我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

孫嚴(yán)艷

哈爾濱市阿城區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心

蔬菜無(wú)土栽培目前已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容，是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的新途徑。本文首先概括地介紹了蔬菜無(wú)土栽培的概念及原理，在此基礎(chǔ)上闡述了蔬菜無(wú)土栽培的發(fā)展歷程，分析了蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用，最后提出了我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培的發(fā)展前景。

蔬菜無(wú)土栽培是指不用或部分不用天然土壤，而用營(yíng)養(yǎng)液或固體基質(zhì)加營(yíng)養(yǎng)液直接向蔬菜提供生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素栽培作物的方法。與傳統(tǒng)的蔬菜土壤栽培相比，蔬菜無(wú)土栽培方法不僅能夠提供蔬菜更多的養(yǎng)分，還能夠有效避免土壤的病蟲(chóng)害，具有高產(chǎn)、節(jié)水、節(jié)肥、省工、不受地域限制等優(yōu)點(diǎn)，能夠充分的利用空間。蔬菜無(wú)土栽培是農(nóng)業(yè)技術(shù)的一場(chǎng)革命，它可以在荒灘、荒坡等一切不適宜一般蔬菜耕作的地方進(jìn)行作物生產(chǎn)。

蔬菜無(wú)土栽培的概念及原理

蔬菜無(wú)土栽培是以草炭或森林腐葉土、蛭石等輕質(zhì)材料做育苗基質(zhì)固定蔬菜，讓蔬菜根系直接接觸營(yíng)養(yǎng)液，采用機(jī)械化精量播種一次成苗的現(xiàn)代化育苗技術(shù)。選用苗盤(pán)是分格室的，播種一格一粒，成苗一室一株，成苗的根系與基質(zhì)互相纏繞在一起，根坨呈上大下小的塞子形，一般叫穴盤(pán)無(wú)土育苗。蔬菜無(wú)土栽培的原理是：指不用土壤，用加有養(yǎng)分溶液的物料（如營(yíng)養(yǎng)液、木頭、草炭、珍珠巖、蛭石、無(wú)毒泡沫塑料等）作為蔬菜生長(zhǎng)介質(zhì)，如表1 常見(jiàn)營(yíng)養(yǎng)液配方舉例。在蔬菜無(wú)土栽培中，用人工配制的培養(yǎng)液供給蔬菜礦物營(yíng)養(yǎng)的需要。蔬菜無(wú)土栽培是一種不用天然土壤而采用含有植物生長(zhǎng)發(fā)育必需元素的營(yíng)養(yǎng)液來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)，使蔬菜正常完成整個(gè)生命周期的栽培技術(shù)。無(wú)土栽培主要包括水培、霧培和基質(zhì)培等方式，其中基質(zhì)培是無(wú)土栽培的最主要形式?；|(zhì)培即固體基質(zhì)栽培，固體基質(zhì)又可分為無(wú)機(jī)基質(zhì)、有機(jī)基質(zhì)和有機(jī)無(wú)機(jī)混合基質(zhì)。

蔬菜無(wú)土栽培的發(fā)展歷程

19 世紀(jì)中時(shí)，美國(guó)研究者W.克諾普等發(fā)展了蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)，主要生產(chǎn)的蔬菜品種有黃瓜、番茄和萵苣三種。20 世紀(jì)70年代，我國(guó)引進(jìn)了蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)，并且開(kāi)展了營(yíng)養(yǎng)液育苗方面的相關(guān)研究。20 世紀(jì)80年代，我國(guó)系統(tǒng)地進(jìn)行了大面積蔬菜無(wú)土栽培的應(yīng)用。在21 世紀(jì)人們進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)，使得蔬菜無(wú)土栽培發(fā)展起來(lái)。蔬菜無(wú)土栽培由于具有作物生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、周期短、產(chǎn)品質(zhì)量好，同時(shí)節(jié)省勞力、節(jié)肥、節(jié)水，以及克服土壤連作障礙和不受土壤條件限制等優(yōu)點(diǎn)，已成為西方園藝發(fā)達(dá)國(guó)家園藝作物工廠化生產(chǎn)的重要形式。我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培的重點(diǎn)是在低成本的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提供蔬菜的品質(zhì)。

蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用

水培

現(xiàn)階段，我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)，主要有營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)（如圖1）和浮板毛管水培技術(shù)（如圖2）。下面分別介紹一下這兩種方法的原理及應(yīng)用。

營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)是一種將蔬菜種植在淺層流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液層中的水培方法。營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)不用固體基質(zhì)，在要求一定坡降的傾斜種植槽中，營(yíng)養(yǎng)液僅以數(shù)毫米深的薄層流經(jīng)蔬菜根系。這種裝置的種植槽多采用塑料薄膜或硬質(zhì)塑料片材制成，使設(shè)備的結(jié)構(gòu)更輕便簡(jiǎn)單，用戶可以自行設(shè)計(jì)安裝使用，大大降低了投資成本。在高溫和作物生產(chǎn)盛期，植株葉而蒸騰量大，消耗營(yíng)養(yǎng)液量大，供應(yīng)不及時(shí)亦易造成植株萎蔫。

表1 常見(jiàn)營(yíng)養(yǎng)液配方舉例

圖1 營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)

圖2 浮板毛管水培技術(shù)

浮板毛管水培裝置是浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制開(kāi)發(fā)的，改進(jìn)了NFT 水耕裝置的缺點(diǎn)，減少了液溫變化，增加了供氧量，使根系生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境得到改善，避免了停電、停泵對(duì)根系造成的不良影響，在番茄、辣椒、芹菜等多種蔬菜栽培上應(yīng)用取得良好效果。浮板毛管栽培設(shè)施包括種植槽、定植板、地下貯液池、循環(huán)管和控制系統(tǒng)4 部分。除種植槽以外，其他3 部分設(shè)施基本與相同。板上覆蓋親水性無(wú)紡布，向下垂延至營(yíng)養(yǎng)液槽中，通過(guò)毛細(xì)管作用，使浮板始終保持溫秧苗栽人定植杯內(nèi)，然后溫室苗床懸掛在定植板的定植孔中，正好把槽內(nèi)白浮板夾在中間，根系從定植杯的孔中伸出后，一部分根爬伸生長(zhǎng)浮板上，產(chǎn)生根毛吸收氧，一部分根伸到營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)吸收水分和養(yǎng)分。

霧培

霧培，又稱氣培，是噴霧栽培的簡(jiǎn)稱，無(wú)土栽培的方式之一。是指不用固體基質(zhì)而是直接將營(yíng)養(yǎng)液噴霧到蔬菜根系上，供給其所需的營(yíng)養(yǎng)和氧的栽培方式。通常用泡沫塑料板制的容器，在板上打孔，栽入蔬菜，莖和葉露在板孔上面，根系懸掛在下空間的暗處。每隔2～3min 向根系噴營(yíng)養(yǎng)液幾秒鐘。營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)利用，但營(yíng)養(yǎng)液中肥料的溶解度應(yīng)高，且要求噴出的霧滴極細(xì)。這種無(wú)土栽培技術(shù)需要較高的資金支持，相關(guān)設(shè)備的購(gòu)置成本大，消耗電能較高，不具備緩沖的余地，只能應(yīng)用于科學(xué)研究中，不適宜大面積的蔬菜生產(chǎn)。

我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)的發(fā)展前景

結(jié)合我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培的發(fā)展現(xiàn)狀，已經(jīng)從最初的實(shí)驗(yàn)室研究階段發(fā)展為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用階段，取得了較為優(yōu)異的成果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)投入更多的人力、物力、財(cái)力，進(jìn)行蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)的研究，我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培的關(guān)鍵性技術(shù)日趨完善，得到了迅速的發(fā)展。相關(guān)研究及實(shí)踐證明，蔬菜的無(wú)土栽培技術(shù)將向著集約化、現(xiàn)代化、自動(dòng)化方向發(fā)展，以便于獲得更高的生產(chǎn)效益。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一方面，我國(guó)物質(zhì)水平快速提高，另一方面，我國(guó)土地面積卻不斷減少，蔬菜的無(wú)土栽培技術(shù)將受到國(guó)家及人們的廣泛關(guān)注，將出現(xiàn)蓬勃發(fā)展的局面。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平得到了進(jìn)一步提高，農(nóng)業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究及應(yīng)用。我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培技術(shù)雖然處于初級(jí)階段，但具有較大的發(fā)展?jié)摿?，其廣泛應(yīng)用必將帶動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、花卉的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，擁有廣闊的發(fā)展前景。