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1 无土栽培技术的定义及分类
无土栽培学是研究无土栽培技术原理、栽培方式和管理技术的一门综合性应用科学。所谓无土栽培就是完全摆脱对土壤的依赖，根据植物生长发育所需要的各种养分配置成营养液，供植物直接吸收利用。无土栽培以人为创造的作物根系环境取代了土壤环境，有效的解决了传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分供应的矛盾，使作物根系处于一个良好的环境条件。无土栽培技术主要包括水培、雾培和基质培等方式,其中基质培是无土栽培的最主要形式。受应用成本、实用性和操作管理难度等方面因素影响，目前世界上90%以上的商业性无土栽培都是采用基质栽培方式。无土栽培基质的主要功能是支持、固定植株，并为植物根系提供稳定协调的水、气、肥环境。基质的研究是基质栽培的基础和关键。我国无土栽培起步较晚，目前主要采用营养液膜技术(NFT)、深液流技术(DFT)、浮板毛管水培法(FCH)等水培技术以及岩棉培、袋培、槽培、鲁SC无土栽培法和有机生态型无土栽培技术等基质栽培技术。
2 无土栽培技术的发展史
无土栽培技术的历史悠久，早在公元前数百年就己出现了原始的水耕栽培。但我国实际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，20世纪80年代中期，从国外引进的温室及无土栽培设施相继投产。无土栽培技术开始进入科学化，始于1859~1860年德国科学家萨克斯和克诺普的试验，他们自己设计的利用化学药品配成的营养液，在水培植物装置中种植植物获得成功。以后，营养液栽培法普遍应用于植物生理学和植物营养学的研究。1920年营养液的制备达到标准化，但这些都是在实验室当中进行的实验，尚未应用于生产当中。1929年，美国加利福尼亚大学的W.F.Gericke 教授，利用营养液栽培法成功地培育出一株高7.5m的番茄，采收果实14kg，引起人们极大的关注，此实验被认为是无土栽培技术由试验转向实用化的开端。随着无土栽培技术的日趋成熟，其在全世界100个以上的国家得到应用发展。其中发达国家凭借其雄厚的经济实力和先进的设施园艺，使其无土栽培技术的发展和应用非常迅速。目前世界各国的无土栽培主要用于生产蔬菜、花卉和水果等。我国的无土栽培技术已经进入迅速发展阶段，无土栽培的应用面积和栽培技术水平也得到了空前的发展。
3 无土栽培技术的主要优点
无土栽培技术的核心是用基质和营养液代替土壤，因此，利用无土栽培可以有效地克服设施栽培中土壤泛盐，土传病虫害和连作障碍，可以在不适于耕作的地方（如盐碱地、沙漠、海岛、阳台、屋顶等）周年栽培，较有土栽培有无法比拟的优越性。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。其作为一项新的现代化农业技术，具备以下优点：科学调控，品质优良；吸收充分，操作简便；清洁卫生，病虫害少；栽培灵活，美化生活。无土栽培的优越性归根结底在于无土栽培所提供的营养的优越性，与土壤栽培相比，无土栽培以营养液的方式向植物提供的营养要比土壤提供的优越得多，其表现为：营养全面而均衡，营养的有效性高，供应充分、迅速等。无土栽培技术发展潜力巨大，但同时也存在着一些缺陷和不足，只有正确评价无土栽培技术，充分认识其特点，才能对其应用范围和价值有所把握。
4 无土栽培技术的主要缺点
无土栽培技术具有许多优点，但我们也应该清楚地认识到，它是农业科学技术发展到一定程度的产物，同土壤栽培相比无土栽培具有很多优越性，但无土栽培设施设备需要一定量的资金投入，各种应用营养液来灌溉作物的无土栽培系统，一般一次性投资至少9万元/hm2元以上，有的甚至高达75万~90万元/hm2，用于配置营养液用的肥料，每年也需要花费4.5万元/hm2以上；即使较实用的有机生态型无土栽培系统，其一次性投资也达3.0万~4.5万元/hm2，每年的肥料成本也需2.4万元/hm2左右。由于种种原因，导致生产者采用无土栽培的积极性不高。因此根据多方面的实践，总结出无土栽培具有以下主要缺点：与土壤栽培相比投资较大、且运行成本比较高；对技术方面要求较为严格；对管理方面要求最为严格，一旦管理不当，易发生某些病害的迅速传播，造成损失严重。
5 无土栽培技术的应用情况
人类可以用无土栽培代替土培，但它的推广与应用在一定程度上受到多方面的限制，因此在实践过程中无土栽培不能完全取代土培，仅能作为土壤栽培的一种补充形式，这样才能使无土栽培的价值得到更大程度的发挥。无土栽培技术主要应用：一是适合航天、航海和军用，将无土栽培用于飞船、空间站，不但可以提供氧气，还能在空间生产果蔬用于供应宇航员食用，而在远洋轮的甲板、仓贮空间安置水培箱、水培袋，可以解决长期在海上航行船员对于新鲜蔬菜的要求。二是可为居民提供迷你型栽培，对于小型的无土栽培箱、袋可安放在住宅楼的阳台、屋顶，这样既可以绿化城市又可以满足人们的日常爱好，是未来城市休闲农业的必然选择。三是可作观光农业项目，充实旅游资源，回归自然，了解植物生态知识同生物和睦相处。而在城郊、旅游区建立无土栽培示范区，既可以吸引游客，又能普及科学知识，同时也丰富了旅游内容。四是用在反季节和高档园艺产品的生产，可增加作物的产量与销量。五是作为中小学生的教具和科研人员的研究工具。
6 无土栽培技术的发展前景
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，对于植物地上部分的环境比较容易控制，但对地下部分的控制，在常规土培条件下很困难，无土栽培技术的出现，使得农业生产可能彻底摆脱自然条件的制约，按照人的意愿进行生长。从资源的角度看，耕地是一种极为宝贵且不可再生的资源。通过无土栽培可以将许多不可耕地进行二次开发利用，使不能再生的耕地资源得到了重新利用，这对于缓和解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。从水资源方面看，是世界上日益严重地威胁人类生存发展的大问题。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。无土栽培技术还可减轻环境污染提高蔬菜产量和品质。
7 我国无土栽培技术的发展现状
发展无污染、安全、优质、营养的绿色蔬菜生产是社会和经济发展的需要，也是维护人类健康、保护环境、发展持续农业的当务之急。 无土栽培是世界设施农业中广泛采用的先进技术，已成为发展无公害绿色蔬菜生产的可靠途径。随着我国与世界接轨，对于传统的蔬菜种植必将得到较大程度的发展，而无土栽培由于能够生产符合国家食品卫生标准的“绿色食品”必将为蔬菜产业的发展提供技术支撑，成为我国设施作物生产的主要方式。无土栽培技术在我国发展的前几十年步伐缓慢，但进入20世纪70年代以后发展的速度开始加快。 就全国而言，随着国际交流和旅游业的发展，无土栽培技术在20世纪80年代改革开放以后得到推广。经过几年的研究开发找到了适合国情的无土栽培技术。通过一系列技术的开发，研究出适合我国国情的高效、节能、实用的系列蔬菜无土栽培技术，使我国的无土栽培从实验研究阶段迅速进入了商品化生产时期，使国外的先进实用农业技术率先实现了国产化。国外大型现代化温室的引进，使现代化的无土栽培设施得到引进。使无土栽培技术在诸多方面开始适应中国的国情，并开始全面的发展。无土栽培这一农业高新技术，在我国应用的时间虽然不长，但其仍然具有无限的发展潜力和应用前景。随着人民生活水平的提高和对蔬菜质量的要求日渐严格，无土栽培技术将受会得到更大的重视。
8 我国无土栽培技术存在的问题及展望
无土栽培技术由于在发展的过程中需要许多条件同时并存才能得以发挥，而在我国由于许多条件还不成熟 ，因此造成了无土栽培的落后，具体原因有如下几条：一是生产系统昂贵，使无土栽培限于特定的区域，及一些经济价值较高的作物；二是基质昂贵，有很多资源为不可再生资源，需求量较高；三是产品昂贵，造成消费者购买量局限较大；四是产品硝酸盐含量高，有一定的污染。无土栽培技术虽说在我国起步较晚，仍处于初级阶段，但我国确是一个有着巨大发展潜力的国家，随着经济的发展和人民生活水平的提高，预计无土栽培将在我国蓬勃发展。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全新的发展阶段。
