无土栽培

无土栽培学朱世东安徽农业大学园艺学院《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。

本课程教学目的：阐述蔬菜无土栽培的发展现状与展望，介绍无土栽培的基本原理与方法。

教学要求：重点了解基质栽培和水培的设施结构，掌握主要蔬菜无土栽培的关键技术。

主要内容第一章概论第二章营养液栽培第三章基质栽培第四章无土栽培技术第一章概论第一节无土栽培的特点一、简介1.概念无土栽培（SoillessCulture）是指不用天然土壤而采用基质和／或营养液栽培作物的方法。

无土栽培是当今世界上最先进的蔬菜生产方式，适宜蔬菜专业化、商品化、自动化生产。

2.地位：无土栽培技术作为设施园艺的核心技术，与生物技术一起被列为20世纪对农业生产产生巨大影响的两大具有划时代意义的高科技农业技术。

其发展水平和应用程度已成为世界各国农业现代化水平的重要标志之一。

3.历史1850-1865年科学家沙奇斯（Sachs）和克诺普（Knop）等用营养液进行试验。

1929年，美国格里克（W.F.Gricke）教授应用营养液培育出一株高7.5m，单株产量达14.5kg 的番茄，成为第一个将无土栽培引入商业化生产的人。

从20世纪50年代起，意大利、西班牙、法国、英国、瑞典、以色列、荷兰、日本等国广泛开展了研究并实际应用。

种植作物亦从番茄、黄瓜等蔬菜扩展到花卉、果树等。

二、无土栽培的特点1.适应性广土质不好的盐碱地、沙地；空闲荒地；完全没有土壤的沙漠滩地、海岛；楼顶阳台等处，均可进行无土栽培。

2.防止土壤连作障碍可以解决土壤栽培中连作造成的地力衰竭、病虫严重等问题。

3.产量高，品质好无土栽培可以最大限度地满足作物对温、光、水、肥的要求，产量大幅度提高。

4.省水、省肥、省工（三省）无土栽培可根据蔬菜种类及生育期按需定量用水施肥，可避免土壤施肥中的肥水流失、渗漏以及被土壤微生物吸收等问题。

无土栽培的耗水量约为土壤栽培的1/4-1/10。

节省肥料用量50%-70%。

同时无土栽培简化了耕作工序，不需进行翻耕土壤、中耕除草、土壤消毒等，大大节省劳力。

5.有利于实现蔬菜栽培的现代化无土栽培便于栽培设置、操作管理向自动化、现代化方向发展。

三、无土栽培应注意的问题1.投资大、运行成本高2.技术要求高（1）无土栽培过程中的营养液配制、供应以及设备作等，较为复杂。

（2）营养液使用中，缓冲能力差，水肥管理不当，易出现生理性障碍；消毒不彻底时还易造成某些病菌的大量繁殖和迅速传播。

第二节无土栽培的类型通常，按照是否使用固体基质，分为两大类型：固体基质栽培、非固体基质栽培（一）固体基质栽培（Solidsubstrateculture）简称基质培。

通过固体基质固定根系，并向作物供应营养和氧气的无土栽培方法。

1.优缺点（1）优点①生产性能优良而稳定，可较好地协调根际环境的水、气矛盾。

②便于就地取材，设备投资较少。

（2）缺点①基质需要部分投资。

②基质填充、消毒再利用等费工较多。

2.类型依据基质种类的不同，可分为有机基质培、无机基质培和复合基质培3类。

（1）有机基质培（Organicsubstrateculture）指用草炭、锯末、树皮、稻壳、菇渣、蔗渣和椰子壳纤维等有机物作为基质的无土栽培方式。

○泥炭培（peatmossculture）○锯末培（sawdustculture）○塑料泡沫培（foamculture）○秸秆基质培（strawsubstrate）2.无机基质栽培（Inorganicsubstrateculture）指以岩棉、沙、煤渣、珍珠岩和蛭石等无机物作基质的无土栽培形式。

○砂培（sandculture）○珍珠岩培（perliteculture）○岩棉培（rockwoolculture）○陶粒培（hayditeculture）砂是应用最早的无土栽培基质之一。

砂培仍有不少地区还在应用；岩棉培应用最广，在西欧、北美基质栽培中占绝大多数。

（3）复合基质培（Complexsubstrateculture）以有机、无机混合物作为基质的无土栽培方式。

（二）非固体基质培（Liquidsubstrateculture）可分为水培和雾培两类。

1.水培（Hydroponics）（1）概念作物根系直接生长在营养液液层中的无土栽培方法。

（2）类型水培种类很多。

我国常见水培类型的有：营养液膜栽培（NFT，NutrientFilmTechnique）深液流栽培（DFT，DeepFlowTechnique）（3）缺点①成本高；②供氧不易解决。

2.雾培（Sprayculture）（1）概念喷雾栽培，又称气培。

作物根系悬挂在栽培容器的内部空间，将营养液定时喷雾到根系的栽培方法。

（2）优点①能很好地解决根系氧气供应问题。

②营养液可循环使用。

（3）缺点设备投资大，生产上很少采用，多作展览用。

第三节无土栽培的现状与发展趋势一、发展趋势1.高度设施化主要表现为大型化和现代化。

2.环保化3.省力化栽培管理作业简单化、机械化。

4.节本化主要是降低肥料成本。

日本:采用单肥配制技术，尽量减少排液率。

5.安全化为防止病害发生对营养液的消毒更加重视。

第二章营养液栽培第一节营养液营养液是无土栽培的核心。

营养液的配制与管理是无土栽培的关键技术。

一、营养液浓度营养液浓度表示法：直接表示法间接表示法二、营养液配方组成依据（一）营养液的总浓度（二）各种元素的比例和浓度1.生理平衡影响营养液生理平衡的主要因素是营养元素之间的相互作用包括协助作用和颉抗作用。

三、营养液配方组成原则1.营养液必须含有植物生长所必需的全部营养元素2.营养液中的各种元素必须处于根系可吸收的状态3.营养液中各种元素要均衡营养液中各种营养元素的数量比例，应符合作物生长发育的需要，做到均衡供应，不能产生单盐毒害和颉抗作用。

4.营养液浓度和酸碱度要适宜，并在较长时间内保持有效状态。

四、配制营养液常用的化合物（一）营养液对化合物的要求1.营养价值要高化合物所含的营养元素的数量，能最大限度地适合配制营养液的需要。

如选用硝酸钙作氮源，比用硝酸钾多一个硝酸根离子。

2.溶解度较大如硝酸钙的溶解度大于硫酸钙，使用效果好。

虽然硫酸钙价格便宜，也很少使用。

3.化合物的纯度要高纯度低时，会使配制的营养液产生沉淀，堵塞供液管道。

同时不应含有害、有毒成分。

（二）常用化合物的种类及其特性1.氮源有硝态氮和铵态氮两种。

蔬菜喜硝态氮；铵态氮过量则会抑制蔬菜生长。

两种氮源以适当的比例同时使用，比单用硝态氮效果好，且能使pH值稳定。

常用的氮源化合物有：硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢铵、硫酸铵等。

注意：（1）氯化铵为铵态氮肥，不能作为无土栽培的主要氮源。

对忌氯蔬菜（如瓜类）不宜使用。

（2）尿素一般也不作无土栽培的主要氮源，但可作补充氮源使用。

2.磷源磷酸二氢铵、磷酸二铵、磷酸二氢钾、过磷酸钙等。

注意：(1)磷过量会导致铁、镁缺乏症。

(2)以过磷酸钙为磷源，一定要选用优质产品，否则杂质较多，应用效果不好。

3.钾源主要有硝酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾等。

钾的吸收快，要不断补给。

•但钾离子过量，会影响到钙、镁、锰的吸收。

4.钙源•一般使用硝酸钙、过磷酸钙等。

•钙在植物体内的移动性差，无土栽培常发生缺钙现象。

5.硫源多使用镁、铁等硫酸盐，可同时解决硫和微量元素的供应。

6.铁源无土栽培中，铁的供应十分重要。

pH值偏高，钾不足，以及磷、锰、铜、锌过量，都会引起缺铁症。

铁源常用螯合铁（NaFe-EDTA、Na2Fe-EDTA）；硫酸亚铁或氯化铁有不稳定性。

•用硫酸亚铁时，必须保证pH值在6.5以下，否则易变为硫酸铁。

7.其他元素•镁源：硫酸镁；•锰源：硫酸锰；•硼源：硼酸、硼砂；锌源：硫酸锌；•铜源：硫酸铜；•钼源：钼酸铵。

五、营养液的配制（一）配制原则确保在配制后存放和使用时，都不产生难溶性化合物沉淀。

任何均衡营养液配方中都必然含有Ca2+、Fe3+等阳离子和SO42-、PO43-等阴离子，当这些离子浓度较高时，会互相作用而产生难溶性物质。

（二）配制技术母液（浓缩储备液）工作营养液（栽培营养液）母液浓度一般为工作液浓度的100～200倍。

1.母液配制（1）母液种类配方中的各种化合物一般分为三类：即A母液、B母液、C母液A母液：以钙盐为中心凡不与钙作用而产生沉淀的化合物，均可放置一起溶解。

一般包括Ca（NO3）2、KNO3等，浓缩100～200倍。

B母液：以磷酸盐为中心凡不与PO43-产生沉淀的化合物，均可放置一起溶解。

一般包括NH4H2PO4、MgSO4等，浓缩100～200倍。

C母液：由铁和微量元素在一起配制而成。

浓缩1000～3000倍。

（2）配制步骤①A、B母液：准确称量依次加入充分搅拌加水定容②C母液量取总体积2/3的清水分成2份称取FeSO4·7H2O和EDTA-2Na分别加入两个容器搅拌溶解将FeSO4·7H2O溶液缓慢倒入EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌。

然后称取C母液所需的其它各种微量元素化合物分别放在小塑料容器中溶解再分别缓慢倒入已混合FeSO4·7H2O的EDTA-2Na溶液中加水定容以日本园试通用配方为例•配制浓缩100倍的A母液，配方组成：Ca(NO3)2∙4H2O945mg/lKNO3809mg/l配成1000ml的工作营养液。

1.计算配制50ml母液所需化合物用量2.从50ml里取10ml放入容量瓶,和B液C液定容到1000ml.在荷兰、日本等国的现代化温室中，大规模进行无土栽培时，一般采用A、B两个母液罐（100倍）。

2.工作营养液配制（1）贮液池中加入需要配制体积1/2～2/3的清水（2）取所需量的A母液，倒入池中，搅拌均匀（3）取所需量的B母液，缓慢倒入贮液池的清水入口处，让流水冲稀B母液带入池中，搅拌均匀。

此时水量已达到总液量的80%左右。

d.C母液加入方法同B母液。

加水至所需的量。

（三）注意事项1.母液长时间贮存时，为防止沉淀，一般可加硝酸或硫酸酸化（至pH3～4），同时置于阴凉避光处保存。

C母液最好用深色容器贮存。

2.配制工作液时，如果发现由少量沉淀产生，应延长水泵循环流动的时间，以使产生的沉淀溶解。

如果加入化合物的速度过快，造成局部浓度过高而出现大量沉淀，并且通过水泵较长时间循环后仍不能溶解，则应重新配制。

六、营养液的管理营养液在使用中需要不断进行调整，必要时全面更新。

（一）浓度调整1.调整原则EC控制在2-3毫西/厘米；2.调整方法•浓度升高或降低时，可采用按时补充水分或养分的方法进行调整。

•补充养分的方法有2种。

（1）关系曲线法•测定标准营养液和一系列不同浓度营养液的电导率，•计算达到标准浓度时需追加的母液量。

画出电导率和母液追加量之间的关系曲线。

•每次测定使用中的营养液的电导率，查出相对应的母液追加量。