無土栽培技術在農業上的應用

殷萍萍

（青島市黃島區海濱街道辦事處農業發展中心，山東 青島 266404）

無土栽培利用珍珠巖、鋸屑、草炭土和蛭石等化學物質或營養液作為培養基質，讓農作物根部獲得有效的營養供給，同時通過科學配比實現營養供給最優化，相較于傳統土壤培育而言更為科學［1］。無土栽培改變了傳統的土壤種植模式，讓農業朝著商業化、工業化方向發展。簡單來說，無土栽培是利用培養液或其他非土壤方式作為主要栽培模式的一種技術手段［2］。近年來，無土栽培技術在國內外均得到廣泛重視，顯著提升了農業生產力。

1 無土栽培技術分類

1.1 基質培養

基質培養是無土栽培中應用面積較大的一種培養方式。相對于其他培養方式而言，基質栽培技術的掌握難度不高，更容易被種植戶接受。能夠用于栽培的基質種類較多，如草炭、沙礫、珍珠巖、鍋爐渣等［3-4］。無論是單獨應用某一種基質，還是多種基質混合使用，均可為無土栽培提供良好基礎。

1.2 水培

水培技術無論是在大規模種植中還是在家庭種植中均得到了廣泛青睞。一方面，水培相較于土壤培植而言更具觀賞性，改變了傳統土壤培育中帶給人們臟亂的固有印象，利用水作為培養物根部氧氣和營養的供給基質，同時可確保作物的根部得以固定與支撐［5-7］。另外，無論是育苗定植還是定植后生長階段的人工管理，采用水培技術均可顯著提升效率。另外，水培模式下突發性停電或溫度變化對作物生長的影響較小，可減少在此方面的成本投入。水培的缺點在于對營養液的需求量較大，但若過度使用營養液或營養液選擇不當、配比不當，則可能給作物生長帶來一定威脅，同時水培模式下肥料泵處于持續工作狀態，對電力的消耗量較大（見圖1）。

圖1 水培設備架無土栽培

1.3 巖棉栽培

巖棉栽培模式多應用于西歐國家，栽培基質中含有20%焦炭、20%石灰石以及60%輝綠巖。巖棉基質能夠作為工業保溫隔熱材料，其形狀方便塑造且富含豐富的水分。但該培養基質使用數年后需要進行更換，處理報廢的巖棉需耗費較多資金，因此，該培養基質逐漸被摒棄（見圖2）。

圖2 巖棉棚室蔬菜栽培

2 無土栽培技術的優缺點

2.1 技術優勢

2.1.1 降低環境污染。有機無土栽培是當前栽培技術中較先進的一種，固態有機肥是其主要營養來源，將固態有機肥定期兌清水灌溉可保障農作物的有效營養供給。相較于傳統無土栽培而言，有機基質是由農業廢棄物經高溫發酵后形成的，不僅可以減輕環境污染負擔，還可以為農作物生長提供營養［8-11］。在傳統栽培模式中，營養液使用過后的排放或多或少會影響土壤酸堿度，導致土質酸化，對環境造成污染。而在有機無土栽培中，固態有機肥為主要營養來源，灌溉吸收后即便排出也不會對土壤造成明顯影響，在農業生態環境保護方面具有顯著優勢。

2.1.2 保障農作物質量。隨著科技的發展，我國無土栽培技術的應用范圍逐漸擴大。相較于傳統農業土壤直接栽培而言，無土栽培技術的優勢能夠顯著彌補傳統土壤種植中的不足或制約。例如，在傳統農業種植過程中，如果連續耕種某一作物，則該區塊土壤的酸堿度會明顯受到影響，且種植作物感染病蟲害的概率會明顯提高，直接影響農作物的品質及產量。應用無土栽培技術后，提前處理相關容器及器材便可有效抑制病蟲害的滋生以及傳播，很大程度地降低了環境所致的病蟲害感染率。

2.1.3 提升種植效益。在傳統農業中，農作物的選擇以及播種季節會明顯受到因地制宜條件的制約，但無土栽培技術，可通過營養液的配制或基質的選擇讓不同農作物均能有效生長，滿足不同農作物在水分、營養等方面的生長要求［12-13］。無土栽培技術不再受土壤環節條件的影響，可顯著提高土地利用率，同時保障農作物的品質與產量，增加種植戶的經濟效益。

2.2 技術缺點

2.2.1 前期投入成本高。相較于數百年來延續的土壤栽培，無土栽培技術的應用對于種植戶而言屬于新型技術，需要較高的科技含量以及現代化設備。尤其對于大規模種植者而言，前期的設備投入可能會給其帶來一定的經濟壓力。

2.2.2 種植風險。傳統土壤栽培模式具有較強的緩沖能力，遭受病菌侵襲后大多病害可通過物理方式或化學方式及時止損。但如果采用無土栽培技術，大面積種植地塊一旦受到病菌侵害，很容易出現全軍覆沒的危險。同時，無土栽培技術應用于大規模蔬菜生產領域時對技術能力的要求較高，如營養液的配置合理性直接影響蔬菜的質量及產量。因此，種植者需要了解作物的生長習性、生理生態相關知識，在技術不足的情況下盲目投資可能造成較大的經濟損失。

2.2.3 栽培基質問題。在外界因素干擾下，有機無土栽培技術所使用的基質經過數次使用后會出現一定程度的變化。例如，土質的EC 值、酸堿值等理化性狀的改變，可能影響栽培基質對植物營養供給的有效性，從而導致種植質量及產量受到影響。

2.2.4 技術推廣問題。無土栽培技術在當前已經受到廣泛青睞，該技術雖然可以顯著提升種植效益和農作物質量，但由于前期投入大且風險高、市場變幻莫測，因此，許多種植戶因無法確保后期收益而拒絕嘗試有機無土栽培。同時，在該技術與市場的結合方面也存在一定問題。生產者不知如何選擇種植品種、如何定位產品市場、如何確認產品檔次，如果定位不當，很可能出現盲目跟風問題，導致有機無土栽培的農作物在較高的資金及技術投入下無法得到相應的市場回報。

2.3 推廣建議

首先，政府要在資金上向現代農業傾斜，開放民間資本進入無土栽培式現代化農業中，避免無土栽培農業的發展受到資金的限制。其次，政府應當做好技術對接等引導性工作。無土栽培中的營養配置、管理技術十分復雜，尤其是自動化設備的操作需要諸多技術支持。政府需要從中做好協調服務工作。最后，無土栽培的發展需要擁有強大的技術團隊支持。當前現代化農業人才缺口極大，政府需要幫助相應企業培養人才、留住人才，讓企業走向可持續發展之路。

3 無土栽培技術的應用

3.1 應用于育苗

無土栽培技術擺脫了傳統土壤種植的束縛，利用營養液為農作物提供養分，因此，無土育苗技術也被稱為營養育苗技術。在科學化管理下，農作物可實現機械化與規模化生產，進一步提升生產效率。利用無土栽培技術實現有效育苗，能夠顯著提升幼苗的抗病蟲害能力以及生長質量，為后期的廣泛無土栽培奠定堅實的基礎。幼苗感染病蟲害的概率降低，其生長期限縮短，能夠在更短時間內創造經濟效益。當前，我國應用無土栽培技術進行育苗時多通過管棚方式供給營養液，并根據當地氣候條件決定噴灑營養液的次數及濃度，確保營養液的高效率供給和利用。

3.2 應用于蔬菜培植

當前，我國蔬菜種植應用無土栽培技術的比例最高。隨著人們對蔬菜品質要求的不斷提升，無土栽培技術的應用改變了傳統需受到氣候條件及土壤性質約束的弊端，蔬菜能夠在一年四季健康生長，在保障市場供應的同時顯著提升了蔬菜的營養價值。簡單來說，無土栽培技術所培育的蔬菜更符合人們對健康蔬菜的食用需求，因此，其市場前景廣闊。

4 無土栽培技術在農業領域的應用前景

無土栽培技術擁有廣闊的發展前景，無論是農作物質量、產量還是種植者的經濟效益，均能通過無土栽培技術得到顯著提升。目前，由于資金和科技的限制，無土栽培技術的應用并未實現常態化，多用于蔬菜和花卉種植中。相信今后隨著政策、資金、技術傾斜力度的加大，無土栽培技術將得到大面積推廣應用。國內外的，無土栽培技術基本全面轉入生產及應用階段，其關鍵技術也正處于不斷完善狀態。隨著無土栽培技術的不斷成熟，我國在無土栽培發展方面必將迎來質的飛躍，進一步推進無土栽培技術自動化、現代化、集約化應用，可促進我國生態農業、綠色農業、新型農業發展。

5 結語

目前，一些發達國家在一般水培法無土栽培基礎上，研究了營養膜無土栽培技術。該技術是將植物栽植在一個狹長、不透水的營養槽中，槽中有緩慢流動的營養液，根系半浸半露，保持濕潤，始終有一薄層營養液包圍著根際，故稱“營養膜”技術。該技術在國外已得到廣泛應用，引起了世界各國學者和專家的極大關注和高度重視，普遍認為營養膜技術是現代農業的一大革命，為農業現代化和工廠化生產開辟了有效的新途徑。在英國，營養膜技術系統已實現電子計算機化，用遠程遙控調節植物生長發育。在國內，無土栽培技術正在發展之中，營養膜技術及其對植物生長影響的研究也已經開始，研究植物根系之間以及根系與營養膜之間的相互作用，即根際間的物質和能量交換以及信息傳遞。因此，在農業領域對無土栽培技術的推廣普及仍需加強。技術研發層面需考慮種植戶的前期投入及技術輔助，降低無土栽培技術應用門檻，提升該技術的應用保障性，實現種植質量及種植效益的雙重保障，真正讓無土栽培技術為農業發展增添助力。