无土栽培专利技术打造新农业

1、无土栽培专利技术打造新农业大中小我国农业基础资源相对匮乏我国耕地面积约18 亿亩，只占全部国土面积的13 左右。由于人口基数过大，我国人均耕地面积仅约1 59 亩，而且全国已有1 3 的省市人均耕地不足1 亩。人口稠密的广东、福建、浙江等省，人均耕地已经低于0 6 亩。不仅如此，我国相当一部分耕地的质量也不高，农业自然产能较低。相比之下，澳大利亚、加拿大、俄罗斯、阿根廷、美国人均耕地分别约 38、 23 、14 、 11、 10 亩。我国绝大部分国土不适合农业开垦，而且相当一部分耕地的品质也不高，农业自然产能较低。我国人多地少的形势已经相当严峻。值得关注的是，我国农业生产所需的水资源也相当匮乏

2、。例如，我国人均水资源占有量仅约0 2 万立方 M。相比之下，加拿大、巴西、俄罗斯、澳大利亚、美国的人均占有量分别约9 4 、 3 1、 2 9 、 1 9、 09 万立方 M。耕地少、水资源少，这是我国农业发展面临的两个基本难题。从地域分布看，我国农业基础资源匮乏的问题具有普遍性。例如，我国西部国土面积约 528 万平方公里，占全国陆地国土面积约57 。其中，平原盆地面积低于10 ，耕地主要集中在这些地区，而且自然产能普遍较低。其余土地大部分是沙漠、戈壁、石山、草地、林地，以及海拔3000M 以上的高寒地区，不适合开展农业生产。在这样一片广阔而贫瘠的土地上，生活着2 87 亿人口。在中部地区

3、，山西省人均占有耕地面积平均每年下降0 11 亩，人均水资源占有量相当于全国人均水平约20 ，世界人均水平约3 8。中部人口大省河南的人均耕地面积仅约1 2 亩，人均水资源占有量仅占世界人均水平的3。在东部，山东省人均耕地仅约1 2 亩，人均水资源占有量仅占世界人均水平的4；浙江很多地区的人均耕地少于0 4 亩，甚至0 3 亩，人均水资源占有量已经接近国际用水紧张警戒线。从各地区的农业基础资源配置情况看，用新技术发展新型节地、节水农业，已经成为一项极为迫切的科研和产业课题。世界无土栽培产业的发展状况目前较为流行的杂交育种技术、基因工程技术等，可以大大提高农业生产效率。但是，这些技术一般仍需占用

4、耕地，不适合在广大缺地、缺水地区推广应用。相比之下，无土栽培农业技术有更广阔的应用前景，它的优点是：1 / 7第一，不占用耕地，或者通过无土育苗缩短大田占用时间。例如，山西、甘肃、陕西等地区在荒漠、坡地、废弃厂房、水泥地、矿场等不适合农业生产的场所大力推广绿色环保无土栽培技术，已经种植数千公顷绿色菜蔬。湖南、江西企业大量购买东北地区的草碳，经加工处理后，用漂浮的种植盘在室内培育烟草种苗，大大缩短了烟草在大田的生长时间。第二，生产基地工业化，作物的种植分布不再受季节和地域影响。例如，我国山东、上海、浙江、广东等地区已经成功开展哈密瓜、草莓、番茄、黄瓜等异地果菜的全年多季无土栽培。由于不占用耕地，

5、无土栽培生产基地可自由设置在理想供货半径内的任何地方，作物的供给也不再受季节影响。例如，在新西兰，一大半的番茄依靠无土栽培生产，而且基地一般临近消费区。在日本，一大半的草莓、青椒等菜蔬依靠无土栽培，基地也临近消费区。第三，节水，节肥，病虫害少，生产效率高。例如，我国科技部重点推广工程 河津市有机生态型无土栽培技术开发工程已经在本地推广数千亩，并已推广到全国十几个省。该工程节水率达 50 至 70 ，节肥率达 30 至 40 。由于作物离开自然土壤，可避免大量病虫危害。该无土栽培技术还能保证作物养分的充分供给、吸收，提高作物根区的透气性，大大提高农作物生产效率。从产业发展看，全球已经有上百个国家

6、推广无土栽培技术。例如，荷兰已经有上万公顷无土栽培作物，主要种植蔬菜、花卉、豆类等，基地一般临近出口贸易中心。其无土栽培作物在全年的供给基本平衡，不再受气候影响出现季节性起伏。在缺水、高温的中东地区，夏季气温经常超过60，某些阔叶作物开放式种植的蒸腾速度可能远远超过根系吸水速度。因此，科威特等国家建设了一些菜蔬无土栽培基地，其产品在市场很受欢迎。在我国，一大批企业广泛采用草碳、砾石、炉渣、蛭石、岩棉、锯末、椰子壳、禽畜粪便等充当基质，使基质的加工、生产全面工业化。通过大量实验，国内企业研制了针对不同作物的营养液，并已大量销售，使营养液的生产也进入了工业化时代。此外，我国种植盘、专用薄膜等无土栽

7、培工具的产量也已居全球第一位。除了沿海和内地已经兴建的大型无土栽培种植基地，我国还在沙漠、荒漠地区开展了菜蔬无土栽培工程的推广。在建的一些工程有的高达数千亩，可望在缺水、贫瘠的西部地区开垦一大批室内绿洲、楼房绿洲。从长远看，我国可望成为全球无土栽培农业技术应用最广泛、最成功的地区。2 / 7无土栽培技术需要部署知识产权专利是建立和维护产业链的基石。例如，江苏农科院开发，北京大北农集团推广的“南京两优培九 ”水稻品种在南方很多省市的种植面积占到了50 ，甚至90以上。由于该品种拥有知识产权，只有江苏盐城等获得专利授权的地区输出的水稻种子才是合法种子。各地种子站推广这种排他性种子才有利可图。这种种

8、源确定、品质可靠的商业种子可以形成一个健康、良性的产业链，让科研人员、种子商、农民都获得较大收益。相反，有的水稻品种属于重大技术创新，但是由于没有获得知识产权保护，农民可以自由留种，无法形成产业链。而且，由于农民种植技术参差不齐，虽可自由留种，但是种子质量得不到保证。长此以往，科研人员没有回报，种子商没有机会，农民利益也得不到保证。因此，把重大科技创新免费向农业领域输出的做法未必对农民和整个农业产业有利。在无土栽培这个重大农业技术创新领域，各种发明创造都应当部署知识产权，尤其是专利权。例如，除了基质、基质处理工艺与设备、基质分装储运技术、营养液、营养液配制和保存技术、营养液添加工艺、种植设备加

9、工机械和模具、种植设备、种植方法、实验方法等可以申请专利外，各种水培、雾气培、基质培工艺也可以申请专利。我国很多单位和个人已经在开展无土栽培技术的专利部署。上述各个技术领域都已经出现专利文献。国内外无土栽培专利技术发展状况（一）国外专利技术的发展状况国外专利技术已经分布到无土栽培的各个应用领域。例如，CA779577号、US3327425号、 US3305968号、 US2880549号、 US2897631号、 US3300895号文献涉及一种无土栽培绿色植物的装置，该绿色植物的生长装置，以及相关栽培和种植方法。EP0062585号文献涉及一种绿色草料作物的无土栽培设备。WO20061316

10、57号、WO2005004584号文献涉及一种无土栽培植物的装置。US20020168234号文献涉及一种沙土构成的无土栽培基质。US20030150249号文献涉及一种无土栽培基质的肥料处理方法。 CA2098705 、 WO9307741号文献涉及一种无土栽培工艺使用的玻璃纤维层。再如， US20030093948号文献涉及一种无土栽培草坪及其培植方法。US4067716号文献涉及一种无土栽培作物使用的基质。EP0870426号文献涉及一种无土栽培工艺使用的3 / 7承载单元。 GB652553 号文献涉及一种无土栽培温室及其改进。ES2061409 号文献涉及一种无土栽培庄稼。 US20

11、040200148 号文献涉及一种无土栽培装置。JP2003009652号文献涉及一种无土栽培生产所需的可重复使用有机介质以及相关方法。JP2006254764号文献涉及一种无土栽培竹子的方法。AU8781091号文献涉及一种无土栽培矿物介质。US2725673号、 EP0120266 号、 DE3344945号文献涉及一种无土栽培设备。EP0532403号文献涉及一种无土栽培作物的工业化生产方法。US2849835 号文献涉及赤霉酸在无土栽培中的使用方法。US20050103708 号、 US20030141245 号文献涉及一种无土栽培工艺中对动物粪便的处理方法。US4488377号文献涉

12、及一种无土栽培方法。再如， US5600919号、 US5946854号文献涉及一种无土栽培矿物基质。US20050011123号文献涉及一种无土栽培气雾培育方法。CA1327451 号、 CA2301248号、 CA2146554号、 GB1584959 号、 GB1582843 号、 WO9511587 号、US20020011024号文献涉及一种无土栽培装置，基质，方法，以及相关作物。JP3216122号文献涉及一种无土栽培作物的消毒技术。（二）国内专利技术的发展状况国内公开的无土栽培专利技术大部分来自个人和科研机构。不过，近两年，企业申请开始大量增加。和其他国家不同的是，我国相关专利文

13、献约 90 属于装置和硬件发明，工艺方法、基质、营养液发明数量较少。相关文献主要分布在如下领域：栽培方法发明。例如，200510027341 9 号文献涉及一种超薄层基质无土栽培方法。它采用无土栽培中固、液、气三相合理分配和调节技术，在栽培槽底部开设营养液导流和根系引导槽，在聚苯塑料和基质贴合处之间形成一个液、气丰富的薄层，引导作物根系紧密贴合此处生长并向上部基质中伸展，降低基质厚度，在栽培槽底部保留一层营养液，除供应作物根系所需以外，通过上渗湿润上层基质，创造适宜根系生长环境，营养液层的保留也可减少栽培中每日的滴灌次数，降低肥水管理难度。消毒杀菌技术发明。例如， 200520133057 5

14、 号文献涉及一种无土栽培循环杀菌系统。它包括待处理罐、增压泵、循环泵、热交换器、加热装置、单向阀、待利用罐，它们由管道顺序连接，在单向阀与待利用罐之间设有一个三通管，该三通管的另一出口与三通管连接，它还至少包括下述一项结构：加热装置，它配有加热负载控制电路；加热装置与三通管之间安装一个滞留罐，与该滞留罐相连接的工艺控制电路，它可判断温度、滞留时间、排出状态等。4 / 7施肥技术发明。例如， 200710055793 7 号文献涉及一种保护地绿色蔬菜秸秆基质无土栽培的施肥方法。 200420012459 5 号文献涉及一种冰花形花卉无土栽培营养体。该无土栽培营养体为冰花形，冰花直径为06 厘 M

15、 至 3 5 厘 M。它晶莹剔透，美观实用。另外，由于花卉根系与营养体接触面积增大，营养体更容易吸收水分而膨胀，有利于植物生长。基质发明。例如， 200510017193 2 号文献涉及一种保护地绿色蔬菜大豆秸秆无土栽培的基质。 200410085357 0 号文献涉及一种草原纯质羊厩肥生态型无土栽培基质及使用方法。它选用纯质羊厩粪作原料，经发酵腐熟、烘干粉碎后，造粒制成袋培或钵培的基质体，用于无土栽培。 200310121097 3 号文献涉及一种利用山核桃壳生产的无土栽培基质及其生产方法。 00112620 2 号文献涉及一种滇池污泥陶粒及制备方法。营养液发明。例如， 2003101158

16、53 1 号文献涉及一种草莓无土栽培专用营养液及制备和使用方法。 88101823 6 号文献涉及一种草本植物营养雾栽培装置及营养液配方。99126296 4 号文献涉及一种含钛螯合植物营养液。它由钛螯合物、混合营养元素和叶面成膜助展剂经复配而成，可用于作物、果蔬、花卉、牧草和草坪浸拌种、喷施和根灌施，也可作无土栽培液。再如， 96107816 2 号文献涉及一种过氧乙酸在无土栽培中的应用。在植物生长过程中，用 0 01 至 0 4 （重量比）的过氧乙酸水溶液进行处理；在植物正常生长过程中用同样配比的过氧乙酸水溶液进行处理，在发生病害或病害严重时，可用较高过氧乙酸浓度处理并增加处理次数。 94

17、112040 6 号文献涉及一种花卉培养液及其制备方法。该培养液含有植物生产必需的氮、磷、钾、钙、硼、铁等元素，还包含植物生长调节剂等有机物质。景观设计发明。例如，95211122 5 号文献涉及一种无土栽培植物工艺盆景。它的工艺盆景基座上含有植物生长的营养物质，并植有植物种植基质。在基质中注水后，植物可自行生长。它可形成微型景观，可以通过物质的种类及其种植位置而自由改变，景观能随季节的变化产生不同效果。87105492 2 号文献涉及一种把栽培土与水或营养液分隔开的花卉盆景及其制作方法。它可无土栽培，制作的花卉盆景无须经常浇水施肥，可用作家庭、办公室、会议室、宾馆、宴席餐桌的装饰景观，也可用

18、于在家庭阳台、屋顶种植菜蔬。5 / 7无土栽培花卉的装置发明。例如，99200453 5 号文献涉及一种半浸泡式无土栽培花盆。外盆底部有一个与内盆连通的进液管，进液管的尾部固定在支架的上端，支架内有一个浮力球，支架的底部固定连接在内盆的底部；内盆上端设有固定卡，下部有托网。99200456 X 号文献涉及一种不浸泡式无土栽培花盆。它由内外盆构成，内盆置于外盆内，其下部有托网，上口有支撑植物茎杆的固定汇率卡，内盆的内盆壁、盆底上附着有一层含水纤维，盆壁上有渗水孔。立体无土栽培装置发明。例如， 200710040802 5 号文献涉及一种立体式无土栽培装置。它由多个上下叠合的栽培盆组成，栽培盆为上口大、下底小的多边形盆；栽培盆的内底中心由圆心向外依次设有固定管、定位环，溢水管分布于固定管、定位环之间；溢水管的高度高于定位环，低于固定管；固定管上设有的柱状网芯，网芯的侧壁上分布有小孔，顶部网芯眼与所述固定管同轴。它的网芯、栽培盆的溢水孔将栽培盆分成基质部分、液体层部分和空气层部分，根系可以穿过网芯网孔进入空间部分和营养液层部分，以吸收到充足的氧气、水分和营养。03275638 0 号文献涉及一种立柱立体无土栽培装置。它包括通过中柱竖向连接的培钵，培钵中嵌有 4 至 6 瓣栽培凸。栽培凸内留有可移动或可更换的定植盖，定植盖上留有作物生长的定植孔。定