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探析無土栽培的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
摘要：無土栽培是一種用營養(yǎng)液代替天然土壤作基質的栽培新技術，這種營養(yǎng)液可滿足作物整個生命周期對水分、養(yǎng)分、氧氣及溫度的需求。簡述了國外無土栽培的概況，介紹了中國無土栽培的發(fā)展，現(xiàn)狀，并對發(fā)展趨勢進行了分析，為推進中國無土栽培技術發(fā)展提供理論依據(jù)。
關鍵詞：無土栽培 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
無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)揮作物的增產潛力。目前，世界上應用無土栽培技術的國家和地區(qū)已達100多個，由于其栽培技術的逐漸成熟和發(fā)展，應用范圍和栽培面積也不斷擴大，經營與技術管理水平空前提高，實現(xiàn)了集約化、工廠化生產，達到了優(yōu)質、高產、高效和低耗的目的。
1國外無土栽培的發(fā)展概況
在設施農業(yè)中，無土栽培正在改變著傳統(tǒng)種植方式，成為飛速發(fā)展的新興學科。實踐證明，無土栽培具有節(jié)水、節(jié)能、省工、省肥、減少環(huán)境污染、防止連作障礙、產品無污染及高產高效等一系列特點。早在第二次世界大戰(zhàn)期間，西方國家就應用無土栽培技術生產蔬菜供應部隊。到20世紀60年代無土栽培技術在發(fā)達國家得到廣泛應用。70年代后，出現(xiàn)了營養(yǎng)液膜技術(NFT)，生產成本有所下降，后來又出現(xiàn)多種人工基質。其中巖棉的應用較廣，發(fā)展迅速。美國是世界上最早進行無土栽培商業(yè)化生產的國家，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，無土栽培面積超過2000hm2。荷蘭是無土栽培最發(fā)達的國家，其無土栽培面積達4000hm2，有64％的溫室都采用無土栽培技術。日本也是無土栽培較發(fā)達的國家，其無土栽培以巖棉培和NFT為主，無土栽培面積約300hm2。現(xiàn)在世界上商業(yè)性無土栽培是以基質栽培為主。荷蘭的基質栽培占無土栽培總面積的90％以上，法國占81％，加拿大占80％，日本各種循環(huán)水栽培占80％以上，比利時基質栽培面積占50％左右。
世界各國采用無土栽培主要生產蔬菜、花卉和水果。在歐盟國家溫室蔬菜、水果和花卉生產中，已有80％采用無土栽培方式。歐盟規(guī)定。2010年之前該組織所有成員國的溫室必須采用無土栽培。產量高是無土栽培的最大特點，世界上先進的無土栽培技術其番茄產量可以達到45～55kg/m2，黃瓜產量達到50～70kg/m2。為此，發(fā)達國家已經實現(xiàn)了采用計算機實施自動測量和自動控制，先進的無土栽培技術可以較好的保護環(huán)境，生產出綠色食品。近年，發(fā)達國家又采用了專家系統(tǒng)的最新技術，應用知識工程總結專家的知識和經驗，使其規(guī)范化、系統(tǒng)化，形成專家系統(tǒng)軟件，它可以完成與專家水平相當?shù)淖稍児ぷ�，并可為用戶提供建議和決策。
目前，世界上的無土栽培技術發(fā)展有兩種趨勢：一種是高投資、高技術、高效益類型，如荷蘭、日本、美國、英國、法國、以色列及丹麥等發(fā)達國家，無土栽培生產實現(xiàn)了高度機械化。其溫室環(huán)境、營養(yǎng)液調配、生產程序控制完全由計算機調控，實現(xiàn)一條龍的工廠化生產，實現(xiàn)了產品周年供應，產值高經濟效益顯著。另一種趨勢是以發(fā)展中國家為主，尤其是以中國為代表，根據(jù)本國的國情和經濟技術條件。就地取材搞土法上馬。手工操作，采用簡易的設備。這些國家發(fā)展無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我國無土栽培的發(fā)展現(xiàn)狀
我國無土栽培的歷史悠久，如生豆芽、船上種菜和盆里養(yǎng)水仙等都是原始的無土栽培。但我國開展無土栽培研究工作的時間比較晚，20世紀70年代末。山東農業(yè)大學首先開始無土栽培生產試驗，并取得了成功，80年代中期，從國外引進溫室及無土栽培設施相繼投產。尤其是隨著改革開放，人們的生活水平不斷提高，蔬菜生產已經從過去的單純追求高產向高產、優(yōu)質方向發(fā)展，人們需求無公害蔬菜、綠色食品的呼聲越來越高，在此形勢下無土栽培在全國各地蓬勃興起，迅速從研究階段進入生產階段。據(jù)資料統(tǒng)計，1985年全國無土栽培的面積只有7hm2，1990年增長到15hm2。1995年全國無土栽培的面積發(fā)展到50hm2，2000年全國無土栽培的面積達100hm2左右，2005年我國無土栽培的總面積約為315hm2。近幾年，我國無土栽培進入迅速發(fā)展階段，無土栽培的面積和栽培技術水平都得到空前的提高。
我國從事無土栽培技術研究的部門和單位約50多個。除研制不同類型的栽培裝置外，重點研究營養(yǎng)液膜栽培和不同材料基質培的配套技術，并在全國普及推廣，使我國的無土栽培從實驗研究階段進入商品化生產時期，獲得一批具有中國自主知識產權的農業(yè)高新技術，使國外的先進實用技術實現(xiàn)國產化。無土栽培的植物也擴大到蔬菜、花卉、西瓜、甜瓜及草莓等20多種，但絕大部分用于蔬菜生產。
我國無土栽培方式主要有基質培和水培兩種：
(1)固體基質培。主要是有機生態(tài)型基質培，還有基質袋培、立體培、巖棉培等形式。使用固體基質的營養(yǎng)液栽培具有性能穩(wěn)定、設備簡單、投資少、管理容易及不易傳染根系病害等優(yōu)點。近期使用的基質主要有巖棉、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，但我國的農用巖棉尚在試用階段。多數(shù)靠進口，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，因巖棉制作過程是在高溫條件下進行的，故經過高溫消毒，不含病毒和其他有機物。
(2)水培。目前以營養(yǎng)液膜技術(NFT)和浮板毛管水培技術(FCH)兩種為主。營養(yǎng)液膜技術(NFT)的特點是循環(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(FCH)系浙江省農業(yè)科學院和南京農業(yè)大學于“八五”期間研制開發(fā)，應用分根法的特點在栽培槽中設置濕氈分根裝置，既解決了根系水氣矛盾，又有一定深度的營養(yǎng)液，不怕短期停電(24h以上)，根際環(huán)境穩(wěn)定。易于調控(冬季于栽培床內鋪電熱線加溫，夏天鋪設塑料軟管通深井水降溫)。
3我國無土栽培的發(fā)展趨勢
無土栽培具有十分誘人的廣闊前景，但其技術要求嚴、設施裝備投入高，受我國生產、消費、資金、技術等方面因素的限制，目前不宜盲目發(fā)展，更不能全套照搬國外的生產模式。應結合當?shù)貙嶋H進行研究試驗，在推廣應用中走出一條實用可行的具有中國特色的無土栽培之路。
3．1因地制宜發(fā)展具有本地特色的無土栽培技術
由于自然資源、生產技術、市場環(huán)境等因素千差萬別，因此各地不能全盤照搬國外或其他地區(qū)的生產方式和管理方法。如栽培基質的選擇，應在試驗的基礎上大膽嘗試利用本地資源：營養(yǎng)液配方也因各地水質、化肥種類等的不同，做出靈活調整；還應根據(jù)各地區(qū)消費習慣及氣候特點，選擇無土栽培的作物種類。總體看，南方以廣
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