無土栽培原理與技術-全38集

無土栽培

不用土壤而用加有養分溶液的物料(如珍珠巖、蛭石、無毒泡沫塑料等)作為植物生長介質的栽培方法。

無土栽培就是不用土壤，完全用營養液栽培植物的技術，是人類種植方式上的一項重大革新。無土栽培不僅生長快、產量高、質量好，而且把人類的種植活動從土壤的束縛下解放了出來，為實現農業、園藝生產的工廠化、自動化打開了廣闊的前景。

無土栽培是指不用天然土壤栽培作物，而將作物栽培在營養液中，這種營養液可以代替天然土壤向作物提供水分、養分、氧氣、溫度，使作物能夠正常生長並完成其整個生命週期。傳統農業中作物的生長離不開土壤，如糧食、棉花、油料、蔬菜、果樹、茶葉、花卉、煙草等，都必須利用土壤栽培，可以說，農業生產特別是種植業就是利用土壤的栽培技術，農業與土壤是密切相關切的。

而自美國W·F·Gericke教授格裡克教授試種一株無土栽培番茄成功以來，作物栽培終於擺脫自然土壤的束縛，可進入工廠化生產的誘人發展前景。

無土栽培無須依賴土壤，它是將蔬菜等作物種植在裝有營養液的一定栽培裝置中，或是在充滿營養液的砂、礫石、蛭石、珍珠巖、稻殼、爐渣、岩棉、蔗渣等非天然土壤基質材料作成的種植床上，因其不用土壤，故稱無土壤栽培，而且由於它不用一般的有機肥和無機肥，而是依靠提供營養液來代替傳統的農業施肥技術，所以無土栽培又被稱為營養液栽培，即簡稱水培、水耕栽培技術。

無土栽培由於由於不用土壤，在技術上是一重大突破，同時，由於技術的不斷完善、先進設施，新型的基質材料的應用，無土栽培已完全可以根據不同作物的生長發育需要進行溫、水、光、肥、氣等的自動調節與控制，實行工廠化生產。因而無土栽培是當代現代化農業的高新技術，是現代設施栽培的新技術。

無土栽培中用人工配製的培養液，供給植物礦物營養的需要。無土栽培是一種不用天然土壤而採用含有植物生長發育必需元素的營養液來提供營養，使植物正常完成整個生命週期的栽培技術。在無土栽培技術中，能否為植物提供一種比例協調，濃度適量的營養液，是栽培成功的關鍵。無土栽培所用的培養液可以循環使用。配好的培養液經過植物對離子的選擇性吸收，某些離子的濃度降低得比另一些離子快，各元素間比例和pH值都發生變化，逐漸不適合植物需要。所以每隔一段時間，要用 NaOH或HCI調節培養液的pH，並補充濃度降低較多的元素。

由於pH和某些離子的濃度可用選擇性電極連續測定，所以可以自動控制所加酸、鹼或補充元素的量。但這種循環使用不能無限制地繼續下去。用固體惰性介質加培養液培養時，也要定期排出營養液，或用點灌培養液的方法，供給植物根部足夠的氧。當植物蒸騰旺盛的時候，培養液的濃度增加，這時需補充些水。無土栽培成功的關鍵在於管理好所用的培養液，使之符合最優營養狀態的需要。

無土栽培中營養液成分易於控制。而且可以隨時調節，在光照、溫度適宜而沒有土壤的地方，如沙漠、海灘、荒島，只要有一定量的淡水供應，便可進行。大都市的近郊和家庭也可用無土栽培法種蔬菜花卉。

人類對植物礦質營養的探索，可以追溯到公元前600年亞里斯多德的時代，但是目前比較公認的，有關植物礦質營養研究的最早科學報告是1600年Belgion Jan Van Helmant發表的著名的柳樹實驗。

19 世紀中葉（1842年） Wiegmen 和 Polsloff第一次用重蒸餾水和鹽類成功地培養植物，並證明了水中溶解的鹽類是植物生長的必需物質。但這一時期的最傑出的代表人物，應當認為是 Van Liebig（1803－1873），他證明了植物體中的碳來自空氣中的CO2，H和O來自NH3、NO3－，其它一些礦質元素均來自土壤環境。他的工作徹底否定了當時流行的腐殖質營養理論，建立了礦質營養理論的雛型，他的理論也是現代」營養耕作」理論的先導。

無土栽培的方法與技術

方法

無土土栽培法可以分為5種，即水溶液培養法、砂培養法、培養基培養法、混合培養法和營養膜培養法，其中最常用的是水培法和培養基法。

栽培介質為水。在生長過程中並不需加營養液，這大多是一些具有膨大鱗莖的植物和一些水生植物。

例如：水仙：石蒜科植物，鱗莖肥大，蓄有充足的養分，基部叢生白色肉質根，在秋冬時節放入容器中，以美麗的鵝卵石或彩石護住根部，或盡量讓根須生長。一般在室內培育45—60天就能開花。冬季置一盆於室內，清潔雅致，香氣四溢，被作為傳統的年節花卉。水仙的培育不需加任何營養劑，就能生長很好，一般為防止徒長，白天讓其接受陽光照射，晚上將容器的水倒掉，以濕紗布護住根部，這樣可以控制徒長且健壯美觀。

沙培方法也是省錢省力的養花措施。基質用清潔的河沙，排水性能良好，盆底的小孔須用瓦片填住，以防河沙下洩。河沙需經常保護濕潤，每週用清水灌透1次，培養液肥是花寶，夏季至少每天施用1次，冬季可隔日1次。適於沙培的花卉種類很多，如天竺葵、紫羅蘭、常春籐、石蒜、仙客來、仙人掌類、洋水仙等。仙人掌類為多肉植物，體內含大量水分，種類繁多，體形多樣，耐乾燥，易於栽培管理。栽培基質可用純沙或純沙加少量腐葉土。仙人掌雖然耐土旱，但並不意味著可以不澆水，如果長期不澆水，植物體就易產生萎縮、凹陷的現象。沙培的仙人掌，生長良好，清潔美觀。

基質栽培是無土栽培中推廣面積最大的一種方式。它是將作物的根系固定在有機或無機的基質中，通過滴灌或細流灌溉的方法，供給作物營養液。栽培基質可以裝入塑料袋內，或鋪於栽培溝或槽內。基質栽培的營養液是不循環的，稱為開路系統，這可以避免病害通過營養液的循環而傳播。

基質栽培緩衝能力強，不存在水分、養分與供O2之間的矛盾，且設備較水培和霧培簡單，甚至可不需要動力，所以投資少、成本低，生產中普遍採用。從我國現狀出發，基質栽培是最有現實意義的一種方式。

歐洲許多國家目前應用較多的基質是岩棉（rockwool），它是由60%的輝綠巖，20%石灰石和20%的焦碳混合後，在1600℃的高溫下鍛燒熔化，再噴成直徑為0.005毫米的纖維，而後冷卻壓成板塊或各種形狀。岩棉的優點是可形成系列產品（岩棉栓、塊、板等），使用搬運方便，並可進行消毒後多次使用。

但是使用幾年後就不能再利用，廢岩棉的處理比較困難，在使用岩棉栽培面積最大的荷蘭，已形成公害。所以，日本現在有些人主張開發利用有機基質，使用後可翻入土壤中做肥料而不污染環境。此種方法因為有基質的參與,實際操作中可能會見到主根的長度比一般無土栽培可能長，但是就黃瓜的表現主根一般不超過60CM。

技術要點

質與營養液的配製有密切關係。水質標準的主要指標是電導度（EC），pH值和有害物質含量是否超標。電導度（EC）是溶液含鹽濃度的指標，通常用毫西門子（mS）表示。各種作物耐鹽性不同，耐鹽性強的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘藍類。耐鹽中等(EC=4mS)，如黃瓜、菜豆、甜椒等。無土栽培對水質要求嚴格，尤其是水培，因為它不像土栽培具有緩衝能力，所以許多元素含量都比土壤栽培允許的濃度標準低，否則就會發生毒害，一些農田用水不一定適合無土栽培，收集雨水做無土栽培，是很好的方法。無土栽培的水，pH值不要太高或太低，因為一般作物對營養液pH值的要求從中性為好，如果水質本身pH值偏低，就要用酸或鹼進行調整，既浪費藥品又費時費工。

營養液是無土栽培的關鍵，不同作物要求不同的營養液配方。目前世界上發表的配方很多，但大同小異，因為最初的配方本源於對土壤浸提液的化學成分分析。營養液配方中，差別最大的是其中氮和鉀的比例。　　配製營養液要考慮到化學試劑的純度和成本，生產上可以使用化肥以降低成本。配製的方法是先配出母液（原源），再進行稀釋，可以節省容器便於保存。需將含鈣的物質單獨盛在一容器內，使用時將母液稀釋後再與含鈣物質的稀釋液相混合，盡量避免形成沉澱。營養液的pH值要經過測定，必須調整到適於作物生育的PH值範圍，水增時尤其要注意pH值的調整，以免發生毒害。用於無土栽培的基質種類很多。可根據當地基質來源，因地制宜地加以選擇，盡量選用原料豐富易得、價格低廉、理化性狀好的材料做為無土栽培的基質。無土栽培對基質的要求是：具有一定大小的固形物質。具有良好的物理性質。具有穩定的化學性狀，本身不含有害成分，不使營養液發生變化。要求基質取材方便，來源廣泛，價格低廉。

無土栽培供液方式很多，有營養液膜（NFT）灌溉法、漫灌法、雙壁管式灌溉系統、滴灌系統、虹吸法、噴霧法和人工澆灌等。歸納起來可以分為循環水（閉路系統）和非循環水（開路系統）兩大類。目前生產中應用較多的是營養液膜法和滴灌法。

有一定大小的固形物質。這會影響基質是否具有良好的物理性狀。基質顆粒大小會影響容量。孔隙度、空氣和水的含量。按著粒徑大小可分為五級、即：1毫米；1－5毫米；5－10毫米；10－20毫米；20－50毫米。可以根據栽培作物種類、根系生長特點、當地資狀況加以選擇。

映已經電離的鹽類溶液濃度，直接影響營養液的成分和作物根系對各種元素的吸收。緩衝能力：反映基對肥料迅速改變pH值的緩衝能力，要求緩衝能力越強越好。

是指在pH=7時測定的可替換的陽離子含量。一般有機機質如樹皮、鋸末、草炭等可代換的物質多；無機基質中蛭石可代換物質較多，而其它惰性基質則可代換物質就很少。