无土栽培技术在农业上的应用

殷萍萍

（青岛市黄岛区海滨街道办事处农业发展中心，山东 青岛 266404）

无土栽培利用珍珠岩、锯屑、草炭土和蛭石等化学物质或营养液作为培养基质，让农作物根部获得有效的营养供给，同时通过科学配比实现营养供给最优化，相较于传统土壤培育而言更为科学［1］。无土栽培改变了传统的土壤种植模式，让农业朝着商业化、工业化方向发展。简单来说，无土栽培是利用培养液或其他非土壤方式作为主要栽培模式的一种技术手段［2］。近年来，无土栽培技术在国内外均得到广泛重视，显著提升了农业生产力。

1 无土栽培技术分类

1.1 基质培养

基质培养是无土栽培中应用面积较大的一种培养方式。相对于其他培养方式而言，基质栽培技术的掌握难度不高，更容易被种植户接受。能够用于栽培的基质种类较多，如草炭、沙砾、珍珠岩、锅炉渣等［3-4］。无论是单独应用某一种基质，还是多种基质混合使用，均可为无土栽培提供良好基础。

1.2 水培

水培技术无论是在大规模种植中还是在家庭种植中均得到了广泛青睐。一方面，水培相较于土壤培植而言更具观赏性，改变了传统土壤培育中带给人们脏乱的固有印象，利用水作为培养物根部氧气和营养的供给基质，同时可确保作物的根部得以固定与支撑［5-7］。另外，无论是育苗定植还是定植后生长阶段的人工管理，采用水培技术均可显著提升效率。另外，水培模式下突发性停电或温度变化对作物生长的影响较小，可减少在此方面的成本投入。水培的缺点在于对营养液的需求量较大，但若过度使用营养液或营养液选择不当、配比不当，则可能给作物生长带来一定威胁，同时水培模式下肥料泵处于持续工作状态，对电力的消耗量较大（见图1）。

图1 水培设备架无土栽培

1.3 岩棉栽培

岩棉栽培模式多应用于西欧国家，栽培基质中含有20%焦炭、20%石灰石以及60%辉绿岩。岩棉基质能够作为工业保温隔热材料，其形状方便塑造且富含丰富的水分。但该培养基质使用数年后需要进行更换，处理报废的岩棉需耗费较多资金，因此，该培养基质逐渐被摒弃（见图2）。

图2 岩棉棚室蔬菜栽培

2 无土栽培技术的优缺点

2.1 技术优势

2.1.1 降低环境污染。有机无土栽培是当前栽培技术中较先进的一种，固态有机肥是其主要营养来源，将固态有机肥定期兑清水灌溉可保障农作物的有效营养供给。相较于传统无土栽培而言，有机基质是由农业废弃物经高温发酵后形成的，不仅可以减轻环境污染负担，还可以为农作物生长提供营养［8-11］。在传统栽培模式中，营养液使用过后的排放或多或少会影响土壤酸碱度，导致土质酸化，对环境造成污染。而在有机无土栽培中，固态有机肥为主要营养来源，灌溉吸收后即便排出也不会对土壤造成明显影响，在农业生态环境保护方面具有显著优势。

2.1.2 保障农作物质量。随着科技的发展，我国无土栽培技术的应用范围逐渐扩大。相较于传统农业土壤直接栽培而言，无土栽培技术的优势能够显著弥补传统土壤种植中的不足或制约。例如，在传统农业种植过程中，如果连续耕种某一作物，则该区块土壤的酸碱度会明显受到影响，且种植作物感染病虫害的概率会明显提高，直接影响农作物的品质及产量。应用无土栽培技术后，提前处理相关容器及器材便可有效抑制病虫害的滋生以及传播，很大程度地降低了环境所致的病虫害感染率。

2.1.3 提升种植效益。在传统农业中，农作物的选择以及播种季节会明显受到因地制宜条件的制约，但无土栽培技术，可通过营养液的配制或基质的选择让不同农作物均能有效生长，满足不同农作物在水分、营养等方面的生长要求［12-13］。无土栽培技术不再受土壤环节条件的影响，可显著提高土地利用率，同时保障农作物的品质与产量，增加种植户的经济效益。

2.2 技术缺点

2.2.1 前期投入成本高。相较于数百年来延续的土壤栽培，无土栽培技术的应用对于种植户而言属于新型技术，需要较高的科技含量以及现代化设备。尤其对于大规模种植者而言，前期的设备投入可能会给其带来一定的经济压力。

2.2.2 种植风险。传统土壤栽培模式具有较强的缓冲能力，遭受病菌侵袭后大多病害可通过物理方式或化学方式及时止损。但如果采用无土栽培技术，大面积种植地块一旦受到病菌侵害，很容易出现全军覆没的危险。同时，无土栽培技术应用于大规模蔬菜生产领域时对技术能力的要求较高，如营养液的配置合理性直接影响蔬菜的质量及产量。因此，种植者需要了解作物的生长习性、生理生态相关知识，在技术不足的情况下盲目投资可能造成较大的经济损失。

2.2.3 栽培基质问题。在外界因素干扰下，有机无土栽培技术所使用的基质经过数次使用后会出现一定程度的变化。例如，土质的EC 值、酸碱值等理化性状的改变，可能影响栽培基质对植物营养供给的有效性，从而导致种植质量及产量受到影响。

2.2.4 技术推广问题。无土栽培技术在当前已经受到广泛青睐，该技术虽然可以显著提升种植效益和农作物质量，但由于前期投入大且风险高、市场变幻莫测，因此，许多种植户因无法确保后期收益而拒绝尝试有机无土栽培。同时，在该技术与市场的结合方面也存在一定问题。生产者不知如何选择种植品种、如何定位产品市场、如何确认产品档次，如果定位不当，很可能出现盲目跟风问题，导致有机无土栽培的农作物在较高的资金及技术投入下无法得到相应的市场回报。

2.3 推广建议

首先，政府要在资金上向现代农业倾斜，开放民间资本进入无土栽培式现代化农业中，避免无土栽培农业的发展受到资金的限制。其次，政府应当做好技术对接等引导性工作。无土栽培中的营养配置、管理技术十分复杂，尤其是自动化设备的操作需要诸多技术支持。政府需要从中做好协调服务工作。最后，无土栽培的发展需要拥有强大的技术团队支持。当前现代化农业人才缺口极大，政府需要帮助相应企业培养人才、留住人才，让企业走向可持续发展之路。

3 无土栽培技术的应用

3.1 应用于育苗

无土栽培技术摆脱了传统土壤种植的束缚，利用营养液为农作物提供养分，因此，无土育苗技术也被称为营养育苗技术。在科学化管理下，农作物可实现机械化与规模化生产，进一步提升生产效率。利用无土栽培技术实现有效育苗，能够显著提升幼苗的抗病虫害能力以及生长质量，为后期的广泛无土栽培奠定坚实的基础。幼苗感染病虫害的概率降低，其生长期限缩短，能够在更短时间内创造经济效益。当前，我国应用无土栽培技术进行育苗时多通过管棚方式供给营养液，并根据当地气候条件决定喷洒营养液的次数及浓度，确保营养液的高效率供给和利用。

3.2 应用于蔬菜培植

当前，我国蔬菜种植应用无土栽培技术的比例最高。随着人们对蔬菜品质要求的不断提升，无土栽培技术的应用改变了传统需受到气候条件及土壤性质约束的弊端，蔬菜能够在一年四季健康生长，在保障市场供应的同时显著提升了蔬菜的营养价值。简单来说，无土栽培技术所培育的蔬菜更符合人们对健康蔬菜的食用需求，因此，其市场前景广阔。

4 无土栽培技术在农业领域的应用前景

无土栽培技术拥有广阔的发展前景，无论是农作物质量、产量还是种植者的经济效益，均能通过无土栽培技术得到显著提升。目前，由于资金和科技的限制，无土栽培技术的应用并未实现常态化，多用于蔬菜和花卉种植中。相信今后随着政策、资金、技术倾斜力度的加大，无土栽培技术将得到大面积推广应用。国内外的，无土栽培技术基本全面转入生产及应用阶段，其关键技术也正处于不断完善状态。随着无土栽培技术的不断成熟，我国在无土栽培发展方面必将迎来质的飞跃，进一步推进无土栽培技术自动化、现代化、集约化应用，可促进我国生态农业、绿色农业、新型农业发展。

5 结语

目前，一些发达国家在一般水培法无土栽培基础上，研究了营养膜无土栽培技术。该技术是将植物栽植在一个狭长、不透水的营养槽中，槽中有缓慢流动的营养液，根系半浸半露，保持湿润，始终有一薄层营养液包围着根际，故称“营养膜”技术。该技术在国外已得到广泛应用，引起了世界各国学者和专家的极大关注和高度重视，普遍认为营养膜技术是现代农业的一大革命，为农业现代化和工厂化生产开辟了有效的新途径。在英国，营养膜技术系统已实现电子计算机化，用远程遥控调节植物生长发育。在国内，无土栽培技术正在发展之中，营养膜技术及其对植物生长影响的研究也已经开始，研究植物根系之间以及根系与营养膜之间的相互作用，即根际间的物质和能量交换以及信息传递。因此，在农业领域对无土栽培技术的推广普及仍需加强。技术研发层面需考虑种植户的前期投入及技术辅助，降低无土栽培技术应用门槛，提升该技术的应用保障性，实现种植质量及种植效益的双重保障，真正让无土栽培技术为农业发展增添助力。