無土栽培學(xué)教學(xué)講稿

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本科教學(xué)講稿

無土栽培學(xué)

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院楊延杰

2007.7

第一章緒論

一、無土栽培的概念

1、無土栽培(soillessculture,hydroponics,solutionculture)是指不用天然土

壤，而用營(yíng)養(yǎng)液或固體基質(zhì)加營(yíng)養(yǎng)液栽培作物的方法。由于一些學(xué)者認(rèn)為無土栽培主要指營(yíng)

養(yǎng)液栽培，所以無土栽培有時(shí)又稱為營(yíng)養(yǎng)液栽培、水培、水耕溶液栽培、養(yǎng)液栽培等。

2、無土栽培學(xué)是研究無土栽培技術(shù)原理、栽培方式和管理技術(shù)的一門綜合性應(yīng)用科學(xué)。

他是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)與生物科學(xué)、作物栽培學(xué)、相結(jié)合的一門邊緣學(xué)科，他是以植物學(xué)、植

物生理學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、作物栽培學(xué)為基礎(chǔ)，與材料學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、環(huán)境控制等知識(shí)相

關(guān)，與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合。

二、無土栽培的特點(diǎn)

1.早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)無土栽培能為蔬菜作物提供充足、適宜、全面的營(yíng)養(yǎng)，因此作物

生育快、高產(chǎn)。產(chǎn)量可高于土壤栽培的幾倍甚至幾十倍。產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)含量高、口感好、纖維

少、外形整齊一致、色澤均勻。

2、避免了土壤及水質(zhì)污染的影響無土栽培由于脫離了土壤及選擇性用水，因此沒有污

染?？衫脽o土栽培生產(chǎn)無公害產(chǎn)品，但是應(yīng)考慮營(yíng)養(yǎng)液的硝酸鹽污染。

3.省水、省肥、提高肥料利用率無土栽培避免和減少了水分、養(yǎng)分的流失、及土壤微

生物的吸收和固定，提高了水分、養(yǎng)分的利用率?！惚韧寥涝耘喙?jié)水75?90%,肥料利用

率高達(dá)90%以上。

4、省工、省力，改善了勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，便于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化無土栽培

不需要整地、中耕、除草，不需要特殊的灌溉設(shè)備，而且實(shí)現(xiàn)了或部分實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)

化操作，極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，便于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。

5、避免了土壤連作障礙，減少病蟲害無土栽培脫離了土壤，在便封閉狀態(tài)下進(jìn)行，

在一定程度上避免了外界環(huán)境和土壤病原菌及害蟲的侵染，因此由土壤傳播的病蟲害較輕。

同時(shí)避免了因土壤而產(chǎn)生的產(chǎn)品污染問題，不受土壤連作障礙的影響。

6、不受土質(zhì)好壞的影響，可極大的擴(kuò)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的空間無土栽培擺脫了土壤的約束，

可極大的擴(kuò)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的利用空間?？稍诨纳?、沙漠、河灘、海島、鹽堿地進(jìn)行，可在屋頂、

陽(yáng)臺(tái)栽培，可以立體化栽培，充分利用土地和空間。

7、管理不當(dāng)時(shí)一旦發(fā)生病害傳播迅速因營(yíng)養(yǎng)液的流動(dòng)性大，一旦發(fā)生病害，病原菌隨

營(yíng)養(yǎng)液傳播極快。

8、技術(shù)復(fù)雜、要求嚴(yán)格無土栽培比土壤栽培增加了基質(zhì)的選擇及使用、營(yíng)養(yǎng)液的選配

及管理、機(jī)械化和自動(dòng)化作業(yè)操作等技術(shù)環(huán)節(jié)，要求管理人員和操作人員的文化素質(zhì)和技術(shù)

水平較高，否則難以勝任。此外，由于無土栽培的基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)液的選配和管理、基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)

液的特性與土壤不同（緩沖能力等）以及機(jī)械化和自動(dòng)化操作管理，要求嚴(yán)格造作和管理。

9、管理不當(dāng)易出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)失調(diào)及失水狀況基質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)液沒有土壤的緩沖能力強(qiáng)，一旦出

現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)缺乏或過剩，植株立刻表現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)失調(diào)癥狀，基質(zhì)較土壤的保水性差，灌水次數(shù)多，稍

有缺水就出現(xiàn)萎蕉。因此要求嚴(yán)格管理，稍有不慎就會(huì)造成失誤。

10、一次性投資大，運(yùn)行成本高無土栽培需要一定的設(shè)施及設(shè)備，例如栽培槽、營(yíng)養(yǎng)

液裝置及循環(huán)系統(tǒng)、通氣裝置、基質(zhì)等。美國(guó)袋培初期投資最高達(dá)3.5萬(wàn)美元/公頃（18000

元/畝，我國(guó)1254元/畝；沙培美國(guó)南部5萬(wàn)美元/公頃（26666.7元/畝）；深水巖棉培荷蘭

6.8萬(wàn)美元/公頃（37000元/畝），如用循環(huán)水灌液，需7萬(wàn)美元（37000元/畝），我國(guó)需3500

元/畝；NFT法在西歐和北美自動(dòng)化及有加液溫系統(tǒng)，8.1萬(wàn)美元/公頃（43元/畝），有金屬

可移動(dòng)栽培床的NFT系統(tǒng)21萬(wàn)美元。

表1我國(guó)主要無土栽培系統(tǒng)的一次性投資及運(yùn)行成本

無土栽培系統(tǒng)一次性投資（元/畝）運(yùn)行成本（肥料）元/畝年

有機(jī)生態(tài)型無土栽培43001500

槽培52004000

袋培55004000

巖棉培79004000

魯SC無土栽培54003500

營(yíng)養(yǎng)液膜培150003500

浮板毛管水培180003500

深液流栽培150003500

三、無土栽培的主要應(yīng)用范圍

1.蔬菜生產(chǎn)果菜、葉菜、草莓、西瓜、甜瓜等經(jīng)濟(jì)效益高的種類和綠色蔬菜生產(chǎn)。

2.花卉生產(chǎn)鮮花、苗木。以荷蘭最多。

3.飼料生產(chǎn)在南非、蘇聯(lián)的西伯利亞

4.教育及科研上的應(yīng)用應(yīng)用于植物生理學(xué)、植物病理學(xué)、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、植物學(xué)研究。

四、無土栽培發(fā)展簡(jiǎn)史及現(xiàn)狀

(-)無土栽培發(fā)展簡(jiǎn)史

無土栽培是伴隨著植物營(yíng)養(yǎng)研究而發(fā)展起來的，是植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究、植物生理學(xué)研究、

植物學(xué)研究的有效方法和手段。

原始的無土栽培要數(shù)生豆芽了，至于始于何時(shí)還無從考證，最晚出現(xiàn)于宋代林洪《山家

清供》有生豆芽的記載。我國(guó)南方的船家用竹木制的水上菜園多種空心菜；墨西哥的阿茲提

克早在17世紀(jì)就使用漂浮菜園；一直沿用至今的蘿卜芽、豌豆芽、蒜苗、水仙栽培等。

科學(xué)的無土栽培起源于1859?1865年，德國(guó)的沙奇斯(sachs)和克諾普(knop)的試

驗(yàn)，屬于試驗(yàn)探索時(shí)代。德國(guó)的沙奇斯和克諾普把化學(xué)藥品加入水中制成營(yíng)養(yǎng)液栽培植物得

到成功，他們把這種方法稱為水培，1920年?duì)I養(yǎng)液的實(shí)驗(yàn)室制備達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化。

格利克(W.F.Gericke)是第一個(gè)將無土栽培用于商業(yè)化生產(chǎn)的人，這意味著無土栽培技

術(shù)趨于成熟，邁進(jìn)了實(shí)用化時(shí)代。1929年美國(guó)加利福尼亞大學(xué)教授格利克根據(jù)前人的研究結(jié)

果，用無土栽培成功地生產(chǎn)了番茄。1933年他申請(qǐng)了一項(xiàng)水培植物施肥設(shè)備專利。1935年在

他的指導(dǎo)下美國(guó)一些蔬菜和花卉種植者進(jìn)行了大規(guī)模的生產(chǎn)試驗(yàn)。十年后的第二次世界大戰(zhàn)

末期，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于均是需要可到進(jìn)一步應(yīng)用當(dāng)時(shí)的盟軍在太平洋關(guān)島和中東的沙漠中用

無土栽培生產(chǎn)蔬菜供應(yīng)部隊(duì)，給軍隊(duì)的后勤保障起到了積極作用。并傳入歐洲和亞洲I。

1960~1965年間無土栽培主要是固體基質(zhì)探索時(shí)期，70年代末80年代初巖棉培取得成功,

并以其來源廣泛、體輕、一般運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)迅速在丹麥、荷蘭、瑞典等國(guó)發(fā)展起來。

20世紀(jì)70年代英國(guó)的庫(kù)柏(Cooper)發(fā)明了營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)和丹麥?zhǔn)紫乳_發(fā)后在荷蘭

普及的巖棉培技術(shù)(RW)的開發(fā)應(yīng)用，是無土栽培技術(shù)重大突破。意味著無土栽培高科技時(shí)

代的到來。由于無土栽培設(shè)施設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用，無土栽培技術(shù)的成熟，栽培模式的標(biāo)準(zhǔn)化、

管理系統(tǒng)的建立及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用，使無土栽培實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化操作和管理，

集約化生產(chǎn)，朝著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的方向發(fā)展。

隨著無土栽培技術(shù)的發(fā)展，世界上許多國(guó)家和地區(qū)前后成立了無土栽培技術(shù)研究和開發(fā)

機(jī)構(gòu)。國(guó)際上于1955年在第十四屆國(guó)際園藝學(xué)會(huì)上成立了國(guó)際無土栽培工作組（（IWGSC）,

隸屬于國(guó)際園藝學(xué)會(huì)，并于1963、1969、1973、1976年在意大利、西班牙輪流召開了四屆國(guó)

際無土栽培學(xué)術(shù)會(huì)議。1980年在荷蘭召開第五屆國(guó)際無土栽培學(xué)術(shù)會(huì)議，并改名為“國(guó)際無

土栽培學(xué)會(huì)"（IS0SC）,以后每4年舉行一次年會(huì)。1984年、1988年均在荷蘭召開。

（二）無土栽培發(fā)展的現(xiàn)狀

1、國(guó)外無土栽培發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀

荷蘭是世界上無土栽培最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一，國(guó)際無土栽培學(xué)會(huì)（IS0SC）總部設(shè)在荷蘭，

極大地促進(jìn)了歐洲和荷蘭的無土栽培的發(fā)展速度。1971年問題無土栽培的面積僅20hm2,1986

年發(fā)展到3522hm2,1995年達(dá)到8500hm2,2000年已超過1萬(wàn)hm：無土栽培的主要作物有番茄、

黃瓜、甜椒和花卉（主要是切花），其中花卉占50%以上。荷蘭無土栽培的面積大；穩(wěn)產(chǎn)、高

產(chǎn)，番茄平均產(chǎn)量達(dá)到52kg/mZ黃瓜、75kg/m2；主要采用巖棉培，占無土栽培總面積的3/4；

機(jī)械化、自動(dòng)化程度高；管理水平高。

英國(guó)1073年發(fā)明了營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)，1080年資料記載有68個(gè)國(guó)家研究和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，

1981年在英國(guó)北部坎伯來斯福爾斯建立了一個(gè)面積為8hm2的水培溫室，為當(dāng)時(shí)世界上最大

的“番茄工廠”。但是由于其投資大、栽培管理還存在某些弊病，后來發(fā)展較慢。據(jù)統(tǒng)計(jì)英國(guó)

1984年無土栽培面積為158hm2,其中巖棉培和其他形式占2/3,NFT占1/3。

歐洲其他國(guó)家無土栽培也有一定面積，法國(guó)1978年無土栽面積達(dá)到400hm2,俄羅斯大約

2

120hmo

美國(guó)也是無土栽培應(yīng)用最早的國(guó)家之一-，且是世界上最早應(yīng)用無土栽培進(jìn)行商業(yè)化的國(guó)

家。他的無土栽培面積不大，1984年為蔬菜無土栽培面積為200hm:花卉幾乎全部是無土基

質(zhì)栽培面積為1700多hm2,共1900hm2；1997年蔬菜無土栽培面積約308*2。但是美國(guó)無土

栽培研究水平相當(dāng)先進(jìn)，且應(yīng)用較廣，多數(shù)用于干旱、沙漠地區(qū)及宇航中心。1984年番茄產(chǎn)

量達(dá)到27?33kg/m?（1.8?2.2萬(wàn)kg/畝）、黃瓜產(chǎn)量27?45kg/m2（1.8?3萬(wàn)kg/畝）、離苣

產(chǎn)量33?SOkg/m?（2.2?3.3萬(wàn)kg/畝。

日本不僅在無土栽培的實(shí)驗(yàn)研究和大面積應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先水平，而且開展了卓有

成效的超前性研究。在營(yíng)養(yǎng)液配方研究方面，山崎提出了植物吸水和吸肥按比例同步進(jìn)行的

概念，并以此為依據(jù)設(shè)計(jì)了一系列的山崎營(yíng)養(yǎng)液配方；由堀氏對(duì)霍格蘭和阿農(nóng)配方修正設(shè)計(jì)

出一系列“園試配方”至今在世界廣泛應(yīng)用。日本形成了獨(dú)具特色的深液流水培技術(shù)如M式、

神園式、協(xié)和式等，有引進(jìn)了NFT和巖棉培技術(shù)。研制了各種全自動(dòng)控制的植物工廠，實(shí)現(xiàn)

了機(jī)械化和自動(dòng)化。日本的無土栽培技術(shù)的起始和發(fā)展得益于美軍基地大型無土栽培設(shè)施的

建立。1964年建立了22hm2的礫培鮮菜生產(chǎn)基地，1971年無土栽培面積發(fā)展到BIhnA1981

年增加至282hm2；1993年達(dá)到609hn?；1999年增加到10561W,其中巖棉培480hm約占%,深

液流水培313hm2約占30%、營(yíng)養(yǎng)液膜水培120*2約占11%^其他形式I43hm?約占14%。無土栽

培的作物種類有蔬菜約占72%,花卉約占27.4%果樹約占0.9%ol988年時(shí)番茄產(chǎn)量達(dá)到lOkg/n?

(6867kg/畝,黃瓜8.Gkg/m?(5733kg/畝，草莓4.dkg/n?(2933kg/畝)，網(wǎng)紋甜瓜2.6kg/m2

(1733kg/畝),葛苣1.6kg/m2(1067kg/畝。

2、我國(guó)無土栽培發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀

我國(guó)無土栽培是從20世紀(jì)20?30年代開始起步，70年代開始無土栽培應(yīng)用研究，80年

代中期開始列入國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，全國(guó)有30多個(gè)單位進(jìn)行研究。并于1985年在中國(guó)農(nóng)業(yè)

工程學(xué)會(huì)下設(shè)了無土栽培學(xué)組，至1992年每年召開一次年會(huì)，1992年年會(huì)上改名為“中國(guó)

農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)設(shè)施園藝工程專業(yè)委員會(huì)”，每?jī)赡暾匍_一次年會(huì)。研制開發(fā)出魯SC-I型、魯

SC-H型、改進(jìn)型水泥磚結(jié)構(gòu)型深液流水培裝置、簡(jiǎn)易NFT、有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)培、浮板毛管水

培和華南深夜培等無土栽培裝置，浮板毛管水培技術(shù)、有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)、簡(jiǎn)易NFT

技術(shù)、引進(jìn)并廣泛應(yīng)用了巖棉培技術(shù)。研究并開發(fā)了蘆葦、菇渣等有機(jī)基質(zhì)。簡(jiǎn)化了無土栽

培設(shè)施和營(yíng)養(yǎng)液、基質(zhì)等管理技術(shù)，降低了無土栽培的設(shè)備投資和生產(chǎn)成本。出版了《無土

種植法淺說》、《無土栽培》、無土栽培原理與技術(shù)》等著作。

我國(guó)無土栽培面積1985年IShm'1990年7hm?、1995年SOhm?、1999年ZOOhnL2000年

500hm\2002年865hm?、臺(tái)灣501^。番茄、黃瓜年產(chǎn)量1990年9kg/m2(6000kg/畝、1995

年15kg/m2(1萬(wàn)kg/畝、2000年30gk/m2(2萬(wàn)kg/畝。

第二章無土栽培類型及設(shè)施

第一節(jié)無土栽培類型及特點(diǎn)

一、無土栽培類型

按有無基質(zhì)可分：

無基質(zhì)培｛水培

無土栽培〔霧培噴霧培、半噴霧培

〔基質(zhì)培（無機(jī)基質(zhì)培沙培、珍珠巖培、礫培、巖棉培、陶粒培、熏炭培、

塑料泡沫培

.有機(jī)基質(zhì)培草炭培、木屑培、秸稈培、爐渣培、混合基質(zhì)培、有

機(jī)生態(tài)型無土栽培

按設(shè)施不同可分：槽培、袋培、立體培、霧培

二、水培和霧培及其特點(diǎn)

（一■）水培

水培是指定植后植物的根系直接與營(yíng)養(yǎng)液接觸。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)液層的深淺，又可分為深液流

水培技術(shù)（供氧問題）和淺水培技術(shù)。

特點(diǎn)是設(shè)施、營(yíng)養(yǎng)液的配方和配置技術(shù)、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)都比較完善。存在的

問題一次性投資大，生產(chǎn)成本高，管理操作復(fù)雜，系統(tǒng)能耗大，營(yíng)養(yǎng)液為全無機(jī)營(yíng)養(yǎng)對(duì)產(chǎn)品

有污染，較難生產(chǎn)綠色食品。

1、深液流水培技術(shù)的幾種主要形式

深液流法（DeepFlowingTechnique,簡(jiǎn)稱DFT）即深液流循環(huán)栽培技術(shù)。這種栽培方

式與營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)（NFT）差不多，不同之處是流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液層較深，植株大部分根系浸泡在營(yíng)

養(yǎng)液中，其根系的通氣靠向營(yíng)養(yǎng)液中加氧來解決。這種系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)液定期循環(huán)，

解決了在停電期間NFT系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的困難。該系統(tǒng)的基本設(shè)施包括:營(yíng)養(yǎng)液栽培槽、貯

液池、水泵、營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)、植株固定裝置等部分。深液流法目前主要在

廣東省推廣面積較大。

（1）動(dòng)態(tài)浮根法（DynamicRootFloatingSystem,簡(jiǎn)稱DRF）動(dòng)態(tài)浮根系統(tǒng)是指栽培作

物在栽培床內(nèi)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液灌溉時(shí)，根系隨著營(yíng)養(yǎng)液的液位變化而上下左右波動(dòng)。灌滿8厘米

的水層后，由栽培床內(nèi)的自動(dòng)排液器，將營(yíng)養(yǎng)液排出去，使水位降至4厘米的深度。此時(shí)上

部根系暴露在空氣中可以吸氧，下部根系浸在營(yíng)養(yǎng)液中，不斷吸收水分和養(yǎng)料，不怕夏季高

溫使?fàn)I養(yǎng)液溫度上升。一般10~16時(shí)之間，每個(gè)小時(shí)抽氣1次，每次15分鐘。其余時(shí)間，

每2?3小時(shí)循環(huán)1次，每次15分鐘。動(dòng)態(tài)浮根系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)是：栽培床、營(yíng)養(yǎng)液池、空

氣混入器、排液器與定時(shí)器等。是我國(guó)臺(tái)灣省開發(fā)應(yīng)用的。

（2）M式水培特點(diǎn)是無貯液池，種植槽的營(yíng)養(yǎng)液通過泵直接循環(huán)。種植槽是預(yù)先生

產(chǎn)定型的泡沫塑料槽，槽內(nèi)鋪墊一層塑料布裝營(yíng)養(yǎng)液，在槽底安裝一條開有小孔的供液管，

穿過槽底部薄膜按裝營(yíng)養(yǎng)液回流管并與水泵相連，同時(shí)在水泵的出口處附近安裝一個(gè)空氣混

入器。其水泵開啟時(shí)，將種植槽內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液抽出流經(jīng)空氣混入器中，使?fàn)I養(yǎng)液中的溶氧量增

加，然后再?gòu)墓┮汗苌系男】讎娚浠胤N植槽中。此方法以栽培葉菜為主。

（3）協(xié)和式水培種植槽為塑料拼裝式，是拆遷，安裝較簡(jiǎn)單。特點(diǎn)為整個(gè)栽培系統(tǒng)分

成各個(gè)栽培床，每個(gè)栽培床分別設(shè)置供液、排液裝置。通過增大栽培槽面積，擴(kuò)大貯液容積，

采用連續(xù)供液法來提高栽培系統(tǒng)的穩(wěn)定性，栽培結(jié)束時(shí)種植槽清洗、消毒不方便。此法以栽

培果菜為主。協(xié)和式水培裝置主要包括種植槽、定植板及定植杯、營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)、營(yíng)養(yǎng)液

自動(dòng)控制系統(tǒng)四部分組成。

（4）日本神園式水培種植槽為水泥預(yù)制件拼裝而成，需襯墊一層或兩層塑料薄膜，在

換茬時(shí)更換，便于清洗種植槽。營(yíng)養(yǎng)液以在種植槽中供液管上加上噴頭的噴霧形式提供，使

營(yíng)養(yǎng)液的溶氧量達(dá)到較高水平。同時(shí)有一層較深的流動(dòng)營(yíng)養(yǎng)液。

（5）水泥磚結(jié)構(gòu)固定式水培是一種改進(jìn)型日本神園式深液流水培具有建造方便、設(shè)施

耐用、管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。目前在我國(guó)大面積使用推廣。改進(jìn)型神園式水培裝置主要由種植槽、

定植板或定植網(wǎng)框、貯液池、營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)流動(dòng)系統(tǒng)四部分

（6）新和當(dāng)量交換式水培種植槽是由聚苯乙烯泡沫塑料壓鑄成U形，使用時(shí)拼接起

來，槽內(nèi)襯墊塑料薄膜，然后與供液管、水泵連接。栽培槽分A、B兩部分，兩部分的營(yíng)養(yǎng)液

能在栽培槽之間的連接槽間，依靠安在每個(gè)槽上的水泵，相互進(jìn)行等量交換，從而促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)

液的循環(huán)流動(dòng)，因此整個(gè)系統(tǒng)沒有設(shè)貯液池。這種方式使根系的氧氣補(bǔ)給不僅在營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)

行，而且也在空氣中進(jìn)行。因此該方法更適合果菜類栽培。

2、營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)(NutrientFilmTechnique,簡(jiǎn)稱NFT)它是一種淺水培技術(shù)，為了

解決深液流水培技術(shù)中生產(chǎn)設(shè)施笨重、造價(jià)昂貴、供氧不良等問題而設(shè)計(jì)的。由營(yíng)養(yǎng)液貯液

池、泵、栽培槽、管道系統(tǒng)和調(diào)控系統(tǒng)構(gòu)成。營(yíng)養(yǎng)液在泵的驅(qū)動(dòng)下從貯液池流出經(jīng)過根系(0.5~

1.0厘米厚的營(yíng)養(yǎng)液薄層)，然后又回到貯液池內(nèi)，形成循環(huán)式供液體系。根據(jù)栽培需要又可

以分為連續(xù)性供液和間歇式供液兩種類型。連續(xù)供液是指一天24h內(nèi)連需不斷的供液，每個(gè)

25米長(zhǎng)的栽培槽的流量大致控制在2?4L/min的范圍內(nèi)。間歇式供液槽長(zhǎng)25米流量為

4L/min,槽中鋪設(shè)無紡布栽培番茄，夏季白天每小時(shí)供液15min,停止供液45min,夜間每2h

供液15min,停止供液105min,；冬季白天每1.5hn供液一■次，停止供液75min,夜間同夏季。

間歇式供液可以節(jié)約能源，也可以控制植株的生長(zhǎng)發(fā)育，解決了根系供氧和供液的矛盾;它

的特點(diǎn)是在連續(xù)供液系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加一個(gè)定時(shí)器裝置。從NFT原理又派生出不少NFT改良裝

置，如：水泥固定栽培槽，可移動(dòng)式塑料槽栽培和A型架管道栽培等等。這些改良后的設(shè)施都

為工廠化大規(guī)模生產(chǎn)提供了便利條件，也給提高單位面積的利用效率，穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了可能。

NFT系統(tǒng)對(duì)速生性葉菜的生產(chǎn)較理想。適當(dāng)擴(kuò)寬栽培槽也可以種植番茄、甜瓜等作物。目前

江蘇、浙江等地推廣面積較大。具有設(shè)施結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易建造，較深液流水培技術(shù)投資少，

便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。但是技術(shù)要求嚴(yán)格，耐用性差、穩(wěn)定性差、運(yùn)行費(fèi)用高。

3.其他水培技術(shù)

以下是在DFT和NFT水培技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)的方法

(1)浮板毛管法(FloatingCapillaryHydroponics簡(jiǎn)稱FCH)浮板毛管法有效地克服

了NFT的缺點(diǎn)，根際環(huán)境條件穩(wěn)定，液溫變化小，根際供氧充分，不怕因臨時(shí)停電影響營(yíng)養(yǎng)

液的供給。該系統(tǒng)已在番茄、辣椒、芹菜、生菜等作物上應(yīng)用，效果良好，并在江、浙一帶

推廣，廣東省也有少量應(yīng)用。

浮板毛管水培法由栽培床、貯液池、循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四部分組成，栽培槽由聚苯乙

烯板連接成長(zhǎng)槽，一般長(zhǎng)150?200厘米，寬40?50厘米，高10厘米安裝在地面同一水平線

上(圖16-75)。內(nèi)鋪0.8毫米厚的聚乙烯薄膜。營(yíng)養(yǎng)液深度為3?6厘米，液面飄浮L25厘

米厚的聚苯乙烯泡沫板，寬度為12厘米，板上覆蓋親水性無紡布(密度SOg/n?),兩側(cè)延伸

入營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)。通過毛細(xì)管作用，使浮板始終保持濕潤(rùn)，作物的氣生根生長(zhǎng)在無紡布的上下兩

面。在濕氣中吸收氧。秧苗栽在有孔的定植缽中，然后懸掛在栽培床定植板的孔內(nèi)，正好把

行間的浮板夾在中間，根系從育苗孔中伸出時(shí)，一部分根就伸到浮板上，產(chǎn)生氣生根毛吸收

氧，栽培床一端安裝進(jìn)水管，另一端安裝排液管，進(jìn)水管處頂端安裝空氣混合器，增加營(yíng)養(yǎng)

液的溶氧量，這對(duì)剛定植的秧苗很重要，貯液池與排水管相通。營(yíng)養(yǎng)液的深度是通過排液口

的墊板來調(diào)節(jié)。一般在幼苗剛定植時(shí)，栽培床營(yíng)養(yǎng)液深度為6厘米。育苗缽下半部浸在營(yíng)養(yǎng)

液內(nèi)，以后隨著植株生長(zhǎng)，逐漸下降到3厘米左右，這種設(shè)施使吸氧和供液矛盾得到協(xié)調(diào)，

設(shè)施造價(jià)便宜，相當(dāng)于營(yíng)養(yǎng)液膜系統(tǒng)三分之一的價(jià)錢，適合于經(jīng)濟(jì)實(shí)力不強(qiáng)的地區(qū)應(yīng)用。

（2）深水漂浮法該系統(tǒng)在溫室內(nèi)，除了兩端留出少量的空間作為工作通道及放置移

苗、定植的傳送裝置之外，全部建成一個(gè)深約80?100厘米的水池，整個(gè)水池中放入80?90

厘米深的營(yíng)養(yǎng)液。水池底部安裝有連接壓縮空氣泵的出氣口和連接濃縮液分配泵的出液口。

池中的營(yíng)養(yǎng)液通過回流管路與另一個(gè)水泵連接，通過該水泵進(jìn)行整個(gè)貯液池中營(yíng)養(yǎng)液的自體

循環(huán)。栽培床寬4?10米，數(shù)十米長(zhǎng)，定植板依靠浮力漂浮在營(yíng)養(yǎng)液上。主要設(shè)施包括栽培

床、定植板、營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液消毒裝置。

優(yōu)點(diǎn)：①營(yíng)養(yǎng)液量大，緩沖性好，營(yíng)養(yǎng)液的營(yíng)養(yǎng)成分、PH和溫度相對(duì)穩(wěn)定。②作物漂

浮在營(yíng)養(yǎng)液表面，操作方便。③換茬迅速，土地利用率高。④可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和周年生

產(chǎn)。

缺點(diǎn)：①設(shè)施投資高。②首次使用營(yíng)養(yǎng)液用量大，運(yùn)行費(fèi)用高。③消毒和操作要求嚴(yán)

格，一旦發(fā)生病害難以控制。④僅適合與種植小株型作物。

（二）霧培（sprayculture）

是指作物的根系懸掛生長(zhǎng)在封閉、不透光的容器（槽、箱或床）內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)特殊設(shè)備

形成霧狀，間歇噴到作物根系上，以提供作物生長(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分的一類無土栽培技術(shù)。

又稱噴霧培或氣霧培?？煞譃殪F培和半霧培兩種類型。

特點(diǎn)是不使用額外的能源，以霧狀營(yíng)養(yǎng)液同時(shí)可滿足作物根系對(duì)水分、養(yǎng)分和氧氣的需

要，是無土栽培方式中解決根系水氣矛盾的最好方式。養(yǎng)分和水分的利用率高，養(yǎng)分供應(yīng)快

速有效。易于自動(dòng)化控制、立體栽培，提高空間利用率。但是霧培一次性投資大，設(shè)備的可

靠性要求高，否則易霧培造成噴頭堵塞，噴霧不均，霧滴過大等問題。根系環(huán)境變化幅度大,

緩沖性很差，要求管理技術(shù)較高。一旦發(fā)生停電等故障，作物將面臨死亡的危險(xiǎn)。因此目前

尚未用于大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)，相信這是一種先進(jìn)合理的栽培方式的代表將不斷得到完善。

最早研制開發(fā)于意大利。

1、霧培霧培是根系完全裸露生長(zhǎng)在含有營(yíng)養(yǎng)液的霧狀水汽中。

（1）A型霧培該類型的典型結(jié)構(gòu)是A型栽培框架，作物生長(zhǎng)在側(cè)面板上，根系側(cè)垂

于A型容器內(nèi)部，間歇性沐浴在霧狀營(yíng)養(yǎng)液中，若框架側(cè)邊與底邊的夾角為60°,則栽培面

積占地面積的2倍，因此土地利用率高。主要設(shè)施包括栽培床、噴霧裝置、營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)

和自動(dòng)控制系統(tǒng)，類似的霧培還有梯形霧培。適合種植葉菜及小型果菜、觀賞植物。

（2）立柱式霧培作物種植在垂直的柱式容器的四周，根系生長(zhǎng)在容器內(nèi)部，柱頂部

有噴霧裝置，將霧狀營(yíng)養(yǎng)液噴到根系上，多余的營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)柱底部的排液管回收循環(huán)使用，主

要設(shè)施有栽培柱，柱體高1.8?2.0米，直徑25?35厘米，柱間距80?100厘米，有白色不

透明硬質(zhì)塑料制成；噴霧裝置，在每根立柱的頂部均有噴嘴，將霧狀營(yíng)養(yǎng)液及空氣噴到柱內(nèi)；

還有營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。特點(diǎn)是充分利用空間，節(jié)省占地面積。適合種植葉菜

及小型果菜、觀賞植物。

2、半霧培半霧培是指部分根系浸入營(yíng)養(yǎng)液中，其余部分根系生長(zhǎng)在霧狀營(yíng)養(yǎng)液中。營(yíng)

養(yǎng)液以噴霧的形式噴入栽培床內(nèi)。當(dāng)噴液量最大時(shí)，每次加液后，栽培床內(nèi)迅速充滿營(yíng)養(yǎng)液,

根系全部或部分浸泡在營(yíng)養(yǎng)液中，停止噴霧后栽培床內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液以一定的速度從床底的排液

管流出，根系重新暴露在潮濕的空氣中。因秒期間每次加液高度可達(dá)定植板下沿，淹沒全部

根系，每天加液一次。植株長(zhǎng)大后液面高度適當(dāng)降低，只淹沒根系下部，每天加液2?4次，

兩次加液間隔4h,夜間一般不加液高溫時(shí)間段安排一次供液。特點(diǎn)是解決了供液和供養(yǎng)的矛

盾，節(jié)省能源消耗。主要設(shè)施有栽培槽，槽寬40厘米，高30厘米；噴霧裝置在栽培床內(nèi)側(cè)

壁上部，每隔1?1.5厘米一個(gè)噴嘴；還有營(yíng)養(yǎng)液和自動(dòng)控制系統(tǒng)。

三、基質(zhì)培及其特點(diǎn)

基質(zhì)培是植物通過非土壤的固體基質(zhì)材料固定植物根系，吸附營(yíng)養(yǎng)液和氧氣，通過澆灌

營(yíng)養(yǎng)液或固態(tài)肥和澆灌清水，供給作物生育所需的水分和養(yǎng)分的一種無土栽培方式。

特點(diǎn)是與水培相比基質(zhì)培的設(shè)施簡(jiǎn)單，不需要特殊供養(yǎng)設(shè)施，成本低。由于基質(zhì)有緩沖

作用，養(yǎng)分、水分、環(huán)境變化緩和。栽培技術(shù)不復(fù)雜，容易掌握。但是需要大量基質(zhì)材料，

對(duì)基質(zhì)的理化性質(zhì)有一定要求，且基質(zhì)要進(jìn)行處理、消毒、更換等作業(yè)較費(fèi)工。但是目前仍

是我國(guó)大部分地區(qū)主要的無土栽培方式。根據(jù)基質(zhì)材料的不同，還可分為無機(jī)基質(zhì)培和有機(jī)

基質(zhì)培。

（-）無機(jī)基質(zhì)培

無機(jī)基質(zhì)的理化性狀穩(wěn)定，但是幾乎沒有緩沖作用，自身含養(yǎng)分少，保肥能力差。因此

無機(jī)基質(zhì)培必須采取多供營(yíng)養(yǎng)液的方式來滿足作物生長(zhǎng)對(duì)水肥的需求。這樣即浪費(fèi)又造成產(chǎn)

品中硝酸鹽過量積累。

1.礫培是無土栽培初期階段（二戰(zhàn)到20世紀(jì)60年代）的主要形式。特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)液循

環(huán)使用，水分、養(yǎng)分利用經(jīng)濟(jì)，但是礫石運(yùn)輸、清潔、消毒工作繁重，逐步被其他方式取代。

然而在火山巖等礫石資源豐富的地區(qū)仍然是一種有效簡(jiǎn)單的方式。

礫石培是一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，以直徑3mm的礫石作基質(zhì)。主要設(shè)施有栽培槽、排液裝置、

貯液罐、水泵、轉(zhuǎn)換式供水閥和管道等組成。按灌液方式可分為兩種系統(tǒng)。美國(guó)系統(tǒng)的特點(diǎn)

是營(yíng)養(yǎng)液從底部進(jìn)入栽培槽，再回流到貯液罐中，營(yíng)養(yǎng)液在一個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)通過電泵強(qiáng)制循

環(huán)供液。荷蘭系統(tǒng)采用營(yíng)養(yǎng)液懸空落入栽培槽，在栽培槽末端底部設(shè)有營(yíng)養(yǎng)液流出U,直徑

為注入管口徑的一半，整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)形成一個(gè)節(jié)流狀態(tài)。經(jīng)流出口流入貯液罐的營(yíng)養(yǎng)液與注

人口一樣懸空自由落入，使?fàn)I養(yǎng)液溶氧量提高。營(yíng)養(yǎng)液用電泵打入注入口循環(huán)使用。一般比

較標(biāo)準(zhǔn)的礫石（容重在1.5%cm3左右，總空隙度在40%,持水率在7%左右），白天每隔3?4h

灌排液1次。如果基質(zhì)總空隙度在50%左右，持水率在13%左右時(shí)，則可每隔5?6h灌排液一

次。定植初期允許灌入營(yíng)養(yǎng)液后保留1?2h后排出，利于緩苗。

2.砂培1969年由美國(guó)開發(fā)的使用砂子作為基質(zhì)的一種開放式無土栽培系統(tǒng)?？梢钥?/p>

作是礫培的一種，但是沙子粒徑比礫石小，且保水性比礫培高。砂培系統(tǒng)的特征是沙?；|(zhì)

保濕能力強(qiáng)，既能滿足作物生長(zhǎng)需要，又能很好的排水。但是如果砂子粒徑過小，濕度過大，

在營(yíng)養(yǎng)液不能循環(huán)流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致溶氧量減少，通氣不良。沙漠和半沙漠地區(qū)砂子資源及其豐

富、不需從外地運(yùn)入，價(jià)格低廉，砂子不需每隔1?2年進(jìn)行一次更換。因此，砂培適于沙漠

和半沙漠地區(qū)進(jìn)行無土栽培生產(chǎn)。砂培的主要設(shè)施有栽培槽，固定式栽培槽為V字形或倒V

字形槽，用磚和水泥砌成，底部有1:400的坡降以利于排水，排液管設(shè)置在槽的底部最低處。

全地面砂培床是在整個(gè)溫室地面上全部鋪上30厘米的砂子，做成栽培床，床底做成1:200的

坡降底部譜兩層黑色聚乙烯薄膜，薄膜上按1.5~2.0米間隔，平行排列排液管排液管孔朝下，

排出的營(yíng)養(yǎng)液流到室外的貯液池中；供液系統(tǒng)為滴灌系統(tǒng)。每天滴灌2?5次，每周應(yīng)對(duì)排出

液中的鹽總量測(cè)定2次（電導(dǎo)率儀），如鹽總量超過2000mg/L時(shí)，應(yīng)該用清水灌溉數(shù)天，直

至排出液鹽濃度低于穎濃度后重新灌溉營(yíng)養(yǎng)液。

3.巖棉培是將巖棉切成塊狀，用塑料薄膜包成一枕頭袋塊狀，成為巖棉種植墊。定植

時(shí)將巖棉種植墊的上面薄膜開一個(gè)小圓孔，將帶有小苗的巖棉塊放在圓孔上，在定植的巖棉

快上插入供給營(yíng)養(yǎng)液的滴頭管滴入營(yíng)養(yǎng)液，根系扎入巖棉中吸收水分和養(yǎng)分。

根據(jù)供液方式不同可分為開放式巖棉培和循環(huán)式巖棉培。開放式巖棉培的特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)液

不循環(huán)利用。通過滴灌滴入的營(yíng)養(yǎng)液，多余的部分，從巖棉種植墊的底部流出排出室外。優(yōu)

點(diǎn)是設(shè)施結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工容易。造價(jià)底，管理方便，不會(huì)因營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)導(dǎo)致病害蔓延。缺點(diǎn)

是營(yíng)養(yǎng)液消耗較多，排出室外棄之不用會(huì)造成環(huán)境污染（使環(huán)境氮磷富營(yíng)養(yǎng)化）。

循環(huán)式巖棉培的營(yíng)養(yǎng)液通過回流管回流到地下貯液池內(nèi)，循環(huán)使用。不會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)液浪

費(fèi)和環(huán)境污染。但循環(huán)式巖棉培設(shè)計(jì)復(fù)雜，基本建設(shè)投資較大，容易傳播根際病害。

主要設(shè)施有栽培床、供液裝置、排液裝置（循環(huán)供液不需要）

開放式巖棉培的栽培床是做成高畦。番茄畦高10厘米，畦寬1.5米，大行距80厘米，

小行距70厘米，小行距在畦溝之間處。地面平整，有1:100的坡降，用乳白色的薄膜將地面

全部蓋住。巖棉種植墊（寬30厘米、高10厘米、長(zhǎng)90厘米）排列在畦面上兩行，畦溝在畦

中間，放置滴灌毛管和排出多于的營(yíng)養(yǎng)液，步道在畦面上。冬季在巖棉種植墊的底部放置加

溫管道，且用黑色薄膜將巖棉種植墊及溝蓋住，以利于吸熱、增溫。

封閉式巖棉培的栽培床用木板或硬泡沫塑料板在地面上筑成畦框，高15厘米，寬32厘

米，長(zhǎng)20~30厘米，框內(nèi)地面做成一條溝，溝按1:200坡降向集液池方向傾斜整個(gè)地面要壓

實(shí)，鋪入乳白色塑料薄膜，緊貼地面及溝底。購(gòu)中安置一條直徑為2厘米的硬質(zhì)聚氯乙烯排

水管，并將其接到畦外的集液池中。溝兩側(cè)各案一條高5厘米、寬5厘米、長(zhǎng)91厘米的硬泡

沫塑料條塊，支撐巖棉種植墊，防止?fàn)I養(yǎng)液滯留時(shí)浸到墊底。巖棉種植墊寬30厘米，長(zhǎng)91

厘米，高10厘米，用無紡布包住底部和兩側(cè)以防根系伸到溝中。將巖棉種植墊一個(gè)接一個(gè)排

滿畦。其他與開放式巖棉培相同。

供液裝置采用滴灌系統(tǒng)供液，有貯液池、定量泵、管路。封閉式巖棉培沒有排液裝置。

開放式巖棉培的排液裝置是將多余的營(yíng)養(yǎng)液流入畦溝，集中流入排液溝中，流入集液池中。

采用24h內(nèi)間歇供液法。每株每小時(shí)滴灌2L營(yíng)養(yǎng)液的速度滴液，滴1小時(shí)即停止滴液。

待滴入的營(yíng)養(yǎng)液都返回集液池，并抽上供液池后，又重新滴液。每周取巖棉種植墊底部流出

的營(yíng)養(yǎng)液測(cè)定2?3次，如電導(dǎo)率超過3.5mS/cm時(shí)停止供液，滴灌清水，洗去多余的鹽，當(dāng)

流出的營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率降至接近清水時(shí)重新灌溉營(yíng)養(yǎng)液。為了防止植株缺乏營(yíng)養(yǎng)，可滴灌1/2

或1/4原用濃度的營(yíng)養(yǎng)液，當(dāng)流出的營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率與稀營(yíng)養(yǎng)液接近時(shí)，重新滴灌原用營(yíng)養(yǎng)液。

（二）有機(jī)基質(zhì)培

利用草炭及農(nóng)業(yè)廢棄物等經(jīng)過處理作為基質(zhì)的無土栽培方法。因其本身含有大量的營(yíng)養(yǎng)

元素，可以簡(jiǎn)化營(yíng)養(yǎng)液配方，降低成本。同時(shí)有機(jī)基質(zhì)多數(shù)具有保肥、保水能力，緩沖能力

強(qiáng)，可見少化肥用量，減少肥料成本且減少產(chǎn)品的污染。因此栽培設(shè)施簡(jiǎn)單，投資較少，管

理方便，產(chǎn)品容易符合無公害的要求。有機(jī)基質(zhì)的種類較多，如草炭，秸稈、酒糟、木屑等，

其理化性狀各有千秋，?般采用混合基質(zhì)，以彌補(bǔ)各自的缺陷達(dá)到互補(bǔ)作用。

有機(jī)基質(zhì)培的設(shè)施由貯液池、栽培床、加液系統(tǒng)、排液循環(huán)系統(tǒng)組成。栽培床有槽式、

袋式栽培床。栽培槽可由水泥、磚、聚苯板、玻璃鋼、銀灰色塑料薄膜等材料制成。栽培袋

有開口筒式和枕式兩種，用聚乙烯黑色或黑白雙面膜制成。加液系統(tǒng)采用滴灌或噴灌，營(yíng)養(yǎng)

液由泵從貯液池中抽出，經(jīng)過濾器，進(jìn)入滴灌或噴灌軟管進(jìn)入栽培床，被作物吸收，剩余的

營(yíng)養(yǎng)液滲入滲液層，進(jìn)入排液溝流回貯液池再循環(huán)利用，開放式系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液不循環(huán)利用。

（三）基質(zhì)立體栽培

是基質(zhì)培的一種形式，主要設(shè)施有貯液池、栽培立柱、加液及排液系統(tǒng)。主要是栽培床

改為栽培立柱，其他設(shè)施與基質(zhì)培相同。栽培立柱有柱狀、長(zhǎng)袋狀、梅花瓣?duì)钤耘嗬彽刃问健?/p>

栽培柱用石棉水泥管或硬質(zhì)塑料管制成，立在溫室中，在栽培柱的四周按螺旋位置開孔，植

物種植在孔中；栽培長(zhǎng)袋訓(xùn)練有素直徑15厘米、后0.15毫米的聚乙烯筒膜制成長(zhǎng)度一般為

2米，低端扎緊裝入基質(zhì)，上端扎緊懸掛在溫室中，袋四周開孔孔徑2.5?5.厘米種植作物。

栽培缽為六瓣體塑料缽，高20厘米、直徑20厘米、瓣間距10厘米。栽培缽裝入基質(zhì)，錯(cuò)開

花瓣位置疊放成立柱，花瓣處定植作物。栽培柱行間距80?120厘米。加液及排液裝置由滴

灌系統(tǒng)組成。

（四）有機(jī)生態(tài)型無土栽培

有機(jī)生態(tài)型無土栽培是有機(jī)基質(zhì)無土栽培的一種，但是有不同，他不用傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液灌

溉作物，而是使用各種有機(jī)肥的固態(tài)形態(tài)直接混施于基質(zhì)中，并直接灌溉清水的一種無土栽

培技術(shù)。其特點(diǎn)是①操作管理簡(jiǎn)單免除了營(yíng)養(yǎng)液配制操作的麻煩，避免了由于供液量不

適造成的營(yíng)養(yǎng)不良癥，簡(jiǎn)化了供液程序。②營(yíng)養(yǎng)充足，全面，緩沖能力強(qiáng)③降低一次性

成本取消了營(yíng)養(yǎng)液配制設(shè)備、測(cè)試系統(tǒng)、定時(shí)器、循環(huán)系統(tǒng)等設(shè)備。④節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用與

使用營(yíng)養(yǎng)液相比，有機(jī)生態(tài)型無土栽培主要使用消毒有機(jī)固態(tài)肥，肥料成本降低60?80九⑤

對(duì)產(chǎn)品及環(huán)境無污染采用消毒有機(jī)固態(tài)肥，不會(huì)產(chǎn)生過多的硝酸鹽等有害無機(jī)鹽及其他有

害化學(xué)物質(zhì)，系統(tǒng)排出液中硝酸鹽含量只有1?4mg/L,因此對(duì)環(huán)境無污染，產(chǎn)品可達(dá)到綠色

食品標(biāo)準(zhǔn)。

有機(jī)生態(tài)型無土栽培的設(shè)施與其他基質(zhì)培的設(shè)施相同。主要有栽培槽、滴灌系統(tǒng)、貯液

池。但是基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)管理、水分管理不同。基質(zhì)采用消毒雞糞、草炭、爐渣等混合基質(zhì)。生

產(chǎn)番茄一茬In?基質(zhì)中應(yīng)含有氮（N）1.5?2.0公斤，磷（PG）0.5?0.8公斤，鉀（KQ）0.8?

2.4公斤。分基肥和追肥分次施入，基肥與追肥的比例為1:3至6:4,每次1m，基質(zhì)追肥量氮

（N）80?150g,磷（P2O5）30?50g,鉀（K,0）50?180g,分次追肥。定植前在基質(zhì)內(nèi)混入

基肥，定植后20天內(nèi)不追肥，只澆清水，以后每隔10?15天追肥一次，均勻撒施在離根5

厘米以外的周圍。定植前將基質(zhì)澆清水達(dá)到濕潤(rùn)，定植時(shí)將基質(zhì)澆透。每天灌水1?3次保持

基質(zhì)含水量60~85%,冬季隔一天灌水一次。

第二節(jié)無土栽培的必要設(shè)備

一、水培的必要設(shè)備

1.栽培槽

一般為水泥磚結(jié)構(gòu)、聚苯板、硬質(zhì)塑料板、木板、金屬板等材料制成。長(zhǎng)方形、三角形、

U形。栽培槽要求防滲漏、防止水泥影響營(yíng)養(yǎng)液的pH值，因此可以在槽內(nèi)鋪入塑料薄膜。要

有一定坡降，以利于營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)流動(dòng)。槽寬窄應(yīng)根據(jù)栽培作物的行距大小要求而定，果菜一

槽種植一行或兩行，槽與槽之間留有步道，槽寬加步道與行距相等（80?150厘米），槽深多

為15~20厘米，槽長(zhǎng)不宜過長(zhǎng)（10?40米）否則營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)不暢，造成供氧不良。葉菜一

槽種植多行，槽寬可達(dá)80?150厘米。槽高的一端留有營(yíng)養(yǎng)液注入口，另一端留有排液口。

2.貯液池

應(yīng)在整個(gè)系統(tǒng)的最低處，即避光又能保持營(yíng)養(yǎng)液相對(duì)恒溫。一般建在地下，修建一水泥

池，形狀長(zhǎng)方形或圓形，傾斜式底部為適用。內(nèi)壁四周圖一層防水樹脂，避免營(yíng)養(yǎng)液滲漏。

也可在地下挖一個(gè)坑，鋪入聚乙烯塑料薄膜。貯液池上沿高出地面10?20厘米，池上加蓋，

避光，防雨，防雜物落入，防止藻類植物滋生，污染營(yíng)養(yǎng)液，堵塞循環(huán)管道，傳播病蟲害。

貯液池的容量越大，營(yíng)養(yǎng)液的pH值、電導(dǎo)度變化越小。按每個(gè)植株占液量推算，如果大型的

番茄、黃瓜等每株需15?20L,小型的葉菜每株需3L左右營(yíng)養(yǎng)液，按1/2量營(yíng)養(yǎng)液存于栽培

槽中，1/2存于貯液池中，一般lOOOn?的溫室需建30n?左右的貯液池。NFT系統(tǒng)一公頃溫室

需要鍵10?15m3的貯液池。

NFT系統(tǒng)在貯液池上方還有濃營(yíng)養(yǎng)液罐、酸堿罐和注入泵，靠注入泵注入貯液池中，受

控制儀（pH儀、電導(dǎo)儀等）指揮，當(dāng)貯液池中的營(yíng)養(yǎng)液少到一定時(shí)它接收感應(yīng)器輸出信號(hào)，

把酸和濃營(yíng)養(yǎng)液注入貯液池中，達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)停止注入。

3.營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)

水泵應(yīng)選用耐腐蝕、無毒的，功率應(yīng)根據(jù)溫室大小及營(yíng)養(yǎng)液流量大小而定。一般1000?

2000m2的溫室選用一臺(tái)625-50mm、功率1.5KW自吸式水泵或潛水泵。大型系統(tǒng)應(yīng)采用離心

泵。

供液管道可分為主管道、支管道和毛管，與栽培槽最高端供液I」連接供液。全部采用

耐腐蝕、無毒材料］一般為聚乙烯塑料管道，管徑粗細(xì)適宜并通過流量調(diào)節(jié)閥門控制流量。

應(yīng)避光防止管道老化、堵塞。有的系統(tǒng)在供液管道上安裝空氣混合器，給營(yíng)養(yǎng)液加氧。

回流管道要求耐腐蝕、無毒。與栽培槽最低端排液口連接，回流管道管徑要足夠大，

確保營(yíng)養(yǎng)液快速排到貯液池中。也分為主管、支管和毛管。有的系統(tǒng)的回流管口架高在貯液

池上方，將回流的營(yíng)養(yǎng)液從高處落下，利用回流落差使注入的營(yíng)養(yǎng)液濺起的水泡給營(yíng)養(yǎng)液加

氧。應(yīng)避光防止管道老化、堵塞。

4、pH控制儀

NFT系統(tǒng)還安裝pH控制儀，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液的pH上升到一定指標(biāo)時(shí)感應(yīng)器就會(huì)發(fā)出信號(hào)，控

制器就會(huì)讓泵注入酸調(diào)節(jié)。pH控制儀可監(jiān)控每天的pH值變化，避免pH變化激烈超出正常范

圍。

5、電導(dǎo)儀

NFT系統(tǒng)還裝有電導(dǎo)儀，電導(dǎo)儀感應(yīng)電池放在塑料殼里的碳電極，把它懸掛并部分浸入

營(yíng)養(yǎng)液中，也可放在循環(huán)泵供液管道上，營(yíng)養(yǎng)液流到栽培槽之前流經(jīng)感應(yīng)電池，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液電

導(dǎo)率超出適宜范圍時(shí)一，指令注入泵加入濃營(yíng)養(yǎng)液及水調(diào)節(jié)，使?fàn)I養(yǎng)液濃度恢復(fù)到預(yù)定水平。

二、基質(zhì)培的必要設(shè)施

1.栽培槽及栽培袋

與水培的栽培槽的規(guī)格及制作材料相同。一般槽寬24?36厘米，高15厘米栽一行，如

槽寬72厘米栽培兩行。

栽培袋用厚度0.07~0.08mm,折徑30?35厘米的乳白色或黑白雙面聚乙烯膜筒制成，

白色作袋面。開口筒式栽培袋是將筒膜剪成35厘米長(zhǎng)，一端封嚴(yán)，每袋裝基質(zhì)10?15L,栽

一株果菜。枕式栽培袋是將膜筒剪成70厘米長(zhǎng)，先將一端封嚴(yán)，從另一端裝入基質(zhì)20?30L,

再將另一端封嚴(yán)，定植時(shí)在袋上開兩個(gè)直徑10厘米的定植孔，兩個(gè)孔中心距離為40厘米，

栽2株果菜。袋底部或兩側(cè)應(yīng)該扎2?3個(gè)直徑0.5?1.0厘米的小孔，以便排出多于的營(yíng)養(yǎng)

液,防止江根。

2.貯液池及貯液罐

貯液池與水培相同，需要水泵。貯液罐必須耐腐蝕，一般架高放置，使?fàn)I養(yǎng)液靠重力流

入滴灌管。

3.滴灌系統(tǒng)

可以是滴灌、軟管灌。

第三章無土栽培原理

第一節(jié)固體基質(zhì)

一、固體基質(zhì)的種類

按基質(zhì)的組分來分類可分為：

無機(jī)基質(zhì)「砂子、礫石、珍珠巖、蛭石、巖棉、礦棉、陶粒、聚乙烯、聚丙烯、酚類

Y

一樹脂、尿醛泡沫塑料、爐渣

有機(jī)基質(zhì)｛草炭、泥炭、木屑、秸稈、稻殼、樹皮、棉籽殼、蔗渣、椰糠

二、固體基質(zhì)的作用

1.支持固定植物

2.保持水分

3.保持和提供營(yíng)養(yǎng)

4.提供氧氣

5.緩沖作用

三、對(duì)固體基質(zhì)的要求

植物的根系直接與基質(zhì)接觸，因此基質(zhì)的理化性質(zhì)對(duì)根系的吸水、吸肥，呼吸等生理活

動(dòng)影響很大。

（一）理想基質(zhì)應(yīng)具備的條件

1.適于種植多種植物，適于植物各個(gè)生長(zhǎng)階段的生育。

2.容重輕，便于搬運(yùn)。

3.總孔隙度大，達(dá)到飽和吸水量后，尚能保持大量通氣孔隙，有利于植物根系的貫通和

擴(kuò)展。

4.吸水率大，持水力強(qiáng)，減少澆水次數(shù)；同時(shí)、多余的水分容易排除，不易發(fā)生濕害。

5.具有一定的彈性和伸長(zhǎng)性，對(duì)根系的固定性好又不妨礙根系生長(zhǎng)。

6.澆水少時(shí)不易斷裂而傷根，澆水多時(shí)不粘妨礙根系呼吸。

7.絕熱性好，基質(zhì)溫度穩(wěn)定不傷根

8.基質(zhì)不帶病、蟲、草害

9.不會(huì)因高溫、冷凍、化學(xué)藥劑處理而發(fā)生變形變質(zhì)，便于重復(fù)使用時(shí)基質(zhì)消毒。

10.基質(zhì)具有一定的肥力，對(duì)養(yǎng)分的供給和pH值有一定緩沖能力，又不會(huì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液和pH

有干擾。

11.pH值易調(diào)節(jié)。

12.不污染環(huán)境。

（二）基質(zhì)的物理特性

1.容重是以基質(zhì)干重/基質(zhì)體積來表示（g/cn?）

容重主要受基質(zhì)密度（質(zhì)地）和顆粒大小的影響，反映了基質(zhì)的疏松程度。容重過大，

總孔隙度小，基質(zhì)緊實(shí)。這種基質(zhì)透水、透氣性差，影響根系生長(zhǎng)，栽培效果差，操作管理

難。容重過小，總孔隙度大，基質(zhì)疏松，通氣性好，但是基質(zhì)易干，需經(jīng)常澆水，管理麻煩，

基質(zhì)易漂浮，根系固定不好。一般基質(zhì)容重以0.1?0.8g/cn?為好。實(shí)際上對(duì)于容重小而吸水

多的基質(zhì)，濕容重更能說明問題。

2.總孔隙度指基質(zhì)中持水空隙和通氣空隙的總和占基質(zhì)體積的百分?jǐn)?shù)

總孔隙度=（1-容重/比重）X100

孔隙度大基質(zhì)疏松，容納的空氣與水的量大，有利于根系生長(zhǎng)，但對(duì)根系的固定和支撐

差。反之孔隙度小，基質(zhì)緊實(shí)，氣水容納量較少，不利于根系伸展，需頻繁供液。大空隙占

5%以下屬低孔隙度，占5?30%屬中等孔隙度，大于30%屬高孔隙度。高孔隙度的基質(zhì)持水量

低，容易干燥。一般總孔隙度在54?96%較適宜。

3.氣水比（大小空孔隙比）是指在一定時(shí)間內(nèi)，基質(zhì)中容納氣、水的相對(duì)比值，通常

以基質(zhì)的大孔隙和小孔隙之比來表示，并以大孔隙值作為1。大空隙是指基質(zhì)中空氣占據(jù)的

空間，即通氣孔隙，孔隙直徑0.1mm以上；小孔隙是指基質(zhì)中水分占據(jù)的空間，即持水孔隙,

孔隙直徑在0.001?0.1mm范圍內(nèi)（毛管水）。用下式表示：

大小孔隙比=通氣孔隙（％）/持水空隙（％）

總孔隙度只能反映在基質(zhì)中空氣和水分能容納的空間總和，不能反映基質(zhì)中空氣和水分

各自能容納的空間。而大小孔隙比能夠反映出基質(zhì)中氣與水之間的狀況，是衡量基質(zhì)優(yōu)劣的

重要指標(biāo)，與總孔隙度一起可全面的表明基質(zhì)中氣和水的狀態(tài)。如果大小孔隙比大，說明空

氣容量大而持水容量小，即貯水力弱而空氣容量大；反之，如果大小孔隙比小，則空氣容量

小而持水量大。一般基質(zhì)的氣水比在1：2?4范圍內(nèi)為宜，此時(shí)基質(zhì)持水量大，通氣性好。

如果用孔隙度衡量就是總孔隙度中同時(shí)能夠提供20%的大孔隙和20?30%的小空隙。

4.顆粒大小(粒徑)是指基質(zhì)顆粒的直徑大小，用毫米表示。基質(zhì)顆粒大小直接影響

基質(zhì)的容重、總孔隙度和大小孔隙比?；|(zhì)顆粒越小容重越大、總孔隙度越小，大小孔隙比

越??；反之亦然。一般基質(zhì)顆?？煞治寮?jí)：＜lmm、1?5mm、5?10mm、10?20nlm、20?50mm。

以0.5?5nlm為好，小于0.5mm的顆粒最好不超過基質(zhì)總量的5%。當(dāng)然不同基質(zhì)適宜的粒徑

大小不同，砂粒粒徑以0.5?2.0mm為宜，陶粒以10mm內(nèi)為宜。栽培基質(zhì)應(yīng)有較好的形狀，

不規(guī)則的顆粒表面，但不具棱角，有較大的表面積，能夠保持較多水分，多孔結(jié)構(gòu)顆粒內(nèi)部

保持水分。此外基質(zhì)應(yīng)具有抗分解能力，以免栽培日久顆粒由大變小，基質(zhì)孔隙度辦校，容

重改變。由于多數(shù)基質(zhì)的理化特性不夠理想，因此生產(chǎn)中多采用混合基質(zhì)，基質(zhì)混合后的體

積要小于原來材料的體積的總和。

表2基質(zhì)的物理性狀

基質(zhì)容重比重總孔祺一大孔隙小空氣水比持水適宜粒

種類(g/cm：i(g/cm3度(%)(%)隙(％)量(%)徑(mm)

))

土1

102.5466.021.045.01:2.14

砂

子1

5~1.2.6230.529.51.01:0.03小0.5~3

8

渣

爐0

7854.721.733.01:1.51「5.0

蛭

石0

07~02.6195~133.25.0108.51:4.35大550.75~8

珠?255

珍

巖O

03飛2.3760.329.530.751:1.04大3~4

16

巖棉

06~096^100.64.335.751:0.55大

炭110

草

2~0.1.5577~845~3072~54

籽

棉

餅

菇

渣2474.973.326.691:0.36

木

屑

炭1978.334.543.751:1.26

稻

化

殼1582.557.525.01:0.43

泡

胭

醛

沫01-0829.8101.3726.01:7.13

石

礫

5~L小1.6~20

8

膨脹陶0.51小0.5~L

粒00

蔗渣0.12~090.844.546.31:1.04

.28

樹皮0.TO.2.00

3

松樹針o.To.1.90

葉25

（三）基質(zhì)的化學(xué)特性

1.基質(zhì)的酸堿度（pH值）主要影響根系環(huán)境的酸堿度，而且酸堿度過高及過低都會(huì)使

某些元素沉淀，造成缺素癥。一般植物生長(zhǎng)適宜的pH=5.6?7,因此基質(zhì)的pH=6?7較好。石

灰質(zhì)的礫石和砂子富含碳酸鈣（CaCO3）,供液后溶入營(yíng)養(yǎng)液中，使pH升高，發(fā)生鐵沉淀，造

成植物缺鐵，故不適合作基質(zhì)使用。酸性或堿性基質(zhì)在使用前應(yīng)用水洗、用酸堿調(diào)節(jié)。

基質(zhì)酸堿度的測(cè)定方法：取1份基質(zhì)加5份蒸儲(chǔ)水（體積比）混合、充分?jǐn)嚢瑁?小時(shí)后

采用酸度計(jì)測(cè)定。

2.基質(zhì)的鹽基交換量（CEC）是指基質(zhì)的陽(yáng)離子代換量，即在一定酸堿條件下，基質(zhì)含

有的可代換性陽(yáng)離子的數(shù)量。以100g基質(zhì)代換吸收陽(yáng)離子的毫克當(dāng)量數(shù)（me/100g基質(zhì)）來

表示。鹽基代換量表示基質(zhì)對(duì)養(yǎng)分的吸附能力，對(duì)養(yǎng)分和pH值的緩沖能力。但是也會(huì)影響營(yíng)

養(yǎng)液的平衡，使人們難以控制營(yíng)養(yǎng)液的組分?；|(zhì)的鹽基代換量越大則緩沖能力越強(qiáng)?；|(zhì)

緩沖能力大小順序:有有機(jī)基質(zhì)〉無機(jī)基質(zhì)〉惰性基質(zhì)〉營(yíng)養(yǎng)液。高位草炭的鹽基代換量為140?

160me/100g＞中位草炭的鹽基代換量為70?80me/100g、蛭石的鹽基代換量為100?

150me/100g＞樹皮的鹽基代換量為70-80me/100g,砂、礫、巖棉等惰性基質(zhì)的鹽基代換量

為0.l~1.0me/100g?盆栽時(shí)基質(zhì)的鹽基交換量在10?lOOme/lOOcm、比較適宜。

3.基質(zhì)的電導(dǎo)率（EC）表示基質(zhì)中已經(jīng)電離鹽類的溶液濃度。一般用毫西門子/厘米

（mS/cm）表示。反映基質(zhì)中原來帶有的可溶性鹽分的多少，直接影響營(yíng)養(yǎng)液的平衡，一般不

宜超過1000mg/kg,最好W500mg/kg。基質(zhì)中含有一定的鹽分可為植物提供一定的營(yíng)養(yǎng)，但

是電導(dǎo)率過高會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)液的平衡，且造成鹽害。一般花卉栽培基質(zhì)的電導(dǎo)率小于0.37~0.5

mS/cm時(shí)（相當(dāng)于自來水）必須施肥，電導(dǎo)率達(dá)到1.3?2.75mS/cm時(shí)一般不用施肥，栽培

蔬菜作物時(shí)基質(zhì)的電導(dǎo)率應(yīng)大于1mS/cm。

4.基質(zhì)的化學(xué)成分及穩(wěn)定性基質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)的種類、含量，及發(fā)生化學(xué)變化的難易程

度，直接影響營(yíng)養(yǎng)液的平衡，同時(shí)也為植物提供養(yǎng)分。在無土栽培中要求基質(zhì)有很強(qiáng)的化學(xué)

穩(wěn)定性，不含有毒物質(zhì)，以減少營(yíng)養(yǎng)液受干擾的機(jī)會(huì)，保持營(yíng)養(yǎng)液的化學(xué)平衡。

表