无土栽培技术前景

无土栽培（soillessculture）不用土壤，用溶液培养植物的方法，包括水培和沙培。19世纪中，W．克诺普等发展了这种方法。到20世纪30年代开始把这种技术应用到农业生产上。在二十一世纪人们进一步改进技术，使得无土栽培发展起来。无土栽培中用人工配制的培养液，供给植物矿物营养的需要。表中列出了几种常用的营养液配方。为使植株得以竖立，可用石英砂、蛭石、泥炭、锯屑、塑料等作为支持介质，并可保持根系的通气。多年的实践证明，大豆、菜豆、豌豆、小麦、水稻、燕麦、甜菜、马铃薯、甘蓝、叶莴苣、番茄、黄瓜等作物，无土栽培的产量都比土壤栽培的高。由于植物对养分的要求因种类和生长发育的阶段而异，所以配方也要相应地改变，例如叶菜类需要较多的氮素（N），N可以促进叶片的生长；番茄、黄瓜要开花结果，比叶菜类需要较多的P，K，Ca，需要的N则比叶菜类少些。生长发育时期不同，植物对营养元素的需要也不一样。对苗期的番茄培养液里的N，P，K等元素可以少些；长大以后，就要增加其供应量。夏季日照长，光强、温度都高，番茄需要的N比秋季、初冬时多。在秋季、初冬生长的番茄要求较多的K，以改善其果实的质量。培养同一种植物，在它的一生中也要不断地修改培养液的配方。无土栽培所用的培养液可以循环使用。配好的培养液经过植物对离子的选择性吸收，某些离子的浓度降低得比另一些离子快，各元素间比例和pH值都发生变化，逐渐不适合植物需要。所以每隔一段时间，要用NaOH或HCI调节培养液的pH，并补充浓度降低较多的元素。由于pH和某些离子的浓度可用选择性电极连续测定，所以可以自动控制所加酸、碱或补充元素的量。但这种循环使用不能无限制地继续下去。用固体惰性介质加培养液培养时，也要定期排出营养液，或用点灌培养液的方法，供给植物根部足够的氧。当植物蒸腾旺盛的时候，培养液的浓度增加，这时需补充些水。无土栽培成功的关键在于管理好所用的培养液，使之符合最优营养状态的需要。无土栽培中营养液成分易于控制。而且可以随时调节，在光照、温度适宜而没有土壤的地方，如沙漠、海滩、荒岛，只要有一定量的淡水供应，便可进行。大都市的近郊和家庭也可用无土栽培法种蔬菜花卉。无土栽培的方法很多，目前生产上常用有水培、雾（气）培、基质栽培。（一）水培水培是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长，这种方式会出现缺O2现象，影响根系呼吸，严重时造成料根死亡。为了解决供O2问题，英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式，简称”NFT”(NutrientFilmTechnique)。它的原理是使一层很薄的营养液（0.5－1厘米）层，不断循环流经作物根系，既保证不断供给作物水分和养分，又不断供给根系新鲜O2。NFT法栽培作物，灌溉技术大大简化，不必每天计算作物需水量，营养元素均衡供给。根系与土壤隔离，可避免各种土传病害，也无需进行土壤消毒。此方法栽培植物直接从溶液中吸取营养,相应根系须根发达,主根明显比露地栽培退化.例:黄瓜无限型生长,主蔓可达10----15M主根根系:45CM（二）雾（气）培又称气增或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上，根系悬挂于容器的空间内部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板，其上按一定距离钻孔，于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形，形成空间，供液管道在三角形空间内通过，向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔2－3分钟喷雾几秒钟，营养液循环利用，同时保证作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高，需要消耗大量电能，且不能停电，没有缓冲的余地，目前还只限于科学研究应用，未进行大面积生产，因此最好不要用此方法。此方法栽培植物机理同水培因此根系状况同水培.（三）基质栽培基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内，或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的，称为开路系统，这可以避免病害通过营养液的循环而传播。基质栽培缓冲能力强，不存在水分、养分与供O2之间的矛盾，且设备较水增和雾培简单，甚至可不需要动力，所以投资少、成本低，生产中普遍采用。从我国现状出发，基质栽培是最有现实意义的一种方式。欧洲许多国家目前应用较多的基质是岩棉（rockwool），它是由60％的辉绿岩，20％石灰石和20％的焦碳混合后，在1600℃的高温下煅烧熔化，再喷成直径为0.005毫米的纤维，而后冷却压成板块或各种形状。岩棉的优点是可形成系列产品（岩棉栓、块、板等），使用搬运方便，并可进行消毒后多次使用。但是使用几年后就不能再利用，废岩棉的处理比较困难，在使用岩棉栽培面积最大的荷兰，已形成公害。所以，日本现在有些人主张开发利用有机基质，使用后可翻入土壤中做肥料而不污染环境。此种方法因为有基质的参与,实际操作中可能会见到主根的长度比一般无土栽培可能长,但是就黄瓜的表现主根一般不超过60CM