無土種植技術(shù)的概況
無土種植技術(shù)的概況
無土栽培是以草炭或森林腐葉土、膨脹蛭石等輕質(zhì)材料做育苗基質(zhì)固定植株，讓植物根系直接接觸營養(yǎng)液，采用機械化精量播種一次成苗的現(xiàn)代化育苗技術(shù)。選用苗盤是分格室的，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，一般叫穴盤無土育苗。
一、原理
無土栽培(soilless culture) 不用土壤，用其它東西培養(yǎng)
植物的方法，包括水培、霧(氣)培、基質(zhì)栽培。19世紀(jì)中，W.克諾普等發(fā)明了這種方法。到20世紀(jì)30年代開始把這種技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。在二十一世紀(jì)人們進一步改進技術(shù)，使得無土栽培發(fā)展起來。無土栽培中用人工配制的培養(yǎng)液，供給植物礦物營養(yǎng)的需要。無土栽培是一種不用天然土壤而采用含有植物生長發(fā)育必需元素的營養(yǎng)液來提供營養(yǎng)，使植物正常完成整個生命周期的栽培技術(shù)。在無土栽培技術(shù)中，能否為植物提供一種比例協(xié)調(diào)，濃度適量的營養(yǎng)液，是栽培成功的關(guān)鍵。
二、分類
(一)水培
水培是指植物根系直接與營養(yǎng)液接觸，不用基質(zhì)的栽培方法。
最早的水培是將植物根系浸入營養(yǎng)液中生長，這種方式會出現(xiàn)缺O(jiān)2現(xiàn)象，影響根系呼吸，嚴(yán)重時造成料根死亡。為了解決供O2 問題，英國Cooper在1973年提出了營養(yǎng)液膜法的水培方式，簡稱”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一層很薄的營養(yǎng)液(0.5-1厘米)層，不斷循環(huán)流經(jīng)作物根系，既保證不斷供給作物水分和養(yǎng)分，又不斷供給根系新鮮O2。NFT法栽培作物，灌溉技術(shù)大大簡化，不必每天計算作物需水量，營養(yǎng)元素均衡供給。根系與土壤隔離，可避免各種土傳病害，也無需進行土壤消毒。
此方法栽培植物直接從溶液中吸取營養(yǎng)，相應(yīng)根系須根發(fā)達,主根明顯比露地栽培退化. 例：黃瓜無限型生長，主蔓可達10----15M 主根 根系: 45CM以葉菜類水培為例簡單地介紹葉菜類水培的意義及其基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)。
1.葉菜類水培的意義
絕大多數(shù)葉菜類蔬菜采用水培方式進行，其原因是：
(1)產(chǎn)品質(zhì)量好 葉菜類多食用植物的莖葉，如生菜、菊苣這樣的葉菜還以生食為主，這就要求產(chǎn)品鮮嫩、潔凈、無污染。士培蔬菜容易受污染，沾有泥土，清洗起來不方便，而水培葉菜類比土培葉菜質(zhì)量好，潔凈、鮮嫩、口感好、品質(zhì)上乘。(2)適應(yīng)市場需求 ，可在同一場地進行周年栽培。葉菜類蔬菜不易貯藏，但為了滿足市場需求，需要周年生產(chǎn)。土培葉菜倒茬作業(yè)繁瑣，需要整地作畦，定植施肥，澆水等作業(yè)，而無土栽培換茬很簡單，只需將幼苗植入定植孔中即可，例如生菜，一年365天天天可以播種、定植、采收，不間斷地連續(xù)生產(chǎn)。所以水培方式便于茬口安排，適合于計劃性、合同性生產(chǎn)。
(3)解決蔬菜淡季供應(yīng)的良好生產(chǎn)方式葉菜類一般植株矮小，無需要增加支架設(shè)施，故設(shè)施投資小于果菜類無土栽培。水培蔬菜生長周期短，周轉(zhuǎn)快。水培方式又屬設(shè)施生產(chǎn)，一般不易被臺風(fēng)所損壞。沿海地區(qū)臺風(fēng)季節(jié)能供應(yīng)新鮮蔬菜的農(nóng)戶往往可以獲得較高利潤。
(4)不需中途更換營養(yǎng)液，節(jié)省肥料 由于葉菜類生長周期短，如果中途無大的生理病害發(fā)生，一般從定植到采收只需定植時配一次營養(yǎng)液，無需中途更換營養(yǎng)液。果菜類由于生長期長，即使無大的生理病害，為保證營養(yǎng)液養(yǎng)分的均衡，則需要半量或全量更新營養(yǎng)液。
(5)經(jīng)濟效益高 水培葉菜可以避免連作障害，復(fù)種指數(shù)高。設(shè)施運轉(zhuǎn)率一年高達20茬以上，生產(chǎn)經(jīng)濟效益高。為此一般葉菜類蔬菜常采用水培方式進行。
(二)霧培
又稱氣增或霧氣培。它是將營養(yǎng)液壓縮成氣霧狀而直接噴到作物的根系上，根系懸掛于容器的空間內(nèi)
無土栽培分類部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板，其上按一定距離鉆孔，于孔中栽培作物。兩塊泡沫板斜搭成三角形，形成空間，供液管道在三角形空間內(nèi)通過，向懸垂下來的根系上噴霧。一般每間隔2-3分鐘噴霧幾秒鐘，營養(yǎng)液循環(huán)利用，同時保證作物根系有充足的氧氣。但此方法設(shè)備費用太高，需要消耗大量電能，且不能停電，沒有緩沖的余地，還只限于科學(xué)研究應(yīng)用，未進行大面積生產(chǎn)，因此最好不要用此方法。此方法栽培植物機理同水培，因此根系狀況同水培。
(三)基質(zhì)栽培
它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(zhì)中，通過滴灌或細(xì)流灌溉的方法，供給作物營養(yǎng)液。栽培基質(zhì)可以裝入塑料袋內(nèi)，或鋪于栽培溝或槽內(nèi)?；|(zhì)栽培的營養(yǎng)液是不循環(huán)的，稱為開路系統(tǒng)，這可以避免病害通過營養(yǎng)液的循環(huán)而傳播。
基質(zhì)栽培緩沖能力強，不存在水分、養(yǎng)分與供O2之間的矛盾，且設(shè)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(chǎn)中普遍采用。從我國現(xiàn)狀出發(fā)，基質(zhì)栽培是最有現(xiàn)實意義的一種方式。
三、優(yōu)點
幼苗生長迅速，苗齡短，根系發(fā)育好，幼苗健壯、整齊，定植后緩苗時間短，
水培花卉易成活。不論是基質(zhì)育苗還是營養(yǎng)液育苗，都可保證水分和養(yǎng)分供應(yīng)充足，基質(zhì)通氣良好。同時，無土育苗便于科學(xué)、規(guī)范管理。
(一)節(jié)約用水
據(jù)科研部門的在北京地區(qū)秋季進行大棚黃瓜無土栽培試驗，46天中澆水(營養(yǎng)液)共21.7立方米。若進行土培，46天中至少澆水5-6次，需用50-60立方米的水，統(tǒng)計結(jié)果，節(jié)水率為50-66.7%。節(jié)水效果非常明顯，是發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)的有效措施之一。無土栽培不但省水，而且省肥，一般統(tǒng)計認(rèn)為土栽培養(yǎng)分損失比率約50%左右，我國農(nóng)村由于科學(xué)施肥技術(shù)水分低，肥料利用率更低，僅30-40%，一半多的養(yǎng)分都損失了，在土壤中肥料溶解和被植物吸收利的過程很復(fù)雜，不僅有很多損失，而且各種營養(yǎng)元素的損失不同，使土壤溶液中各元素間很難維持平衡。而無土栽培中，作物所需要的各種營養(yǎng)元素，是人為配制成營養(yǎng)液施用的，不僅不會損失，而且保持平衡，根據(jù)作物種類以及同一作物的不同生育階段，科學(xué)地供應(yīng)養(yǎng)分，所以作物生長發(fā)育健壯，生長勢強，增產(chǎn)潛力可充分發(fā)揮出來。
(二)清潔衛(wèi)生
無土栽培施用的是無機肥料，沒有臭味，也不需要堆肥場地。土栽培施有機肥，肥料分解發(fā)酵，產(chǎn)生臭味污染環(huán)境，還會使很多害蟲的卵孳生，危害作物，無土栽培則不存在這些問題。尤其室內(nèi)種花，更要求清潔衛(wèi)生，一些高級旅館或賓館，過去施用有機花肥，污染環(huán)境，是個難以解決的問題，無土養(yǎng)花便迎刃而解。
(三)省力省工、易于管理
無土栽培不需要中耕、翻地、鋤草等作業(yè)，省力省工。澆水追肥同時解決，由供液系統(tǒng)定時定量供給，管理十分方便。土培澆水時，要一個個地開和堵畦口，是一項勞動強度很大的作業(yè)，無土栽培則只需開啟和關(guān)閉供液系統(tǒng)的閥門，大大減輕了勞動強度。一些發(fā)達國家，已進入微電腦控制時代，供液及營養(yǎng)液成分的調(diào)控，完全用計算機控制，幾乎與工業(yè)生產(chǎn)的方式相似。
(四)避免土壤連作障礙
設(shè)施栽培中，土壤極少受自然雨水的淋溶，水分養(yǎng)分運動方向是自下而上。土壤水分蒸發(fā)和作物蒸騰，使土壤中的礦質(zhì)元素由土壤下層移向表層，長年累月、年復(fù)一年，土壤表層積聚了很多鹽分，對作物有危害作用。尤其是設(shè)施栽培中的溫室栽培，一經(jīng)建設(shè)好，就不易搬動，土壤鹽分積聚后，以及多年栽培相同作物，造成土壤養(yǎng)分平衡，發(fā)生連作障礙，一直是個難以解決的問題。在萬不得已情況下，只能用耗工費力的”客土”方法解決。而應(yīng)用無土栽培后，特別是采用水培，則從根本上解決了此問題。土傳病害也是設(shè)施栽培的難點，土壤消毒，不僅困難而且消耗大量能源，成本可觀，且難以消毒徹底。若用藥劑消毒既缺乏高效藥品，同時藥劑有害成分的殘留還危害健康，污染環(huán)境。無土栽培則是避免或從根本上杜絕土傳病害的有效方法。
(五)不受地區(qū)限制、充分利用空間。
無土栽培使作物徹底脫離了土壤環(huán)境，因而也就擺脫了土地的約束。
耕地被認(rèn)為是有限的、最寶貴的、又是不可再生的自然資源，尤其對一些耕地缺乏的地區(qū)和國家，無土栽培就更有特殊意義。無土栽培進入生領(lǐng)域后，地球上許多沙漠、荒原或難以耕種的地區(qū)，都可采用無土栽培方法加以利用。此外，無土栽培還不受空間限制，可以利用城市樓房的平面屋頂種菜種花，無形中擴大了栽培面積。
(六)有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化
無土栽培使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擺脫了自然環(huán)境的制約，可以按照人的意志進行生產(chǎn)，所以是一種受控農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式。較大程度地按數(shù)量化指標(biāo)進行耕作，有利于實現(xiàn)機械化、自動化，從而逐步走向工業(yè)化的生產(chǎn)方式。在奧地利、荷蘭、蘇聯(lián)、美國、日本等都有水培”工廠”，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的標(biāo)志。