李榮君

“沒有土，植物怎么生長？”農(nóng)業(yè)科學家發(fā)明了無土栽培技術(shù)，解決了這個問題。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與園藝業(yè)中，無土栽培技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。無土栽培上天入地，已經(jīng)進入到航天、遠洋等領(lǐng)域，為在那里工作的人們提供新鮮的蔬菜。

什么是無土栽培

無土栽培，是一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)栽培模式，是指以水、草炭或森林腐葉土、蛭石等介質(zhì)作植株根系的基質(zhì)固定植株，植物根系能直接接觸營養(yǎng)液的栽培方法。無土栽培與常規(guī)栽培的區(qū)別就是不用土壤，直接用營養(yǎng)液為農(nóng)作物提供養(yǎng)分，可以有效地滿足農(nóng)作物在生長發(fā)育過程中對溫度、水分、光照、養(yǎng)分以及空氣的要求。

無土栽培所用的營養(yǎng)液的成分易于控制，且可隨時調(diào)節(jié)。在光照、溫度適宜卻沒有土壤的地方，如沙漠、海灘、荒島，只要有一定量的淡水，便可進行無土栽培。無土栽培根據(jù)栽培介質(zhì)的不同，分為水培、霧（氣）培和基質(zhì)栽培。水培是指植物根系直接與營養(yǎng)液接觸，不用基質(zhì)的栽培方法。最早的時候，人們采用的水培方式是將植物根系浸入營養(yǎng)液中，這種方式會導(dǎo)致作物缺氧，嚴重時會造成作物的根系腐爛。后來，人們采用營養(yǎng)液膜法的水培方式，即使一層很薄的營養(yǎng)液不斷循環(huán)，不停地流經(jīng)作物的根系，既保證不斷供給作物水分和養(yǎng)分，又能不斷地將新鮮的氧氣供給作物的根系。

無土栽培的發(fā)展概況

無土栽培誕生于19世紀，如今得到了長足的發(fā)展。我國的無土栽培雖然發(fā)展較晚，與一些發(fā)達國家相比仍較落后，但是從這一學科所具有的優(yōu)越性，以及它在蔬菜、花卉、瓜果等作物的應(yīng)用上來看，無土栽培在我國仍然有廣闊的發(fā)展前景。

19世紀中葉，德國科學家建立了礦質(zhì)營養(yǎng)理論的雛形，奠定了現(xiàn)代無土栽培技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1860年前后，科學家成功地在營養(yǎng)液中種植植物，建立了沿用至今的用礦質(zhì)營養(yǎng)液培養(yǎng)植物的方法，并逐步演變成現(xiàn)代的無土栽培技術(shù)。1929年，美國的科學家進行了大規(guī)模的無土栽培研究，用營養(yǎng)液種出了高達7.5米的番茄，單株收果實14公斤。20世紀40年代，無土栽培作為一種新的栽培方法，陸續(xù)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。不少國家都先后建立起了無土栽培基地，有的還建起了溫室。在第二次世界大戰(zhàn)期間，英國空軍在伊拉克沙漠、美國在太平洋的威克島曾先后用無土栽培的方法生產(chǎn)蔬菜，滿足戰(zhàn)時的需要。后來，不同國家開始應(yīng)用無土栽培的技術(shù)，并獲得較大的發(fā)展。

在荷蘭、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、二氧化碳濃度、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)，產(chǎn)品全年供應(yīng)，產(chǎn)值高，經(jīng)濟效益顯著；雖然前期投入較高，但隨著技術(shù)和設(shè)備的逐漸成熟，以及后期人工和能耗的降低，收益水平一直在持續(xù)增長。

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(shù)條件，采用簡單的設(shè)備就地取材，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。

對于中國而言，無土栽培技術(shù)的主要目標是研發(fā)適合我國國情的普及型無土栽培設(shè)施，以降低投資和生產(chǎn)成本，并將微電子、計算機、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)應(yīng)用于無土栽培，對其營養(yǎng)液的貯液量、液溫、酸堿度、電導(dǎo)率和供液時間實現(xiàn)實時監(jiān)控。此外，對于有條件的溫室園區(qū)，也可以進行高端無土栽培生產(chǎn)。

我國無土栽培的研究和生產(chǎn)應(yīng)用始于20世紀70年代，主要是水稻無土育秧、蔬菜作物無土育苗。1980年，全國成立了蔬菜工廠化育苗協(xié)作組，除研究無土育苗外，還進行了保護地無土栽培技術(shù)研究。2016年，中科院植物研究所和福建三安集團建立起世界最大面積的全人工光植物工廠——中科三安植物工廠，實現(xiàn)了無土栽培蔬菜生產(chǎn)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

無土栽培的優(yōu)點

作為一門新學科、新技術(shù)，無土栽培具有很多的優(yōu)越性。

無土栽培的農(nóng)作物所需的營養(yǎng)元素，都是人工配制的營養(yǎng)液，水分損失少，營養(yǎng)成分平衡，吸收效率高，并且是根據(jù)農(nóng)作物的種類以及同一農(nóng)作物的不同生長階段，科學地供應(yīng)養(yǎng)分。因此農(nóng)作物生長發(fā)育良好，可充分發(fā)揮農(nóng)作物的增產(chǎn)潛力。

無土栽培施用的是無機肥料，不會污染環(huán)境，還可以避免重金屬等有害物質(zhì)的污染。

無土栽培不需要中耕、翻地、鋤草等作業(yè)，省工省力。澆水追肥同時解決，并由供液系統(tǒng)定時定量供給，管理方便。

在農(nóng)作物的田間種植管理中，土地合理輪作，避免連年重茬是防止病害發(fā)生和蔓延的重要措施之一。無土栽培特別是采用水培的方式，可以從根本上解決重茬的問題。

無土栽培使農(nóng)作物不受土質(zhì)、水利條件的限制，擺脫了自然環(huán)境的制約，地球上許多沙漠、荒原或難以耕種的地區(qū)，都可以采用無土栽培的方式種植農(nóng)作物。

無土栽培的應(yīng)用

無土栽培應(yīng)用范圍廣泛，主要應(yīng)用于以下幾個方面。

用于蔬菜栽培。培養(yǎng)無污染的綠色食品，健康安全，深受人們的重視。

用于花卉栽培。無論是切花還是盆花，都適合無土栽培，無土栽培的花卉不僅花頭大，而且顏色鮮艷。

用于栽培藥用植物。許多藥用植物都是根用植物，根的生長環(huán)境十分關(guān)鍵，無土栽培可為藥用植物提供良好的生長環(huán)境，因而種植效果十分明顯。

用于果木栽培。無土栽培培育的果樹砧木幼苗生長快，成活率高；扦插快繁的果樹生根快，成苗率高。

用于無土育苗。無土栽培的幼苗生長迅速，苗齡短，根系發(fā)育好，健壯整齊，定植后緩苗時間短，易成活。

我國的人口越來越多，耕地面積有限，無土栽培技術(shù)不僅能有效緩解糧食供應(yīng)問題，還能彰顯現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的魅力。