无土栽培技术的现状及发展趋势(5页).doc

-无土栽培技术的现状及发展趋势-第 5 页无土栽培技术的现状和发展趋势 姓名：陈凯 专业：生物科学 学号：2012040216无土栽培技术的现状及发展趋势 陈凯 生物科学 学号：2012040216摘要：近年来，无土栽培技术在各地逐渐发展起来，与土壤栽培相比，无土栽培能避免土传病虫害等连作障碍，同时还具有减少农药用量，提高作物产量和品质，省肥、省水、省工以及可以在一切不适于一般农业生产的地方进行作物生产的特点，同时无土栽培可以减轻劳动强度，使妇女和老年人也能从事这种生产活动。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。关键词：无土栽培现状发展趋势 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 现在无土栽培的发展概况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N FT 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。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 无土栽培的优点2.1、作物长势强、产量高、品质好与土壤栽培相比，无土栽培的植株生长速度快、生长周期短、长势强。例如西瓜播种后60天，无土栽培的株高、叶片数、相对最大叶面积分别为土壤栽培的3.6倍、2.2倍和1.8倍；作物产量可成倍地提高。无土栽培作物不仅产量高，而且产品品质好、洁净、鲜嫩、无公害。可以生产绿色食品，产品档次高。无土栽培生产的生菜、芥菜、芹菜、小白菜等绿叶蔬菜生长速度快，粗纤维含量低，维生素C含量高；番茄、黄瓜、甜瓜等的瓜果蔬菜外观整齐、着色均匀、口感好、营养价值高；香石竹等花卉香味浓郁、花期长、开花数多；无土栽培芥菜粗纤维含量2.8%，仅为土壤栽培的61%；无土栽培番茄维生素C含量为154.9mg/kg，比土壤栽培提高25%。无土栽培可以根据作物需要施用各种矿质营养元素。例如，无土栽培的番茄，果形端正，风味好，从各种营养物质的含量看，维生素A、C均有所增加，各种矿物质养分也有所增加。传统的养植方法绝大部分蔬菜和花卉是靠土壤养植的，有许多弊端，如易生病虫害，施肥产生异味，和人争夺氧气、土壤等。2.2、省水、省肥、省力、省工无土栽培可以避免土壤灌溉水分、养分的流失和渗漏以及土壤微生物的吸收固定，充分被作物吸收利用，提高利用效率。无土栽培的耗水量大约只有土壤栽培的1/41/10，节省水资源，尤其是对于干旱缺水地区的作物种植有着极其重要的意义，是发展节水型农业的有效措施之一；土壤栽培肥料利用率大约只有50%左右，甚至低至2030%，一半以上的养分损失，而无土栽培尤其是封闭式营养液循环栽培，肥料利用率高达90%以上，既使是开放式无土栽培系统，营养液的流失也很少；无土栽培省去了繁重的翻地、中耕、整畦、除草等体力劳动，而且随着无土栽培生产管理设施中计算机和智能系统的使用，逐步实现了机械化和自动化操作，大大降低了劳动强度，节省劳动力，提高了劳动生产率，可采用与工业生产相似的方式。土壤种植时灌溉的水分、养分大量流失、渗漏，浪费很多；无土栽培可以避免养分水分的流失和渗漏，充分被作物吸收和利用。做到节约用水，清洁卫生，既不污染环境，也不为环境污染。据实验研究，无土栽培可以节约用水90%以上。2.3、病虫害少，可避免土壤连作障碍无土栽培和园艺设施相结合，在相对封闭的环境条件下进行，在一定程度上避免了外界环境和土壤病原菌及害虫对作物的侵袭，加之作物生长健壮，因此病虫害的发生轻微，也较易控制；不存在土壤种植中因施用有机粪尿而带来的寄生虫卵及重金属、化学有害物等公害污染。设施土壤栽培，常由于作物连作导致土壤中土传病虫害大量发生、盐分积聚、养分失衡以及根系分泌物引起自毒作用等成为设施土壤栽培的难题，土壤处理和消毒不仅困难、成本可观，而且缺乏高效药品、消毒难以彻底，致使许设施土壤种植数年后，效益急速下滑，直至停种。无土栽培可以从根本上避免和解决土壤连作障碍的问题，每收获一茬作物之后，只要对栽培设施进行必要的清洗和消毒就可以马上种植下一茬作物。2.4、可极大地扩展农业生产空间无土栽培使作物生产摆脱了土壤的约束，可极大扩展农业生产的可利用空间。空闲的荒山、荒地、河滩、海岛，甚至沙漠、弋壁滩都可采用无土栽培进行作物生产，特别在人口密集的城市，可利用楼顶凉台、阳台等空间栽培作物，同时改善了生存环境，在温室等园艺设施内可发展多层立体栽培，充分利用空间、挖掘园艺设施的农业生产潜力。 3.无土栽培的缺点有机生态型无土栽培与传统栽培相比，有许多优点，但也还存在不少问题。一是一次性投资高，运行成本高。二是技术要求高，管理人员素质要求高。三是无土栽培尤其是水培缓冲能力差，水肥供应不能出现任何障碍，必须有充足的能源保证。4 无土栽培技术要点不论采用何种类型的无土栽培几个最基本的环节必须掌握无土栽培时营养液必须溶解在水中,然后供给植物根系。基质栽培时,营养液浇在基质中, 而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质必须有所了解。水质水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度( EC) , pH 值和有害物质含量是否超标。电导度是溶液含盐浓度的指标, 通常用毫西门子( MS) 表示。各种作物耐盐性不同, 耐盐性强的(EC=10 MS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4 MS),如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格, 尤其是水培,因为它不象土栽培具有缓冲能力,所以,许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低否则就会发生毒害,一些农田用水不一定适合无土栽培,收集雨水做无土栽培,是很好的方法。无土栽培的水,pH值不要太高或太低,因为一般作物对营养液pH值的要求以中性为好,如果水质本身pH值偏低, 就要用酸或碱进行调整4.2 营养液 目前世界上发表的配方很多,但大同小异,因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中,差别最大的是氮和钾的比例。配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本,生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原源),再进行稀释,可以节省容器便于保存。基质 尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料作为无土栽培的基质。5 无土栽培的分类目前以营养液膜技术(NFT) 和浮板毛管水培技术( FCH)两种为主（如图3）。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。 使用 固体基质的栽培具有性能稳定、设备简单、投资少、管理容易及不易传染根系病害等优点。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。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。 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。 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。 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。总之，我国无土栽培在生产上应用的历史较短，有些人不了解用基质栽培也是无土栽培，只知道水培是无土栽培，或者认为水培是“高一级的无土栽培”，而对于用基质，尤其是采用有颜色的基质的“有机生态型”无土栽培，用来生产出中国绿色食品发展中心所规定的级绿色食品。但我国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、农村经济条件的逐步改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参考文献：1.张广楠 无土栽培技术研究的现状与发展前景J甘肃农业科技，2004，（2）：682.陶卫民 国外设施农业发展的方向和重点J . 南方农机，2004，（5）：463.王玉军，张本华 温室技术的现状及发展趋势J 农机化研究，2008，（1）：249 251.4.徐永艳 我国无土栽培发展的动态研究J . 云南林业科技，2002，（3）：90 945.王素静，唐辉，沈博，等 无土栽培基质现状及展望J .云南化工，2007，34 （6）：5457