国内外无土栽培技术现状及发展趋势

无土栽培是指不用天然土壤栽培作物,而将作物栽培在营养液中,这种营养液可以代替天然土壤向作物提供水分、养分、氧气、温度,使作物能够正常生长并完成其整个生命周期。无土栽培技术从出现至今140多年的发展历程中,特别是近几十年的发展速度非常迅速,与科学技术的发展是分不开的。

1 国内无土栽培的发展现状
我国无土栽培技术在研究应用起步较晚, 但较原始的无土栽培技术却有悠久历史。生豆芽、种水仙早有记载, 但较正规的科学研究和生产试验,则是近十几年的事。山东农业大学于1975年开始用蛭石栽培西瓜、黄瓜、番茄等,均获成功。1985年我国成立了第一个无土栽培学术组织──中国农业工程学会无土栽培学术委员会,从1986年至1992年每一年召开一次年会,1992年年会上决定改名为“中国农业工程学会设施园艺工程专业委员会”, 并决定以后每2年召开一次年会。1994、1996、1998和2000年分别在河北、新疆、广东和辽宁等省区召开一次年会。1990年,无土栽培面积增长到
1 5 h m 2。1 9 9 5 年无土栽培的面积发展到50hm2,2000年无土栽培的面积达100hm2左右,2005年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。

2 国外无土栽培的发展现状
2.1 美国
美国是无土栽培应用最早的国家之一, 也是世界上最早应用无土栽培进行商业化的国家,但其无土栽培面积并不大,且多数集中在干旱、沙漠的地区。据1984年的统计资料,美国全国只有200公顷的无土栽培面积,栽培的蔬菜种类主要有番茄、黄瓜和莴苣(生菜)。其无土栽培蔬菜注重整体结构,提高光能利用率,强调在充分提高单株产量的基础上增加单位面积的产量, 全国平均产量:番茄为135-150t/公顷, 黄瓜135-225t/公顷,莴苣30-45t/公顷。
2.2 日本
日本无土栽培技术的发展得益于美军在二战期间及战后的几年建立了一些大型的无土栽培设施。例如在1946年建立的22公顷砾培蔬菜生产基地以生产军需蔬菜,同时吸收了一些日本人参与管理。此后,日本也独立开展这方面的工作,从20世纪60年代至80年代,无土栽培面积扩大至近300公顷。发展到2003年,日本的无土栽培面积达到1500hm2,2005年,则达到1634hm2,其无土栽培的主要作物是蔬菜,其次是花卉。日本不仅在无土栽培的实验研究和大面积应用方面处于世界领先水平, 而且开展了卓有成效的超前性研究。例如在植物工厂的研究中也处于世界的领先水平。如三菱重工、日本电力中央研究所等所研制的各种全自动控制的植物工厂基本可实现完全的机械化和自动化生产。
2.3 荷兰
荷兰是世界上无土栽培最发达的国家之一。荷兰的无土栽培在20世纪80年代以后的发展迅速。荷兰的无土栽培面积已达3000多公顷。荷兰的无土栽培作物主要是番茄、黄瓜、甜椒和花卉(主要是切花)。其中大部分实现了微电脑控制,达到了现代化、自动化生产管理水平以国土和人口来衡量,荷兰是世界上无土栽培最先进的国家。国际无土栽培学会(International Society of SoillessCulture, ISOSC)的总部就设在荷兰。
2.4 英国
英国的Cooper在1973年发明了营养液膜技术, 随着这一技术在世界各国的推广应用,使无土栽培的发展再一次出现高潮。1981年,英国温室作物研究所在Littlehampton建立了一个面积为8公顷的温室,专门用于番茄生产, 号称为当时世界上最大的“番茄工厂”。英国在1984年的无土栽培面积为158公顷。2009年英国商家推出一款家用电动无土栽培机,利用美国国家航空航天局最新技术研制而成。利用这种仪器不但一年四季都能在室内种植植物, 而且可以免去虫子和泥土的烦恼, 更不用花很多心思照料。
综观全球, 无土栽培技术现已分布于世界各大洲的许多国家。如英国、联邦德国、意大利、加拿大等, 在发展面积和应用技术水平等方面都居世界前列。科威特、阿布札比酋长国在沙漠用无土栽培大面积生产蔬菜,收到了明显的效益,在墨西哥和中亚等缺少淡水的国家, 则利用海水淡化后再配成营养液栽培蔬菜, 为解决农业生产水源问题找到了新的途径。

3 发展趋势
在欧盟国家温室蔬菜、水果和花卉生产中,已有80%采用无土栽培方式。欧盟规定,2010年之前该组织所有成员国的温室必须采用无土栽培。为此,发达国家已经实现了采用计算机实施自动测量和自动控制。先进的无土栽培技术可以较好的保护环境,生产出绿色食品。我国农业虽然发展了几千年,但始终受制于自然,靠天吃饭。特别是我国资源短缺, 耕地减少的趋势已难以逆转, 且产出率与发达国家相比差距较大。
综观国内外无土栽培的现状, 无土栽培技术已由试验阶段进入生产应用阶段,其关键技术也日臻完善, 发展速度将会加快。世界上的无土栽培技术发展有两种趋势:一种是高投资、高技术、高效益类型,如荷兰、日本、美国等发达国家, 无土栽培生产实现了高度机械化。其温室环境、营养液调配、生产程序控制完全由计算机调控。另一种趋势是以发展中国家为主, 尤其是以中国为代表。根据本国的国情和经济技术条件。就地取材搞土法上马, 手工操作, 采用简易的设备。这些国家发展无土栽培的目的是改造环境、节约用水和土地资,解决人民的基本生活需要。随着改革开放的深入发展、农村经济条件的逐步改善和人民生活水平的不断提高, 预计今后无土栽培将会出现蓬勃发展的新局面。