七章園藝作物無土栽培

第七章園藝作物無土栽培

無土栽培（Soillessculture）又稱營養(yǎng)液栽培（Nutri-culture）或水培（Hydroponics）。它是一種不用土壤而用培養(yǎng)液與其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)備來栽培作物的農(nóng)業(yè)技術(shù)。它和生物技術(shù)一樣，是當(dāng)今世界上發(fā)展很快的一門高技術(shù)學(xué)科，美國把無土栽培列為現(xiàn)代十大技術(shù)成就之一，它為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的工業(yè)化生產(chǎn)，發(fā)展科技密集型的高品質(zhì)的二十一世紀(jì)農(nóng)業(yè)展示了廣闊的前景。第一節(jié)

無土栽培的歷史與現(xiàn)狀

一、無土栽培技術(shù)發(fā)展的國際背景

1648年霍爾蒙特將5磅重的柳樹種在盛有200磅土的盆中，用錫紙蓋上防止塵埃進(jìn)入，只供應(yīng)水分，經(jīng)5年后柳樹生長到169磅3盎司，比以前增長了164磅3盎司，而200磅的土只減少了2盎司（1盎司＝28.4克，1磅＝0.454千克），因此認(rèn)為這2盎司的量是由于供水造成的差異，所以得出結(jié)論認(rèn)為水是全部養(yǎng)分，提出了“水說”（Watertheory）。

1699年任德瓦德利用箱子進(jìn)行水培，經(jīng)77天后測定其生長量，當(dāng)與只用雨水的作物生長量（CK）相比時可知，采用泰晤士河水要高1.5倍，利用海德公園暗管中的水要高8倍，混用庭院的泥土則生長量要高16倍，這說明除了水以外，作物還要吸收土壤中的養(yǎng)分，從而否定了霍爾蒙特的水說，1731年，由戴維提出了“土”說（Earththeory）。

1772年浦力斯特在密閉的玻璃箱中，點燃蠟燭，燃燒空氣，形成了小老鼠不能生存的狀態(tài)，當(dāng)放入植物并令其生長時，空氣被凈化后，老鼠又恢復(fù)了生氣。1779年印黑夫斯進(jìn)一步試驗證明植物葉和莖在日光作用下有凈化空氣的作用，而花和根沒有這種作用。后來人們逐漸認(rèn)識到植物的生長，產(chǎn)量的增加，除了地下根系吸收水和養(yǎng)分外，地上部分的綠色組織葉、莖等還進(jìn)行光合作用。

1840年李比希的無機營養(yǎng)學(xué)說以及植物必需營養(yǎng)元素理論的確立，為營養(yǎng)液栽培奠定了理論基礎(chǔ)。

1858年Knop，1860年Sachs最先用人工配制的營養(yǎng)液進(jìn)行栽培植物的試驗并取得了成功。

1925～1935年，國外設(shè)施園藝由于經(jīng)歷了長年累月的連作，土壤傳染性病蟲基數(shù)不斷增長，土壤鹽類積聚愈益嚴(yán)重，普遍出現(xiàn)了保護地連作障礙的嚴(yán)峻局面，為此不得不依賴選育抗病品種，實行土壤消毒，深耕及增施有機肥料等技術(shù)措施，但不論哪一種方法都不能治本，反而招致在成本與勞力消耗上的沉重負(fù)擔(dān)。在這一背景下，1929年美國加利福尼亞大學(xué)的Gericke教授首次將實驗室規(guī)模的水培應(yīng)用于生產(chǎn)實際中（礫培），成功地種出高7.5m單株收果實14kg的番茄，轟動了一時，他將這一過程稱為水耕栽培（Hydroponics）。

第二次世界大戰(zhàn)期間，美軍駐太平洋島嶼的部隊，應(yīng)用水培法在不能耕作的島嶼大規(guī)模生產(chǎn)蔬菜等食品用于軍需；英國空軍在伊拉克的哈巴尼亞和波斯灣的巴林群島（系油田所在地）也進(jìn)行了蔬菜的無土栽培。

50年代，意大利、西班牙、法國、英國、瑞典、前蘇聯(lián)和以色列等國也廣泛開展無土栽培。此后，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，水培床、管道、貯液槽、水泵等配套設(shè)備的成本大大下降，水培設(shè)施裝置的不斷更新，管理水平不斷提高，無土栽培在世界各國得到更迅速發(fā)展。

1973年，由于中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，出現(xiàn)了世界性的石油危機，以石油制品為基礎(chǔ)的水培設(shè)備成本激增，無土栽培發(fā)展一度受到限制。

1985年日本筑波世界科學(xué)博覽會上，展出了一棵結(jié)果12000個，產(chǎn)量3500kg的水培番茄，同年在該國的超級市場門市部，推出了行營利經(jīng)營的蔬菜工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)產(chǎn)現(xiàn)銷無公害的生菜等保健蔬菜。一時間，世界各國的大眾宣傳工具，都爭相報道這些新聞，全球又出現(xiàn)了一股“水培熱”，至今方興未艾。

世界各國都根據(jù)本國國情，競相把它作為一種理想、科學(xué)、高度集約型的農(nóng)業(yè)技術(shù)而加以重點開發(fā)研究。如歐洲以英國和荷蘭為首，重點開發(fā)研究應(yīng)用營養(yǎng)液膜技術(shù)（NutrientFilmTechnique,簡稱NFT）和巖棉培技術(shù)（RockWoolCulture），以色列則開發(fā)砂培技術(shù)，加拿大開發(fā)鋸木屑培，美國、意大利則采用一種袋培技術(shù)（BagCulture）。

美國是世界上最早進(jìn)行無土栽培商業(yè)化生產(chǎn)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(dá)的國家，其無土栽培面積達(dá)4000hm2，有64％的溫室都采用無土栽培技術(shù)。日本也是無土栽培較發(fā)達(dá)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(zhì)栽培為主。荷蘭的基質(zhì)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(zhì)栽培面積占50％左右。二、我國無土栽培的發(fā)展簡史

古老的無土栽培，在我國可追溯到遠(yuǎn)古的年代，如豆芽菜的生產(chǎn)就是其中之一，至少在宋代（公元10世紀(jì)）就盛行于我國，同時人們早就知道利用盤、碟盛水養(yǎng)水仙花、風(fēng)信子和栽蒜苗；南方船戶還巧妙地在船尾隨水漂流一個竹筏加縛草繩的裝置在水面栽培空心菜。

當(dāng)然，科學(xué)的無土栽培在我國起步較晚。我國最早是1941年由ChenZiyuan在上海開辦了一家水培生產(chǎn)蔬菜的四維農(nóng)場，采用基質(zhì)培生產(chǎn)少量番茄應(yīng)市，但由于生產(chǎn)成本太高，兩年后就倒閉了。抗日戰(zhàn)爭勝利后，美軍駐南京的空軍由于不習(xí)慣于東方人的種植方式，開始在南京御道街設(shè)有礫培水培場，生產(chǎn)生菜、小蘿卜等蔬菜，滿足其自身對潔凈生食菜的需求，由于其系不計成本，人們都認(rèn)為不可能在我國推廣應(yīng)用。

我國最早將無土栽培技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)的則首推1969年臺灣的龍?zhí)掇r(nóng)校進(jìn)行蔬菜和花卉的無土栽培。大陸則首推山東農(nóng)業(yè)大學(xué)于1975年最先使用無土栽培技術(shù)種植供“特需”用的無籽西瓜、番茄、黃瓜等蔬菜，但均未能形成商品性的規(guī)模經(jīng)營與生產(chǎn)。

80年代農(nóng)業(yè)部和東南地區(qū)各省市及時組織“七五”科技攻關(guān)，研究開發(fā)符合國情國力的無土栽培設(shè)施與配套技術(shù)，通過引進(jìn)消化吸收，研制成符合國情國力的基質(zhì)培、營養(yǎng)液膜技術(shù)和深水培等實用技術(shù)，生產(chǎn)出生菜、黃瓜、番茄等潔凈生食菜，使我國的無土栽培技術(shù)從試驗研究階段跨進(jìn)了商品化生產(chǎn)階段。

“八五”期間，繼續(xù)立項攻關(guān)，終于開發(fā)出我國自行設(shè)計，具有高效、節(jié)能、低成本的實用的浮板毛管水培（FCH）、有機生態(tài)型基質(zhì)培系統(tǒng)以及反季節(jié)的高檔蔬菜無土栽培技術(shù)等系列成果，至1995年全國無土栽培面積發(fā)展到50hm2。

“九五”期間國家科技部將工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程列為國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程，這是唯一的一項農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)示范工程項目。在北京、上海、遼寧、浙江、廣東等5個代表我國不同生態(tài)氣候型和區(qū)域經(jīng)濟特點的省市，建設(shè)一批以市場為導(dǎo)向，科技為先導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)的科技經(jīng)濟一體化超前型示范工程模式，研究內(nèi)容主要圍繞蔬菜設(shè)施栽培的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效。其中蔬菜無土栽培也是主要內(nèi)容之一。此項目于1996年正式啟動，2000年完成。

1998年國家自然科學(xué)基金委將“設(shè)施園藝高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)研究”列為重點項目正式啟動，這在我國設(shè)施園藝工程科學(xué)領(lǐng)域，是建國以來第一次，說明國家對設(shè)施園藝工程的重視。

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(dá)100hm2左右，2005年我國無土栽培的總面積約為315hm2。三、無土栽培技術(shù)前景展望

（一）無土栽培技術(shù)的特點

1、產(chǎn)量高、品質(zhì)好無土栽培能充分發(fā)揮作物的生產(chǎn)潛力，與土壤栽培相比，產(chǎn)量可以成倍或幾十倍地提高。荷蘭溫室番茄無土栽培年產(chǎn)量高達(dá)4萬kg/666.7m2；挪威黃瓜無土栽培最高年產(chǎn)量達(dá)6萬kg/666.7m2；奧地利的維也納有一座蔬菜工廠，每m2可生產(chǎn)1噸蔬菜。無土栽培不僅產(chǎn)量高而且品質(zhì)好。2、節(jié)約水分和養(yǎng)分

土耕條件下施肥不易均勻，個體間差異大，且有50～80%的肥料從土壤中流失或被固定成不可給態(tài)，而無土栽培可按作物不同生育期對養(yǎng)分的需求提供可給態(tài)肥料，并可隨時改變肥料的濃度，肥效得以充分發(fā)揮，大大節(jié)約了施肥量。在用水方面較土耕節(jié)省用水量1/2～1/3，土耕的灌溉水50～80%從土壤中滲透流失，并有大量從土表蒸發(fā)散失，而水培如管理得法其耗水量近似于植株的蒸騰量，不存在滲漏和蒸發(fā)的損失。

3、省力省工、易于管理

無土栽培的設(shè)備、環(huán)境調(diào)控、營養(yǎng)液的配制和管理等技術(shù)得到了電腦等先進(jìn)工業(yè)技術(shù)的裝備，實現(xiàn)了自動調(diào)控，不用如土耕那樣耗費大量勞力去翻耕土地、整地作畦、中耕除草、堆制有機肥料、施肥、噴農(nóng)藥等等，大大減輕了勞動強度，并節(jié)省至少2/3的用工量。如荷蘭派森（Petson）溫室花木生產(chǎn)公司，花卉溫室面積8000m2，從花卉播種、定植、管理到市場出售，都實現(xiàn)自動化操作，只需3個工人管理，每年生產(chǎn)的鮮花達(dá)30萬盆，產(chǎn)值180萬美元。

4、可以克服連作障礙

日本由于設(shè)施園藝技術(shù)的進(jìn)行，溫室、大棚的大型化，固定和密封性的增加，在經(jīng)歷了長年累月的連作后，土傳病蟲基數(shù)不斷增長，土壤鹽類積聚嚴(yán)重，普遍出現(xiàn)了保護地連作障礙的嚴(yán)重局面。而無土栽培則從根本上解決了連作障礙和避免或杜絕土傳病害。

5、不受地區(qū)限制、充分利用空間

無土栽培擺脫了人們對土壤的長期依賴，如油田、重鹽堿地、土壤嚴(yán)重污染區(qū)、沙漠、陽臺、屋頂?shù)榷伎蛇M(jìn)行無土栽培，甚至還可用于航天、航海。

如美國佛羅里達(dá)州南部的肯尼迪宇宙航天中心，采用無土栽培方法和人工模擬環(huán)境技術(shù)、生物技術(shù)等生產(chǎn)人類在太空生活需要的某些食品已獲成功。番茄每平方米種100株左右。馬鈴薯用霧培方法生產(chǎn)，使結(jié)的薯塊懸掛在空氣中，生長好，采收也方便。只需6m2的面積就能支持一個人在太空生活一年的食品。6、清潔衛(wèi)生

無土栽培的生產(chǎn)場地沒有土壤，作物生長在栽培槽或容器內(nèi)，供應(yīng)水分、養(yǎng)分均通過管道或?qū)Ｓ玫墓┮合到y(tǒng)，現(xiàn)場清潔衛(wèi)生。7、有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化

無土栽培使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擺脫了自然環(huán)境的制約，可以按照人的意志進(jìn)行生產(chǎn)，所以是一種受控農(nóng)業(yè)。有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化、自動化，從而逐步走向工業(yè)化、現(xiàn)代化。但無土栽培也存在著一次性投資高；技術(shù)要求嚴(yán)格，因此管理人員素質(zhì)也要高；無土栽培尤其是水培緩沖能力差，水肥供應(yīng)不能出現(xiàn)任何障礙，必須有充足的能源保證；運行成本較高等問題。第二節(jié)無土栽培的方式與設(shè)備

無土栽培的方式大體上可分為兩類：一類是用固體基質(zhì)來固定根部，另一類是不用固體基質(zhì)固定根部。

有固體基質(zhì)類型：

砂培（Sandculture礫培（Gravetculture）泥炭培（Peatculture）鋸末培（Sawdustculture）珍珠巖培（Peasliteculture）蛭石培（Vermiculiteculture）巖棉培（Rockwoolculture）

無固體基質(zhì)類型：

水培（Hydroponics）營養(yǎng)液膜技術(shù)（NFT）深液流技術(shù)（DFT）霧培（Sprayculture）一、水培及設(shè)備

（一）水培的特點

水培是指植物根系直接與營養(yǎng)液接觸，不用基質(zhì)的栽培方法。英國的Cooper在1973年提出了營養(yǎng)液膜法的水培方式，簡稱“NFT”(NutrientFilmTechnique)。它的原理是使一層很薄的營養(yǎng)液(0.5～1cm)層，不斷循環(huán)流經(jīng)作物根系，既保證不斷供給作物水分和養(yǎng)分，又不斷供給根系新鮮O2。

NFT使設(shè)備結(jié)構(gòu)輕便簡單，大大降低了生產(chǎn)成本。

水培甜瓜幼苗芹菜水培（二）水培的設(shè)備

1、薄層營養(yǎng)液膜法（NFT）

NFT的設(shè)施主要由種植槽、貯液池、營養(yǎng)液循環(huán)流動裝置三個主要部分組成。

營養(yǎng)液膜栽培(NFT)的營養(yǎng)液呈薄層循環(huán)供液，液層淺似薄膜狀流動，如栽培床面不平，或無一定坡降，或中途停電，都會使作物生長受到影響，同時其根際環(huán)境的緩沖作用小，受外界環(huán)境的影響亦大。2、深液流法(DFT)

深液流法，即深液流循環(huán)栽培技術(shù)。流動的營養(yǎng)液層較深（5～10cm），植株部分根系浸泡在營養(yǎng)液中，其根系的通氣靠向營養(yǎng)液中加氧來解決。該系統(tǒng)的基本設(shè)施包括：營養(yǎng)液栽培槽、貯液池、水泵、營養(yǎng)液自動循環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)、植株固定裝置等部分。營養(yǎng)液池長5.2m，寬1.1m，高1.2m。栽培槽長5～6m，寬0.6m，高0.1m。

營養(yǎng)液由地下營養(yǎng)液池經(jīng)水泵注入栽培槽，栽培槽內(nèi)的營養(yǎng)液通過液面調(diào)節(jié)栓經(jīng)排液管道進(jìn)入過濾池后，又回流到地下營養(yǎng)濃池，使?fàn)I養(yǎng)液循環(huán)使用。

由于深液流(DFT)技術(shù)是在固定的設(shè)施栽培床中，盛放5～10cm深的營養(yǎng)液，將作物根系置于其中，同時采用相應(yīng)措施補充氧氣。其優(yōu)點是不怕中途停電停水，根際的緩沖作用也大，根際環(huán)境受外界環(huán)境的影響小，穩(wěn)定性好，利于作物的生長和管理。但對設(shè)施裝置的要求高，根際氧氣的補充十分重要，一旦染上土傳病害，蔓延快，危害大。全溫室深液流水培設(shè)施全溫室深液流水培設(shè)施3、動態(tài)浮根法(DRF)

動態(tài)浮根系統(tǒng)是指栽培床內(nèi)進(jìn)行營養(yǎng)液灌溉時，作物根系隨著營養(yǎng)液的液位變化而上下浮動。當(dāng)栽培床的營養(yǎng)液深度為8cm時，栽培床內(nèi)安裝的自動排液器，將營養(yǎng)液排放出去，使栽培床內(nèi)的營養(yǎng)液深度降至4cm深，上部的根系就會暴露在空氣中，以利吸氧，而下部的根系仍浸在營養(yǎng)液中吸收水分和養(yǎng)分。這種栽培形式，比深液流(DFT)法的供氧狀況好，尤其是夏季高溫季節(jié)，不怕因營養(yǎng)液的溫度上升而影響溶氧狀況。

動態(tài)浮根系統(tǒng)由栽培床，營養(yǎng)液池，空氣混入器，排液器與定時器等設(shè)備組成。4、浮板毛管法(FCH）

浮板毛管法有效地克服了NFT的缺點，根際環(huán)境條件穩(wěn)定，液溫變化小，根際供氧充分，不怕因臨時停電影響營養(yǎng)液的供給。

浮板毛管水培法由栽培床、貯液池、循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)4部分組成，栽培槽由聚苯板連接成長槽，一般長15～20m，寬40～50cm，高10cm，安裝在地面同一水平線上，內(nèi)鋪0.8mm厚的聚乙烯薄膜。營養(yǎng)液深度為3～6cm，液面懸浮1.60cm厚的聚苯板，寬度為12cm，板上覆蓋親水性無紡布（密度50g/m2)，兩側(cè)延伸入營養(yǎng)液內(nèi)。

5、魯SC系統(tǒng)

魯SC系統(tǒng)由于在栽培槽中填入10cm厚的基質(zhì)，然后用營養(yǎng)液循環(huán)灌溉作物，因此也稱為“基質(zhì)水培法”。該系統(tǒng)分為栽培槽、貯液池、供排管道系統(tǒng)和供液時間控制器、水泵等。

該系統(tǒng)10cm基質(zhì)既可固定根系，還具有緩沖作用，栽培效果良好。二、噴霧栽培（霧、氣培）及設(shè)備

噴霧栽培也叫做霧培或氣培，它是利用噴霧裝置將營養(yǎng)液霧化，使植物的根系在封閉黑暗的根箱內(nèi)，懸空于霧化后的營養(yǎng)液環(huán)境中，黑暗的條件是根系生長必需的，以免植物根系受到光照滋生綠藻，封閉可保持根系環(huán)境的溫度。

1.泡沫塑板2.塑料薄膜3.結(jié)球生菜地上部分4.根系5.供液管6.噴頭A形噴霧培種植槽示意圖噴霧培裝置1.植株2.定植杯3.定植板4.噴頭5.種植槽6.地面7.根系8.營養(yǎng)液層半噴霧培種植槽示意圖

噴霧法

三、基質(zhì)栽培及設(shè)備

（一）基質(zhì)栽培的特點

基質(zhì)栽培是指在容器或栽培床內(nèi)裝填一定數(shù)量的基質(zhì)，通過澆灌營養(yǎng)液栽培作物的方法?；|(zhì)在無土栽培中起支持和固定作物的作用，同時具有保持水分、吸附營養(yǎng)液、改善根際透氣性等功能?；|(zhì)栽培的方式有槽培、袋培、巖棉培等，通過滴灌系統(tǒng)供液。供液系統(tǒng)有開路系統(tǒng)和閉路系統(tǒng)，開路系統(tǒng)的營養(yǎng)液不循環(huán)利用，而閉路系統(tǒng)中營養(yǎng)液則循環(huán)利用。（二）對基質(zhì)的要求

用于無土栽培的基質(zhì)種類分為：按來源不同，可分為天然基質(zhì)、人工合成基質(zhì)。按性質(zhì)不同分為惰性基質(zhì)和活性基質(zhì)。按基質(zhì)組成來分類，其可分為無機基質(zhì)和有機基質(zhì)兩類。沙、石礫、巖棉、蛭石和珍珠巖等都是以無機物組成的，為無機基質(zhì)；即泥炭、鋸木屑、稻殼、樹皮、蔗渣等是以有機殘體組成的，為有機基質(zhì)。

無土栽培對基質(zhì)物理化學(xué)性狀的要求是：1、具有一定大小的粒徑，它會影響容重、孔隙度、空氣和水的含量。按著粒徑大小可分為：0.5～1mm；1～5mm；10～20mm；20～50mm。2、具有良好的物理性狀基質(zhì)必須疏松，保水、保肥又透氣。3、具有穩(wěn)定的化學(xué)性狀，本身不含有害成分，不使?fàn)I養(yǎng)液發(fā)生變化基質(zhì)的化學(xué)性狀主要指以下幾方面：（1）pH值pH=6～7最好。（2）電導(dǎo)度(EC)反映已經(jīng)電離的鹽類溶液濃度。（3）緩沖能力反映基質(zhì)對肥料迅速改變pH值的緩沖能力。（4）鹽基代換量是指在pH=7時測定的可替換的陽離子含量。（三）基質(zhì)培的幾種類型與設(shè)備

1、槽培將基質(zhì)裝入一定容積的栽培槽中以種植作物，稱槽栽培法。其由栽培槽（床）、貯液池、供液管、泵和時間控制器等組成。栽培槽可用紅磚直接壘成，也可用混凝土或木板條制成永久或半永久性槽。通常在槽基部鋪一兩層塑料薄膜，以防止?jié)B漏并使基質(zhì)與土壤隔離。栽培槽深度以15cm為宜，長度與寬度因栽培作物、灌溉能力、設(shè)施結(jié)構(gòu)等而異。一般槽的坡度至少應(yīng)為0.4%。

常用的槽培基質(zhì)有沙、蛭石、鋸末、珍珠巖、草炭與蛭石混合物等。若基質(zhì)較多，則采用機械混合。一般在基質(zhì)混合之前，應(yīng)加一定量的肥料作為基肥。例如：草炭0.4m3，爐渣0.6m3，硝酸鉀1.0kg，蛭石復(fù)合肥1.0kg，消毒雞糞10.0kg。混合后的基質(zhì)不宜久放，應(yīng)立即使用。基質(zhì)裝槽后，布設(shè)滴灌管，營養(yǎng)液可由水泵泵入滴灌系統(tǒng)后供給植株，也可利用重力法供液。簡易槽式基質(zhì)培種植甜瓜槽式基質(zhì)培滴灌設(shè)施種植西瓜簡易槽式基質(zhì)培種植豆角槽式基質(zhì)培營養(yǎng)液滴灌設(shè)施簡易槽式基質(zhì)培營養(yǎng)液滴灌設(shè)施種植青瓜2、袋培

在塑料薄膜袋內(nèi)填充泥炭、珍珠巖、樹皮、鋸木屑等基質(zhì)栽培作物，用開放式滴灌法供液，簡單實用。塑料袋應(yīng)選用抗紫外線的聚乙烯薄膜制成，嚴(yán)寒季節(jié)以黑色為好，高溫季節(jié)以白色較宜。袋培的方式有兩種：一種為開口筒式袋培，每袋裝基質(zhì)10～15L，種植1株作物；另一種叫做枕頭式袋培，每袋裝基質(zhì)20～30L，種植兩株作物。無論是筒式袋培還是枕式袋培，袋的底部或兩側(cè)都應(yīng)該開兩三個直徑為0.5～1.0cm小孔，以便多余的營養(yǎng)液從孔中流出，防止?jié)a根。基質(zhì)袋培滴灌系統(tǒng)未種植作物前左：剛放入種植畦時下：定植幼苗后剛定植作物的簡易袋培滴灌系統(tǒng)簡易袋培滴灌種植甜瓜袋培營養(yǎng)液滴灌設(shè)施種植甜瓜3、巖棉栽培

巖棉是玄武巖中的輝綠巖在1600℃高溫下熔融抽絲而成，農(nóng)用巖棉在制造過程中加入了親水劑，使之易于吸水。巖棉栽培是將作物種植于一定體積的巖棉塊中，使其在巖棉中扎根錨定，吸水吸肥，生長發(fā)育。通常將切成定型的巖棉塊，用塑料薄膜包住，或裝入塑料袋，制成枕頭袋塊狀，稱為巖棉種植墊。常用巖棉墊長70～100cm，寬15～30cm，高7～10cm。放置巖棉墊，要稍向一面傾斜，并朝傾斜方向把包巖棉的塑料袋鉆兩三個排水孔，以便將多余的營養(yǎng)液排除，防止?jié)a根。

種植時，將巖棉種植墊的面上薄膜割1小穴，種入帶育苗塊的小苗，后將滴液管固定到小巖棉塊上，7～10d后，作物根系扎入巖棉墊，將滴管移置巖棉墊上，以保持根基部干燥，減少病害。

巖棉栽培宜以滴灌方式供液。按營養(yǎng)液利用方式不同，巖棉培可分為開放式巖棉栽培和循環(huán)式巖棉栽培兩種。

開放式巖棉栽培通過滴灌滴入巖棉種植墊內(nèi)的營養(yǎng)液不循環(huán)利用，多余部分從墊底流出而排到室外。該方式設(shè)施結(jié)構(gòu)簡單，施工容易，造價低廉，營養(yǎng)液灌溉均勻，一旦水泵或供液系統(tǒng)發(fā)生故障，對作物生產(chǎn)影響較小，不會因營養(yǎng)液循環(huán)導(dǎo)致病害蔓延。目前我國巖棉栽培多以此種方式為主。但其也存在營養(yǎng)液消耗較多，廢棄液會造成環(huán)境污染等問題。

循環(huán)式巖棉栽培可克服上述缺點，其營養(yǎng)液滴入巖棉后，多余營養(yǎng)液通過回流管道，流回地下集液池中循環(huán)使用，不會造成營養(yǎng)液浪費及環(huán)境污染。但其設(shè)計復(fù)雜，建設(shè)成本高，易傳播根際病害，應(yīng)因地制宜選用。巖棉培番茄巖棉培番茄巖棉種植墊4、沙培

沙子可用于槽培，其做法是：在溫室地面上鋪設(shè)聚乙烯塑料膜，其上安裝排水系統(tǒng)，然后再在塑料薄膜上填大約30cm厚的沙子，如果沙子較淺，將導(dǎo)致基質(zhì)中濕度分布不勻，作物根系可能會長入排水管中。用于沙培的溫室地面要求水平或者稍微有點坡度，同時向作物提供營養(yǎng)液的各種管道也必須相應(yīng)地安裝好。對栽培床排出的溶液須經(jīng)常測試，若總鹽濃度大于3000mg/L時，則必須用清水洗鹽。露天沙培櫻桃槽式沙培種植甜瓜厚皮甜瓜槽式沙培碩果累累的甜瓜5、立體裁培

（1）柱狀栽培栽培柱采用石棉水泥管或硬質(zhì)塑料管，在管四周按螺旋位置開孔，植株種植在孔中的基質(zhì)中。

（2）長袋狀栽培長袋狀栽培是柱狀栽培的簡化。這種裝置除了用聚乙烯袋代替硬管外，其他與柱狀栽培相同。栽培袋采用直徑15cm，厚0.15mm的聚乙烯膜，長度一般為2m，內(nèi)裝栽培基質(zhì)，裝滿后將上下兩端結(jié)緊，然后懸掛在溫室中。袋子的周圍開一些2.5～5cm的孔，用以種植作物。（3）立柱式盆缽無土栽培

1.供液主管

2.柱中供液管3.立柱4.基質(zhì)

5.定植孔

6.噴液小孔

7.滲出多余營養(yǎng)液的小孔

8.硬質(zhì)塑料板立柱式栽培示意圖

具有栽培杯的立柱式栽培

疊層式立體栽培種植盆示意圖

生菜野菜種植草莓6、有機生態(tài)型無土栽培

有機生態(tài)型無土栽培也使用基質(zhì)但不用傳統(tǒng)的營養(yǎng)液灌概植物，而使用有機固態(tài)肥并直接用清水灌概作物的一種無土栽培技術(shù)。有機生態(tài)型無土栽培是由中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所無土栽培研究組鄭光華等于20世紀(jì)90年代初開始研究，到1993年北京海淀區(qū)農(nóng)科所有關(guān)科技人員加入研究，經(jīng)數(shù)年多次試驗總結(jié)制定出完整的技術(shù)方案，于1996年正式定名為"有機生態(tài)型無土栽培"。該技術(shù)利用農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品及廢棄物，將其轉(zhuǎn)化為植物所需營養(yǎng)源及栽培基質(zhì)，是我國首創(chuàng)的有機生態(tài)型無土栽培新技術(shù)。

（1）有機生態(tài)型無土栽培的特點①用固態(tài)有機肥取代傳統(tǒng)的營養(yǎng)液②操作管理簡單③大幅度降低無土栽培設(shè)施系統(tǒng)的一次性投資④大量節(jié)省生產(chǎn)費用⑤對環(huán)境無污染⑥產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良無害（2）栽培槽

可采用通用的基質(zhì)槽培形式，在沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的成品槽時，可因地制宜地采用木板、木條、竹竿、磚塊或泡沫塑料板等建槽。當(dāng)種植植株高大的瓜果類蔬菜時，槽寬48cm，可供栽培兩行作物，栽培槽之間的距離為0.8～1.0m。如種植植株矮小的葉類蔬菜時，栽培槽的寬度可為72～96cm，兩槽相距0.6～0.8m。槽邊框高度為15～20cm。建好槽框后，在其底部鋪一層0.1mm厚的聚乙烯塑料薄膜，以防止土壤病蟲害傳染和水分的流失。槽的長度可依保護地的覆蓋條件而定。（3）供水系統(tǒng)

可按單個棚室建成獨立的供水系統(tǒng)，可利用自來水基礎(chǔ)設(shè)施或者是采用水位差為1m以上的貯水池建成。除主管道用金屬管外，其他器材可用塑料制品，在栽培槽上鋪設(shè)塑料滴灌帶，窄槽鋪1~2條，寬槽鋪2~4條。

（4）栽培基質(zhì)配制栽培基質(zhì)可采用玉米、向日葵秸稈，或者農(nóng)產(chǎn)品加工后的廢棄物如椰殼、蔗渣、酒糟等，或者木材加工的副產(chǎn)品如鋸末、樹皮、刨花等都可按一定比例混合后使用。為了調(diào)整基質(zhì)的物理性質(zhì)，還可加入蛭石、珍珠巖、爐渣、砂等無機物質(zhì)。有機物與無機物可按體積之比計算，常用的混合基質(zhì)有：4份草炭：6份爐渣；5份砂：5份椰子殼；5份葵花稈：2份爐渣：3份鋸木。

不同基質(zhì)的原料不同，養(yǎng)分含量有較大差異，相據(jù)試驗結(jié)果若以氮、磷、鉀為主要指標(biāo)，每立方米基質(zhì)內(nèi)含有全氮0.6～1.8kg、全磷0.4～0.6kg、全鉀0.8～1.6kg為了滿足作物對營養(yǎng)的需求，在基質(zhì)中還需摻入一定量的肥料；每立方米中施入10kg消毒雞糞、1kg磷酸二銨、1.5kg硫酸銨和1.5kg硫酸鉀作基肥。一般栽培基質(zhì)更新的年代為3～5年。由于有機秸稈等基質(zhì)在栽培過程中會分解損耗，所以在結(jié)束每茬作物種植后，均應(yīng)補充新的混合基質(zhì)，以彌補基質(zhì)量的不足。（5）管理技術(shù)根據(jù)市場需要和茬口安排，確定栽培的作物種類與品種，并確定適宜的播種日期和定植日期。育苗技術(shù)及定植后的溫濕度管理、植株調(diào)整的方法均與一般種植要求相同。

1.種植槽2.定植板3.噴液管4.支撐墩

5.定植杯6.小水泵7.吸水管8.出水管

9.小水塔營養(yǎng)液自體循環(huán)小型深液流水培裝置

用于科學(xué)研究的小型裝置剛定植幼苗的小型裝置小型無土栽培裝置可進(jìn)行多種環(huán)境因子調(diào)控的栽培室利用小桶供液的基質(zhì)培裝置

由水泵供液的小型基質(zhì)栽培系統(tǒng)

帶有定時器的小型基質(zhì)培裝置吊瓶供液的小型基質(zhì)培裝置報架式小型水培裝置臺階式小型水培裝置

魚缸管道水培報架式管道水培一種新的根際補氧技術(shù)：靜液栽培的空間電場技術(shù)掛墻式小型無土栽培裝置第三節(jié)無土栽培的營養(yǎng)液

一、營養(yǎng)液的組成（一）養(yǎng)液組成的原則

（1）營養(yǎng)液必須含有植物生長所必需的全部營養(yǎng)元素。其中大量元素有N，P，K,Ca,Mg；微量元素有Fe,Cu，Mn,Zn，B，C1，S，Mo。（2）含各種營養(yǎng)元素的化合物必須是根部可以吸收的狀態(tài)。（3）營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素的數(shù)量比例應(yīng)符合植物生長發(fā)育的要求，而且是均衡的。

（4）營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素的無機鹽類構(gòu)成的總鹽分濃度及其酸堿反應(yīng)，應(yīng)是適合植物生長要求的。（5）組成營養(yǎng)液的各種化合物，在栽培植物的過程中，應(yīng)在較長時間內(nèi)保持其有效狀態(tài)。（6）組成營養(yǎng)液的各種化合物的總體，在被根吸收過程中造成的生理酸堿反應(yīng)，應(yīng)是比較平衡的。

（二）營養(yǎng)液組成的依據(jù)

營養(yǎng)液配方，是利用不同元素的總離子濃度及離子間的不同比率而配制的，同時又通過作物栽培的結(jié)果，再對營養(yǎng)液的組成進(jìn)行修正和完善。世界上主要配方理論是：園試標(biāo)準(zhǔn)配方、山崎配方和斯泰納配方。

（三）營養(yǎng)液的電導(dǎo)度

電導(dǎo)度（EC）是溶液含鹽量的導(dǎo)電能力，單位為ms/cm（毫西門子）。在開放式無土栽培系統(tǒng)中，營養(yǎng)液的電導(dǎo)度一般控制在2～3mS/cm；在封閉式無土栽培系統(tǒng)中，絕大多數(shù)作物營養(yǎng)液的電導(dǎo)度不應(yīng)低于2.0mS/cm。（四）營養(yǎng)液的氫離子濃度(pH)

通常用mol/L來表示。

pH的測定，最簡單的方法可以用石蕊試紙進(jìn)行比色，但這只能測出大概的范圍，準(zhǔn)確的測定要用pH儀，測試方法簡單、快速、準(zhǔn)確，是無土栽培必備的儀器。大多數(shù)植物的根系，在氫離子濃度為316.3～3163.0nmol/L(pH5.5～6.5)的弱酸性范圍內(nèi)生長最好，因此無土栽培的營養(yǎng)液酸堿度也應(yīng)該在這個范圍內(nèi)。

二、營養(yǎng)液元素的有效形態(tài)

（一）營養(yǎng)液氮源的選擇

現(xiàn)已公認(rèn)NH4+-N和N03--N都是很容易被植物吸收和同化的氮源，而且實際生產(chǎn)也證明，無論是N03-

-N還是NH4+-N都可以作為植物生長和高產(chǎn)的良好氮源。兩種氮源的鹽類所伴隨的性質(zhì)的主要區(qū)別，在于其生理酸堿性及其離子的特性上。

銨鹽(NH4)2S04,NH4C1，甚至NH4N03都是生理酸性鹽，尤以(NH4)2S04，NH4Cl為甚。其對Ca2十的吸收有明顯的抑制。硝鹽NaN03、KN03,Ca(N03)2都是生理堿性鹽，它們都能使?fàn)I養(yǎng)液的pH值升高，造成一些營養(yǎng)元素因沉淀而失效(Fe，Mg等）。（二）營養(yǎng)液鐵源的選擇

推廣應(yīng)用的螯合劑有：

金屬螯合物的穩(wěn)定性受溶液的pH影響，主要是在多種金屬離子共同存在時，它們之間會互相競爭成為螯合物。在一定的pH下，某種金屬離子會占優(yōu)勢成為螯合物，而將已成為螯合物的另一金屬離子置換出來成為原來的離子狀態(tài)。三、營養(yǎng)液的配制

（一）營養(yǎng)液配制的原則

營養(yǎng)液的配制，一般是容易與其他化合物起作用而產(chǎn)生沉淀的鹽類，在濃溶液時不能混合在一起，但經(jīng)過稀釋后就不會產(chǎn)生沉淀，此時可以混合在一起。在制備營養(yǎng)液的許多鹽類中，以硝酸鈣最易和其他化合物起化合作用，如硝酸鈣和硫酸鹽混在一起易產(chǎn)生硫酸鈣沉淀，硝酸鈣的濃溶液與磷酸鹽混在一起易產(chǎn)生磷酸鈣沉淀。配制時，一般都是先配制濃液（母液），然后再進(jìn)行稀釋。

濃液罐里的母液濃度，大量元素一般比植物能直接吸收的稀釋營養(yǎng)液濃度高出100倍，即母液與稀釋液之比為1﹕100,微量元素母液與稀釋液之比為1﹕1000。（二）營養(yǎng)液對水質(zhì)的要求

1、水源自來水、井水、河水和雨水2、水質(zhì)3、pH植5.5～7.54、溶解氧使用前應(yīng)接近飽和5、NaCl含量<2mmol/L6、重金屬及有害元素含量不超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)

水劃分為軟水和硬水(含有較多鈣、鎂鹽的水)；鈣鹽主要是重碳酸鈣[Ca(HCO3)2]、硫酸鈣(CaSO4)、氯化鈣(CaCl2)和碳酸鈣(CaCO3)；鎂鹽主要為氯化鎂(MgCl2)、硫酸鎂(MgSO4)、重碳酸鎂[Mg(HCO3)2]和碳酸鎂(MgCO3)

水的硬度表示法：10＝CaO10mg/L

水的硬度劃分標(biāo)準(zhǔn)

硬度相當(dāng)于CaO含量(mg/L)名稱0-4o0~40極軟水4-8o40~80軟水8-16o80~160中硬水16-30o160~300硬水>30o>300極硬水（三）營養(yǎng)液配方的計算

一般在進(jìn)行營養(yǎng)液配方計算時，先從鈣開始，鈣的量滿足后，再依次計算氮、磷、鉀，最后計算鎂，因為鎂與其他元素互不影響。微量元素需要量少，每個元素均可單獨計算，而無須考慮對其他元素的影響。無土栽培營養(yǎng)液配方的計算有3種較常用的方法。一是百萬分率(10-6）單位配方計算法；二是mmol/L（毫摩爾）計算法；三是根據(jù)1mg/L元素所需肥料用量，乘以該元素所需的mg/L數(shù)，即可求出營養(yǎng)液中該元素所需的肥料用量。

計算順序：

（1）配方中1L營養(yǎng)液中需Ca的數(shù)量(mg數(shù))，先求出Ca(N03)2的用量；（2）計算Ca(N03)2中同時提供的N的濃度數(shù)