本期策劃 ： 無土栽培技術的發(fā)展與應用 李霞 ， 張軼婷， 劉厚誠 （ 華南農業(yè)大學園藝學院 ， 廣州 ）【 摘要 】無土栽培采用營養(yǎng)液栽培 ， 以人工制造的作物根系環(huán)境取代了土壌環(huán)境 ，結合環(huán)控技術能合理調節(jié)作物生長的光 、 溫、水、 氣、 肥等環(huán)境條件 ， 充分發(fā)揮作物的生長潛力。隨著設施農業(yè)的發(fā)展 ，無土栽培技術越來越受到重視?？魺o土載境技術的發(fā)庵目前中國無土栽培技術主要用于設施園藝中第 次世界大戰(zhàn)中 ， 美軍就開始采用無土栽番茄、 黃瓜 、 甜椒 、 甜瓜 、 生菜等蔬菜作物及花培技術為軍隊生產新鮮蔬菜 ， 在 世紀 年卉植物。 近幾年國內各研究所對無土栽培的模式、代 ， 美國開始在溫室內采用無土栽培方式生產蔬基質配方 、 肥料配方、 灌溉模式及產品品質等方菜 ， 成為了最早實現(xiàn)無土栽培商業(yè)化的國家 。面都做了深入研究。 由于無土栽培在防止肥料導美國早期無土栽培主要為砂袋培和巖棉培 ，主要致的環(huán)境污染 、 節(jié)約水資源、 提高作物產量方面種植萵苣 、 番茄、 黃瓜等蔬菜和少部分花卉 ， 集的潛在優(yōu)勢 ， 無土栽培面積不斷擴大， 目前已成中在干旱和沙漠地區(qū)。 第 次大戰(zhàn)后 ， 美國在日為設施作物生產的重要栽培方式。本建立的無土栽培設施為日本的無土栽培奠定了無土栽培的優(yōu)勢有以下 點 ： （ ） 有利于基礎 ， 早期主要為栽培和巖棉栽培 ，目前主實現(xiàn)工廠化生產。 無土栽培在一定程度上擺脫了要以無機和有機基質栽培為主體。 日本基于無土傳統(tǒng)植物種植以及作物生產模式的束縛 ，不受土栽培技術研發(fā)和應用人工光型葉菜類植物工廠 ，壤環(huán)境以及氣候等自然因素的干擾 ， 可以避免設成為全球植物工廠最多的國家 。 荷蘭是世界上施栽培出現(xiàn)土壤連作障礙， 減少栽培工序、 節(jié)省無土栽培最先進的國家。 荷蘭的無土栽培作物主勞動力 ， 有利于實現(xiàn)操作管理向 自動化 、 現(xiàn)代化要是番茄、 黃瓜、 甜椒和花卉 ， 大部分實現(xiàn)了微方面的發(fā)展。 （ ） 栽培條件寬泛。無土栽培有電腦控制 ， 達到了現(xiàn)代化 、 自動化管理水平 。效地擺脫了土壤條件的限制 ， 在戈壁、 荒地 、 沙中國正式進行無土栽培研究是在 年山東灘地、 鹽堿地、 海島 、 城市等地都可以進行無土農業(yè)大學開始用蛭石栽培西瓜、 黃瓜、 番茄等。栽培 ， 生產優(yōu)質、新鮮的蔬菜。 （ ） 栽培的肥 世紀 年代前， 中國處于引進、 吸收消化國外水利用率較高 。 無土栽培的營養(yǎng)液營養(yǎng)全面且均的無土栽培技術， 年代以后， 國內開始自主研衡 ， 營養(yǎng)的有效性高， 供應充分 、 迅速 ， 有利于發(fā)出適合中國環(huán)境資源情況的新型無土栽培技術，植物對營養(yǎng)的吸收 ， 肥水利用率得到大幅度提升。如有機生態(tài)型無土栽培系統(tǒng)、 浮板毛管系統(tǒng) ， 以（ ） 產量高質量好。 無土栽培很大程度上滿足及一些低成本、 優(yōu)質的栽培基質及其配套的營養(yǎng)了作物對溫度 、 光照、 水分 、 養(yǎng)分的需求 ， 作物液配方 ， 促進了無土栽培技術在國內的推廣應用 。的產量大幅提高 ， 產品品質也有顯著改善。 溫室園藝無土栽培的關力丨和特成；條件要求嚴格 ； 獅供液 ， 易傳播病害等不足。水培 栽培技術能顯著提高產量和品質 ， 研究水培指植物的根系直接生長在營養(yǎng)液液層的證實 ， 栽培的番茄植株性狀和果實品質均優(yōu)栽培技術。 水培可以充分利用種植空間 ， 年可于土培番茄； 與椰糠、 巖棉栽培比較 ， 栽以收獲多茬 ， 具有節(jié)水 、 節(jié)肥等優(yōu)點 培的生菜產量最高 ， 葉片中的硝酸鹽含量有所降？營養(yǎng)液膜技術低。 栽培可以増強作物的抗性 ， 與土培相營養(yǎng)液膜技術 （ ， ），比 ， 栽培的櫻桃番茄對弱光、 高溫的適應能是指將植物種植在淺層循環(huán)流動的營養(yǎng)液中 ， 植力增強 ？ 。物根系能夠從循環(huán)的淺層營養(yǎng)液吸收充足的養(yǎng)？ 深液流技術分 ， 又能從空氣中獲得呼吸代謝所需要的氧氣 ，深液流技術 （ ， ） 是可以充分的協(xié)調水、 肥、 氣之間的關系（ 圖 ） 。指植物生長在循環(huán)流動液深大約？ 的營養(yǎng)液營養(yǎng)液膜技術設備包括種植槽、 貯液池 、 營養(yǎng)液循層的一種水培方式 ， 主要包括種植槽、 定植板 環(huán)流動裝置及其他輔助設備等。 營養(yǎng)液膜栽培技術網 、 貯液池和循環(huán)系統(tǒng) 部分 （ 圖 ） 。 技術中的營養(yǎng)液在泵的驅動下從貯液池流到種植槽內 ，具有效率高 、 設施穩(wěn)定并耐用 、 管理操作簡單等特使作物根系充分接觸一層很薄的營養(yǎng)液 ， 然后流回點 ， 是最早成功應用于商業(yè)化植物生產的無土栽培至儲蔵液池內 ， 形成循環(huán)式供液體系。 栽培技術相對簡單 、 設施投資少、 易于實時檢測與實現(xiàn)生產過程的 自動化管理。但 栽培技術也存在：，一根系只能接觸淺層的營養(yǎng)液， 對環(huán)境溫度 、 濕度的而丨丨 丨，緩沖能力小 ； 營養(yǎng)液節(jié)不需要麵，圖深液流技術議議圖 營養(yǎng)液膜技術圖 浮板水培技術溫室園藝 丨 技術。技術還可以通過加熱或者冷卻營養(yǎng)液是指通過噴霧裝置將霧狀的營養(yǎng)液噴灑到作物的等措施來調節(jié)根系溫度， 具有良好的溫度調控作用根系上 ， 是在無土栽培技術中水肥氣協(xié)調得最好 。 栽培植物的根系大部分接觸營養(yǎng)液 ，所的栽培方式 ， 霧培主要由栽培系統(tǒng)、 營養(yǎng)液供以在調節(jié)營養(yǎng)液與氧氣之間的關系較弱 ，需要的設給系統(tǒng) 、 控制系統(tǒng) 大部分組成。 霧培具有節(jié)約施設備復雜。水資源 、 水肥利用效率高、 操作簡單等優(yōu)點 。 但？浮板水培技術 是霧培系統(tǒng)對電力供應要求較高 ， 植物的根系生浮板水培技術 （ ， 長發(fā)育過于發(fā)達、 經濟系數較低。 ） 是指作物定植在浮板上 （ 圖），霧培能夠促進作物的產量和品質的提高 ， 研浮板放置于營養(yǎng)液中 ， 可 自 由漂浮的一種栽培究表明 ， 霧培能促進網紋甜瓜植株生長 ， 提升產方式。 該技術是由浙江省農業(yè)科學院和南京農量和品質 。 霧培下的馬鈴薯生長速度快、生長業(yè)大學研制成功的一種新型無土栽培系統(tǒng)，具有周期延長還能提高馬鈴薯塊莖的繁殖能力 ，成本低 、 投資少 、 管理方便、 節(jié)能 、 實用等特點 。從而繁育出無毒高質量的馬鈴薯種苗 。 霧氣還浮板水培技術適應性廣 ， 在番茄 、 辣椒、 芹菜等可以提高麝香、 非洲 白蔘等藥用植物的產量 、 品多種蔬菜栽培上應用取得良好效果。質以及產品的均勻度 。？ 霧培基質培霧培技術又稱噴霧栽培、 氣霧培（ 圖 ） ，基質栽培是用固體基質 （ 介質 ） 固定植物根二 神，棚不僅能夠固定 、 支撐作物， 還充當養(yǎng)分和水分的載體 ， 穩(wěn)定植物根系環(huán)境的作用。 根據栽培基質的形態(tài)、 成分 、 形狀可分為無機基質栽培 、機細栽培秈頻栽培 種類型。家議 緣￥機質栽培是指以砂、礫、 陶粒、 巖棉 、 麟巖等麵爺賊培方圖 ） 。邊無機基質生產成本低 、 消毒后可以重復利用 。無機基質的營養(yǎng)成分含量低 ， 作物所需的營養(yǎng)圖 霧培圖 基質培 溫室因藝 圓圖 無機基質栽培圖 混合質栽培圖 有機基質栽培圖 有機生態(tài)型無土栽培養(yǎng)分完全靠營養(yǎng)液供給 ， 緩沖性較小 ， 對營養(yǎng)合適的有機基質是提高作物產量和品質至關重液的要求嚴格 一般情況下 ， 單一的無機基要的環(huán)節(jié)。質不利于植物生長 ， 多種基質按一定的比例配？ 混合基質栽培比進行種植更能促進作物的生長發(fā)育 ， 或者可 混合基質栽培是指采用無機無機、 有機以通過改變營養(yǎng)液的成分有效地提高作物的產有機 、 有機 無機混合的基質進行植物栽培 （ 圖量和品質。 ） 。 混合基質是由結構性質不同的原料混合而？有機基質栽培 成 ， 在水、 氣、 肥相互補充 、 混合基質優(yōu)于單有機基質栽培是將作物種植在天然或合成一基質 ， 是運用廣泛 、 低成本、 使用效果穩(wěn)定的有機材料的栽培方式 （ 圖 ） 。 有機基質主要的一種栽培方式 。 不同的作物對栽培基質有樹皮 、 秸稈、 稻殼 、 蔗渣 、 苔蘚 、 堆肥 、 沼渣 、的理化性質的需求是存在差異的 。 因此 ， 在不泥炭等。 有機基質因來源不同而含有的有機營養(yǎng)同的作物育苗 、 生長發(fā)育及產品品質提升時需成分、 理化性質等都存在較大差異 ， 并且基質成要根據作物、 當地的資源而選擇適宜的栽培基分也隨著環(huán)境的改變而變化 。 基質原料主要來質配方。自農業(yè)生產過程中剩余的生物質 ， 具有成本低 、？ 有機生態(tài)型無土栽培高效、 減少營養(yǎng)液流失 、 富含有機營養(yǎng) 、 保水性有機生態(tài)型無土栽培是指在有機基質栽培的能好 、 環(huán)保等優(yōu)點 。 根據作物的特性， 選用基礎上施用有機固態(tài)肥后直接用清水灌溉作物的溫室園藝丨 一種無土栽培技術（ 圖 ） ， 是 世紀 年代發(fā)展前景。由 中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所研發(fā)的一種生基質栽培是中國目前主要的無土栽培形式，態(tài)環(huán)保新型無土栽培方式。 有機生態(tài)型無土栽由于中國資源 、 環(huán)境存在很大的差異， 應該根據培既具有傳統(tǒng)無土栽培的優(yōu)勢 ， 也擁有營養(yǎng)元素各地的資源情況選擇適合的栽培基質 ， 營養(yǎng)液配齊全、 節(jié)約成本、生態(tài)、 高產優(yōu)質等優(yōu)點。方也因各地水質等的不同而進行適合的調整 ， 發(fā)有機生態(tài)型無土栽培形式主要有槽式栽培、展各地特色的無土栽培技術。 此外 ， 我們還需加袋式栽培 、 立體栽培。 通常 ， 生產上采用槽式栽強研究替代草炭和巖棉的無土栽培生態(tài)型基質 ，培方式 ， 主要有 種形式：一種是用磚砌成的，開發(fā)生態(tài)型復合無土栽培基質 ， 優(yōu)化栽培基質配另種是直接在水平面挖成槽型的簡易栽槽 ， 在制技術， 研究無土栽培作物根區(qū)環(huán)境的調控技術 ，生產過程中應根據作物的株型選擇相應的栽培營養(yǎng)液的消毒技術和配套設施設備以及無土栽培槽。 同時 ， 也應根據作物的需求和當地的資源選灌溉自動控制技術和配套裝備。擇經濟、 高效的基質。以 為代表的葉菜水培方式， 易于實現(xiàn)菜生的示準化 、 自動化 ， 是今后無土栽培重無土栽 技木的友展趨要的發(fā)展方向 。 為此 ， 需加強營養(yǎng)液各種離子在中國無土栽培技術的廣泛應用起步較晚，線檢測技術 、 營養(yǎng)液自 動配比技術 、 營養(yǎng)液消毒無土栽培技術水平還處于不斷發(fā)展階段， 隨著技術以及機械化移栽等技術的研發(fā)。設施農業(yè)的發(fā)展 ， 未來無土栽培將會出現(xiàn)蓬勃植物工廠是高技術密集型植物生產系統(tǒng) ，發(fā)展的新局面 ， 無土栽培技術具有十分廣闊的也是未來設施園藝重要的發(fā)展方 向之一 ， 以和 技術為基礎的多種立體多層無土栽胃技術 （ 圖 ） 已經得到了開發(fā)應用 ，立體 ？ 層無土栽培借助栽培床和層架管路裝備 ，實現(xiàn)獅好啟減帛針莉奸。 能提高植齡產鮮， ？分麵水肥靴優(yōu)勢 ， 拓展說碰間 ， 提高土地利用效率。 但立體無殘 ，培中光照不足與均勻性的問題值得重視， 應該隱痛圖 立體無土栽培圖 無土栽培生產模型溫室園藝 加強改善光環(huán)境 （ 包括立體栽培形式、補光方境適應性 灌厭排水學報， ， （）： 彳 式等 ） 的技術研究和開發(fā) 。 ， 利用無土栽培營養(yǎng)液的精準可調性 ， 可用于 生產高品質番茄 、哈密瓜以及功能性葉菜類 （ 如 富含蘿 卜 硫素 胡蘿 卜 素維生素維生 ） ， ，（） ：素 等 、 用于透析腎臟病患者食用的低鉀生菜與廿甘電、熱丄古祕工丄肚訪 丨描 ， ， ， 菠菜等 ） ， 建衛(wèi)：局效無土栽培盈利模式。 物聯(lián)網技術快速發(fā)展的同時也改變著傳統(tǒng) 農業(yè)的種植 ， 使其向著智能化 、 集約化 、 高效 ， ， ，化的方向發(fā)展 。 物聯(lián)網應用于無土栽培是現(xiàn)代息技術與無土栽培技術 （ 圖 ） 相結合的產 郭世榮 無土栽培學 北京 ： 中國農業(yè)出版社 ， 物。 物聯(lián)網技術在無土栽培中主要應用在對栽 周劍 ， 李天來，劉義玲 霉培對網紋麵生長和產量及品質培環(huán)境相關參數的智能化監(jiān)控和調節(jié) ， 以及輔 影響 北方園藝，（）： 助人工進行智能化管理， 感知和調控栽培基質 ， ， ， 或營養(yǎng)液溫度 、 營養(yǎng)液組成 、 、 水分含量 、 植物生長等相關指標 ， 最終實現(xiàn)工廠化生產和 效益的最大化。 ？ ， ， （） ： 參考文獻 萬軍 國內外無土栽培技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 科技創(chuàng)新導報， （）： ， ，（） ： 張軼婷 ，劉厚誠 曰本植物工廠的關鍵技術及生產實例 農 ， ， ， 業(yè)工程技術 （ 溫室園藝 ） ， ，（ ）： 杜艷艷 國內外設施農業(yè)技術硏究進展與發(fā)展趨勢 廣東農 ， ， 業(yè)科學 ， ， （） ： ， 蔣衛(wèi)杰，鄧杰 ， 余宏軍 設施園藝發(fā)展概況 、 存在問題與產業(yè) ， ， ： 發(fā)展建議 中國農業(yè)科學， ，（ ）： 李婷婷 ， 馬蓉麗， 成妍 ， 等？ 中國蔬菜基質栽培硏究新進展， ： 農學學報 ， ， （）： ， ， ，（）： 陳海生？ 營養(yǎng)液膜條件下櫻桃番茄生長和生理特性研究 ？ 農 機化硏究 ， ，（ ） ： ， ，（）： ， ， 彳 李耀龍，季延；母，于平彬，等 ？基于不同基質理化特性的無土 （ ） 栽培混合基質篩選 ？ 北方園乙 ， ， （） ： ， （ ）： 陳海生，劉天寶，鄭舂明，等 營養(yǎng)液膜水培櫻桃番茄對弱光作者簡介 ： 李霞 （ ），女，四川萬源人，碩士的逆境適應性 江西農業(yè)學報 ， ， （ ） ： 硏究生 ， 研究方向為設施農業(yè) 。 陳海生 ，朱兆平 高溫脅迫條件下營養(yǎng)液膜水培櫻桃番茄的逆 丨 田尸白丨 丨 引用信息 】 李霡 張軼婷 劉厚誠 ？ 無土栽培技術的發(fā)展與應用 農業(yè)工程技術 ， ， （ ） ： 溫室園藝