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我国无土栽培的发展现状和存在问题


第 1        8卷 1 8 2 0 6 0 2年

农业工     程 学 报
Trn a t n o t e  AE a sci s  h CS o f 

Vo.  S p l 1  u p 8 

S p.  0 2 et 2 0    

我国无土栽培的发展现状和存在问题
蒋卫杰, 刘 伟, 余宏军
( 中国农科 院蔬 菜花卉研究 所)

摘 要: 随着我国经济和科研水平的不断提高、 无土栽培已从试验研究、 小面积生产示范阶段进人大面积生产应用 阶段, 无土栽培面积由 18 年的 01 ' 96 .  迅猛发展到 20 年的 85 '不含台湾) 该文主要介绍 了 h n e 01 1h ( o r 。 我国无土栽
培的历史、 采用的主要无土栽培系统、 无土栽培研究和推广工作进展以及存 在问题

关 词 无 裁 :养 ;施 艺 温 扭 莱 健 :土 4 营 液设 因 ;室
中圈分类号 : 3 7 S1 文献标识码 :         . 10 -8 9 20 ) K 0 6 -4 A  ' N 给4 .0 2  1 (0 2Z -180 f  z 6

I 历史回顾
中国在 2      。世纪 3 0年代已出现现代商业性无土

培 系统、 浮板毛管法栽培 系统 、 营养液膜栽培系统 、

栽培的蔬菜农场— 上海市的四维农场(a w y Sf a e
Fr , am)温室面积 2 0  , 13 0 m'在 9 5年创办 , 14 0 至 95

深液流栽培系统、 S 鲁-C栽培系统。 如何减少无土栽 培系统的一次性投资. 生产无污染、 高质量的绿色蔬 菜以及不污染环境是无土栽培发展中的关键问题 由于我国经济的迅速发展.      城镇居民对高质量 时令蔬菜需求、 购买的增多, 高质量蔬菜出口的增 加, 旅游业的飞速发展, 以及我国拥有世界上最多设 施面积的事实, 所有这些都促进 了无土栽培在中国 大陆 日新月异的发展。 我国台湾省      自 16 99年就开始对无土栽培技术 进行系统的研究和开发, 目前无土栽培面积约为 5 。 h , m,主要无土栽培系统为台中区农业改 良场高德 铮研制的动态浮根水培系统

年农场停办。 其后 ,96 98年驻南京的“ 14 ^14 美国军 事顾问团”为了能供应洁净卫生的蔬菜, , 在南京市 办 了一个小型军用蔬菜无土栽培农场 , 农场的面积

约为)十平方米;99 16 L 15 年、96年和 17 年上海市 96 的一些农场曾进行无土栽培小型试验。2 0世纪 7 0 年代中期山东农业大学邢禹贤等开始研究西瓜、 黄 瓜、 番茄等蔬菜作物的无土栽培技术,0世纪 7 年 2 0 代后期新疆农科院吴明珠等开始研究甜瓜的无土栽
培技术 , 一直没有形成规模化的无土栽培。 国对 但 我

无土栽培这一高新农业技术进行系统的研究和在生 产中大面积推广应用是在 2 0世纪 8 0年代后期 以 后。 18 年到 19 年, 从 95 95 无土栽培一直被列为农业 部的重点科研课题进行全国攻关, 18 年一19 在 99 94 年中国农科院蔬菜花卉研究所还单独承担了联合国 开发计划署( N P 的援华项 目“ U D) 蔬菜无土栽培” , 自19 年以来无土栽培被列为国家重点攻关项 目, 96 20 0 1年被列为国家"6 ” 8 3 计划的研究内容, 取得 了 一大批科技成果, 从而使得近 1 年来无土栽培技术 5
在我国获得 了迅猛发展 。18 9 5年 , 国无土栽培面 我

2 主要无土栽培系统
从 18 年到 9。 中国无土栽培研究者致      19 年, 96
力于引进和 比较发达国家的各种无土栽培技术及系 统, 如营养液膜 系统、 深液流系统、 岩棉培、 袋培 、 槽

培等。随后的 1 年内, 0 在中国自己又研究创造 了一 些投资少、 更适合中国国情的无土栽培系统, 如有机

生态型无土栽培系统、 浮板毛管系统等 这些系统都 采用国内设备和肥料, 生产出各种无土栽培配套系
统来满足国内生产者的需要 。

21 有机生态型无土栽培系统 .
“      有机生态型 无土栽培技术 ”是 由中国农业科 学 院蔬菜花卉研究所研究 开发 的适合我国国情 、 符 合有机农业 和农业可持续发展要求 、 拥有 自主知识

积仅有 。 1  ,90 . m'19 年发展 了 7  ,95 h h 19 年增加 m2
到5h . 0  目前全国无土栽培面积达 8 5  。同 5 m' 6h mr

年前相比, 增长了近 5 获得了较好的经济效益、 倍, 社会效益和生态效益 , 起到了良好的示范作用。 我国 的无土栽培大多数都用于蔬菜生产, 小面积用于花 卉生产。 主要的无土栽培系统有 : 有机生态型无土栽
收稿 0期 20-53 修订 日期 20 -72 020-1 0 20-6

产权并具有显著经济、 社会、 生态效益的实用无土栽 培新方法,01 20 年申报了国家发明专利。 该技术针对营养液无土栽培应用成本 高、      操作 难度大、 非环保、 难推广等缺点, 采用有机固态肥取

作者 介 蒋卫 剧研 偷 杰, 究员, 北京市 中国 农科院魂菜花卉研
究所 ,00 1 10 8

代化学营养液, 在作物整个生长过程中只灌溉清水,
突破 了无土栽培必须使用化学 营养液 的传统观念;

增刊

蒋 卫杰 等 : 国无土栽培的发展现状 和存在问题 我

采用价廉易得并可就地取材的农作物秸秆( 如玉米 秸、 葵花桔等)玉米芯、 、 废菇渣等农产废弃物全面取 代价格昂贵的草炭作为无土栽培基质, 并可连续使 用 3 年, -5 显著降低无土栽培的成本, 有机生态型
无土栽培系统一次性投资较最简单的营养液基质槽

于排液。 s 鲁 c系统兼有基质培与水培优点, 在山东 省和新疆地区有较大面积的应用。 25 曹养液膜系统 . 营养液膜      栽培 推广 面积较 大 的地 方 主要在南 京, 1 年来 主要用于离芭、 近 。 生菜和番茄的生产。 存 在的主要问题是 : 不能断电, 夏季营养液的温度变化 幅度大、 不易控制 , 因此 , 影响其快速地发展 。 另外 ,      基质槽培的面积也较大, 一般采用滴灌的
方式供给营养液, 全国各地都有应用。 袋培 、 深水培、 立柱培等 无土栽培方式也有应用 , 但面积较小。

培降低 4.  , 5 5 肥料成本降低 5.  , 3 3 ,基质成本降 Y 低 6 %; 0 采用该技术生产番茄连续两年每亩年产量

超过 2 00 , 0  k 最高产量达到 2 177 k 0 g 2  .  g符合 8 8 
我国“ 色食品” 绿 的施肥标准, 大大提高农产品品质 ; 在 “ 单化” 简 的基础 上实现 了无土栽培水肥管理 的 “ 标准化” ,大大简化 了无土栽培 的操 作管理规程 ,

使无土栽培技术变得简单易学, 实现 了无土栽培养 分管理的“ 傻瓜化” 。为无土栽培技术在我国的推广 应用开辟 了新途径。 该系统在全国 3 0个省、 自治 市、 区推广应用. 发展势头迅猛 。 截止 2 0 年底 , 01 全国栽
培 面 积 已 达 2 0  , 0 h m2 占我 国 无 土栽 培 总 面 积 的
6 %以 I。 0

3 研究开发与推广进展
3 1 研究进展 .  1      )无土栽培 系统的研制 2 世纪 8 年代中期,     0 0 山东农业大学研制出“ 鲁 s c型” 无土栽培系统, 该系统能协调根系水、 气 肥、 三者的关系。 。 2 世纪 8 。年代后期, 华南农业大学在 日本神园式深液流栽培设施 的基础上, 开发出水泥 结构型深液流装 置. 南京市蔬菜研究所研制出简易 营养液膜技术。 0世纪 9 2 0年代初 , 南京农业大学和 浙江省农科院在对 日本赠送的营养液膜( F 栽 N T) 培设施 充分研究 的基础上, 研制 出浮板 毛管水培技 术(C , F H)用分根法较好地解决 了水培中供液与供 氧的矛盾,0世纪 9 年代后期在栽培床的浮板、 2 0 湿 毡、 营养液供给方式及调控 仪器等方 面又进行 了改 进, 并新增加 了岩棉过滤系统。 中国农科院蔬菜花卉 研 究所在 充分研 究营养液袋培、 培 的基础上, 槽 于 9 0年代中期研制出有机生态型无土栽培技术 , 固 用 态有机肥代替无机营养液, 一次性资金投人低、 大大 简化了无土栽培的操作管理规程 , 并直接推动 了 9 0 年代后期我国无土栽培的快速发展。 2 基质的研究      ) 草炭、      等是 目前世界上应用最广泛的无土 岩棉 栽培基质 , 这些基质作为无土栽培材料具有理想 的 理化性质 , 但这些基质都是不可再生的 自然资源( 特 别是草炭) 。而废弃 的旧岩棉会产生严重的环境污 染。 因而, 9。 自19 年以后, 我国许多科研单位一直在 研究草炭/ 岩棉的替 代品 , 如南京农业大学用稻壳 、 药渣 和造纸废弃物— 芦苇末 , 新疆农科院海南基 地用椰糠 。 华南农业大学用蔗渣 , 中国农科院蔬菜花 卉研究所用炉渣、 各种农副废产品( 葵花杆粉、 玉米
杆粉、 锯末 、 菇渣等) 等作为无土栽培基质均取得较 理想的效果 , 并在经济效益、 环境保护方面显示 出了

22 浮板毛管系统 .
浮板 毛管系统是由浙江农业科学院和南京农业     

大学共同研究开发的, 该系统由栽培床、 贮液池、 供 液与循环 系统 、 生物过滤 系统、 控制 器等部分组成 。 栽培槽由聚苯乙烯泡沫板连成宽 4 -5 c 高 1 0 0  m, 0

c 长1^2 m的长槽安装在地面同一 m, 5 0 水平线上。
内铺 0 8  .  mm厚的聚乙烯膜以防渗漏。营养液深度 为 3 6  液面漂浮 12  厚,2  宽的聚苯乙 ^  m, c .c m 1c m 烯泡沫板, 板上援盖密度为 5 g m` 0  的亲水性无纺 / 布。 并且两侧 延伸人营养液槽 。通过毛细管作用 , 使 浮板上的无纺布始终保持湿润 。作物根系一部分生 长在浮板 上、 一部分从浮板两侧伸人营养液中, 吸收 氧气 、 营养 元 素和水 分, 大大 改善 了根 系的供 氧状 况。 大面积推广地区主要是江苏、 浙江等东南沿海地
区。

23 岩棉培系统 .
岩棉是蔬菜 花卉生产中一种较好的基质 但 由      、 于其造 价高 。 岩棉培 在全 国 的应用 面积一直不大。 19 9 6年以来. 中国从荷 兰引进 了 3 h 的温室, 0  m“ 其 中绝大部分都是采用 岩棉培进 行蔬菜生产 , 岩棉培 的全套系统均从 国外引进。

24 奋 S . C型无土栽培
鲁S      C系统是 山东农业大学研究开发的无土栽 培 系统 , 包括栽培槽体 、 营养液贮液池、 水泵及供排 管道等系统 栽培槽体是用铁皮 、 水泥或粘土制成的 倒 三角形槽 . 2 c 土制槽 内铺一层聚乙烯农用 高 0  m, 膜。槽中部放 垫蓖, 铺棕皮或尼龙编织布 , 然后填

人 1 c 厚的基质, 0  m 基质以下空间供根系生长及营 养液流动. 栽培槽一端用于供液 , 另一端设虹吸管用

巨大的发展潜力。 西南农业大学研究了煤渣、 菇渣等 废弃物作为基质应用时对混合基质中重金属含量和 蔬菜产品器官中重金属含量的影响, 结果表明, 无论

农 业 工 程学 报

20 0 2年

是混合基质中还 是蔬菜产品器官 中, 其重金属 含量 均在无公害蔬菜的允许范围之内。 3 营养管理的研究      ) 营养液的配制和调整是无土栽培 系统的关键技     

业科技园区, 从而带动 r 无土栽培异常迅猛的发展 19 9 。年我国大陆的无 土栽培 面积 只有 7  ,95 h 19 M2 年为 5 0公 顷 .9 9年 为 3 5  ,  1年猛 增 至 19 1 h 20 .' 0 8 5  。其中大部分用于蔬菜无公害生产, 1h m2 还有一 小部分用 于花 卉生产, 取得 了显 著的经济 、 社会效 益。中国无土栽培面积大致分 布情况见下表( 2 表 ) 表2 01                        20 年中国无土栽培分布表
Ta l 2 S ie s  l r ae dsrb t n  2 0 i C ia be  ol a c t e  a  tiui o 0 1  hn                        n  l u u r i o f 

术, 中国农业大学( 原北京农业大学)南京农业大 、 学、 浙江省农科院等对营养液的配方、 氮素形态 、 氮/

钾比、H值及E p C值的调控, 营养液的病害控制等
方面已进行 了大 量的研究报道 ; 中国农科院蔬菜花 卉所对水质与无土栽培系统的关系、 有机生态型无 土栽培在固态肥种类、 固态肥配方 、 施肥时期和施肥

卜c '           u

地点   

面积

地点   
新 组

面积
3 .  50 3. 5日 1 .  0 0

量等方面均进行了充分的研究; 这些研究工作提高 r作物产量 , 取得 了满意的成果 4 无土栽培作物产量的研究      )
作物产量是经济效益的基础 对生产者来说 ,      是 否增 产增 收是选择 温室作物生 产方式 的关键 。 自 16 96年以来. 关于水分、 营养条件 和环境条 件对温 室无 上栽培蔬菜生长发育的影响已经进行 了详细的 研究报道。温室无 上栽培番茄、 黄瓜、 辣椒 、 甜瓜、 葛

北 京
天 Y ¥ 卜 海 江 浙 苏

2.  80
90 6. 50 3 50

内豢 占
宁 陕


夏 西


1. 20
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7           L  9. 50





方 毛

西

15。 0
5. 00
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河 湖 海


南 北 南


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1 S 0 .  . 0 0

1        1 东

台 湾     
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首等主要作物的产量均有大幅度提高, 从而提高了 无 土栽培的经济效益 。
表 1 温室栽培番茄、          黄瓜平均产,情况表

4 存 在 问题 41 无土栽培系统设施投资成本高, . 但蔬菜产f增
幅不 大

Fbe  T e  r e l f  t           e o t a al 1  h ae g y d  o o   va i m
a d c m e i gen o s                  n c u b r  reh ue u n 
平均产皿/a  2 年、 1 18 -19 19一19 19 -20 k "  ? ( m 99 9U  4 95  9 -00 9 9
十典 叔 培
无 1捷 培

1 粼 5 0 . 0

虽 然无土栽培具有诸 多方面的优越性 ,      但与土 壤栽培相 比, 无土栽培设施设备需要较 高的资金投 人, 各种应用营养液来灌溉作物 的无土栽培系统 , 一 般每亩一次性投 资至少 6 0元以上, 0 0 有的甚至高

5 无七栽培在其它方面的应用      ) 我 国无上栽培除 了在设施蔬菜生产上取得 了长      足的进 步以外 . 在其它方面也进行 了初 步的尝试, 如 华南农业大学等应用蔗渣作 为花卉基质 , 安徽农业
大学 森林学 院进行 了香石竹、 非洲菊有机生态型无 土栽培技术的研究 , 中国农科院水稻所研 究开发出 利用水域表面的水 上无 土种植水稻技术, 广州花卉 研究中心进行小型 盆景无土栽培技 术的研究, 中国 医科 院药用植物所研究应用无土栽培 的方式种植药 用植物, 北京大学环境科学 中心利用人工基质无土 栽培经济作物来净化富营养化水体等 , 均获得成功

达5 -s万元, 用于配制营养液用的肥料, 每年也需 花费 3 0元 以上 ; 0 0 即使较 实用的有机生态型无 土

栽培系统, 其一次性投资也达 2  3  元, 00 0。 每年 0 0
的肥料成本也需 1 0元左右。 5 0 但由于种种原因, 生 产成本的增 加, 并没有 大幅度地提高蔬菜产量和品 质. 导致生产者采用无土栽培的积极性不高。

42 菜农的文化素质低、 . 无土栽培技术人才医乏 我国目前设施蔬菜生产仍然以家庭为单位,      一
般 每个农户拥有的设施 面积约为 1  ̄2亩 . 生产规模 小, 对新技术的认识和接受能力低。 我国从中央、 省、 市、 县和乡镇等各级政府都设有农业技术推广机构 , 但由于新技 术、 新成 果的推广 与技术推广人员的经 济利益不挂钩 , 缺乏激励机制 , 科技人员缺乏利益驱 动, 严重影响技术推 广人 员的学习和应用先进技术

32 推广工作进展 .
近1      , 0年来 随着社会经济快速发展 , 无土栽培 面积也迅速增加 , 特别是 近 3年 , 由于国家“ 工厂化 高效农业示范工程” 的实施而取得 了一大批科研成 果, 降低 了无土栽培 的成本 , 发表 了大量有实用价值 的论文, 许多科技工作者相继 出版 了有关无 土栽培 的书籍 , 我国农业高校都相继开设 了《 无土栽培 》 课 程, 以及各地大量建设以设施 园艺为主要 内容的农

( 如无土栽培技术等) 的积极性 , 严重阻碍 了无土栽 培技术在我国的推广和应用。 43 无土栽培的配套设施不完善、 . 墓础研究薄弱 自 18 年以来 ,      95 我国科技人员在无土栽培方 面 进行 了大量的研究工作 , 但研究工作主要集 中在无

1 }刊

蒋 卫杰 等: 国无上栽培 的发展现状 和存在问题 我

1 71

土栽培的应用技术 上( 如无上栽培的基质种类 和营 养液的配制 与调整等 )对无土栽培的应用基础方 面 , 的研究( 如在无 上栽培条件下, 作物根际环境和温室

成果及发展动向「J长,        J. I 蔬菜.975 :^4 I 19 ()1 .

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环境因素与作物生长发育的关系等) 还很薄弱, 从而 影响 了无 上 栽培在提高作物产量和品质方面的潜力 的发挥。另外由于农业科技人员与工程技术人员之 间缺乏跨学科的联 系和有效协作 , 导致 目前我国无
土栽培的配套设施不完善, 十栽培的控制设备价 无 格昂贵向月可靠性差 , 也在 某种程 度上影响 了无土 栽培技 术的发展
「 考 文 献J              参
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ha h e p n t d  r f  o n r s e i i f  e u u t l a ol y e m i e a c lu e i C i . e  ot  o ue te e h t y  p sn s ut n si s cl r, i i s ss m,  n u t r n  n T r r i rd c h bi i r ad  et  a o o o l s t e m n s   l s  t
p o ra m r g e , 

l uu e u i o o r c d  i t u o r e ae Ke w r s si s cl r: r n sl i ; t t hrcl r; ehue vgt l y  d o l s t e ntet  t n p e e otu ue genos; e b o

我国无土栽培的发展现状和存在问题
作者: 作者单位: 蒋卫杰, 刘伟, 余宏军 中国农科院蔬菜花卉研究所

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_3404856.aspx


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