糧食蔬菜瓜果無土栽培方面的新技術研究

宋高萍

（東明縣東明集鎮人民政府，山東東明 274509）

0 引言

由于生活水平的提高，人民群眾對無公害農產品的需求愈來愈高，這在一定程度上也促進了農產品貿易的發展。早在20世紀30年代，中國人就開始研發了無土栽培技術，這是一種利用人造環境來取代天然土地進行作物栽培的新技術，是現代科學技術在農作生產中的運用，也代表了中國當代最優秀的農耕方式。利用無土栽培技術來實現糧油蔬菜瓜果種植，已成為中國未來糧油蔬菜種植業的主要發展方向。

1 無土栽培的意義

盡管中國地大物博，但能夠耕作的農田面積很有限，特別是隨著中國市場經濟的發達和城市化進程的日益深入，中國不少地區都存在著土壤污染和耕地減少等問題，因此土壤資源問題也越來越突出，無土栽培技術的問世在一定程度上解決了人類發展水平和土地資源短缺之間的問題。無土栽培技術也叫營養液栽培法，是一個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發育所需要的養分溶解于水中，以產生高營養液溫度來供給植株的正常生長發育。

1.1 糧食作物產量高、經濟效益好

因為無土栽培技術較好地解決了土地種植中不得而解的水量、養分與空氣溫度的矛盾。尤其是土壤養分液溫度的pH值很容易調節，所以天然災害損失因素較小，土壤病蟲害少，糧食作物生長發育快，產量較高。在中國，進行無土栽培技術的科學研究盡管持續時間并不長，但種植經驗卻證明了這一點。山東省棗莊市的蔬菜無土栽培技術，成本減半，產出增倍。

1.2 作物生產無公害、品質好

無土栽培技術采取了營養液循環利用等多種形式，并嚴格進行了消毒管理，從而可以最大限度地適應于作物的生長發育，沒有因病蟲害防治而產生的環境污染和條件，從而減少了農藥污染，不但適合于綠色的農業生產，也同時改善了農業生產的質量。如，無土栽培技術的番茄外形端正、色彩鮮艷，口感較好，營養價值也高，維生素C的含量比較大田栽培的高出約30%，同時維生素A和礦物質的含量也均有提高。而無土栽培技術的花卉，無病害、繁殖速度快、品質好、觀賞價值也高。

1.3 可節約大量的水和肥料

傳統種植方式土地滲漏和大氣蒸發很嚴重，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。而無土栽培技術中，水、肥一體化使營養液高溫給土壤作物吸收利用，營養液高溫通常是是在不會泄漏的容器中，因此損失很小，基本可以做到水、肥料全被土壤作物所使用。中國目前已是嚴重缺水的農業大國之一，無土栽培技術無疑為節水農業開拓了一個嶄新的發展渠道。

1.4 適合農業工廠化生產，降低農民勞動強度

無土栽培可使農夫從辛苦的田地勞動中解放出來，進而大大提高農業勞動生產率。無土栽培技術大大簡化了傳統泥土播種的耕作程式，免去了耕翻泥土、整畦、灌水、施肥、除草等費力費時的一道道環節，極大節約了勞動強度，同時也克服了由于與單一作物長期連作而引起的地力衰竭等重大社會問題，進而大大減少了輪作換茬、改良土壤結構等舉措。無土栽培技術極易利用最先進的農業機械設備，實現了智能化生產，將作物生長與發展所需要的各種指標，如光照強度、氣溫、相對濕度、超臨界二氧化碳含量、土壤pH值等，送入了計算機，并完全實行了計算機管理，使糧食作物的生長與發展得到了最佳狀態，從而實現最高的生物產量。

1.5 不受地理約束，適用范圍廣

由于適栽植物眾多以及無土種植農藝的特點，也決定了它使用區域的廣闊。無土栽培技術還可能會往天上進一步發展，向地底擴展。在深海里作業的潛水艇里，乃至遨游太空的宇宙飛行器中，都能夠使用無土栽培科學技術，在制造食品的同時排放出空氣中。無土栽培的科學技術適合所有植株，尤其是根冠比介于1/8～1/4的植株。無土栽培科學技術繼續發展，在不遠的將來，在室內也有望制造糧食作物。

2 無土栽培的類型與實施要點

無土栽培技術已經發展成較完善的農用科學技術，有著巨大的應用空間，目前已經在反季節性果蔬生產種植、觀賞性果蔬種植、自然環境條件比較惡劣的特殊區域和太空農場等領域方面獲得了廣闊的應用領域。目前的無土栽培科技主要包括了有機養分無土種植、無機養分無土種植二類，在糧食作物及蔬菜瓜果的種植和使用時，應要明顯區別，并熟練掌握它們的使用要領。

2.1 無機營養無土栽培實施要點

2.1.1 在進行糧食蔬菜瓜果種植的過程中，第一步就是需要結合實際需求科學的配比無機基質與有機基質，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滅菌箱等多種手段針對基質進行殺菌處理[1]。

2.1.2 針對這些準備好的基質，相關工作人員可以針對其進行工業營養液配置并提升溫度，以糧食生長發育的實際需求進行各種相關數值的調試與控制，針對工業營養液升溫及硫銨母液可以同時進行配置，針對配置全過程的營養液含量、溫度以及pH酸堿度進行嚴格的把控，使營養液pH酸堿水平始終保持在5.5～6.5之間。在配置的過程中，相關工作人員需要使用充氣泵等裝置或是不停地對營養液進行攪拌使其升溫，結合實際需求調整營養液中的含氧量。

2.1.3 針對營養液，應當定時的進行更換，每周應當保持在3次以上的更換次數，為了切實保障灌溉的針對性和準確性，要保證供液系統的穩定性，進而保障輸液管道設計和滴液設備布局的科學合理性。同時，無土栽培技術是一個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，利用將植株生長發育所需的養分溶解于水中以產生高營養液溫度，以供植株正常生長發育。

2.2 有機營養無土栽培技術

科研加工并配制有機肥，使之得以完全發揮并腐熟，而后再經過風干加工，待其充分風干后經過粉碎加工并篩分[2]。然后，科學合理的選擇種植基質[2]。經過實踐的證明，爐渣與草炭配比選擇時，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；當采用珍珠巖和草炭的比例分配時，二者最好配比為3：7。需要根據實際情況設置一些蔬菜栽培，并設置一些輔助性的供液系統等栽培設施，在出水口設置濾網，為營養液的清潔度提供更加充分的保障。

在進行有機物種植的過程中，要對無土栽培的施肥管理工作報以高度重視。在開展種植工作之前，就應當在基肥中適當的填充有機肥，并且在農作物種植之后的20天內每隔10～15天，根據實際情況進行1次追肥。在此過程中，相關人員應當引起高度重視，在進行施肥的過程中，要嚴格的按照農作物的實際生長情況選擇適當的肥料并在基肥內部均勻的施加，最好是在農作物的根大約間隔5 cm的地方進行施加。一般情況下，基質氮肥含量通常在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，實際的施肥量還需要以農作物的實際生長需求為標準進行確定。

3 糧食蔬菜瓜果無土栽培的新技術

早在20世紀30年代，中國人就開始研發了無土栽培技術，這是一種利用人造環境來取代天然土地進行作物栽培的新技術，是現代科學技術在農作生產中的運用，也代表了中國當代最優秀的農耕方式。

3.1 固體基質培養

對于大部分北方地區而言，由于其硬水區中含有大量的鈣鋁離子，因此不適合進行深水培育。可以酌情采用爐屑、草灰及木吒等固體的物質當做基質進行無土栽培。這種固態的基質常見的有壟型、溝型以及袋型和有機生態基質。有機生態基質作為基礎作為一種高效率的固態基質，當前我國無土栽培技術發展過程中出現的效率問題及資源投入問題都能夠得到充分的解決[3]。

在應用這種方式的過程中，需要將雞糞及蒿桿粉等進行高溫的發酵滅菌，隨后按照規定將其投入到培養基質中，再在基質上鋪軟滴灌技術，這種方式的應用能夠極大程度的節省投入。后者則是根據農作物生長發育的需要在基質中選定單種或是多個比例，然后將其存放于塑膠袋或是其他形式的基質里，再通過在上面安裝滴灌裝置實現營養液滴灌，該種方法的適用范圍也更廣。

3.2 水源培養

水源培育方法分營養液膜水培法和浮板毛管水培法。前者為中國沿海先進城市在20世紀80年代初由外國引入的水培技術，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即抽濾吸肥，很好地解決了植根抽濾和吸氧的問題。但該種方法對水電的依賴性很高，如果停水或斷電就會造成土壤液流不穩，進而影響糧食作物的正常生長發育[4]。后者則有效地克服了營養液膜培養法對水電的依賴性，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分液溫度中吸取水分肥料，該種模式對于空氣含氧量較低、水溫度高的地方也同樣適宜。

3.3 氣霧培養

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

4 應用情況及社會經濟效益

目前，生態基質栽培科學技術已在我國31個?。▍^、市）普及，占我國無土栽培總量的85%以上。從農作物發展趨勢來看，農耕文明標志即人們對作物生長發育的有效干預與掌握程度[6]。無土栽培科學技術的問世，使農作物生產的機會完全脫離了自然環境條件的約束，可以完全根據個人的意志，朝著農業生產自動化、機械化和工廠化的方式發展。無土栽培技術能提高生產茬次，可大幅度提高蔬菜的生產率，同時，也是解決溫室連作障礙可行、經濟有效和徹底的措施，發展無土栽培技術既能有效地改善設施蔬菜的生產條件和質量，同時又是發展觀光旅游農產品、旅游休閑農產品的主要種養發展模式，促進農民增收和社會穩定。

從耕地的角度看，耕地是一種寶貴的、不可再生的資源。無土栽培技術能夠充分利用大量的非耕土地產出較高效益的園藝產品，并合理地使用沙地和工礦廢棄地以及荒漠等開展蔬菜生產，從而減少了人地沖突，達到生態治理和高效農業生產的統籌發展目標。在山東省和河北省等土地嚴重退化的設施蔬菜產地獲得了大量的研究與推廣，經濟效益超過2萬元/667m2，從而很大程度上解決了農業設施土壤嚴重退化的問題，有效促進了農業設施農產品的可繼續發展。在西北砂石地和東南沿岸海灘地等非耕地上的有效應用面積將達到3333.33 m2，經濟效益將達到超過1.5萬元/667m2，在生態治理的同時實現了農業增收，提高了我國的生態環境治理水平，增加了農村收入，有利于提高國家設施蔬菜生產科技的規?；芾硭剑欣谟行Ю脟掖竺娣e的非耕土地，有利于保護國家土地資源乃至全國糧食安全。

5 結語

在固體基質培養的過程中，相關工作人員應當切實以實際情況為標準，選擇有機生態型的基質，在應用壟型、溝型及袋性的過程中應當積極應用相關的配套設備。在進行水培育的過程中，采用營養液膜能夠保障植物根系抽濾和吸氧困難的問題得以充分解決，但是應用這種技術需要較高的水質需求。隨著科學技術的不斷發展與進步，后續出現的浮板毛管水培法能夠將整個問題充分的解決，在一些溫度高及含氧度較低的地方同樣可以發揮出良好的效果。定量氣霧劑培養特點就是從根系中暴露出來，糧食作物在生長過程中需要的養分側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。在應用無土壤種植技術的過程中，該技術增加糧食作物產量的效果十分明顯，并且環保性更為突出。