我国蔬菜无土栽培的研究现状及进展

2014-12-31孙严艳

中国科技信息 2014年21期

孙严艳

哈尔滨市阿城区农业技术推广中心

蔬菜无土栽培目前已成为我国农业的重要内容，是发展高效农业的新途径。本文首先概括地介绍了蔬菜无土栽培的概念及原理，在此基础上阐述了蔬菜无土栽培的发展历程，分析了蔬菜无土栽培技术的研究现状和应用，最后提出了我国蔬菜无土栽培的发展前景。

蔬菜无土栽培是指不用或部分不用天然土壤，而用营养液或固体基质加营养液直接向蔬菜提供生长发育所必需的营养元素栽培作物的方法。与传统的蔬菜土壤栽培相比，蔬菜无土栽培方法不仅能够提供蔬菜更多的养分，还能够有效避免土壤的病虫害，具有高产、节水、节肥、省工、不受地域限制等优点，能够充分的利用空间。蔬菜无土栽培是农业技术的一场革命，它可以在荒滩、荒坡等一切不适宜一般蔬菜耕作的地方进行作物生产。

蔬菜无土栽培的概念及原理

蔬菜无土栽培是以草炭或森林腐叶土、蛭石等轻质材料做育苗基质固定蔬菜，让蔬菜根系直接接触营养液，采用机械化精量播种一次成苗的现代化育苗技术。选用苗盘是分格室的，播种一格一粒，成苗一室一株，成苗的根系与基质互相缠绕在一起，根坨呈上大下小的塞子形，一般叫穴盘无土育苗。蔬菜无土栽培的原理是：指不用土壤，用加有养分溶液的物料（如营养液、木头、草炭、珍珠岩、蛭石、无毒泡沫塑料等）作为蔬菜生长介质，如表1 常见营养液配方举例。在蔬菜无土栽培中，用人工配制的培养液供给蔬菜矿物营养的需要。蔬菜无土栽培是一种不用天然土壤而采用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养，使蔬菜正常完成整个生命周期的栽培技术。无土栽培主要包括水培、雾培和基质培等方式，其中基质培是无土栽培的最主要形式。基质培即固体基质栽培，固体基质又可分为无机基质、有机基质和有机无机混合基质。

蔬菜无土栽培的发展历程

19 世纪中时，美国研究者W.克诺普等发展了蔬菜无土栽培技术，主要生产的蔬菜品种有黄瓜、番茄和莴苣三种。20 世纪70年代，我国引进了蔬菜无土栽培技术，并且开展了营养液育苗方面的相关研究。20 世纪80年代，我国系统地进行了大面积蔬菜无土栽培的应用。在21 世纪人们进一步改进技术，使得蔬菜无土栽培发展起来。蔬菜无土栽培由于具有作物生长快、产量高、周期短、产品质量好，同时节省劳力、节肥、节水，以及克服土壤连作障碍和不受土壤条件限制等优点，已成为西方园艺发达国家园艺作物工厂化生产的重要形式。我国蔬菜无土栽培的重点是在低成本的基础上，进一步提供蔬菜的品质。

蔬菜无土栽培技术的研究现状和应用

水培

现阶段，我国蔬菜无土栽培技术，主要有营养液膜技术（如图1）和浮板毛管水培技术（如图2）。下面分别介绍一下这两种方法的原理及应用。

营养液膜技术是一种将蔬菜种植在浅层流动的营养液层中的水培方法。营养液膜技术不用固体基质，在要求一定坡降的倾斜种植槽中，营养液仅以数毫米深的薄层流经蔬菜根系。这种装置的种植槽多采用塑料薄膜或硬质塑料片材制成，使设备的结构更轻便简单，用户可以自行设计安装使用，大大降低了投资成本。在高温和作物生产盛期，植株叶而蒸腾量大，消耗营养液量大，供应不及时亦易造成植株萎蔫。

表1 常见营养液配方举例

图1 营养液膜技术

图2 浮板毛管水培技术

浮板毛管水培装置是浙江省农业科学院和南京农业大学研制开发的，改进了NFT 水耕装置的缺点，减少了液温变化，增加了供氧量，使根系生长发育环境得到改善，避免了停电、停泵对根系造成的不良影响，在番茄、辣椒、芹菜等多种蔬菜栽培上应用取得良好效果。浮板毛管栽培设施包括种植槽、定植板、地下贮液池、循环管和控制系统4 部分。除种植槽以外，其他3 部分设施基本与相同。板上覆盖亲水性无纺布，向下垂延至营养液槽中，通过毛细管作用，使浮板始终保持温秧苗栽人定植杯内，然后温室苗床悬挂在定植板的定植孔中，正好把槽内白浮板夹在中间，根系从定植杯的孔中伸出后，一部分根爬伸生长浮板上，产生根毛吸收氧，一部分根伸到营养液内吸收水分和养分。

雾培

雾培，又称气培，是喷雾栽培的简称，无土栽培的方式之一。是指不用固体基质而是直接将营养液喷雾到蔬菜根系上，供给其所需的营养和氧的栽培方式。通常用泡沫塑料板制的容器，在板上打孔，栽入蔬菜，茎和叶露在板孔上面，根系悬挂在下空间的暗处。每隔2～3min 向根系喷营养液几秒钟。营养液循环利用，但营养液中肥料的溶解度应高，且要求喷出的雾滴极细。这种无土栽培技术需要较高的资金支持，相关设备的购置成本大，消耗电能较高，不具备缓冲的余地，只能应用于科学研究中，不适宜大面积的蔬菜生产。

我国蔬菜无土栽培技术的发展前景

结合我国蔬菜无土栽培的发展现状，已经从最初的实验室研究阶段发展为实际生产应用阶段，取得了较为优异的成果。随着科学技术的发展，我国投入更多的人力、物力、财力，进行蔬菜无土栽培技术的研究，我国蔬菜无土栽培的关键性技术日趋完善，得到了迅速的发展。相关研究及实践证明，蔬菜的无土栽培技术将向着集约化、现代化、自动化方向发展，以便于获得更高的生产效益。随着我国社会经济的快速发展，一方面，我国物质水平快速提高，另一方面，我国土地面积却不断减少，蔬菜的无土栽培技术将受到国家及人们的广泛关注，将出现蓬勃发展的局面。