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探析無(wú)土栽培的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
摘要：無(wú)土栽培是一種用營(yíng)養(yǎng)液代替天然土壤作基質(zhì)的栽培新技術(shù)，這種營(yíng)養(yǎng)液可滿(mǎn)足作物整個(gè)生命周期對(duì)水分、養(yǎng)分、氧氣及溫度的需求。簡(jiǎn)述了國(guó)外無(wú)土栽培的概況，介紹了中國(guó)無(wú)土栽培的發(fā)展，現(xiàn)狀，并對(duì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，為推進(jìn)中國(guó)無(wú)土栽培技術(shù)發(fā)展提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞：無(wú)土栽培 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
無(wú)土栽培以人工制造的作物根系環(huán)境取代了土壤環(huán)境，可有效解決傳統(tǒng)土壤栽培中難以解決的水分、空氣、養(yǎng)分的供應(yīng)矛盾，使作物根系處于最適宜的環(huán)境條件，從而充分發(fā)揮作物的增產(chǎn)潛力。目前，世界上應(yīng)用無(wú)土栽培技術(shù)的國(guó)家和地區(qū)已達(dá)100多個(gè)，由于其栽培技術(shù)的逐漸成熟和發(fā)展，應(yīng)用范圍和栽培面積也不斷擴(kuò)大，經(jīng)營(yíng)與技術(shù)管理水平空前提高，實(shí)現(xiàn)了集約化、工廠(chǎng)化生產(chǎn)，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效和低耗的目的。
1國(guó)外無(wú)土栽培的發(fā)展概況
在設(shè)施農(nóng)業(yè)中，無(wú)土栽培正在改變著傳統(tǒng)種植方式，成為飛速發(fā)展的新興學(xué)科。實(shí)踐證明，無(wú)土栽培具有節(jié)水、節(jié)能、省工、省肥、減少環(huán)境污染、防止連作障礙、產(chǎn)品無(wú)污染及高產(chǎn)高效等一系列特點(diǎn)。早在第二次世界大戰(zhàn)期間，西方國(guó)家就應(yīng)用無(wú)土栽培技術(shù)生產(chǎn)蔬菜供應(yīng)部隊(duì)。到20世紀(jì)60年代無(wú)土栽培技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。70年代后，出現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)，生產(chǎn)成本有所下降，后來(lái)又出現(xiàn)多種人工基質(zhì)。其中巖棉的應(yīng)用較廣，發(fā)展迅速。美國(guó)是世界上最早進(jìn)行無(wú)土栽培商業(yè)化生產(chǎn)的國(guó)家，主要集中在干旱、沙漠地區(qū)，主要栽培作物有黃瓜、番茄等蔬菜，無(wú)土栽培面積超過(guò)2000hm2。荷蘭是無(wú)土栽培最發(fā)達(dá)的國(guó)家，其無(wú)土栽培面積達(dá)4000hm2，有64％的溫室都采用無(wú)土栽培技術(shù)。日本也是無(wú)土栽培較發(fā)達(dá)的國(guó)家，其無(wú)土栽培以巖棉培和NFT為主，無(wú)土栽培面積約300hm2�，F(xiàn)在世界上商業(yè)性無(wú)土栽培是以基質(zhì)栽培為主。荷蘭的基質(zhì)栽培占無(wú)土栽培總面積的90％以上，法國(guó)占81％，加拿大占80％，日本各種循環(huán)水栽培占80％以上，比利時(shí)基質(zhì)栽培面積占50％左右。
世界各國(guó)采用無(wú)土栽培主要生產(chǎn)蔬菜、花卉和水果。在歐盟國(guó)家溫室蔬菜、水果和花卉生產(chǎn)中，已有80％采用無(wú)土栽培方式。歐盟規(guī)定。2010年之前該組織所有成員國(guó)的溫室必須采用無(wú)土栽培。產(chǎn)量高是無(wú)土栽培的最大特點(diǎn)，世界上先進(jìn)的無(wú)土栽培技術(shù)其番茄產(chǎn)量可以達(dá)到45～55kg/m2，黃瓜產(chǎn)量達(dá)到50～70kg/m2。為此，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了采用計(jì)算機(jī)實(shí)施自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)控制，先進(jìn)的無(wú)土栽培技術(shù)可以較好的保護(hù)環(huán)境，生產(chǎn)出綠色食品。近年，發(fā)達(dá)國(guó)家又采用了專(zhuān)家系統(tǒng)的最新技術(shù)，應(yīng)用知識(shí)工程總結(jié)專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，使其規(guī)范化、系統(tǒng)化，形成專(zhuān)家系統(tǒng)軟件，它可以完成與專(zhuān)家水平相當(dāng)?shù)淖稍?xún)工作，并可為用戶(hù)提供建議和決策。
目前，世界上的無(wú)土栽培技術(shù)發(fā)展有兩種趨勢(shì)：一種是高投資、高技術(shù)、高效益類(lèi)型，如荷蘭、日本、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、以色列及丹麥等發(fā)達(dá)國(guó)家，無(wú)土栽培生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了高度機(jī)械化。其溫室環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)液調(diào)配、生產(chǎn)程序控制完全由計(jì)算機(jī)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)一條龍的工廠(chǎng)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品周年供應(yīng)，產(chǎn)值高經(jīng)濟(jì)效益顯著。另一種趨勢(shì)是以發(fā)展中國(guó)家為主，尤其是以中國(guó)為代表，根據(jù)本國(guó)的國(guó)情和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件。就地取材搞土法上馬。手工操作，采用簡(jiǎn)易的設(shè)備。這些國(guó)家發(fā)展無(wú)土栽培的目的是改造環(huán)境、節(jié)約用水和土地資源，解決人民的基本生活需要。
2我國(guó)無(wú)土栽培的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)無(wú)土栽培的歷史悠久，如生豆芽、船上種菜和盆里養(yǎng)水仙等都是原始的無(wú)土栽培。但我國(guó)開(kāi)展無(wú)土栽培研究工作的時(shí)間比較晚，20世紀(jì)70年代末。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)首先開(kāi)始無(wú)土栽培生產(chǎn)試驗(yàn)，并取得了成功，80年代中期，從國(guó)外引進(jìn)溫室及無(wú)土栽培設(shè)施相繼投產(chǎn)。尤其是隨著改革開(kāi)放，人們的生活水平不斷提高，蔬菜生產(chǎn)已經(jīng)從過(guò)去的單純追求高產(chǎn)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展，人們需求無(wú)公害蔬菜、綠色食品的呼聲越來(lái)越高，在此形勢(shì)下無(wú)土栽培在全國(guó)各地蓬勃興起，迅速?gòu)难芯侩A段進(jìn)入生產(chǎn)階段。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，1985年全國(guó)無(wú)土栽培的面積只有7hm2，1990年增長(zhǎng)到15hm2。1995年全國(guó)無(wú)土栽培的面積發(fā)展到50hm2，2000年全國(guó)無(wú)土栽培的面積達(dá)100hm2左右，2005年我國(guó)無(wú)土栽培的總面積約為315hm2。近幾年，我國(guó)無(wú)土栽培進(jìn)入迅速發(fā)展階段，無(wú)土栽培的面積和栽培技術(shù)水平都得到空前的提高。
我國(guó)從事無(wú)土栽培技術(shù)研究的部門(mén)和單位約50多個(gè)。除研制不同類(lèi)型的栽培裝置外，重點(diǎn)研究營(yíng)養(yǎng)液膜栽培和不同材料基質(zhì)培的配套技術(shù)，并在全國(guó)普及推廣，使我國(guó)的無(wú)土栽培從實(shí)驗(yàn)研究階段進(jìn)入商品化生產(chǎn)時(shí)期，獲得一批具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，使國(guó)外的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。無(wú)土栽培的植物也擴(kuò)大到蔬菜、花卉、西瓜、甜瓜及草莓等20多種，但絕大部分用于蔬菜生產(chǎn)。
我國(guó)無(wú)土栽培方式主要有基質(zhì)培和水培兩種：
(1)固體基質(zhì)培。主要是有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)培，還有基質(zhì)袋培、立體培、巖棉培等形式。使用固體基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)液栽培具有性能穩(wěn)定、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、管理容易及不易傳染根系病害等優(yōu)點(diǎn)。近期使用的基質(zhì)主要有巖棉、泥炭、沙、蛭石、珍珠巖及鋸木屑等�，F(xiàn)已證明，巖棉和泥炭是較好的基質(zhì)，但我國(guó)的農(nóng)用巖棉尚在試用階段。多數(shù)靠進(jìn)口，成本較高。巖棉是一種用多種巖石熔融在一起形成巖漿，然后噴成絲狀，冷卻后稍微壓縮而成的疏松多孔的固體基質(zhì)，因巖棉制作過(guò)程是在高溫條件下進(jìn)行的，故經(jīng)過(guò)高溫消毒，不含病毒和其他有機(jī)物。
(2)水培。目前以營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)和浮板毛管水培技術(shù)(FCH)兩種為主。營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)的特點(diǎn)是循環(huán)供液的液流呈膜狀，僅以數(shù)毫米厚的淺液流流經(jīng)栽培槽底部，水培作物的根墊底部接觸淺液流吸水、吸肥，上部暴露在濕氣中吸氧，較好地解決了根系吸水與吸氧的矛盾。但存在液流淺、液溫不穩(wěn)定、一旦停電停水植株易枯萎以及根際環(huán)境穩(wěn)定性差等不足，限制了其發(fā)展。浮板毛管水培技術(shù)(FCH)系浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)于“八五”期間研制開(kāi)發(fā)，應(yīng)用分根法的特點(diǎn)在栽培槽中設(shè)置濕氈分根裝置，既解決了根系水氣矛盾，又有一定深度的營(yíng)養(yǎng)液，不怕短期停電(24h以上)，根際環(huán)境穩(wěn)定。易于調(diào)控(冬季于栽培床內(nèi)鋪電熱線(xiàn)加溫，夏天鋪設(shè)塑料軟管通深井水降溫)。
3我國(guó)無(wú)土栽培的發(fā)展趨勢(shì)
無(wú)土栽培具有十分誘人的廣闊前景，但其技術(shù)要求嚴(yán)、設(shè)施裝備投入高，受我國(guó)生產(chǎn)、消費(fèi)、資金、技術(shù)等方面因素的限制，目前不宜盲目發(fā)展，更不能全套照搬國(guó)外的生產(chǎn)模式。應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際進(jìn)行研究試驗(yàn)，在推廣應(yīng)用中走出一條實(shí)用可行的具有中國(guó)特色的無(wú)土栽培之路。
3．1因地制宜發(fā)展具有本地特色的無(wú)土栽培技術(shù)
由于自然資源、生產(chǎn)技術(shù)、市場(chǎng)環(huán)境等因素千差萬(wàn)別，因此各地不能全盤(pán)照搬國(guó)外或其他地區(qū)的生產(chǎn)方式和管理方法。如栽培基質(zhì)的選擇，應(yīng)在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上大膽嘗試?yán)帽镜刭Y源：營(yíng)養(yǎng)液配方也因各地水質(zhì)、化肥種類(lèi)等的不同，做出靈活調(diào)整；還應(yīng)根據(jù)各地區(qū)消費(fèi)習(xí)慣及氣候特點(diǎn)，選擇無(wú)土栽培的作物種類(lèi)�？傮w看，南方以廣
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