第1章 无土栽培概述

多媒体教学课件园林园艺教研室《园艺植物无土栽培》大棚内喷雾参考书目1、马太和，1985，无土栽培，北京：北京出版社。2、山崎肯哉，1989，营养液栽培大全，北京：北京农业大学出版社。3、王鹄生，1997，花卉蔬菜无土栽培技术，长沙：湖南科学技术出版社。4、邢禹贤，1994，无土栽培原理与技术，北京：农业出版社。5、刘熙，1988，无土栽培，台北：五洲出版社。6、连兆煌，1994，无土栽培原理与技术，北京：中国农业出版社。7、村井邦彦(绿玫瑰水耕推广中心编译)，1991，水耕农业设计艺术，台北：时英出版社。8、徐氏基金会编译(林建夫校阅)，1988，水耕栽培百科，徐氏基金会出版。9、蒋卫杰，刘伟，郑光华，1998，蔬菜无土栽培新技术，金盾出版社。10、刘士哲主编，2001，现代实用无土栽培技术，中国农业出版社。《园艺植物无土栽培》授课内容：第一章 绪论第二章 无土栽培的理论基础第三章 无土栽培的营养液第四章 无土栽培的固体基质第五章 常用水培和喷雾培生产设施及管理第六章 常用基质培生产设施及管理第七章 无土栽培各论第一章概述了解：无土栽培的定义和分类无土栽培的发展简史无土栽培的优缺点、应用范围及评价第一节无土栽培的定义和分类一、无土栽培的定义

不用天然土壤，利用营养液来提供植物生长所需的养分、水分、氧气来种植植物的方法。二、无土栽培的分类两大类：无固体基质类型有固体基质类型 营养液膜技术(NutrientFilmTechnique,NFT)水培深液流技术(DeepFlowTechnique,DFT) 浮板毛管技术(FloatingCapillaryHydroponics,FCH)无固体基质类型 喷雾培(SprayCulture)喷雾培 半喷雾培(Semi-sprayCulture) 砂培(SandCulture) 砾培(GravelCulture) 蛭石培(VermiculiteCulture) 珠岩培(PerliteCulture) 槽式基质培泥炭培(PeatmossCulture) 陶粒培(HayditeCulture) 木屑培(SawdustCulture)有固体基质类型 砻糠灰培(RicechaffCulture,etc.)等 岩棉培(RockwoolCulture) 锯木屑培(SawdustCulture)袋式基质培珍珠岩培(PerliteCulture) 泥炭培(PeatmossCulture)等一、萌芽时期(?～1840)养殖水仙花江南水乡的水上人家船后的水上菜园巴比伦空中花园种植花草基本上是无意识的无土种植行为第二节无土栽培的发展简史二、试验研究时期(1840‘S～1930‘S)植物的营养本质是什么？1840年Liebig创立了“植物矿质营养学说”为无土栽培奠定了理论基础几个重要事件1、德国的威格曼(Wiegman)和泊斯托洛夫(Postolof)1842年的试验。2、19世纪中叶，法国的布森高(JeanBoussingault)的试验。3、1865年萨克斯(Sachs)和克诺普(Knop)水培植物模式。4、Sachs和Knop提出了早期的10种必需无机元素学说，这10种无机元素为C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe。5、Sachs和斯夫(J.W.Shive,1915)分别设计了三元营养液和四元营养液。6、美国的霍格兰(Hoagland)和阿农(Arnon)对营养液中营养元素的比例和浓度、微量营养元素等进行了大量的研究，发表了许多营养液配方。

化合物克诺普的“四盐营养液”(g/L)斯夫的“三盐营养液”(g/L)Ca(NO3)20.800.83KNO30.20

KH2PO40.202.45MgSO40.201.89克诺普的“四盐营养液”和斯夫的“三盐营养液”配方三、生产应用时期(1930’s～1960’s)

格里克(W.F.Gericke)第一个把实验室研究用的无土栽培技术应用于商业化生产商业化生产。这一时期无土栽培生产的几个例子

1935年格里克指导一些生产者建立了面积达8000平方米的无土栽培生产设施。

泛美航空公司(PanAmAirline)在太平洋中部的威克岛上请格里克指导建立了一个蔬菜无土栽培基地。

美国新泽西农业试验场的沙威利用盛装沙子的种植槽，每隔1~2周把营养液以追肥的形式加入到种植槽中进行沙培(SandCulture)。

1938年，普鲁东大学的韦斯罗乌采用水泵进行大规模的砾培(GravelCulture)。

1941年，美国拉科石油公司在荷兰属地西印度的阿鲁巴岛和丘拉克岛的油田上进行无土栽培以生产新鲜蔬菜供员工的需要。美国空军在英属圭亚那的阿森松岛上建了一个无土栽培基地。

1944年在日本的硫磺群岛，然后是战后的1946年在东京的调布、滋贺县大津等地建立了大型的砾培设施以作为美军的新鲜蔬菜供应基地，其中以调布的最大，面积达22公顷，总投资为2亿美元，当时是世界上最大的无土栽培基地。

四、大规模集约化、自动化生产应用时期(1960’s～现在)石化工业(塑料工业)水泵、电磁阀、定时器和其它仪器仪表计算机控制技术温室产业的发展代表性的几个例子1981年在英国Littlehampton建立了一个面积达8公顷的大型温室，专门用于番茄的生产，号称“番茄工厂”。

在沙特阿拉伯萨地亚特岛的干旱地区研究所建立了一个面积为8万平方米的水培温室。

奥地利的鲁丝那(Luthner)公司发明了一种植物连续水培的装置，它是在一个高大的垂直温室中设一些传送带，在传送带上固定一些作物，从传送带的一端开始每天为一个传送带播种，根据作物生长期的不同，设立了多个不同生长期最适的环境，传送带把不同苗龄的作物逐级向后传送，直至最后收获。

1998和1999年深圳青长果菜公司北京的长青公司从加拿大引进了一套面积为20亩的生菜连续生产的深池水培装置。日本三菱重工和九州电力建立了一个面积为100平方米的全自动、全天候的生菜工厂，它由计算机对温室内的所有的作物生长的条件进行自动控制，所有的操作过程均由机器人来完成，从种子的播种开始，经历生长的各阶段直至最后的收获均由计算机控制，生产过程高度自动化。

1955年在第14届国际园艺学会年会上成立了国际无土栽培工作组(InternationalWorkingGrouponSoillessCulture,IWGSC)，隶属于国际园艺学会。

并于1963年在意大利召开第一届国际无土栽培学术会议，以后于1969、1973、1976年分别与西班牙、意大利和西班牙召开第二、三、四次会议。

1980年在荷兰召开第五届国际无土栽培会议，并在会上把隶属于国际园艺学会的“无土栽培工作组”独立出来，并改名为“国际无土栽培学会”(InternationalSocietyofSoillessCulture,ISOSC)，以后每4年举行一次国际无土栽培学会的年会。第三节无土栽培的发展现状及趋势

我国无土栽培的学术组织

1985年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、2000、2002、2004、2006、2008年分别在河北、新疆、广东、辽宁、上海、武汉、沈阳和北京等省区召开一次年会。我国另外一个涉及无土栽培技术的学术组织是中国园艺学会设施园艺专业委员会，这个学术组织也常组织和召开有关设施园艺方面的研讨会。

一、无土栽培的发展现状

1、中国

中山大学的罗宗洛(1931)研究铵硝营养的成果受到世界同行的瞩目。

1965年由科学出版社翻译出版了休伊特的著作《植物营养研究的沙培和水培法》。

后来由于历史的原因，限制了其发展，直至直到20世纪70年代开始才逐渐在生产中应用无土栽培技术。

首先是在作物的营养液育苗方面开展这一工作的，例如蔬菜和水稻的无土育苗。1975年山东农业大学最早开展这方面的研究和生产应用，先后对西瓜、黄瓜、番茄、韭菜、小萝卜和小白菜等多种作物进行无土栽培试验。

在1979～1984年开发出半基质培的“鲁SC-I型”番茄多层无土栽培设施，1984～1987年与胜利油田联合开发了面积为6699平方米的蔬菜无土栽培基地。

1985年开始，华南农业大学根据南方热带亚热带气候条件的特点，结合国内外各种无土栽培技术的特点，研制出水泥砖结构深液流水培装置及蔗渣或其它基质的袋培和槽培营养液滴灌种植系统。

1986年深圳格林果菜公司从美国引进了一套无土栽培设施。

80年代开始，浙江省农科院在日本赠送的营养液膜技术(NFT)设备的基础上，研制了用定型泡沫塑料槽的浮板毛管水培技术(FCH)。沈阳农业大学、北京市蔬菜中心以及南京市蔬菜所等单位也引进了日本的全套无土栽培设备，研制出简易营养液膜技术和岩棉培技术。由于北方地区的水质硬度较高，因此，有些地方在进行水培尝试时失败了，但利用北方来源丰富的稻壳(砻糠灰)、泥炭等来进行基质培却取得了成功，形成了在全国范围内各种无土栽培形式百花齐放的局面。总的来说：

南方主要以深液流水培和槽式基质培为主，有少量的基质袋培；

长江口附近地区以浮板毛管水培技术、营养液膜技术为主，有一部分深液流水培；而北方地区多为基质栽培，有一部分简易的岩棉培。1980年，北京林业大学马太和教授编译出版了我国第一本系统介绍无土栽培理论与技术的书籍――《无土栽培》。

1994年由华南农业大学连兆煌教授主编的全国第一本无土栽培方面的高等农业院校统编教材――《无土栽培原理与技术》。

2、美国

美国无土栽培技术的研究重点是探索在太空中进行作物无土栽培的可能性。目前的无土栽培主要集中在干旱地区。

美国无土栽培学会(HydroponicSocietyofAmerica,HSA)是一个活跃的学术组织，经常开展有关无土栽培技术的研讨会。3、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。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。

水培技术是日本独自发展的，称为深液流水培(或深水培，DFT)，其具体的形式有多种，如M式、神园式、协和式等，但都有一个共同的特征，就是液层较为深厚。

在营养液配方的研究方面，山崎肯哉提出正常生长的植物吸水和吸肥同步的概念，即植物吸收一定量的水分就相应地吸收一定量的营养，并以此为基础设计出了一系列的山崎配方。另一位无土栽培的专家堀设计出的园试配方也广为流传。4、欧洲的一些国家

欧洲的多数国家冬季寒冷，特别是北欧的国家，在露地是不可能做到周年均衡地生产作物的，因此，在温室等保护性设施的建设上就显得很有必要了。再加上营养液膜技术和岩棉培技术在欧洲的发明和应用，使得欧洲成为世界上无土栽培技术发展的几个中心之一。

作为工业用途的岩棉最早是由美国于1840年左右在夏威夷研制出来的。最早开发农用岩棉并用于无土栽培的是丹麦的Grodan公司，荷兰则是充分显示岩棉培优势最有代表性的国家。

国际无土栽培学会(InternationalSocietyofSoillessCulture,ISOSC)的总部就设在荷兰。

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”。年产番茄达220万kg。

欧洲的其它一些国家无土栽培也有一定的面积。在奥地利，Ruthner发明的连续作物种植装置，为大型工厂化作物生产提供了一条途径。法国在1978年大约有400公顷的无土栽培面积，俄罗斯有大约120公顷左右。5、世界上总体的发展情况概述

无土栽培的发展面积和速度不局限于技术的先进程度。一个地区的经济是否发达对无土栽培的发展速度和应用面积的大小并非完全起决定性作用，而要取决于整个地区的自然及社会的综合因素。经济欠发达地区无土栽培的发展应与其经济发展水平相适应。第四节无土栽培的优缺点、

应用范围及客观评价

无土栽培技术虽然说是一种代表当今农业现代化的生产技术，但是，勿容置疑，它既存在着其优越的一面，也存在着不可避免的缺点。只有认识到这一点，才能够对其应用范围及前景有更进一步的认识，才可真正应用好这一现代的农业技术。

一、无土栽培的优点

1、产量高

无土栽培条件下植物生产所需的光、温、水、肥的供应较为迅速、合理、协调，因此其产量要比土壤栽培的高。一般的作物的产量可高1倍以上，有些作物甚至可高10多倍。几种作物无土栽培与土壤栽培产量比较2、品质好、商品价值高

无土栽培能够充分而有效地满足作物对生产环境的要求，因此，其产品品质较好、商品率高。几种作物无土栽培与土壤栽培的品质比较(罗健、刘士哲，1994)栽培方式维生素C含量(mg/kg)粗纤维含量(%)番茄芥菜直立生菜芥菜直立生菜

土壤栽培124.219.8464.64.5无土栽培154.924.2962.84.73、省水、省肥、省工

营养物质大约有90%～95%以上是作物可以吸收利用的。

无土栽培由于不存在着象土壤栽培那样的水分渗漏损失，因此，其水分的利用效率也很高。无土栽培作物的耗水量大约只有土壤栽培的1/5～1/10。无土栽培摆脱了土壤栽培中繁重的翻土、整畦、除草等劳动过程，而且在整个无土栽培生产中逐步实现了机械化或自动化操作，大大降低了劳动强度，节省了劳动力，提高了劳动生产率4、病虫害少，无连作障碍，

生产过程可实现无公害化

无土栽培病虫害少，可少施或不施农药，减少污染。

无土栽培还可以从根本上解决土壤的连作障碍的问题。5、充分利用土地资源

无土栽培对土地没有特别的要求。在荒山、荒地、河滩、海岛、甚至沙漠、戈壁滩等难以进行传统农业耕作的土地上都可以进行无土栽培生产。它不需要占用农田，这对于保护日益减少的耕地、扩大农业生产面积有着积极的意义。6、实现农业生产的现代化

无土栽培简化了土壤栽培中繁复的劳作，通过多学科多种技术的融合，利用各种相关的仪器仪表和操作机械，逐步使得无土栽培的过程中的各种管理措施得以实现机械化、自动化，