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我国无土栽培的历史悠久，如生豆芽、船上种菜和盆里养水仙等都是原始的无土栽培。但我国开展无土栽培研究工作的时间比较晚，20 世纪70 年代末，山东农业大学首先开始无土栽培生产试验，并取得了成功。80 年代中期， 从国外引进温室及无土栽培设施并相继投产。据资料统计，1985 年全国无土栽培的面积只有7hm2。1990 年增长到15hm2，1995 年全国无土栽培的面积发展到50hm2，2000 年全国无土栽培的面积达100hm2 左右，2005 年我国无土栽培的总面积约为315hm2。近几年我国无土栽培进入迅速发展阶段，无土栽培的面积和栽培技术水平都得到空前的提高。我国从事无土栽培技术研究的部门和单位约50 多个， 除研制不同类型的栽培装置外，重点研究营养液膜栽培和不同材料基质培的配套技术，并在全国普及推广，使我国的无土栽培从实验研究阶段进入商品化生产时期， 获得一批具有中国自主知识产权的农业高新技术，使国外的先进实用技术实现国产化。无土栽培的植物也扩大到蔬菜、花卉、西瓜、甜瓜及草莓等20 多种，但绝大部分用于蔬菜生产［1］。
1．无土栽培的概况
1．1 无土栽培的方式
随着社会的进步、科技的发展，传统的土质栽培在现今资源匮乏、土壤退化的大环境下已经开始显示了其诸多弊端，为了应对未来的土质栽培危机，便应运而生了无土栽培技术。
1．1．1 水培
目前以营养液膜技术(NFT)和浮板毛管水培技术(FCH)两种为主。营养液膜技术(NFT)的特点是循环供液的液流呈膜状，仅以数毫米厚的浅液流流经栽培槽底部， 水培作物的根垫底部接触浅液流吸水、吸肥，上部暴露在湿气中吸氧，较好地解决了根系吸水与吸氧的矛盾。但存在液流浅、液温不稳定、一旦停电停水植株易枯萎以及根际环境稳定性差等不足，限制了其发展。浮板毛管水培技术(FCH)系浙江省农业科学院和南京农业大学于“八五”期间研制开发，应用分根法的特点在栽培槽中设置湿毡分根装置，既解决了根系水气矛盾，又有一定深度的营养液，不怕短期停电(24h 以上)根际环境稳定，易于调控(冬季于栽培床内铺电热线加温，夏天铺设塑料软管通深井水降温)。
1．1．2 雾(气)培
又称气培或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上，根系悬挂于容器的空间内部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板，其上按一定距离钻孔，于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形，形成空间，供液管道在三角形空间内通过，向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔2—3 分钟喷雾几秒钟，营养液循环利用，同时保证作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高，需要消耗大量电能，且不能停电，没有缓冲的余地，目前还只限于科学研究应用，未进行大面积生产。此方法栽培植物机理同水培，因此根系状况同水培［2］。
1．1．3 基质栽培
基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内，或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的，称为开路系统，这可以避免病害通过营养液的循环而传播。基质栽培缓冲能力强，不存在水分、养分与供给之间的矛盾，且设备较水培和雾培简单，甚至可不需要动力，所以投资少、成本低，生产中普遍采用。从我国现状出发，基质栽培是最有现实意义的一种方式［3］。
1．2 无土栽培的要点
不论采用何种类型的无土栽培， 几个最基本的环节必须掌握，无土栽培时营养液必须溶解在水中，然后供给植物根系。基质栽培时，营养液浇在基质中，而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状必须有所解。
1．2．1 水质
水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度(EC)、pH 值和有害物质含量是否超标。无土栽培对水质要求严格，尤其是水培，因为它不象土质栽培具有缓冲能力，所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低，否则就会发生毒害，一些农田用水不一定适合无土栽培，收集雨水做无土栽培，是很好的方法。无土栽培的水，pH 值不能太高或太低，因为一般作物对营养液pH 值的要求以中性为好，如果水质本身pH 值偏低，就要用酸或碱进行调整，既浪费药品又费时费工［4］。
1．2．2 营养液
营养液是无土栽培的关键，不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方很多，但大同小异，因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中，差别最大的是其中氮和钾的比例。配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本，生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原液)，再进行稀释，可以节省容器便于保存。需将含钙的物质单独盛在一容器内，使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合，尽量避免形成沉淀。营养液的pH 值要经过测定，必须调整到适于作物生育的PH 值范围，水培时尤其要注意pH 值的调整，以免发生毒害［5］。
1．2．3 基质的理化性状
用于无土栽培的基质种类很多，可根据当地基质来源，因地制宜地加以选择，尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质。无土栽培对基质的要求是：
一是具有一定大小的固形物质。这会影响基质是否具有良好的物理性状，基质颗粒大小会影响容量、孔隙度、空气和水的含量。
二是具有良好的物理性质。基质必须疏松，保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为，对蔬菜作物比较理想的基质，其粒径最好以0.5—10 毫米，总孔隙度>55％，容重为0.1-0.8 克?厘米-3，空气容积为25—30％，基质的水气比为1：4。
三是具有稳定的化学性状，本身不含有害成分，不使营养液发生变化。
总之，在无土栽培中，基质的作用是固定和支持作物，吸附营养液，增强根系的透气性。基质是十分重要的材料，直接关系栽培的成败。水培时的营养液配方，在基质栽培时，特别是使用有机基质时，会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响，而使配方的栽培效果发生变化，这是应当加以考虑的问题，不能生搬硬套。
2．我国无土栽培的发展趋势
无土栽培具有十分诱人的广阔前景，但其技术要求严、设施装备投入高，受我国生产、消费、资金、技术等方面因素的限制，目前不宜盲目发展，更不能全套照搬国外的生产模式，应结合当地实际进行研究试验，在推广应用中走出一条实用可行的具有中国特色的无土栽培之路。
2．1 因地制宜发展具有本地特色的无土栽培技术
由于自然资源、生产技术、市场环境等因素千差万别。因此各地不能全盘照搬国外或其他地区的生产方式和管理方法。如栽培基质的选择，应在试验的基础上大胆尝试利用本地资源；营养液配方也因各地水质、化肥种类等的不同，做出灵活调整；还应根据各地区消费习惯及气候特点，选择无土栽培的作物种类［6］。
2．2 大力发展立体栽培模式
我国人口占世界总人口的1 ／ 4，但耕地面积仅为世界总耕地面积的1 ／ 7，人均耕地面积远低于世界平均水平。而且我国是水资源相当贫乏的国家，被列为世界上13 个贫水国之一，全国人均水资源占有量仅为世界人均水平的l ／ 4，农业每年缺水约300 亿m3。要使我国经济保持可持续发展，不断提高人民生活水平，必须不断提高有限土地面积的生产效率．拓展农业生产空间。据研究，立体栽培能充分利用空间和太阳能，提高土地利用率3～5 倍，提高单位面积产量2—3 倍［7］。为节约土地资源和水资源、提高土地利用率和生产效益，我国要加强立体栽培方面的研究，大力发展立体栽培技术。
2．3 简化技术循序渐进
无土栽培作为一项现代农业生产技术， 涉及的范围包括作物栽培、肥料、病虫害控制、农业工程及自动化控制等多个学科，其技术难度、管理的复杂性均高于有土栽培，不易被农民所掌握，推广起来有一定的困难。这就需要各地农技推广或科研部门把特定的无土栽培技术总结、制定成简便易行的操作步骤，而农民只需按此操作即可。如需配制适宜当地某种作物的某种无土栽培方式所需的营养液，农民只需购回特定的专用复合式完全化肥， 加入到一定比例的水中便可使用，在一定时间后，再加入要求量的部分或全部营养物质即可［8］。
总之，要先试验性探索，再大规模投入生产应用，使无土栽培技术的管理和操作均有类似的“指导”可循。同时还要对农民进行有关的技术培训，提高其现代农业技能和水平。
2．4 降低成本增加效益
无土栽培技术在发达国家和地区多使用专用设施和设备，如成型的各种栽培槽、商品化基质、营养液的自动监控及管理系统等，这些设施设备费用约为170 元／m2，这在我国许多地区是不现实的。在发展无土栽培时应考虑成本的投入、技术力量及其他社会条件。因此，通过诸多方法和技术避开高投人问题是推广无土栽培技术的关键。无土栽培的类型和方式多种多样，各地可根据实际情况就地取材。浙江农科院园艺研究所选用南方农村广为存在的砻糠灰(农村家庭饭用的燃料废渣)，做无土栽培基质，栽培番茄，效果良好，大幅度降低了成本［9］。
2．5 发展有机生态型无土栽培技术
鉴于目前我国大部分地区采用的无土栽培方式仍以无机耗能型为主，不仅耗能高、污染环境，而且生产的食品硝酸盐含量超标。因此，应大力推广有机生态型无土栽培技术，其具有投资较少、成本低、对环境无污染、用工少并易操作等优点，能够生产高产优质产品。该技术在生产过程中全部使用有机肥，以固体肥料施入，灌溉用清水，耗能低，灌溉排出液对环境无污染。目前，全国有机生态型无土栽培的推广面积超过无土栽培总面积的60％。有机生态型无土栽培能适应当前生态农业及绿色食品发展的需要， 只有大力推广有机生态型无土栽培，才能实现传统农业向现代化农业的转变［10］。
3．无土栽培前景展望
从历史上来看，农业文明的标志就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明，对作物地上部分的环境条件的控制，比较容易做到，但对地下部分的控制(根系的控制)，在常规土培条件下很困难的。无土栽培技术的出现，使人类获得了包括无机营养条件在内的，对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力，从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，完全按照人的愿望，向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。从资源的角度看，耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用，所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲，而且在不久的将来，海洋、太空也将成为新的开发利用领域。美国已将无土栽培列为该国本世纪要发展的十大高技术，在日本，无土栽培技术已被许多科学家做为研究“宇宙农场”的有力手段。人们称为太空时代的农业，已经不再是不可思议的问题。
水资源的问题， 是世界上日益严重地威胁人类生存发展的大问题。不仅在干旱地区，就是在人口稠密的大城市，水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长，各种水资源被超量开采，某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一，而无土栽培，避免了水分大量的渗漏和流失，使得难以再生的水资源得到补偿，它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路［11］。
无土栽培在我国刚刚起步，还未广泛用于生产，特别是设施条件、供液系统工程本身还未形成专门生产行业。由于种种因素限制，使得栽培技术与农业工程技术还不能协调同步，致使无土栽培技术在我国发展的速度， 不如发达国家那样迅速。但是随着科学技术的发展、提高，更重要的是这项新技术本身固有的种种优越性，已向人们显示了无限广阔的发展前景。无土栽培的兴起，将使农业、园艺、林业、花卉生产及开发等进入一个新的发展阶段。
