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简述无土栽培的现状及发展趋势


论文关键词:无土栽培 现状 发展趋势 论文摘要: 无土栽培是一种用营养液代替天然土壤作基质的栽培新技术, 这种营养液可 满足作物整个生命周期对水分、养分、氧气及温度的需求。简述了国外无土栽培的概况,介 绍了中国无土栽培的发展,现状,并对发展趋势进行了分析,为推进中国无土栽培技术发展 提供理论依据。 无土栽培以人工制造的作物根系环境取代了土壤环境, 可有效解决传统土壤栽培中难以 解决的水分、空气、养分的供应矛盾,使作物根系处于最适宜的环境条件,从而充分发挥作 物的增产潜力。目前,世界上应用无土栽培技术的国家和地区已达 100 多个,由于其栽培技 术的逐渐成熟和发展,应用范围和栽培面积也不断扩大,经营与技术管理水平空前提高,实 现了集约化、工厂化生产,达到了优质、高产、高效和低耗的目的。 1 国外无土栽培的发展概况 在设施农业中,无土栽培正在改变着传统种植方式,成为飞速发展的新兴学科。实践证 明,无土栽培具有节水、节能、省工、省肥、减少环境污染、防止连作障碍、产品无污染及 高产高效等一系列特点。 早在第二次世界大战期间, 西方国家就应用无土栽培技术生产蔬菜 供应部队。到 20 世纪 60 年代无土栽培技术在发达国家得到广泛应用。70 年代后,出现了 营养液膜技术(NFT),生产成本有所下降,后来又出现多种人工基质。其中岩棉的应用较广, 发展迅速。 美国是世界上最早进行无土栽培商业化生产的国家, 主要集中在干旱、 沙漠地区, 主要栽培作物有黄瓜、番茄等蔬菜,无土栽培面积超过 2000hm2。荷兰是无土栽培最发达的 国家,其无土栽培面积达 4000hm2,有 64%的温室都采用无土栽培技术。日本也是无土栽 培较发达的国家,其无土栽培以岩棉培和 NFT 为主,无土栽培面积约 300hm2。现在世界上 商业性无土栽培是以基质栽培为主。荷兰的基质栽培占无土栽培总面积的 90%以上,法国 占 81%,加拿大占 80%,日本各种循环水栽培占 80%以上,比利时基质栽培面积占 50%左 右。 世界各国采用无土栽培主要生产蔬菜、花卉和水果。在欧盟国家温室蔬菜、水果和花卉 生产中,已有 80%采用无土栽培方式。欧盟规定。2010 年之前该组织所有成员国的温室必 须采用无土栽培。 产量高是无土栽培的最大特点, 世界上先进的无土栽培技术其番茄产量可 以达到 45~55kg/m2,黄瓜产量达到 50~70kg/m2。为此,发达国家已经实现了采用计算机 实施自动测量和自动控制,先进的无土栽培技术可以较好的保护环境,生产出绿色食品。近 年,发达国家又采用了专家系统的最新技术,应用知识工程总结专家的知识和经验,使其规 范化、系统化,形成专家系统软件,它可以完成与专家水平相当的咨询工作,并可为用户提 供建议和决策。 目前,世界上的无土栽培技术发展有两种趋势:一种是高投资、高技术、高效益类型, 如荷兰、日本、美国、英国、法国、以色列及丹麦等发达国家,无土栽培生产实现了高度机 械化。其温室环境、营养液调配、生产程序控制完全由计算机调控,实现一条龙的工厂化生 产,实现了产品周年供应,产值高经济效益显著。另一种趋势是以发展中国家为主,尤其是 以中国为代表,根据本国的国情和经济技术条件。就地取材搞土法上马。手工操作,采用简 易的设备。这些国家发展无土栽培的目的是改造环境、节约用水和土地资源,解决人民的基 本生活需要。 2 我国无土栽培的发展现状

我国无土栽培的历史悠久,如生豆芽、船上种菜和盆里养水仙等都是原始的无土栽培。 但我国开展无土栽培研究工作的时间比较晚,20 世纪 70 年代末。山东农业大学首先开始无 土栽培生产试验,并取得了成功,80 年代中期,从国外引进温室及无土栽培设施相继投产。 尤其是随着改革开放, 人们的生活水平不断提高, 蔬菜生产已经从过去的单纯追求高产向高 产、优质方向发展,人们需求无公害蔬菜、绿色食品的呼声越来越高,在此形势下无土栽培 在全国各地蓬勃兴起,迅速从研究阶段进入生产阶段。据资料统计,1985 年全国无土栽培 的面积只有 7hm2,1990 年增长到 15hm2。1995 年全国无土栽培的面积发展到 50hm2,2000 年全国无土栽培的面积达 100hm2 左右,2005 年我国无土栽培的总面积约为 315hm2。近几 年,我国无土栽培进入迅速发展阶段,无土栽培的面积和栽培技术水平都得到空前的提高。 我国从事无土栽培技术研究的部门和单位约 50 多个。除研制不同类型的栽培装置外, 重点研究营养液膜栽培和不同材料基质培的配套技术, 并在全国普及推广, 使我国的无土栽 培从实验研究阶段进入商品化生产时期,获得一批具有中国自主知识产权的农业高新技术, 使国外的先进实用技术实现国产化。无土栽培的植物也扩大到蔬菜、花卉、西瓜、甜瓜及草 莓等 20 多种,但绝大部分用于蔬菜生产。 我国无土栽培方式主要有基质培和水培两种: (1)固体基质培。主要是有机生态型基质培,还有基质袋培、立体培、岩棉培等形式。 使用固体基质的营养液栽培具有性能稳定、设备简单、投资少、管理容易及不易传染根系病 害等优点。近期使用的基质主要有岩棉、泥炭、沙、蛭石、珍珠岩及锯木屑等。现已证明, 岩棉和泥炭是较好的基质,但我国的农用岩棉尚在试用阶段。多数靠进口,成本较高。岩棉 是一种用多种岩石熔融在一起形成岩浆, 然后喷成丝状, 冷却后稍微压缩而成的疏松多孔的 固体基质,因岩棉制作过程是在高温条件下进行的,故经过高温消毒,不含病毒和其他有机 物。 (2)水培。目前以营养液膜技术(NFT)和浮板毛管水培技术(FCH)两种为主。营养液膜技 术(NFT)的特点是循环供液的液流呈膜状,仅以数毫米厚的浅液流流经栽培槽底部,水培作 物的根垫底部接触浅液流吸水、吸肥,上部暴露在湿气中吸氧,较好地解决了根系吸水与吸 氧的矛盾。但存在液流浅、液温不稳定、一旦停电停水植株易枯萎以及根际环境稳定性差等 不足,限制了其发展。浮板毛管水培技术(FCH)系浙江省农业科学院和南京农业大学于“八 五”期间研制开发,应用分根法的特点在栽培槽中设置湿毡分根装置,既解决了根系水气矛 盾,又有一定深度的营养液,不怕短期停电(24h 以上),根际环境稳定。易于调控(冬季于栽 培床内铺电热线加温,夏天铺设塑料软管通深井水降温)。 3 我国无土栽培的发展趋势 无土栽培具有十分诱人的广阔前景,但其技术要求严、设施装备投入高,受我国生产、 消费、 资金、 技术等方面因素的限制, 目前不宜盲目发展, 更不能全套照搬国外的生产模式。 应结合当地实际进行研究试验, 在推广应用中走出一条实用可行的具有中国特色的无土栽培 之路。 3.1 因地制宜发展具有本地特色的无土栽培技术 由于自然资源、生产技术、市场环境等因素千差万别,因此各地不能全盘照搬国外或其 他地区的生产方式和管理方法。 如栽培基质的选择, 应在试验的基础上大胆尝试利用本地资 源:营养液配方也因各地水质、化肥种类等的不同,做出灵活调整;还应根据各地区消费习 惯及气候特点, 选择无土栽培的作物种类。 总体看, 南方以广东为代表, 以深液流水培为主: 东南沿海长江流域以江浙沪为代表,以浮板毛管、营养液膜技术为主;北方广大地区由于水 质硬度较高,水培难度较大。以基质栽培为主;无土栽培面积最大的新疆戈壁滩。主要推广

鲁 SC 型改良而成的砂培技术。各地应根据当地的具体情况,建立适合本地区特点的无土栽 培技术体系。 3.2 大力发展立体栽培模式 我国人口占世界总人口的 1/4,但耕地面积仅为世界总耕地面积的 1/7,人均耕地面积 远低于世界平均水平。 而且我国是水资源相当贫乏的国家, 被列为世界上 13 个贫水国之一, 全国人均水资源占有量仅为世界人均水平的 1/4,农业每年缺水约 300 亿 m3。要使我国经 济保持可持续发展,不断提高人民生活水平,必须不断提高有限土地面积的生产效率,拓展 农业生产空间。据研究,立体栽培能充分利用空间和太阳能,提高土地利用率 3~5 倍,提 高单位面积产量 2~3 倍。为节约土地资源和水资源、提高土地利用率和生产效益,我国要 加强立体栽培方面的研究,大力发展立体栽培技术。 3.3 简化技术,循序渐进 无土栽培作为一项现代农业生产技术,涉及的范围包括作物栽培、肥料、病虫害控制、 农业工程及自动化控制等多个学科,其技术难度、管理的复杂性均高于有土栽培,不易被农 民所掌握, 推广起来有一定的困难。 这就需要各地农技推广或科研部门把特定的无土栽培技 术总结、制定成简便易行的操作步骤,而农民只需按此操作即可。如需配制适宜当地某种作 物的某种无土栽培方式所需的营养液, 农民只需购回特定的专用复合式完全化肥, 加入到一 定比例的水中便可使用,在一定时间后,再加入要求量的部分或全部营养物质即可。先试验 性探索,再大规模投入生产应用,使无土栽培技术的管理和操作均有类似的“指导”可循。同 时还要对农民进行有关的技术培训,提高其现代农业技能和水平。 3.4 降低成本,增加效益 无土栽培技术在发达国家和地区多使用专用设施和设备, 如成型的各种栽培槽、 商品化 基质、营养液的自动监控及管理系统等,这些设施设备费用约为 170 元/m2,这在我国许多 地区是不现实的。在发展无土栽培时应考虑成本的投入、技术力量及其他社会条件。因此, 通过诸多方法和技术避开高投入问题是推广无土栽培技术的关键。 无土栽培的类型和方式多 种多样,各地可根据实际情况就地取材,筛选出各种无土栽培设施替代品或采用人工、半人 工管理的方式进行尝试,增强无土栽培技术的实用性。如用炉渣、锯末、菌糠代替蛭石、草 炭基质,用各种水泥、砖、土槽代替泡沫、塑料栽培槽等,均能降低成本、增加效益,收到 较好的效果。 3.5 发展有机生态型无土栽培技术 鉴于目前我国大部分地区采用的无土栽培方式仍以无机耗能型为主, 不仅耗能高、 污染 环境,而且生产的食品硝酸盐含量超标。因此,应大力推广有机生态型无土栽培技术,其具 有投资省、成本低、用工少并易操作等优点,能够生产高产优质产品。该技术在生产过程中 全部使用有机肥,以固体肥料施入。灌溉用清水,耗能低,灌溉排出液对环境无污染。有机 生态型无土栽培的优点是以有机固态肥取代传统营养液, 操作管理简单, 大幅度降低无土栽 培设施系统的一次性投资,大量节省生产费用,对环境无污染,产品质量优。目前,全国有 机生态型无土栽培的推广面积超过无土栽培总面积的 60%。有机生态型无土栽培能适应当 前生态农业及绿色食品发展的需要, 只有大力推广有机生态型无土栽培, 才能实现传统农业 向现代化农业的转变。 总之,我国无土栽培技术的应用起步较晚,无土栽培技术水平虽处于初级阶段,但我国 农村经济条件的逐步改 是一个具有巨大发展潜力的发展中国家, 随着改革开放的深入发展、

善和人民生活水平的不断提高, 预计今后无土栽培将会出现蓬勃发展的新局面。 无土栽培的 兴起,将使农业、园艺、林业、花卉生产及开发等进入一个新的发展阶段。无土栽培技术具 有十分广阔的发展前景。

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学院:园艺园林 专业:城市规划 班级:08 级 2 班 姓名: 学号:


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