认为单纯的农业生产所带来的经济效益是较低的，甚至在某些特殊情况下还会亏损，另外由于耕地面积的逐渐减少，使得务农人口逐年减少，蔬菜等农产品的供应成为一个很大的问题。另一方面，许多重要的工业、石油、军事和边防基地大都处于不适宜农业耕作的盐碱地、沙漠、戈壁、荒山和岛屿等地，不适宜农业生产。无土栽培能很好地改善和解决蔬菜生产和供应。另外，在土壤严重退化或严重污染但必须进行蔬菜生产的地方，无土栽培则是最有效的栽培技术。

4、弥补耕地损失，发展节水农业。我国一直以来就存在这人多地少的矛盾，今年来，住房、交通、工厂等占用耕地的情况使得这个矛盾日益加深。因此，利用无土栽培技术，可以很好的解决这个矛盾，发展农业生产。另一方面，目前我国水污染情况严重，很多地区农业生产，甚至是生活用水不足，国家一直大力提倡节约用水。无土栽培比传统农业节约用水50-70%，是一项很好的农业生产节水技术。

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5、满足特需供应。目前全社会都在大力倡导绿色生活、和-谐社会，人们在日常生活中也在追求这一种绿色生活。比如，在某些场合中，可以不用铺红地毯，直接铺上用无土栽培技术所培养出来的草毯，绿色健康。还可以直接将草甸铺在足球场等地。无土栽培还可以满足一些旅游城市的花卉的需求，节约成本，带来良好的经济效益。

6、试验研究。通过无土栽培技术，可以进行农业的试验研究，例如可以培养某些珍惜的植物、研究植物生长的影响因素等等。

7、无土栽培在城乡庭园、阳台和楼顶、屋面等也有很好的发展前景。

四、前景展望

从农业发展来看，人类通过对作物生长发育的干预和控制来发展农业生产。无土栽培技术的出现，使人类对作物生长全部环境条件进行精密控制，从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，完全按照人的愿望，向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。

从资源的角度看，耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用，所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，可使地球上许多荒漠变成绿洲，这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。

水资源的问题，也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区，就是在发达的人口稠密的大城市，水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长，各种水资源被超量开采，某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一，而无土栽培，避免了水分大量的渗漏和流失，使得难以再生的水资源得到补偿。它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。

但我们也必须认识到。无无土栽培在现实应用中存在不少问题，比如成本高、要求较高

管理水平等。但在今天，要克服这些问题并不是难题。

因此，综上所述，无土栽培这项新技术本身所具有的种种优越性，向人们展示了广阔的发展前景。

无土栽培技术的现状及发展趋势2017-04-07 06:53 | #2楼

无土栽培以人工制造的作物根系环境取代了土壤环境，可有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分的供应矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件，从而充分发挥作物的增产潜力。目前，世界上应用无土栽培技术的国家和地区已达100多个，由于其栽培技术的逐渐成熟和发展，应用范围和栽培面积也不断扩大，经营与技术管理水平空前提高，实现了集约化、工厂化生产，达到了优质、高产、高效和低耗的目的。

1 现在无土栽培的发展概况

无土栽培正在改变着传统种植方式，成为飞速发展的新兴学科。实践证明，无土栽培具有节水、节能、省工、省肥、减少环境污染、防止连作障碍、产品无污染及高产高效等一系列特点。早在第二次世界大战期间，西方国家就应用无土栽培技术生产蔬菜供应部队。到20世纪60年代无土栽培技术在发达国家得到广泛应用。70年代后，出现了营养液膜技术(NFT ) ，生产成本有所下降，后来又出现多种人工基质，其中岩棉的应用较广，发展迅速。美国是世界上最早进行无土栽培商业化生产的国家，主要集中在干旱、沙漠地区，主要栽培作物有黄瓜、番茄等蔬菜，无土栽培面积超过2000hm2 。荷兰是无土栽培最发达的国家，其无土栽培面积达4000hm2，有64%的温室都采用无土栽培技术。日本也是无土栽培较发达的国家，其无土栽培以岩棉培和N FT 为主，无土栽培面积约300hm2。现在世界上商业性无土栽培是以基质栽培为主。荷兰的基质栽培占无土栽培总面积的90%以上，法国占81%，加拿大占80%，日本各种循环水栽培占80%以上，比利时基质栽培面积占50%左右。 目前，世界上的无土栽培技术发展有两种趋势：一种是高投资、高技术、高效益类型，如荷兰、日本、美国、英国、法国、以色列及丹麦等发达国家，无土栽培生产实现了高度机械化，其温室环境、营养液调配、生产程序控制完全由计算机调控，实现一条龙的工厂化生产，实现了产品周年供应，产值高经济效益显著。另一种趋势是以发展中国家为主，尤其是以中国为代表，根据本国的国情和经济技术条件，就地取材搞土法上马，手工操作，采用简易的设备。这些国家发展无土栽培的目的是改造环境、节约用水和土地资源，解决人民的基本生活需要。

2 无土栽培的优点

2.1、作物长势强、产量高、品质好

与土壤栽培相比，无土栽培的植株生长速度快、生长周期短、长势强。例如西瓜播种后60天，无土栽培的株高、叶片数、相对最大叶面积分别为土壤栽培的3.6倍、2.2倍和1.8倍；作物产量可成倍地提高。

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无土栽培作物不仅产量高，而且产品品质好、洁净、鲜嫩、无公害。可以生产绿色食品，产品档次高。无土栽培生产的生菜、芥菜、芹菜、小白菜等绿叶蔬菜生长速度快，粗纤维含量低，维生素C含量高；番茄、黄瓜、甜瓜等的瓜果蔬菜外观整齐、着色均匀、口感好、营养价值高；香石竹等花卉香味浓郁、花期长、开花数多；无土栽培芥菜粗纤维含量2.8%，仅为土壤栽培的61%；无土栽培番茄维生素C含量为http://www.oh100.com，比土壤栽培提高25%。

无土栽培可以根据作物需要施用各种矿质营养元素。例如，无土栽培的番茄，果形端正，风味好，从各种营养物质的含量看，维生素A、C均有所增加，各种矿物质养分也有所增加。传统的养植方法绝大部分蔬菜和花卉是靠土壤养植的，有许多弊端，如易生病虫害，施肥产生异味，和人争夺氧气、土壤等。

2.2、省水、省肥、省力、省工

无土栽培可以避免土壤灌溉水分、养分的流失和渗漏以及土壤微生物的吸收固定，充分被作物吸收利用，提高利用效率。无土栽培的耗水量大约只有土壤栽培的1/4～1/10，节省水资源，尤其是对于干旱缺水地区的作物种植有着极其重要的意义，是发展节水型农业的有效措施之一；土壤栽培肥料利用率大约只有50%左右，甚至低至20～30%，一半以上的养分损失，而无土栽培尤其是封闭式营养液循环栽培，肥料利用率高达90%以上，既使是开放式无土栽培系统，营养液的流失也很少；无土栽培省去了繁重的翻地、中耕、整畦、除草等体力劳动，而且随着无土栽培生产管理设施中计算机和智能系统的使用，逐步实现了机械化和自动化操作，大大降低了劳动强度，节省劳动力，提高了劳动生产率，可采用与工业生产相似的方式。

土壤种植时灌溉的水分、养分大量流失、渗漏，浪费很多；无土栽培可以避免养分水分的流失和渗漏，充分被作物吸收和利用。做到节约用水，清洁卫生，既不污染环境，也不为环境污染。据实验研究，无土栽培可以节约用水90%以上。

2.3、病虫害少，可避免土壤连作障碍

无土栽培和园艺设施相结合，在相对封闭的环境条件下进行，在一定程度上避免了外界环境和土壤病原菌及害虫对作物的侵袭，加之作物生长健壮，因此病虫害的发生轻微，也较易控制；不存在土壤种植中因施用有机粪尿而带来的寄生虫卵及重金属、化学有害物等公害污染。 设施土壤栽培，常由于作物连作导致土壤中土传病虫害大量发生、盐分积聚、养分失衡以及根系分泌物引起自毒作用等成为设施土壤栽培的难题，土壤处理和消毒不仅困难、成本可观，而且缺乏高效药品、消毒难以彻底，致使许设施土壤种植数年后，效益急速下滑，直至停种。无土栽培可以从根本上避免和解决土壤连作障碍的问题，每收获一茬作物之后，只要对栽培设施进行必要的清洗和消毒就可以马上种植下一茬作物。

2.4、可极大地扩展农业生产空间

无土栽培使作物生产摆脱了土壤的约束，可极大扩展农业生产的可利用空间。空闲的荒山、荒地、河滩、海岛，甚至沙漠、弋壁滩都可采用无土栽培进行作物生产，特别在人口密集的城市，可利用楼顶凉台、阳台等空间栽培作物，同时改善了生存环境，在温室等园艺设施内可发展多层立体栽培，充分利用空间、挖掘园艺设施的农业生产潜力。

3.无土栽培的缺点

有机生态型无土栽培与传统栽培相比，有许多优点，但也还存在不少问题。一是一次性投资高，运行成本高。二是技术要求高，管理人员素质要求高。三是无土栽培尤其是水培缓冲能力差，水肥供应不能出现任何障碍，必须有充足的能源保证。

4 无土栽培技术要点

不论采用何种类型的无土栽培几个最基本的环节必须掌握无土栽培时营养液必须溶解在水中,然后供给植物根系。基质栽培时,营养液浇在基质中, 而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质必须有所了解。

4.1水质

水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度( EC) , pH 值和有害物质含量是否超标。电导度是溶液含盐浓度的指标, 通常用毫西门子( MS) 表示。各种作物耐盐性不同, 耐盐性强的(EC=10 MS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4 MS),如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格, 尤其是水培,因为它不象土栽培具有缓冲能力,所以,许多

元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低否则就会发生毒害,一些农田用水不一定适合无土栽培,收集雨水做无土栽培,是很好的方法。无土栽培的水,pH值不要太高或太低,因为一般作物对营养液pH值的要求以中性为好,如果水质本身pH值偏低, 就要用酸或碱进行调整

4.2 营养液

目前世界上发表的配方很多,但大同小异,因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中,差别最大的是氮和钾的比例。配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本,生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原源),再进行稀释,可以节省容器便于保存。

4.3基质

尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料作为无土栽培的基质。 5 无土栽培的分类

5.1水培

目前以营养液膜技术(NFT) 和浮板毛管水培技术( FCH)两种为主（如图3）。营养液膜技术(NFT)的特点是循环供液的液流呈膜状，仅以数毫米厚的浅液流流经栽培槽底部，水培作物的根垫底部接触浅液流吸水、吸肥，上部暴露在湿气中吸氧，较好地解决了根系吸水与吸氧的矛盾。但存在液流浅、液温不稳定、一旦停电停水植株易枯萎以及根际环境稳定性差等不足，限制了其发展。

5.2固体培基质培

使用 固体基质的栽培具有性能稳定、设备简单、投资少、管理容易及不易传染根系病害等优点。现已证明， 岩棉和泥炭是较好的基质，但我国的农用岩棉尚在试用阶段，多数靠进口，成本较高。岩棉是一种用多种岩石熔融在一起形成岩浆，然后喷成丝状，冷却后稍微压缩而成的疏松多孔的固体基质，因岩棉制作过程是在高温条件下进行的，故经过高温消毒，不含病毒和其他有机物。

6.我国无土栽培的发展现状

我国无土栽培的历史悠久，如生豆芽、船上种菜和盆里养水仙等都是原始的无土栽培。但我国开展无土栽培研究工作的时间比较晚，20世纪70年代末，山东农业大学首先开始无土栽培生产试验，并取得了成功，80 年代中期，从国外引进温室及无土栽培设施相继投产。尤其是随着改革开放，人们的生活水平不断提高，蔬菜生产已经从过去的单纯追求高产向高产、优质方向发展，人们需求无公害蔬菜、绿色食品的呼声越来越高，在此形势下无土栽培在全国各地蓬勃兴起，迅速从研究阶段进入生产阶段。据资料统计，1985 年全国无土栽培的面积只有7hm2，1990 年增长到15hm2，1995 年全国无土栽培的面积发展到50hm2，2000 年全国无土栽培的面积达100hm2左右，2017 年我国无土栽培的总面积约为315hm2。近几年，我国无土栽培进入迅速发展阶段，无土栽培的面积和栽培技术水平都得到空前的提高。我国从事无土栽培技术研究的部门和单位约50多个。除研制不同类型的栽培装置外，重点研究营养液膜栽培和不同材料基质培的配套技术，并在全国普及推广，使我国的无土栽培从实验研究阶段进入商品化生产时期，获得一批具有中国自主知识产权的农业高新技术，使国外的先进实用技术实现国产化。无土栽培的植物也扩大到蔬菜、花卉、西瓜、甜瓜及草莓等20多种，但绝大部分用于蔬菜生产。

无土栽培具有十分诱人的广阔前景，但其技术要求严、设施装备投入高，受我国生产、消费、资金、技术等方面因素的限制，目前不宜盲目发展，更不能全套照搬国外的生产模式。应结合当地实际进行研究试验，在推广应用中走出一条实用可行的具有中国特色的无土栽培之路。

由于自然资源、生产技术、市场环境等因素千差万别，因此各地不能全盘照搬国外或其他地区的生产方式和管理方法。如栽培基质的选择，应在试验的基础上大胆尝试利用本地资源

营养液配方也因各地水质、化肥种类等的不同，做出灵活调整；还应根据各地区消费习惯及气候特点，选择无土栽培的作物种类。总体看，南方以广东为代表，以深液流水培为主；东南沿海长江流域以江浙沪为代表，以浮板毛管、营养液膜技术为主；北方广大地区由于水质硬度较高，水培难度较大，以基质栽培为主；无土栽培面积最大的新疆戈壁滩，主要推广鲁SC 型改良而成的砂培技术。各地应根据当地的具体情况，建立适合本地区特点的无土栽培技术体系。

无土栽培技术在发达国家和地区多使用专用设施和设备，如成型的各种栽培槽、商品化基质、营养液的自动监控及管理系统等，这些设施设备费用约为170 元/ m2，这在我国许多地区是不现实的。在发展无土栽培时应考虑成本的投入、技术力量及其他社会条件。因此，通过诸多方法和技术避开高投入问题是推广无土栽培技术的关键。无土栽培的类型和方式多种多样，各地可根据实际情况就地取材，筛选出各种无土栽培设施替代品或采用人工、半人工管理的方式进行尝试，增强无土栽培技术的实用性。如用炉渣、锯末、菌糠代替蛭石、草炭基质，用各种水泥、砖、土槽代替泡沫、塑料栽培槽等，均能降低成本、增加效益，收到较好的效果。

总之，我国无土栽培在生产上应用的历史较短，有些人不了解用基质栽培也是无土栽培，只知道水培是无土栽培，或者认为水培是“高一级的无土栽培”，而对于用基质，尤其是采用有颜色的基质的“有机生态型”无土栽培，用来生产出中国绿色食品发展中心所规定的ＡＡ级绿色食品。但我国是一个具有巨大发展潜力的发展中国家，随着改革开放的深入发展、农村经济条件的逐步改善和人民生活水平的不断提高，预计今后无土栽培将会出现蓬勃发展的新局面。无土栽培的兴起，将使农业、园艺、林业、花卉生产及开发等进入一个新的发展阶段，无土栽培技术具有十分广阔的发展前景

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