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1、温室园艺2016-0570无土栽培技术的概念无土栽培是一种不用天然土壤来栽培植物的方法，在相对封闭的根际环境中，人工供给水肥营养，来满足植物正常乃至更好地生长的一项技术手段。与种在土壤中的植物有所不同，其根系生长的空间是在与自然环境隔离并处在受“局限”的空间中，完全摆脱了自然土壤不利于植物生长的束缚。换句话说，一些自然土壤的调节功能与作用被“削弱”。比如，土壤栽培植物根系可以纵深或横向发展，只要具备其生长的必要条件（空间、水分、营养），根系就能无限外延生长，可以吸收利用到非人为提供的水、肥、气资源。通常栽培在土壤中的植物，其生长也不需要完全依赖人为提供的水肥条件，这就是生长在土壤中的植物所拥有
2、的“先天”自然优势。然而，对于一些种植在土质较差、土层瘠薄、关于无土栽培发展中若干问题的探讨（1）无土栽培技术推广的受众定位温室园艺2016-0570立体水培叶菜引言无土栽培技术作为一种先进的生产技术在中国开始应用，也有三、四十年的历史了。特别是最近十几年来，伴随着温室大棚、塑料管道、自动控制装置的应用以及无土栽培技术的成熟和原材料价格的降低，同时伴随着投资者和消费者对无土栽培生产设施和生产产品的广泛认可，以及中国各地国家级、省级、市县级以及乡镇级农业科技示范园的建设，作为体现现代农业科技“高点”的无土栽培技术，90%以上的农业园区都会进行示范展示，也极大地推动了无土栽培技术的迅猛发展。而且伴
3、随着我国休闲观光农业的蓬勃发展，无土栽培技术与各种造型奇特的立体无土栽培设施备受推崇。在诸多农业休闲观光园中，无土栽培技术已成为不可或缺的元素。城市化发展，城市环境污染以及食品安全隐患的存在，可以不用土壤来种植蔬菜、花卉植物的“干净”种植模式，也逐渐被城市家庭种植爱好者接受，无土栽培正悄然进入了城市的家庭阳台、屋顶等场所。本文的几位作者从事无土栽培技术教学、研究和生产推广工作二、三十年来，在实际应用无土栽培技术方面积累了一定的经验，现将在栽培技术实际应用中遇到的各种问题和获得的经验教训进行一些总结，提出个人的观点，供业内人士分享、探讨和交流。温室栽培|Greenhouse CultureDOI
4、:10.16815/ki.11-5436/s.2016.13.013温室园艺2016-0571降水少的地区的植物，土壤栽培的自然优势并不明显，其对人工施肥、灌溉的依赖程度相对较高，否则就很难生长好。无论是土层深厚、肥沃还是土层薄、肥力差的土壤，因非封闭、隔离的根圈环境，通常人为施肥、灌溉所发挥的功效都会被自然因素削减，也就是土壤的“缓冲性”能平衡或削减人为因素的作用。通常土壤栽培条件下，只要不是长期干旱缺水或特殊灾害天气，植物生长无需人们天天管理，依靠自然的“恩赐”就能有一定的收成。就是因为土壤栽培有此优越的、不被人所认识的“潜在优势”，人们习以为常地形成了“惰性”思维，将此思维“惯性”地带到
5、无土栽培中，最终产生了觉得无土栽培不如土壤栽培“容易”，生产风险大、产量不高、品质没保证、效益低等问题。无土栽培技术的核心无土栽培的本质是“不用土”，也就是让植物根系生长离开土壤这个自然载体，在人为提供的、受局限的、封闭的环境中生长，植物生长所需的水、肥、气条件完全人为提供和创造，基本排除了自然土壤的水肥“恩赐”。人为创造的根际生长载体，为植物根系生长和水肥吸收提供了较为优越的物理、化学环境，使根系生长环境具备良好的疏松、透气、保水等物理性状和适宜的酸碱度、营养均衡、养分快速供应等化学性状的条件下。作物能以最小的根量、最小的根际容积发挥其最大的水肥吸收功能，从而满足地上部生长发育所需的全部水分
6、和营养，而且这种供给机制不是间断、波动的，而是必须均衡的，这和传统土壤栽培的水肥供给完全不同。如：土壤栽培作物的番茄、黄瓜，通常以基肥+若干次追肥+若干次灌水的方式来实现即可，而无土栽培的水肥是一体化的，是需要每天均衡多次供给水肥的一种栽培方式。无土栽培在日本叫做营养液栽培，也就是栽培过程中完全是“营养液管理”的栽培技术，而人们通常不去理解“营养液”这个词，只理解营养液栽培就是无土栽培的另一种提法。无土栽培的核心技术就是营养液调配与管理的技术，掌握了营养液调配与供给的管理技术，才能从事真正意义上的无土栽培。那么，营养液是什么？为什么称为“营养液”，在“无土”与人为配制的少量基质载体中，基质所含
7、的“养分”极其“微量”，而且不全面，基质中不能一次性添加足量的“营养肥”来支撑植物一生生长发育所需的养分。需要均衡提供“全营养”（全部必需元素），供给的营养需要通过水来溶解、稀释，并与水同步输送供给植物，通常把这种含有植物生长发育所必需的全部营养元素的“液体”称为“营养液”。还有一个关键点是，配制营养液的原料中不能含有任何有害物质（重金属、动植物非必需元素、病原微生物），原料应当是“速溶”和“高溶”的，即要求全部快速溶解。而国内不少无土栽培从业人士，很少关注“营养液栽培”这个专业用词，而只从通俗的“无土栽培”这个词去理解，认为是不用土来栽培，就是无土栽培。无土栽培技术的核心其实就是营养液，没有
8、或不用营养液来灌溉，就失去了无土栽培的应 有 科 学 意义，也 难 以发 挥 无 土 栽培 技 术 的 应有 优 势 和 生产潜力。一些从业者 通 常 用 土壤 栽 培 的 经验 和 惯 性 思维 来 为 无 土栽 培 植 物 供给 营 养 和 水分，从而出现种种不同层面的“无土”栽培方法，虽然植物也能“生长和开花结果”，但产量、品质、安全性得不到保障。由于使用化肥、有机肥（杂质、基质袋培番茄温室园艺2016-0572重金属、盐分含量较高且有可能带来致病微生物的危害）作为“营养源”，并用土壤栽培的灌溉用水（如未经处理的雨水、河水、井水）来直接配制“营养液”或直接灌溉，其结果是肥料、灌溉水中的杂
9、质、重金属、盐分很快就在根际周围富集积累，植物还没生长到应有的阶段，根际环境的理化性状已使植物“不堪忍受”（产生各种“胁迫”因子）。因无土栽培把植物根系限定在有限的范围内，根系无法摆脱受“胁迫”的根际环境，轻则根系萎缩、扭曲、短缩，地上部茎叶“墨绿、发暗或边沿干枯”，番茄果实“脐腐”，黄瓜出现“蜂腰瓜、弯瓜、大头瓜”等。重则根系死亡，番茄会重新发根，下部老叶黄化似缺素，上部逐渐瘦弱，果实变小，根系再生能力较弱的黄瓜则直接萎蔫、死亡。所以，从事无土栽培者，必须充分认识到无土栽培的核心就是营养液，本质就是“营养液栽培”。不仅配制营养液的原料要讲究，对营养液的均衡供给更是需要标准参数来支撑，绝不能凭
10、土壤栽培的水肥管理经验来给无土栽培植物“施肥、浇水”。无土栽培效益如何计算？无土栽培是一种可控的植物栽培方法，既然是一种农作物的生产技术手段，自然要关注其生产的实际意义与效益，尤其是经济效益问题，一直是人们关注的焦点。生产效益的问题其实涉及多种影响因素，而且无土栽培没有脱离农业生产的根本属性。农产品的价值和效益随不同年份、不同季节、不同地区、不同消费群体甚至是不同的销售渠道而有很大差别。无土栽培是一种新型的农耕技术手段，是一种高投入、高技术要求的技术，而并非就是一种具有很高经济效益的致富工具！它可以解决“无地”可种和“有地不可种”的问题，如果一个地区或一个企业、农户有很好的“宜耕地”，除非他需
11、要生产出更高质、更安全、更有营养，及更高价值的农产品，否则就不一定需要进行无土栽培。从这种意义上来讲，如果一块地根本不具备生产价值，而需要寻求其可利用价值，那么，投资或采用无土栽培就显得更有意义了。例如，在目前已被污染、且难以治理的土壤，就可以通过无土栽培技术手段来实现土地的利用价值和经济效益。无土栽培是可控或相对可控的农业新技术，其优点是“可控”，可以在一定程度上排除外界因素的干扰，农产品生产可以根据人类生活和健康需求进行“定制”，可以生产无污染、营养全面或具有特殊功能的健康产品，而这一切是传统土壤栽培所实现不了的。土壤栽培会受到土壤本身的矿物质、微生物乃至地下水等综合因素的影响和干扰，无法
12、按照我们设定的目标来生产农产品，土壤中含有什么（矿物质），其生产的农产品中就含有什么，这是毋庸置疑的事实。所以，相比而言，无土栽培更有可能生产出合乎人们愿望的优质健康产品，这是用一般农产品所不能衡量的价值所在。最近十几年来，中国从一个劳动力资源大国迅速发展为劳动力资源匮乏的国家，劳动力成本迅速上升，农业劳动力的质量日益下降，80、90后的年轻人不愿继承父辈的农耕衣钵，其主要原因是传统农耕方式劳动强度大，经验行为太强，而且越来越多的设施农业老产区，因长期土壤连作，次生盐渍化和病虫害日益严重，防控成本增大，产品安全隐患增高，温室弃耕现象开始迅速温室园艺2016-0572屋顶 DFT 水培奶白菜、芹
13、菜、生菜温室园艺2016-0573蔓延。劳动力资源的短缺，带来设施农业的劳动力成本迅速上升。与 20 年前的温室单位面积、无土栽培设施的硬件投入相比，现在温室及其无土栽培设施的成本投入不但没有升高反而有所下降，常规土壤栽培的农资成本（有机肥、化肥等农资）比 20 年前平均上升 1 倍以上（直接成本与间接成本），而无土栽培的营养液成本上升幅度没有超过 80%。而现在劳动力成本比 20 年前上升了 2040 倍，作为省工、省力，可以通过机械化、标准化、工厂化、智能化生产的无土栽培，其投资及技术应用的“经济性”优势开始日益显现。而这正是未来农业发展及年轻人愿意为之投入的一种“高效、高品质、有身份”的
14、新型职业。无土栽培技术是为普通农民准备的吗？无土栽培技术在国内从研究到生产应用已经有三十多年历史，基本已经“中国化”了，各地科研单位、大专院校研究开发了数十种适合农民生产应用的无土栽培模式和技术，大多数以普通一家一户的农民为推广对象，解决了设施环境下退化土壤的可持续利用问题，是我国目前最主要的无土栽培方式。其设施简易、投资少、操作方便，用一句俗语来概括，叫“无土的有土化种植”，施肥按照土壤栽培的基肥+追肥的施肥方式，肥料主要是发酵后的鸡粪、牛粪、猪粪、羊粪及三元复合肥、磷二铵等普通化肥，按一定比例混入基质中。灌溉采用清水滴灌，水肥不耦合、不同步，仍然以经验管理为主，依据植株长势进行追肥，并且追
15、肥多以普通化肥（通常是三元素复合肥）为主，基本沿用土壤栽培技术。因此，经验丰富的生产者，可以获得较高产量和效益，而缺乏经验者则问题较多，抱怨“无土栽培”技术不可靠。对于采用全元素营养液栽培的无土栽培模式和技术，因完全不同于土壤栽培的规范操作流程，尤其是一些检测和控制 EC/pH 的操作，对于文化水平不高，手脚又“不灵活”的普通农民来说，实施起来更加困难。加上这种全营养液无土栽培模式的设施装备标准化程度相对较高，一次性投资大，也不适合小农户来投资。以营养液为核心的无土栽培不同于传统土壤栽培，是基于许多现代科技要素集成的新型农业技术，无法凭直观的感知和经验来栽培植物，而是需要设施装备的正常运行和水肥、环境要素系统的协调与配合，才能完成植物正常生长发育和整个生产过程。与通过纯“劳作”就可获得“经验积累”与农产品收成的传统农耕方式截然不同，需要对从业者进行系统的专业理论培训教育，使其成为“产业工人”，来操作无土栽培系统。立体基质栽培的叶菜