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蔬菜無(wú)土栽培是指不用天然土壤而用營(yíng)養(yǎng)液澆灌蔬菜，或者把蔬菜直接種植在營(yíng)養(yǎng)液中的栽培方法，又稱為營(yíng)養(yǎng)液栽培，是一種農(nóng)業(yè)高新技術(shù)。與土壤栽培比較，無(wú)土栽培的蔬菜吸收養(yǎng)分更高效，克服了土壤連作導(dǎo)致的病蟲危害，具有節(jié)肥、節(jié)水、省工、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、不受地域限制、產(chǎn)品潔凈衛(wèi)生、能充分利用空間、有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等特點(diǎn)。試驗(yàn)表明，每生產(chǎn)1Kg蔬菜所用的營(yíng)養(yǎng)液的成本低至幾分錢，是實(shí)現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)代化、高效化的重要途徑。

1 蔬菜無(wú)土栽培的研究歷程

美國(guó)是最早在蔬菜生產(chǎn)上應(yīng)用無(wú)土栽培的國(guó)家，栽培的蔬菜種類主要有番茄、黃瓜和萵苣(生菜)，平均產(chǎn)量：番茄135～150t/hm²、黃瓜135～225t/hm²、萵苣30～45t/hm²。我國(guó)進(jìn)行無(wú)土栽培研究始于20世紀(jì)70年代，首先在營(yíng)養(yǎng)液育苗方面進(jìn)行了研究與應(yīng)用。80年代后期進(jìn)行系統(tǒng)地研究和生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1993年底.全國(guó)無(wú)土栽培面積40～51hm²。其中以我國(guó)東部和東南沿海各大城市發(fā)展較快，多以引用國(guó)外無(wú)土栽培設(shè)施及技術(shù)為主。近年來(lái)，我國(guó)無(wú)土栽培技術(shù)取得了快速發(fā)展，從引進(jìn)和消化吸收發(fā)達(dá)國(guó)家的無(wú)土栽培技術(shù)發(fā)展到了自主研發(fā)階段，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。目前，降低成本、提高蔬菜品質(zhì)是我國(guó)無(wú)土栽培發(fā)展中的重點(diǎn)。

2 無(wú)土栽培系統(tǒng)的種類

無(wú)土栽培的系統(tǒng)很多，主要的有有機(jī)生態(tài)型無(wú)士栽培系統(tǒng)、浮板毛管法栽培系統(tǒng)、營(yíng)養(yǎng)液膜栽培系統(tǒng)、深液流栽培系統(tǒng)、魯SC栽培系統(tǒng)等，實(shí)際應(yīng)用時(shí)要依蔬菜種類不同采用適當(dāng)?shù)臒o(wú)土栽培系統(tǒng)。果菜類主要采用基質(zhì)栽培，另外配備一套滴灌設(shè)施；葉菜類主要采用營(yíng)養(yǎng)液栽培，另外配備一套營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)。在我國(guó)，除有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)槽具有一定栽培面積外，其他系統(tǒng)的應(yīng)用規(guī)模還比較小。

2.1 有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培系統(tǒng)

有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培是指不用天然土壤而使用基質(zhì).不用傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液灌溉植物根系而使用有機(jī)固態(tài)肥并直接用清水灌溉作物的一種無(wú)土栽培技術(shù)。有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培管理技術(shù)關(guān)鍵在于基質(zhì)與肥料的選擇與配比以及管理過(guò)程中的灌水。有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培的形式包括槽式栽培、袋式栽培、立體垂贏栽培，實(shí)際生產(chǎn)中基質(zhì)槽培應(yīng)用較多，其結(jié)構(gòu)主要包括栽培槽、PE膜、灌溉帶和基質(zhì)。栽培槽由3層磚壘成，高15cm，寬48cm，長(zhǎng)度視溫室類型而定。槽底鋪設(shè)0.1mm厚的PE塑料膜，以防土壤病蟲害的侵染，是克服溫室連作障礙最有效、最經(jīng)濟(jì)的辦法，也是適合我國(guó)國(guó)情，符合有機(jī)業(yè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求，并具有顯著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益的實(shí)用無(wú)土栽培新方法。

2.2 浮板毛管法栽培系統(tǒng)

浮板毛管系統(tǒng)是由浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)院和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)共同研究開發(fā)的，其結(jié)構(gòu)由栽培床、貯液池、循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四大部分組成。具體設(shè)計(jì)如下：栽培槽由聚苯乙烯泡沫板連成長(zhǎng)15m、寬0.4m、深0.1m的凹形槽，內(nèi)鋪0.8mm厚的黑色聚乙烯膜以防滲漏。營(yíng)養(yǎng)液深度為3～6cm，液面漂浮厚1.2cm、寬12cm的聚苯乙烯泡沫板，板上覆蓋密度為50g/m2的親水性無(wú)紡布，并且兩側(cè)延伸入營(yíng)養(yǎng)液，通過(guò)毛細(xì)管作用，使浮板始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)，蔬菜根系一部分生長(zhǎng)在浮板上，一部分從浮板兩側(cè)伸入營(yíng)養(yǎng)液中，吸收氧氣、營(yíng)養(yǎng)元素和水分。該系統(tǒng)屬深水培類型，但它克服了深水培根際氧氣供給不足及營(yíng)養(yǎng)液膜栽培中營(yíng)養(yǎng)液供給受停電影響的缺點(diǎn)，營(yíng)養(yǎng)液的溫度不易受溫度劇烈變化的影響，成本低，投資少，蔬菜生長(zhǎng)快，產(chǎn)量高，效益好。

2.3 營(yíng)養(yǎng)液膜栽培系統(tǒng)

營(yíng)養(yǎng)液膜栽培系統(tǒng)(Nument Film Technlque，簡(jiǎn)稱NFT)是使1層很薄的營(yíng)養(yǎng)液(0.5～1.0cm)層不斷循環(huán)流經(jīng)蔬菜根系，既保證不斷供給作物水分和養(yǎng)分，又不斷供給根系新鮮氧氣。它由貯液池、水泵、栽培槽、輸液管道和調(diào)控系統(tǒng)組成，營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)水泵從貯液槽流向栽培槽(床)，營(yíng)養(yǎng)液在栽培槽內(nèi)的深度為0.5～l.0cm，與根系接觸，然后栽培槽的自然坡度流回貯液池。但是，營(yíng)養(yǎng)液膜水培有很多缺點(diǎn)：根系環(huán)境的緩沖性能差，根際周圍的溫度受外界影響很大。營(yíng)養(yǎng)液層較淺薄，總量較少要不斷循環(huán)供液，能源消耗較大，若出現(xiàn)斷電較長(zhǎng)時(shí)間或水泵故障，便不能及時(shí)循環(huán)。一旦發(fā)生根系的病害，較容易在整個(gè)系統(tǒng)中傳播、蔓延。

2.4 深液流栽培系統(tǒng)

該系統(tǒng)的基本設(shè)施包括營(yíng)養(yǎng)液栽培槽、貯液池、水泵、營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)、植株固定裝置等部分，這種栽培方式與NFT差不多，不同之處是流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液層較深(5～10cm)，植株大部分根系浸泡在營(yíng)養(yǎng)液中，其根系的通氣靠向營(yíng)養(yǎng)液中加氧來(lái)解決。這種系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是解決了在停電期間NFT不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的困難。

2.5 魯SC栽培系統(tǒng)

該系統(tǒng)由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研制開發(fā)，又稱“基質(zhì)水培法"，該系統(tǒng)能協(xié)調(diào)蔬菜根系水、肥、氣三者的關(guān)系，主要結(jié)構(gòu)是由貯水池、栽培槽、供液和排液管、供液時(shí)間控制器及水泵等組成。栽培槽體是用鐵皮、水泥或粘土制成的倒三角形槽，高20cm，土制槽內(nèi)鋪1層聚乙烯農(nóng)用膜，槽中部放一墊蓖，鋪?zhàn)仄せ蚰猃埦幙棽迹缓筇钊?st1:chmetcnv unitname="cm" sourcevalue="10" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">10cm厚的基質(zhì)，基質(zhì)以下空間供根系生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)，栽培槽一端用于供液，另一端設(shè)虹吸管用于排液。該系統(tǒng)集中了基質(zhì)培與水培的優(yōu)點(diǎn)。

3 無(wú)土栽培基質(zhì)的研究

基質(zhì)是無(wú)土基質(zhì)栽培的基礎(chǔ)，它能為蔬菜提供穩(wěn)定的協(xié)調(diào)水、氣、肥結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)介質(zhì)。它除了支持、固定植株外，更重要的是充當(dāng)“中轉(zhuǎn)站"的作用，使來(lái)自營(yíng)養(yǎng)液的養(yǎng)分、水分得以中轉(zhuǎn)，蔬菜根系從中按需選擇吸收。

3.1 歷史與現(xiàn)狀

栽培基質(zhì)的研究史實(shí)際上也是固體基質(zhì)栽培的發(fā)展史，始于1970年丹麥Grodan公司開發(fā)的巖棉栽培技術(shù)和1973年英國(guó)溫室作物研究所的NFT技術(shù)。砂礫最早被植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家和植物生理學(xué)家用來(lái)栽培作物，是最早的栽培基質(zhì)，隨后很快擴(kuò)展到石礫、陶粒、珍珠巖、巖棉、海綿、硅膠、堿交換物等、泥炭、鋸末、樹皮、稻殼、酚醛泡沫、爐渣以及一些混合基質(zhì)。對(duì)基質(zhì)的作用、各類基質(zhì)的優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用技術(shù)等進(jìn)行了研究，內(nèi)容包括基質(zhì)主要理化性狀、基質(zhì)的空隙度、pH值、可利用水量、產(chǎn)量、養(yǎng)分平衡性(分析了頂部葉片的養(yǎng)分含量)等，并推薦了各種基質(zhì)的栽培技術(shù)。

目前，基質(zhì)的研究分理論和生產(chǎn)兩部分，理論上進(jìn)行基質(zhì)空隙、吸水性、保水性、吸附養(yǎng)分性、基質(zhì)結(jié)構(gòu)的保持等研究，生產(chǎn)上進(jìn)行與不同的基質(zhì)相配套的栽培管理方式和技術(shù)研究；重點(diǎn)對(duì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、基質(zhì)栽培中根際營(yíng)養(yǎng)、基質(zhì)的水肥管理技術(shù)、有機(jī)基質(zhì)和有機(jī)廢棄物進(jìn)行研究。

3.2 基質(zhì)種類

基質(zhì)的來(lái)源有3種：一是有機(jī)質(zhì)，如各種類型的泥炭、秸稈、草炭、樹皮、鋸末、堆肥等；二是粗團(tuán)聚體。包括蛭石、珍珠巖、萊石、爐渣、塑料顆粒等；三是農(nóng)用巖棉，巖棉是玄武巖1500℃高溫熔溶后在離心和吹管作用下形成的束狀玻璃纖維，是很好的保溫、隔熱、隔音、防火材料。農(nóng)用巖棉是巖棉經(jīng)壓制呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的條狀物，適合蔬菜根系穿插生長(zhǎng)，有很強(qiáng)的吸水性，由于空隙大小均一，保水性也很好，但是廢棄的巖棉會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。巖棉、珍珠巖、蛭石、浮石、陶粒等，一般很少含有營(yíng)養(yǎng)，又叫無(wú)機(jī)基質(zhì)；泥炭、礱糠灰、尿醛泡沫等，是一類天然或合成的有機(jī)材料，含有一定量的養(yǎng)分，又叫有機(jī)基質(zhì)；混合基質(zhì)有：無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)混合、有機(jī)有機(jī)混合、有機(jī)無(wú)機(jī)混合。草炭_、巖棉等是目前世界上應(yīng)用最廣泛的無(wú)土栽培基質(zhì)。

4 蔬菜營(yíng)養(yǎng)管理的研究

營(yíng)養(yǎng)液的配制與管理是無(wú)土栽培的核心技術(shù)，它關(guān)系到無(wú)土栽培的成敗和進(jìn)一步推廣應(yīng)用，營(yíng)養(yǎng)液管理中常出現(xiàn)的問(wèn)題包括營(yíng)養(yǎng)液用水的水源、營(yíng)養(yǎng)液配制、營(yíng)養(yǎng)液供給、控制系統(tǒng)、營(yíng)養(yǎng)液滯留等方面，這些問(wèn)題直接影響蔬菜的水分和養(yǎng)分供應(yīng)。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等對(duì)營(yíng)養(yǎng)管理的問(wèn)題做了深入研究和詳盡報(bào)道，如不同蔬菜的專用營(yíng)養(yǎng)液配方，營(yíng)養(yǎng)液中不同氮源、不同鐵源對(duì)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響，基質(zhì)微生物對(duì)蔬菜根系以及生長(zhǎng)發(fā)育的影響，營(yíng)養(yǎng)液自身(pH值、EC值)的調(diào)控，全程病蟲害無(wú)公害綜合防治，有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培基質(zhì)中基質(zhì)和肥料的選擇與配比以及管理過(guò)程中的灌水等。這些研究成果很好地解決了生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，使生產(chǎn)者獲得了增產(chǎn)增收的滿意效果。近年來(lái)，研究?jī)?nèi)容集中在水分、肥料、專用品種選育、環(huán)境條件等方面，一些無(wú)土栽培專用配方肥和性價(jià)比優(yōu)良的基質(zhì)也不斷被開發(fā)出來(lái)，隨著一些主要蔬菜的無(wú)土栽培技術(shù)規(guī)程相繼出臺(tái)，番茄、黃瓜、生菜的產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，在一定程度上提高了無(wú)土栽培生產(chǎn)者的經(jīng)濟(jì)效益，使無(wú)土栽培的可操作性大大增強(qiáng)，這些都有益于無(wú)土栽培的推廣應(yīng)用。

5 蔬菜無(wú)土栽培的缺點(diǎn)

5.1 費(fèi)用高

一次性投資至少6000元以上，有的甚至高達(dá)5～6萬(wàn)元，如建玻璃大棚、連棟大棚，及供液排液配套設(shè)施，即使是采用塑料大棚生產(chǎn)，通風(fēng)及防蟲設(shè)備、排灌設(shè)施以及栽培槽建設(shè)等一次性投資也較大；用電多，肥料費(fèi)用高，用于配制營(yíng)養(yǎng)液用的肥料，每年需花費(fèi)3000元以上；即使較實(shí)用的有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培系統(tǒng)，其一次性投資也達(dá)2000-3000元，每年的肥料成本也需1600元左右。

5.2 專業(yè)性強(qiáng)

營(yíng)養(yǎng)液的配制、調(diào)整與管理都要求掌握專門知識(shí)，要求生產(chǎn)者掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，還要掌握好蔬菜的生理生化機(jī)械電子方面的技術(shù)。目前，這樣的從事一線生產(chǎn)的人較少。作為培養(yǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)專門人才的大專院校、農(nóng)業(yè)科研單位，應(yīng)著力培養(yǎng)一批專業(yè)技術(shù)人才，充實(shí)到蔬菜無(wú)土栽培的第一線。

5.3 基礎(chǔ)研究薄弱，生產(chǎn)技術(shù)不配套

基質(zhì)的來(lái)源、處理和消毒程序繁瑣；循環(huán)過(guò)程中病菌傳播速度快，一旦發(fā)作，很難控制；應(yīng)用普通塑料大棚進(jìn)行無(wú)土栽培，溫室環(huán)境難以調(diào)控，影響周年生產(chǎn)；專門適用于無(wú)土栽培的蔬菜品種不多。

6 蔬菜無(wú)土栽培的前景展望

無(wú)土栽培新技術(shù)，開創(chuàng)了高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的新模式，它給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從田間生產(chǎn)走向工廠化、集約化生產(chǎn)帶來(lái)了可能，同時(shí)它也是綠色環(huán)保食品生產(chǎn)的重要途經(jīng)，是一項(xiàng)充分利用自然資源的栽培模式，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，這種模式必然會(huì)同生物工程學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電子學(xué)等各學(xué)科結(jié)合起來(lái)，一種自動(dòng)化、工廠化的綠色農(nóng)業(yè)必將得到更好的發(fā)展。

6.1 無(wú)土栽培技術(shù)是克服溫室連作障礙最有效、最經(jīng)濟(jì)和最徹底的辦法

20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)日光溫室發(fā)展迅猛，目前，日光溫室已成為我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)村的支柱產(chǎn)業(yè)。溫室在使用3-4年以后，都會(huì)不同程度地出現(xiàn)溫室連作障礙，最終導(dǎo)致生產(chǎn)成本不斷上升，蔬菜產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)不斷下降的惡性循環(huán)。無(wú)土栽培技術(shù)是克服溫室連作障礙最有效、最經(jīng)濟(jì)和最徹底的辦法，目前我國(guó)無(wú)土栽培面積不足溫室和大棚面積的0.1%，而荷蘭等國(guó)則占溫室面積的80%以上。因此，無(wú)土栽培這一農(nóng)業(yè)新技術(shù)在我國(guó)具有廣闊的發(fā)展前景。

6.2 充分利用空間

我國(guó)存在大量的荒灘、荒溝、沙荒地、廢棄礦區(qū)，這些傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)無(wú)法耕作的地區(qū)和中低產(chǎn)地區(qū)、鹽堿地區(qū)等利用無(wú)土栽培則可以進(jìn)行蔬菜生產(chǎn)，并可成為農(nóng)民脫貧致富的重要手段。無(wú)土栽培不但可使地球上許多荒漠變成綠洲，而且在不久的將來(lái)，海洋、太空也將成為新的開發(fā)利用領(lǐng)域。美國(guó)已將無(wú)土栽培列為該國(guó)21世紀(jì)要發(fā)展的十大高技術(shù)之一；在日本，無(wú)土栽培技術(shù)已被許多科學(xué)家作為研究“宇宙農(nóng)場(chǎng)”的有力手段，人們稱為太空時(shí)代的農(nóng)業(yè)。

6.3 節(jié)省水資源.減少環(huán)境污染

水資源的問(wèn)題，是世界上日益嚴(yán)重威脅人類生存發(fā)展的大問(wèn)題。無(wú)土栽培是最節(jié)水的農(nóng)業(yè)，與土壤滴灌栽培相比，可節(jié)水20%～26%。另外，無(wú)土栽培還可以大大減少化肥、農(nóng)藥的使用，在減輕環(huán)境污染、減少生產(chǎn)成本的同時(shí)，可以提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，無(wú)土栽培在中國(guó)具有極為廣闊的前景，但是在應(yīng)用無(wú)土栽培技術(shù)時(shí)，一定要全面掌握技術(shù)，同時(shí)提高社會(huì)化生產(chǎn)配套體系。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，科技和條件的不斷改善，無(wú)土栽培技術(shù)在我國(guó)將會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)全新的發(fā)展局面。