宋高萍

（東明縣東明集鎮(zhèn)人民政府，山東東明 274509）

0 引言

由于生活水平的提高，人民群眾對(duì)無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品的需求愈來(lái)愈高，這在一定程度上也促進(jìn)了農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的發(fā)展。早在20世紀(jì)30年代，中國(guó)人就開(kāi)始研發(fā)了無(wú)土栽培技術(shù)，這是一種利用人造環(huán)境來(lái)取代天然土地進(jìn)行作物栽培的新技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在農(nóng)作生產(chǎn)中的運(yùn)用，也代表了中國(guó)當(dāng)代最優(yōu)秀的農(nóng)耕方式。利用無(wú)土栽培技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)糧油蔬菜瓜果種植，已成為中國(guó)未來(lái)糧油蔬菜種植業(yè)的主要發(fā)展方向。

1 無(wú)土栽培的意義

盡管中國(guó)地大物博，但能夠耕作的農(nóng)田面積很有限，特別是隨著中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)和城市化進(jìn)程的日益深入，中國(guó)不少地區(qū)都存在著土壤污染和耕地減少等問(wèn)題，因此土壤資源問(wèn)題也越來(lái)越突出，無(wú)土栽培技術(shù)的問(wèn)世在一定程度上解決了人類(lèi)發(fā)展水平和土地資源短缺之間的問(wèn)題。無(wú)土栽培技術(shù)也叫營(yíng)養(yǎng)液栽培法，是一個(gè)完全不依靠天然土壤的新種植方法，不再受土壤條件的約束，而只是利用將植株生長(zhǎng)發(fā)育所需要的養(yǎng)分溶解于水中，以產(chǎn)生高營(yíng)養(yǎng)液溫度來(lái)供給植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育。

1.1 糧食作物產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益好

因?yàn)闊o(wú)土栽培技術(shù)較好地解決了土地種植中不得而解的水量、養(yǎng)分與空氣溫度的矛盾。尤其是土壤養(yǎng)分液溫度的pH值很容易調(diào)節(jié)，所以天然災(zāi)害損失因素較小，土壤病蟲(chóng)害少，糧食作物生長(zhǎng)發(fā)育快，產(chǎn)量較高。在中國(guó)，進(jìn)行無(wú)土栽培技術(shù)的科學(xué)研究盡管持續(xù)時(shí)間并不長(zhǎng)，但種植經(jīng)驗(yàn)卻證明了這一點(diǎn)。山東省棗莊市的蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)，成本減半，產(chǎn)出增倍。

1.2 作物生產(chǎn)無(wú)公害、品質(zhì)好

無(wú)土栽培技術(shù)采取了營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)利用等多種形式，并嚴(yán)格進(jìn)行了消毒管理，從而可以最大限度地適應(yīng)于作物的生長(zhǎng)發(fā)育，沒(méi)有因病蟲(chóng)害防治而產(chǎn)生的環(huán)境污染和條件，從而減少了農(nóng)藥污染，不但適合于綠色的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也同時(shí)改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量。如，無(wú)土栽培技術(shù)的番茄外形端正、色彩鮮艷，口感較好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也高，維生素C的含量比較大田栽培的高出約30%，同時(shí)維生素A和礦物質(zhì)的含量也均有提高。而無(wú)土栽培技術(shù)的花卉，無(wú)病害、繁殖速度快、品質(zhì)好、觀賞價(jià)值也高。

1.3 可節(jié)約大量的水和肥料

傳統(tǒng)種植方式土地滲漏和大氣蒸發(fā)很?chē)?yán)重，因此土壤作物所吸受的水分也只有其中的很少量，施用的化肥也只有50%～60%能被土壤作物吸收并使用。而無(wú)土栽培技術(shù)中，水、肥一體化使?fàn)I養(yǎng)液高溫給土壤作物吸收利用，營(yíng)養(yǎng)液高溫通常是是在不會(huì)泄漏的容器中，因此損失很小，基本可以做到水、肥料全被土壤作物所使用。中國(guó)目前已是嚴(yán)重缺水的農(nóng)業(yè)大國(guó)之一，無(wú)土栽培技術(shù)無(wú)疑為節(jié)水農(nóng)業(yè)開(kāi)拓了一個(gè)嶄新的發(fā)展渠道。

1.4 適合農(nóng)業(yè)工廠化生產(chǎn)，降低農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度

無(wú)土栽培可使農(nóng)夫從辛苦的田地勞動(dòng)中解放出來(lái)，進(jìn)而大大提高農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率。無(wú)土栽培技術(shù)大大簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)泥土播種的耕作程式，免去了耕翻泥土、整畦、灌水、施肥、除草等費(fèi)力費(fèi)時(shí)的一道道環(huán)節(jié)，極大節(jié)約了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也克服了由于與單一作物長(zhǎng)期連作而引起的地力衰竭等重大社會(huì)問(wèn)題，進(jìn)而大大減少了輪作換茬、改良土壤結(jié)構(gòu)等舉措。無(wú)土栽培技術(shù)極易利用最先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了智能化生產(chǎn)，將作物生長(zhǎng)與發(fā)展所需要的各種指標(biāo)，如光照強(qiáng)度、氣溫、相對(duì)濕度、超臨界二氧化碳含量、土壤pH值等，送入了計(jì)算機(jī)，并完全實(shí)行了計(jì)算機(jī)管理，使糧食作物的生長(zhǎng)與發(fā)展得到了最佳狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)最高的生物產(chǎn)量。

1.5 不受地理約束，適用范圍廣

由于適栽植物眾多以及無(wú)土種植農(nóng)藝的特點(diǎn)，也決定了它使用區(qū)域的廣闊。無(wú)土栽培技術(shù)還可能會(huì)往天上進(jìn)一步發(fā)展，向地底擴(kuò)展。在深海里作業(yè)的潛水艇里，乃至遨游太空的宇宙飛行器中，都能夠使用無(wú)土栽培科學(xué)技術(shù)，在制造食品的同時(shí)排放出空氣中。無(wú)土栽培的科學(xué)技術(shù)適合所有植株，尤其是根冠比介于1/8～1/4的植株。無(wú)土栽培科學(xué)技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，在室內(nèi)也有望制造糧食作物。

2 無(wú)土栽培的類(lèi)型與實(shí)施要點(diǎn)

無(wú)土栽培技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成較完善的農(nóng)用科學(xué)技術(shù)，有著巨大的應(yīng)用空間，目前已經(jīng)在反季節(jié)性果蔬生產(chǎn)種植、觀賞性果蔬種植、自然環(huán)境條件比較惡劣的特殊區(qū)域和太空農(nóng)場(chǎng)等領(lǐng)域方面獲得了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。目前的無(wú)土栽培科技主要包括了有機(jī)養(yǎng)分無(wú)土種植、無(wú)機(jī)養(yǎng)分無(wú)土種植二類(lèi)，在糧食作物及蔬菜瓜果的種植和使用時(shí)，應(yīng)要明顯區(qū)別，并熟練掌握它們的使用要領(lǐng)。

2.1 無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)無(wú)土栽培實(shí)施要點(diǎn)

2.1.1 在進(jìn)行糧食蔬菜瓜果種植的過(guò)程中，第一步就是需要結(jié)合實(shí)際需求科學(xué)的配比無(wú)機(jī)基質(zhì)與有機(jī)基質(zhì)，促使其能夠充分的混合，隨后再采用互福爾馬林溶液以及化學(xué)滅菌箱等多種手段針對(duì)基質(zhì)進(jìn)行殺菌處理[1]。

2.1.2 針對(duì)這些準(zhǔn)備好的基質(zhì)，相關(guān)工作人員可以針對(duì)其進(jìn)行工業(yè)營(yíng)養(yǎng)液配置并提升溫度，以糧食生長(zhǎng)發(fā)育的實(shí)際需求進(jìn)行各種相關(guān)數(shù)值的調(diào)試與控制，針對(duì)工業(yè)營(yíng)養(yǎng)液升溫及硫銨母液可以同時(shí)進(jìn)行配置，針對(duì)配置全過(guò)程的營(yíng)養(yǎng)液含量、溫度以及pH酸堿度進(jìn)行嚴(yán)格的把控，使?fàn)I養(yǎng)液pH酸堿水平始終保持在5.5～6.5之間。在配置的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要使用充氣泵等裝置或是不停地對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行攪拌使其升溫，結(jié)合實(shí)際需求調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液中的含氧量。

2.1.3 針對(duì)營(yíng)養(yǎng)液，應(yīng)當(dāng)定時(shí)的進(jìn)行更換，每周應(yīng)當(dāng)保持在3次以上的更換次數(shù)，為了切實(shí)保障灌溉的針對(duì)性和準(zhǔn)確性，要保證供液系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)而保障輸液管道設(shè)計(jì)和滴液設(shè)備布局的科學(xué)合理性。同時(shí)，無(wú)土栽培技術(shù)是一個(gè)完全不依靠天然土壤的新種植方法，不再受土壤條件的約束，利用將植株生長(zhǎng)發(fā)育所需的養(yǎng)分溶解于水中以產(chǎn)生高營(yíng)養(yǎng)液溫度，以供植株正常生長(zhǎng)發(fā)育。

2.2 有機(jī)營(yíng)養(yǎng)無(wú)土栽培技術(shù)

科研加工并配制有機(jī)肥，使之得以完全發(fā)揮并腐熟，而后再經(jīng)過(guò)風(fēng)干加工，待其充分風(fēng)干后經(jīng)過(guò)粉碎加工并篩分[2]。然后，科學(xué)合理的選擇種植基質(zhì)[2]。經(jīng)過(guò)實(shí)踐的證明，爐渣與草炭配比選擇時(shí)，最好配比是6：4；河沙與椰殼的最好配比為1：1；鋸末、焊渣、葵花桿三者的最好分配比率為3：2：5；當(dāng)采用珍珠巖和草炭的比例分配時(shí)，二者最好配比為3：7。需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置一些蔬菜栽培，并設(shè)置一些輔助性的供液系統(tǒng)等栽培設(shè)施，在出水口設(shè)置濾網(wǎng)，為營(yíng)養(yǎng)液的清潔度提供更加充分的保障。

在進(jìn)行有機(jī)物種植的過(guò)程中，要對(duì)無(wú)土栽培的施肥管理工作報(bào)以高度重視。在開(kāi)展種植工作之前，就應(yīng)當(dāng)在基肥中適當(dāng)?shù)奶畛溆袡C(jī)肥，并且在農(nóng)作物種植之后的20天內(nèi)每隔10～15天，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行1次追肥。在此過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)引起高度重視，在進(jìn)行施肥的過(guò)程中，要嚴(yán)格的按照農(nóng)作物的實(shí)際生長(zhǎng)情況選擇適當(dāng)?shù)姆柿喜⒃诨蕛?nèi)部均勻的施加，最好是在農(nóng)作物的根大約間隔5 cm的地方進(jìn)行施加。一般情況下，基質(zhì)氮肥含量通常在80～100 g/m2之間，鉀肥通常情況下在50～180 g/m2之間，磷肥通常在30～50 g/m2之間。但是，實(shí)際的施肥量還需要以農(nóng)作物的實(shí)際生長(zhǎng)需求為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。

3 糧食蔬菜瓜果無(wú)土栽培的新技術(shù)

早在20世紀(jì)30年代，中國(guó)人就開(kāi)始研發(fā)了無(wú)土栽培技術(shù)，這是一種利用人造環(huán)境來(lái)取代天然土地進(jìn)行作物栽培的新技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在農(nóng)作生產(chǎn)中的運(yùn)用，也代表了中國(guó)當(dāng)代最優(yōu)秀的農(nóng)耕方式。

3.1 固體基質(zhì)培養(yǎng)

對(duì)于大部分北方地區(qū)而言，由于其硬水區(qū)中含有大量的鈣鋁離子，因此不適合進(jìn)行深水培育。可以酌情采用爐屑、草灰及木吒等固體的物質(zhì)當(dāng)做基質(zhì)進(jìn)行無(wú)土栽培。這種固態(tài)的基質(zhì)常見(jiàn)的有壟型、溝型以及袋型和有機(jī)生態(tài)基質(zhì)。有機(jī)生態(tài)基質(zhì)作為基礎(chǔ)作為一種高效率的固態(tài)基質(zhì)，當(dāng)前我國(guó)無(wú)土栽培技術(shù)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的效率問(wèn)題及資源投入問(wèn)題都能夠得到充分的解決[3]。

在應(yīng)用這種方式的過(guò)程中，需要將雞糞及蒿桿粉等進(jìn)行高溫的發(fā)酵滅菌，隨后按照規(guī)定將其投入到培養(yǎng)基質(zhì)中，再在基質(zhì)上鋪軟滴灌技術(shù)，這種方式的應(yīng)用能夠極大程度的節(jié)省投入。后者則是根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要在基質(zhì)中選定單種或是多個(gè)比例，然后將其存放于塑膠袋或是其他形式的基質(zhì)里，再通過(guò)在上面安裝滴灌裝置實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液滴灌，該種方法的適用范圍也更廣。

3.2 水源培養(yǎng)

水源培育方法分營(yíng)養(yǎng)液膜水培法和浮板毛管水培法。前者為中國(guó)沿海先進(jìn)城市在20世紀(jì)80年代初由外國(guó)引入的水培技術(shù)，采用這種水培方法所種植的糧食作物，其根系僅須借助栽培水槽或溝底的淺液流動(dòng)即抽濾吸肥，很好地解決了植根抽濾和吸氧的問(wèn)題。但該種方法對(duì)水電的依賴(lài)性很高，如果停水或斷電就會(huì)造成土壤液流不穩(wěn)，進(jìn)而影響糧食作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育[4]。后者則有效地克服了營(yíng)養(yǎng)液膜培養(yǎng)法對(duì)水電的依賴(lài)性，其利用分根法使一部分根系伸展到置于液面的濕氈或發(fā)泡浮板上，這種方法置于浮板上的根系可以抽入空氣，而置于浮板下的根系則可滲入養(yǎng)分液溫度中吸取水分肥料，該種模式對(duì)于空氣含氧量較低、水溫度高的地方也同樣適宜。

3.3 氣霧培養(yǎng)

定量氣霧劑培養(yǎng)是近二年最新發(fā)明的無(wú)土培育方式，它是將農(nóng)作物懸掛于密閉的種植設(shè)備中，使其根系暴露于室外，利用噴灑裝置將營(yíng)養(yǎng)液溫度霧化為霧滴狀態(tài)，隨即噴灑于植株根系，為其供給水分和營(yíng)養(yǎng)。利用該種方法可以有效減少農(nóng)作物中硝酸鹽的濃度[5]。

4 應(yīng)用情況及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

目前，生態(tài)基質(zhì)栽培科學(xué)技術(shù)已在我國(guó)31個(gè)省（區(qū)、市）普及，占我國(guó)無(wú)土栽培總量的85%以上。從農(nóng)作物發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，農(nóng)耕文明標(biāo)志即人們對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的有效干預(yù)與掌握程度[6]。無(wú)土栽培科學(xué)技術(shù)的問(wèn)世，使農(nóng)作物生產(chǎn)的機(jī)會(huì)完全脫離了自然環(huán)境條件的約束，可以完全根據(jù)個(gè)人的意志，朝著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、機(jī)械化和工廠化的方式發(fā)展。無(wú)土栽培技術(shù)能提高生產(chǎn)茬次，可大幅度提高蔬菜的生產(chǎn)率，同時(shí)，也是解決溫室連作障礙可行、經(jīng)濟(jì)有效和徹底的措施，發(fā)展無(wú)土栽培技術(shù)既能有效地改善設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)條件和質(zhì)量，同時(shí)又是發(fā)展觀光旅游農(nóng)產(chǎn)品、旅游休閑農(nóng)產(chǎn)品的主要種養(yǎng)發(fā)展模式，促進(jìn)農(nóng)民增收和社會(huì)穩(wěn)定。

從耕地的角度看，耕地是一種寶貴的、不可再生的資源。無(wú)土栽培技術(shù)能夠充分利用大量的非耕土地產(chǎn)出較高效益的園藝產(chǎn)品，并合理地使用沙地和工礦廢棄地以及荒漠等開(kāi)展蔬菜生產(chǎn)，從而減少了人地沖突，達(dá)到生態(tài)治理和高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的統(tǒng)籌發(fā)展目標(biāo)。在山東省和河北省等土地嚴(yán)重退化的設(shè)施蔬菜產(chǎn)地獲得了大量的研究與推廣，經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)2萬(wàn)元/667m2，從而很大程度上解決了農(nóng)業(yè)設(shè)施土壤嚴(yán)重退化的問(wèn)題，有效促進(jìn)了農(nóng)業(yè)設(shè)施農(nóng)產(chǎn)品的可繼續(xù)發(fā)展。在西北砂石地和東南沿岸海灘地等非耕地上的有效應(yīng)用面積將達(dá)到3333.33 m2，經(jīng)濟(jì)效益將達(dá)到超過(guò)1.5萬(wàn)元/667m2，在生態(tài)治理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)增收，提高了我國(guó)的生態(tài)環(huán)境治理水平，增加了農(nóng)村收入，有利于提高國(guó)家設(shè)施蔬菜生產(chǎn)科技的規(guī)?；芾硭剑欣谟行Ю脟?guó)家大面積的非耕土地，有利于保護(hù)國(guó)家土地資源乃至全國(guó)糧食安全。

5 結(jié)語(yǔ)

在固體基質(zhì)培養(yǎng)的過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)切實(shí)以實(shí)際情況為標(biāo)準(zhǔn)，選擇有機(jī)生態(tài)型的基質(zhì)，在應(yīng)用壟型、溝型及袋性的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)積極應(yīng)用相關(guān)的配套設(shè)備。在進(jìn)行水培育的過(guò)程中，采用營(yíng)養(yǎng)液膜能夠保障植物根系抽濾和吸氧困難的問(wèn)題得以充分解決，但是應(yīng)用這種技術(shù)需要較高的水質(zhì)需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，后續(xù)出現(xiàn)的浮板毛管水培法能夠?qū)⒄麄€(gè)問(wèn)題充分的解決，在一些溫度高及含氧度較低的地方同樣可以發(fā)揮出良好的效果。定量氣霧劑培養(yǎng)特點(diǎn)就是從根系中暴露出來(lái)，糧食作物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要的養(yǎng)分側(cè)采用噴射的方式給予，糧食作物中存在的硝酸鹽排放能夠得到充分的控制。在應(yīng)用無(wú)土壤種植技術(shù)的過(guò)程中，該技術(shù)增加糧食作物產(chǎn)量的效果十分明顯，并且環(huán)保性更為突出。