无土栽培的应用及发展方向

在设施农业中，无土栽培正在改革着传统种植方式，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优点。

 

目前，世界上应用无土栽培技术的国家和地区已达l00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。

 

一、国外无土栽培的发展概况

 

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，栽培作物主要有黄瓜、番茄等蔬菜，无土栽培面积超过2000hm²。荷兰是无士栽培最发达的国家，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NFT为主，无土栽培面积约300hm²。现在世界上商业性无士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。

 

世界各国采用无土栽培主要生产蔬菜、花卉和水果，在欧盟国家温室蔬菜、水果和花卉生产中，已有80%采用无土栽培方式。欧盟规定，2010年之前该组织所有成员国的温室必须采用无土栽培。产量高是无土栽培的最大特点，番茄产量可以达到45-55kg/m²，黄瓜产量达到50～70kg/m²。为此，发达国家已经实现了采用计算机实施自动测量和自动控制，这种先进的无土栽培技术可以较好地保护环境，生产出绿色食品。近年，发达国家又采用了专家系统新技术，应用知识工程总结专家的知识和经验，使其规范化、系统化，形成专家系统软件，它可以完成与专家水平相当的咨询工作，并可为用户提供建议和决策。

 

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、节约用水和节省土地资源，解决人民的基本生活需要。

 

二、我国无土栽培的发展现状

 

我国无土栽培历史悠久，如生豆芽、船上种菜和盆里养水仙等就是原始的无土栽培。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，从国外引进的温室及无土栽培设施相继投产。尤其是改革开放以来，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15hm²，1995年50hm²，2000年达100hm²左右，2005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和水果。

 

我国无土栽培方式主要有基质培和水培两种：

 

①固体基质培。主要是有机生态型基质培，还有基质袋培、立体培、岩棉培等形式。使用固体基质的营养液栽培具有性能稳定、设备简单、投资少、管理容易及不易传染根系病害等优点。近期使用的基质主要有岩棉、泥炭、沙、蛭石、珍珠岩及锯木屑等。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，经过制作过程的高温消毒，不合病毒和其他有机物。

②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。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。FCH系浙江省农业科学院和南京农业大学于“八五”期间研制开发，应用分根法的特点在栽培槽中设置湿毡分根装置，既解决了根系水气矛盾，又有定深度的营养液，不怕短期停电(24h以内)，根际环境稳定，易于调控(冬季于栽培床内铺电热线加温，夏天铺设塑料软管通深井水降温)。

三、我国无土栽培的发展趋势

无土栽培具有十分高效的广阔前途，由于技术要求严、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。

1.因地制宜发展具有本地特色的无土栽培技术

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，如北方用棉籽皮、南方用木薯渣。营养液配方也因各地水质、化肥种类等的不同，应做出灵活调整。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。广西正把枣树矮化在大棚内作无土栽培。

2.简化技术，循序渐进

无土栽培作为一项现代农业生产技术，涉及的范围包括栽培、肥料、病虫害控制、农业工程及自动化控制等多个学科，其技术难度、管理的复杂性均高于有土栽培，不易被农民所掌握，推广起来有一定的困难。这就需要各地农技推广或科研部门对特定的无土栽培技术进行总结、制定成简便易行的操作步骤，先从科技示范园专业合作社做起，如需配制适宜当地某种作物的某种无土栽培方式所需的营养液，农民只需购回特定的专用复合肥料，加入到一定比例的水中便可使用，在一定时间后，再加入部分或全部营养物质即可。先作试验性探索，再大规模投入生产应用。同时还要对农民进行有关的技术培训，提高设施种植技能和水平。

3.降低成本，增加效益

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，目前在我国若干地区是不现实的。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，应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示范，增强无士栽培技术的实用性。如用炉渣、木薯渣、稻糠代替蛭石、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。

4.发展有机生态型无土栽培技术

目前我国大部分地区采用的无土栽培方式仍以无机耗能型为主，不仅耗能高、污染环境，而且生产的食品硝酸盐含量超标。因此，应大力推广有机生态型无土栽培技术，其具有投资小、用工少并易操作等优点。该技术在生产过程中全部使用有机肥，以固体肥料施入，灌溉用清水，耗能低，灌溉排出液对环境无污染，有机生态型无土栽培的优点是以有机固态肥取代传统营养液，操作管理简单，大幅度降低无土栽培设施系统的一次性投资，大量节省生产费用，且对环境无污染，产品质量优。目前，全国有机生态型无土栽培的推广面积超过无土栽培总面积的60%，只有有机生态型无土栽培才能适应当前生态农业及绿色食品发展的需要。

 

总之，我国无土栽培技术的应用起步较晚，无土栽培技术水平虽处于初级阶段，但我国是一个具有巨大发展潜力的发展中国家，随着十七届三中全会精神深入贯彻、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。