無土種植技術概述

2012/5/11 19:39:49

無土栽培是不用自然土壤,用營養(yǎng)液或營養(yǎng)液與基質(zhì)栽培作物。無土栽培是在人為控制下,充分滿足作物對營養(yǎng)、水分、氣體條件的要求,是一種技術集約的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,具有節(jié)水、節(jié)能、省工、省肥,減輕土壤污染、防止連作障礙、產(chǎn)品潔凈無污染、高產(chǎn)高效益等優(yōu)點。目前發(fā)達國家的無土栽培均在設備良好的室內(nèi)進行,不但能控制室內(nèi)的溫度、濕度、CO2濃度,還能控制營養(yǎng)液濃度和pH值,使作物處于其生長發(fā)育的最適宜環(huán)境中。因此可以獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
　　
　　1無土栽培的類型
　　
　　無土栽培有2種類型:一類是固體基質(zhì)栽培,采用固形物質(zhì)固定作物的根系,這些固形物質(zhì)孔隙較大,透氣性好,有穩(wěn)定的化學性質(zhì)(如酸堿度、導電度等),不含有毒物質(zhì),能吸附營養(yǎng)液滿足作物根系所需要的營養(yǎng)與氧氣。在無土栽培中應用的基質(zhì)可分為無機基質(zhì)和有機基質(zhì)。無機基質(zhì)主要有:巖棉、石礫、砂、火山巖、蛭石、珍珠巖、膨脹陶粒、膨脹片巖等;有機基質(zhì)常用的有:樹皮、軟木、鋸末、炭化稻糠等。另一類是直接將根系連續(xù)或斷續(xù)地浸在營養(yǎng)液中,這種方式稱為水培,或是將根系掛在栽培槽中,間斷地向根系噴霧,提供營養(yǎng),這種方式稱為霧培。
　　無土栽培系統(tǒng)包括:作物生長保護設施,如溫室、塑料棚等;容納基質(zhì)或營養(yǎng)液的槽、桶、盆、床等;提供作物營養(yǎng)液系統(tǒng),如營養(yǎng)液的制備、貯存、消毒、注入等;監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng),包括監(jiān)測調(diào)控溫度、濕度、光照、CO2濃度、氣流速度、pH值、電導度、營養(yǎng)液水位、營養(yǎng)液成分等�；�質(zhì)栽培:是在容器內(nèi)填充一定基質(zhì),再將調(diào)好的營養(yǎng)液灌入容器內(nèi)的一種栽培方式。水槽栽培或立筒水培:這是無土栽培采用最早的形式,這種方法是讓作物的根系直接懸掛在營養(yǎng)液中,營養(yǎng)液在栽培體中呈流動狀態(tài),以增加氧氣含量,它的優(yōu)點是不需用栽培基質(zhì)。噴霧或噴淋栽培:這是無土栽培中較先進的方法,主要是讓作物的根系懸掛在栽培體空間,用噴霧或噴淋的方法供應根系營養(yǎng),這種方法不但供氧效果好,便于控制根系發(fā)育,而且還節(jié)約用水,但對噴霧、噴淋質(zhì)量要求嚴格。
　　
　　2無土栽培發(fā)展歷程
　　
　　第2次世界大戰(zhàn)期間,西方國家應用無土栽培技術生產(chǎn)蔬菜供應部隊。20世紀70年代后期出現(xiàn)營養(yǎng)液膜技術(NFT),生產(chǎn)成本有所下降。后來又出現(xiàn)多種人工基質(zhì),其中巖棉的應用較廣,發(fā)展迅速。荷蘭的無土栽培已發(fā)展到4000hm2,成為世界上無土栽培最先進的國家�，F(xiàn)在世界上商業(yè)性無土栽培以基質(zhì)栽培為主,荷蘭的基質(zhì)栽培占無土栽培總面積的90%,法國占89%,加拿大占80%,日本占88%。世界各國采用無土栽培技術主要生產(chǎn)蔬菜、花卉和水果,在歐盟各國的溫室蔬菜、水果和花卉生產(chǎn)中,已有90%采用無土栽培方式。
　　
　　3無土栽培技術的優(yōu)勢
　　
　　應用無土栽培技術可以避免作物連作障礙、減少病害、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、降低成本、簡化工序、不受農(nóng)藥化肥污染,有利于栽培技術的現(xiàn)代化。產(chǎn)量高是無土栽培的最大特點,世界上無土栽培的先進技術可使番茄產(chǎn)量達到45~55kg/m2,黃瓜產(chǎn)量達到50~70kg/m2。在農(nóng)產(chǎn)品短缺的年代,主要追求產(chǎn)品的數(shù)量,過量施用化肥、農(nóng)藥,使農(nóng)產(chǎn)品中殘留過多的硝酸鹽、重金屬和有毒農(nóng)藥等有害成分。現(xiàn)在,隨著人們生活質(zhì)量的提高,對無公害無污染的蔬菜、水果的需要逐年增加。無土栽培基本杜絕了植物土傳病害的發(fā)生,化學農(nóng)藥的使用相對少于土壤栽培。利用高溫蒸汽、紫外線、沙濾、生物膜過濾等物理方法,可對植物病害進行防治,對營養(yǎng)液和設施進行消毒,而不污染環(huán)境。為此,采用無土栽培技術可以較好地保護環(huán)境,生產(chǎn)出綠色食品。20世紀后期,無土栽培技術無論在發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都得到迅速發(fā)展,無土栽培技術已日益完善。
　　
　　4我國的無土栽培技術
　　
　　我國最早進行無土栽培是在1941年,由浙江農(nóng)業(yè)大學教授陳子元在上海開展無土栽培試驗,后來因成本太高而放棄。1975年山東農(nóng)業(yè)大學首先開展了無土栽培西瓜的研究。改革開放以來,我國無土栽培面積成倍增長,1990年無土栽培面積7hm2,1995年為100hm2,2000年達到240hm2。我國先后引進荷蘭、日本、美國等國一些無土栽培設施,在消化吸收國外無土栽培先進技術的基礎上,進行了無土栽培設施配套技術國產(chǎn)化的研究與開發(fā)。20世紀90年代以來,我國引進和自己研制的無土栽培系統(tǒng)很多,目前生產(chǎn)上應用的主要有:營養(yǎng)液膜系統(tǒng)、深液流法、浮板毛管水培法、袋培法、基質(zhì)水培法。中國農(nóng)科院蔬菜花卉所研制開發(fā)了袋培、槽培、巖棉培和UFT無土栽培系統(tǒng);南京農(nóng)業(yè)大學、南京蔬菜所研制開發(fā)了果菜類NFT無土栽培系統(tǒng);山東農(nóng)業(yè)大學研制開發(fā)了魯-SC基質(zhì)水培系統(tǒng);華南農(nóng)業(yè)大學研制了深水栽培系統(tǒng);農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設計院研制了無土栽培滴灌系統(tǒng)和營養(yǎng)液自動控制系統(tǒng)。
　為進一步降低無土栽培成本,提高產(chǎn)量,中國農(nóng)科院蔬菜花卉所研制開發(fā)出符合國情、節(jié)約投資、節(jié)約肥料、管理簡便、產(chǎn)品質(zhì)量可達到綠色食品標準的有機生態(tài)無土栽培技術;浙江省農(nóng)科院和南京農(nóng)業(yè)大學研制出浮板毛管水培系統(tǒng)。目前,這兩個無土栽培系統(tǒng)約占全國無土栽培面積的60%,大大促進了我國無土栽培技術的發(fā)展。
　　
　　5無土栽培發(fā)展趨勢
　　
　　從世界各國發(fā)展無土栽培的歷程看,都是從礫耕循環(huán)水開始,成本較高。20世紀70年代中期出現(xiàn)了NFT系統(tǒng)。各種天然和人工基質(zhì)同時發(fā)展,歐洲找到了巖棉并認為是最好的基質(zhì),加拿大因木材工業(yè)發(fā)達,則以鋸末為基質(zhì)�；�質(zhì)栽培絕大多數(shù)是營養(yǎng)液不循環(huán)使用,成本較低,成為當前各國無土栽培的主要方式。一種是高投資、高技術、高效益類型。如荷蘭、日本、美國、丹麥、英國、法國、德國、以色列等發(fā)達國家,無土栽培生產(chǎn)實現(xiàn)了高度機械化、自動化、電子化、專業(yè)化。其溫室的環(huán)境條件(溫度、濕度、CO2濃度、通風、光照)、營養(yǎng)液配制都完全由計算機調(diào)控。其生產(chǎn)過程,包括播種、間苗、移栽、病蟲害防治、采收、分級包裝全部實現(xiàn)自動化,實現(xiàn)了一條龍的工廠化生產(chǎn),達到產(chǎn)品周年供應,產(chǎn)值高,經(jīng)濟效益顯著;另一種趨勢是以發(fā)展中國家為主,主要根據(jù)本國的國情和經(jīng)濟技術條件,采用簡單的設備就地取材,土法上馬,手工操作。這些國家發(fā)展無土栽培目的是改造環(huán)境,節(jié)約水、土資源,解決人民生活的基本需要。
　　展望21世紀,我國的無土栽培技術主要目標是研究適合我國國情的普及型簡易無土栽培設施,以降低投資和生產(chǎn)成本。將微電子、計算機等高新技術應用于無土栽培設施,對其營養(yǎng)液的貯液量、液溫、pH值、電導率和供液時間實現(xiàn)監(jiān)控。同時要研究營養(yǎng)液全自動控制系統(tǒng),定時測量作物對營養(yǎng)元素的需求量,自動分析和調(diào)整營養(yǎng)液成分,以達到高產(chǎn)節(jié)本的目的。擴大無土栽培的應用范圍,在國內(nèi)缺水、土壤貧瘠甚至難以種植作物的沙漠、重鹽堿地、海島、屋頂、陽臺、庭院等開發(fā)大、中、小型無土栽培設施,擴大無土栽培技術的應用范圍。
　　

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