无土栽培发展现状及趋势

无土栽培发展现状及趋势温室作物生产的传统方法是在土壤中栽培，但土壤中种植作物的主要问题是土壤自生疾病。由于环境污染和人体健康方面的原因，在温室中缺少可使用的熏蒸剂，或蒸气消毒剂的价格昂贵，因此人们把注意力集中到了无土栽培上。无土栽培不用自然土壤,而用营养液或营养液与基质栽培作物。无土栽培是在人为控制下,充分满足作物对营养、水分、气体条件的要求,是一种技术集约的现代农业生产方式,具有节水、节能、省工、省肥,减轻土壤污染、防止连作障碍、产品洁净无污染、高产高效益等优点。现在,随着人们生活质量的提高,对无公害无污染的蔬菜、水果的需要逐年增加。无土栽培基本杜绝了植物土传病害的发生,化学农药的使用相对少于土壤栽培。利用高温蒸汽、紫外线、沙滤、生物膜过滤等物理方法,可对植物病害进行防治,对营养液和设施进行消毒,而不污染环境。为此,采用无土栽培技术可以较好地保护环境,生产出绿色食品。20世纪后期,无土栽培技术无论在发达国家还是发展中国家都得到迅速发展,无土栽培技术已日益完善。我国无土栽培技术的研究和生产应用起步较晚。而事实上，我国的科技工作者早已掌握无土栽培的原理，例如中山大学的罗宗洛(1931)研究铵硝营养的成果受到世界同行的瞩目，1965年由科学出版社翻译出版了休伊特的著作《植物营养研究的沙培和水培法》。但由于历史的原因，限制了其发展。直到20世纪70年代开始才逐渐在生产中应用无土栽培技术。它首先是在作物的营养液育苗方面开展这一工作的，例如蔬菜和水稻的无土育苗。1975年山东农业大学最早开展这方面的研究和生产应用，先后对西瓜、黄瓜、番茄、韭菜、小萝卜和小白菜等多种作物进行无土栽培试验，在1979-1984年开发出半基质培的“鲁SC-I型”番茄多层无土栽培设施，1984-1987年与胜利油田联合开发了面积为6699平方米的生菜无土栽培基地。1985年开始，华南农业大学根据南方热带亚热带气候条件的特点，结合国内外各种无土栽培技术的特点，研制出水泥砖结构深液流水培装置及蔗渣或其它基质的袋培和槽培营养液滴灌种植系统，并从1987年开始在广东、山东、上海、海南、广西、福建、四川等许多省市推广，累积无土栽培面积已达3000多亩，广东省也成为我国无土栽培面积最大、发展速度最快、技术水平发展得最好的一个省份，许多种植者在取得很好的社会效益的同时，也取得了很好的经济效益。1986年深圳格林果菜公司从美国引进了一套无土栽培设施，在以后的2-3年时间内，广东省就先后引进了美国、荷兰等国家的无土栽培设施7套。全国的其它省市如北京、上海、浙江等也引进了不少国外的无土栽培设备。这些国外无土栽培设备的引进对于开拓视野、消化吸收国外的技术有着其积极的作用，但由于引进的盲目性，国外设备不适宜我国的气候特点，特别是南方的气候特点，而且造价及日常维持成本很高，再加上有些设备设计上的不合理，因此在引进数年之后有许多已经废弃，有些设备只是利用到其温室的外壳，而其它部件均不能使用，造成了极大的浪费。在华南农业大学大学研制成功适合南方气候条件的水泥砖结构深液流水培设施之后的10来年中，广东省的无土栽培已走上了国产化的道路。但近几年来，有许多省市花费大量的资金引进一些国外的设备，形成了第二次引进国外温室设备的高潮，例如上海、北京、广东、沈阳、浙江等地在近几年来先后引进了一些包括温室在内的无土栽培成套设备，而目前来看，所有引进的设备都出现极为严重的亏损，这个现象值得注意。80年代开始，浙江省农科院在日本赠送的营养液膜技术(NFT)设备的基础上，研制了用定型泡沫塑料槽的浮板毛管水培技术(FCH)。沈阳农业大学、北京市蔬菜中心以及南京市蔬菜所等单位也引进了日本的全套无土栽培设备，研制出简易营养液膜技术和岩棉培技术。由于北方地区的水质硬度较高，因此，有些地方在进行水培尝试时失败了，但利用北方来源丰富的稻壳(砻糠灰)、泥炭等来进行基质培却取得了成功，形成了在全国范围内各种无土栽培形式百花齐放的局面，但总的来说，南方主要以深液流水培和槽式基质培为主，有少量的基质袋培；长江口附近地区以浮板毛管水培技术、营养液膜技术为主，有一部分深液流水培；而北方地区多为基质栽培，有一部分简易的岩棉培。在90年代初期，中国农科院花卉蔬菜研究所推广有机基质栽培(或称为有机生态型无土栽培)，试图通过使用有机肥来降低无土栽培的投入和降低蔬菜产品中硝酸盐的含量，同时也为了简化种植设施、降低投资和生产成本。但由于用有机肥来提供营养，对与基质中的营养状况难以了解和控制，往往出现养分供应不均衡的现象，而且，施用有机肥如果过量，也非常容易造成硝酸盐在产品中的累积问题，而施用有机肥只是其有机态氮的释放较慢而已。无论如何，利用有机肥来进行无土栽培生产，不失为一种较低成本的无土栽培类型，有一定的应用价值。1980年，北京林业大学马太和教授编译出版了我国第一本系统介绍无土栽培理论与技术的书籍――《无土栽培》，这本书对于我国无土栽培技术的发展起到了重要的推动作用。1994年由华南农业大学连兆煌教授主编的全国第一本无土栽培方面的高等农业院校统编教材――《无土栽培原理与技术》，这对于掌握无土栽培技术的人才培养起着很重要的作用。这几年中，有许多的工作者也出版了许多有关无土栽培方面的书籍。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。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。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m2。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．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。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兀／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人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。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，以固体肥料施人，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：《我国无土栽培的现状与展望》《无土栽培技术概述》《我国无土栽培研究新技术新成果及发展动向》