無土栽培彰顯現代農業的魅力

李榮君

“沒有土，植物怎么生長？”農業科學家發明了無土栽培技術，解決了這個問題。隨著社會經濟的不斷發展，科技的不斷進步，在現代農業與園藝業中，無土栽培技術的應用越來越廣泛。無土栽培上天入地，已經進入到航天、遠洋等領域，為在那里工作的人們提供新鮮的蔬菜。

什么是無土栽培

無土栽培，是一種現代農業栽培模式，是指以水、草炭或森林腐葉土、蛭石等介質作植株根系的基質固定植株，植物根系能直接接觸營養液的栽培方法。無土栽培與常規栽培的區別就是不用土壤，直接用營養液為農作物提供養分，可以有效地滿足農作物在生長發育過程中對溫度、水分、光照、養分以及空氣的要求。

無土栽培所用的營養液的成分易于控制，且可隨時調節。在光照、溫度適宜卻沒有土壤的地方，如沙漠、海灘、荒島，只要有一定量的淡水，便可進行無土栽培。無土栽培根據栽培介質的不同，分為水培、霧（氣）培和基質栽培。水培是指植物根系直接與營養液接觸，不用基質的栽培方法。最早的時候，人們采用的水培方式是將植物根系浸入營養液中，這種方式會導致作物缺氧，嚴重時會造成作物的根系腐爛。后來，人們采用營養液膜法的水培方式，即使一層很薄的營養液不斷循環，不停地流經作物的根系，既保證不斷供給作物水分和養分，又能不斷地將新鮮的氧氣供給作物的根系。

無土栽培的發展概況

無土栽培誕生于19世紀，如今得到了長足的發展。我國的無土栽培雖然發展較晚，與一些發達國家相比仍較落后，但是從這一學科所具有的優越性，以及它在蔬菜、花卉、瓜果等作物的應用上來看，無土栽培在我國仍然有廣闊的發展前景。

19世紀中葉，德國科學家建立了礦質營養理論的雛形，奠定了現代無土栽培技術的理論基礎。1860年前后，科學家成功地在營養液中種植植物，建立了沿用至今的用礦質營養液培養植物的方法，并逐步演變成現代的無土栽培技術。1929年，美國的科學家進行了大規模的無土栽培研究，用營養液種出了高達7.5米的番茄，單株收果實14公斤。20世紀40年代，無土栽培作為一種新的栽培方法，陸續用于農業生產。不少國家都先后建立起了無土栽培基地，有的還建起了溫室。在第二次世界大戰期間，英國空軍在伊拉克沙漠、美國在太平洋的威克島曾先后用無土栽培的方法生產蔬菜，滿足戰時的需要。后來，不同國家開始應用無土栽培的技術，并獲得較大的發展。

在荷蘭、日本、美國、丹麥、英國、法國、德國、以色列等發達國家，無土栽培生產實現了高度機械化、自動化、電子化、專業化。其溫室的環境條件（溫度、濕度、二氧化碳濃度、通風、光照）、營養液配制都完全由計算機調控，其生產過程，包括播種、間苗、移栽、病蟲害防治、采收、分級包裝全部實現自動化，實現了一條龍的工廠化生產，產品全年供應，產值高，經濟效益顯著；雖然前期投入較高，但隨著技術和設備的逐漸成熟，以及后期人工和能耗的降低，收益水平一直在持續增長。

另一種趨勢是以發展中國家為主，主要根據本國的國情和經濟技術條件，采用簡單的設備就地取材，手工操作。這些國家發展無土栽培目的是改造環境，節約水、土資源，解決人民生活的基本需要。

對于中國而言，無土栽培技術的主要目標是研發適合我國國情的普及型無土栽培設施，以降低投資和生產成本，并將微電子、計算機、物聯網等高新技術應用于無土栽培，對其營養液的貯液量、液溫、酸堿度、電導率和供液時間實現實時監控。此外，對于有條件的溫室園區，也可以進行高端無土栽培生產。

我國無土栽培的研究和生產應用始于20世紀70年代，主要是水稻無土育秧、蔬菜作物無土育苗。1980年，全國成立了蔬菜工廠化育苗協作組，除研究無土育苗外，還進行了保護地無土栽培技術研究。2016年，中科院植物研究所和福建三安集團建立起世界最大面積的全人工光植物工廠——中科三安植物工廠，實現了無土栽培蔬菜生產的大規模產業化應用。

無土栽培的優點

作為一門新學科、新技術，無土栽培具有很多的優越性。

無土栽培的農作物所需的營養元素，都是人工配制的營養液，水分損失少，營養成分平衡，吸收效率高，并且是根據農作物的種類以及同一農作物的不同生長階段，科學地供應養分。因此農作物生長發育良好，可充分發揮農作物的增產潛力。

無土栽培施用的是無機肥料，不會污染環境，還可以避免重金屬等有害物質的污染。

無土栽培不需要中耕、翻地、鋤草等作業，省工省力。澆水追肥同時解決，并由供液系統定時定量供給，管理方便。

在農作物的田間種植管理中，土地合理輪作，避免連年重茬是防止病害發生和蔓延的重要措施之一。無土栽培特別是采用水培的方式，可以從根本上解決重茬的問題。

無土栽培使農作物不受土質、水利條件的限制，擺脫了自然環境的制約，地球上許多沙漠、荒原或難以耕種的地區，都可以采用無土栽培的方式種植農作物。

無土栽培的應用

無土栽培應用范圍廣泛，主要應用于以下幾個方面。

用于蔬菜栽培。培養無污染的綠色食品，健康安全，深受人們的重視。

用于花卉栽培。無論是切花還是盆花，都適合無土栽培，無土栽培的花卉不僅花頭大，而且顏色鮮艷。

用于栽培藥用植物。許多藥用植物都是根用植物，根的生長環境十分關鍵，無土栽培可為藥用植物提供良好的生長環境，因而種植效果十分明顯。

用于果木栽培。無土栽培培育的果樹砧木幼苗生長快，成活率高；扦插快繁的果樹生根快，成苗率高。

用于無土育苗。無土栽培的幼苗生長迅速，苗齡短，根系發育好，健壯整齊，定植后緩苗時間短，易成活。

我國的人口越來越多，耕地面積有限，無土栽培技術不僅能有效緩解糧食供應問題，還能彰顯現代農業的魅力。