iGrow小课堂第五期｜无土栽培你知道多少

迷糊君 2016-05-13

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耕地资源稀缺的现在，无土栽培技术无疑有着深远的意义。关于无土栽培，你知道多少呢？

iGrow小课堂

第五期

无土栽培你知道多少

讲师：志勇

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第一部分╱

一、概述

1.无土栽培的概念

首先来说一下什么是无土栽培，也就是无土栽培的定义什么：这里较为科学的定义就是不用天然土壤、而利用含有植物发育所需的元素的营养液来提供营养，并可使得植物能够正常的完成整个生命周期的种植技术。

无土栽培又称为营养液栽培、水耕、溶液栽培等。

2.无土栽培的发展简史

无土栽培的发展历史可归纳为四个时期：萌芽时期、试验研究时期、生产应用时期和大规模集约化、自动化生产应用时期。

首先讲萌芽时期，时间段大约是1648年到1840年，这一时期人们对于作物吸收营养这个问题了解很肤浅，这时的无土栽培只是人们的一种无意识的种植行为，但也有许多人尝试不用土壤来种植作物，例如人们在过年时家庭中养殖水仙花；在江南水乡的水上人家的船后往往有一个用竹子、芦苇等做成的小筏子，在小筏子上放上少量的泥土种植空心菜、白菜等，在巴比伦的空中花园上种植花草等，这些都是最早的无土栽培雏形。

第二个是，试验研究时期。时间段大约是1840年到1930年，在这一时期之前的很长时间里，许多人都被植物究竟需要什么来赖以生存。或植物的营养本质是什么的问题所困扰。先后有许多人提出植物是以水作为营养的，也有人认为是以油、火、水、土为其营养的，也有提出植物是以腐殖质为其营养的。直到1840年，德国的科学家李比希提出许多有关矿物质作为其营养的“矿质营养学说”以后，使得许多有关矿物质作为植物营养液来源和作用的试验广泛地开展起来，最终被以后的科学工作者所认同和证实，同时也对李比希当时提出的矿质营养学说进行了补充和完善。尽管李比希本人从来就没有做过矿质盐配制溶液来种植植物的尝试，但他创立的矿质营养学说成为了以后无土栽培的理论基础。

1865年萨克斯和克诺普利用广口瓶将棉花塞固定植物，把植物悬挂起来而根系伸入瓶内的溶液中进行水培试验，同时结合化学分析植物的元素组成，提出了早期的10种必需元素学说，他们配制的溶液被称为“四盐营养液”。后期，世界上很多国家的科学工作者对营养液的配方和植物在营养液中的生长反应方面做了大量工作，确定了很多标准营养液配方，有些营养液配方在世界范围内仍然被广泛使用。

第三，生产应用时期，时间段大约是1930年到1960年。1929年美国的格里克，使用营养液种植的番茄高达7.5m，一株收货了14.5公斤，成为第一个把实验室研究用的无土栽培技术应用于商业化生产的人。1933年格里克把种植植物装置以“水培植物设施”为名取得了专利。这张图片就是格里克的“水培植物装置”。

三四十年代，美国一些大石油公司在无法进行农业耕作的石油基地开无土栽培作物生产。

二战期间，盟军在具有战略性意义的岛屿上建立大规模的无土栽培基地，生产蔬菜已解决军需。这段时间内，无土栽培作为一种远远优越于传统土壤栽培的种植方式越来越受到人们的重视和接受，他的发展也从最初的探索研究走向生产应用，并且在技术上也日趋成熟。

第四阶段，大规模集约化、自动化生产应用时期，1960年到现在。现在无土栽培技术，随着研究的深入和机械设备的不断升级，迅猛发展，未来全自动、全天候的植物工厂代表着未来无土栽培技术的发展方向。

3.无土栽培的特点

无土栽培与传统的土壤栽培相比的优势，归结起来有以下五点：

1.具有产量高、品质好、无公害、无污染；

2.清洁卫生，无杂草危害，病虫害少；

3.节省土地、节约水肥、节约劳动力；

4.扩大作物栽培区域和空间，可用于开发沙漠、盐碱地、宇宙空间等；

太空舱中的无土栽培场景

5.有利于实现作物栽培的自动化和工厂化。

那么无土栽培又有那些缺点呢？

归纳起来主要有以下三点：

1.投资较大；

2.技术上要求较高；

3.如管理不当，易造成某些病害的大范围传播。

当前无土栽培主要用于作物的育苗、温室大棚花卉和蔬菜的栽培。随着研究的深入，无土栽培技术将会更加完善，无土栽培的应用范围将不断扩大。

4.无土栽培的分类

看了这张图片，我想大家应该对无土栽培的种类都能够了解了。有兴趣深入了解的朋友可以自己去查些资料研究。

那么究竟应当选择哪种方式进行无土栽培呢？主要应根据条件、作物种类、投资成本等因素加以综合考虑，但是最终的目的是一致的，都要有利于改善和提高作物根系营养和环境条件；完善营养液供排系统；简化工序；降低成本，便于自动化管理等。

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第二部分╱

二、无土栽培理论基础

无土栽培作物之所以能够取得高产优质，是因为它提供给作物生长的水分、养分、光照、温度、湿度等环境条件比作物千百年来生长的土壤环境要求来得优越。了解作物在无土栽培条件下养分、水分和温度等对作物生长的影响是成功进行无土栽培的基础。简而言之，就是作物需要什么，我们就最大限度的提供什么，满足作物最优生长的环境条件。

1.根系的结构与功能

这里我们简单介绍一下，影响根系吸收矿物质营养的外界因素。主要包括以下几点：

1.温度条件，这是影响根系吸收的重要因素。过高过低都不适合植物生长。

2.空气条件，主要是要满足植物根系的呼吸。

3.光照条件，主要是影响一些矿物质元素的吸收。

4.营养液浓度，浓度过高，造成烧苗；浓度过低，造成植物营养不良。

5.营养液的酸碱度，过酸或过碱都会造成植物根系的破坏，影响矿质元素的吸收。

2.矿物质营养及其生理功能

一般认为植物必需元素有16种，分别是C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl。这张图片可以简要的说明各元素的主要作用。

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第三部分╱

三、无土栽培的营养液

根据植物生长对养分的需求，把肥料按照一定的数量和比例溶解于水中所配制的溶液称为营养液。无论哪种形式的栽培形式，都要用到营养液来提供作物生长所需的养分和水分，无土栽培生产的成功与否，在很大程度上取决于营养液配方和浓度是否合适，植物生长过程的营养液管理是否能满足各个不同生长阶段的要求。因此，可以说营养液是无土栽培管理的核心问题。只有深入了解营养液的组成和变化规律及其调控方法，才能够真正掌握无土栽培生产技术的精髓。

前面我有提到过的营养液的雏形，就是“四盐营养液”。随着研究的不断深入，后人对营养液进行了不断的改进，最终形成了许多成熟的营养液配方，其中较为著名的配方是霍格兰德配方和山崎配方。

这里首先说一下营养液配制对水质的要求：

1.水的硬度划分标准，请看这张图片，一般而言，利用15°以下的硬水进行无土栽培较好。