第四节　无土栽培的发展概况与展望

无土栽培技术从19世纪60年代提出模式至今已走过150余年的发展历程。20世纪60年代以后，随着温室等设施栽培的迅速发展，在种植业形成了一种新型农业生产方式——可控环境农业（Controlled Environment Agriculture，CEA），特别是近二十几年的发展非常迅速，无土栽培作为CEA中的重要组成部分和核心技术，随之得到迅速发展，充分吸收传统农业技术中的精华，广泛采用现代农业技术、信息技术、环境工程技术及材料科学技术等，已发展为设施齐全的现代化高新农业技术，已成为设施生产中一项省工、省力、能克服连作障碍、实现优质高效农业的一种理想模式，该项技术已在世界范围内广泛研究和推广应用，一些发达国家的发展应用更为突出。

世界上许多国家和地区先后设立了无土栽培技术研究和开发机构，专门从事无土栽培的基础理论和应用技术方面的研究和开发工作。国际上无土栽培技术的学术活动非常活跃，1955年在第十四届国际园艺学会上成立了国际无土栽培工作组（International Working Group on Soilless Culture，IWGSC），隶属于国际园艺学会，并于1963年、1969年、1973年、1976年先后召开四届国际无土栽培学会。1980年国际无土栽培工作组改名为“国际无土栽培学会”（Interna-Tional Society Of Soilless Culture，ISOSC），以后每四年举行一次国际无土栽培学会的年会，对推动世界无土栽培技术的发展起了重要作用，标志着无土栽培技术的研究与应用已进入一个崭新的阶段。

一、国外无土栽培的发展概况与展望

国外无土栽培最早渊源于德国的萨克斯和克诺普等科学家们先后应用营养液进行的植物生理学方面的试验，到1920年营养液的制备达到标准化，但无土栽培仍停留在实验室中，直到1929年美国加利福尼亚大学的格里克（W.F.Gericke）才真正将这一技术应用于生产，他利用自己设计的植物无土栽培装置成功地种出一株植株高7.5米，单株果实重量达14.5千克的水培番茄，在科技界引起了轰动，同时对全世界无土栽培的兴起和发展亦产生了深远的影响，以后，美国又试验成功沙培、砾培技术。

20世纪50年代以后无土栽培开始进入实际应用阶段。从这个时期起意大利、西班牙、法国、英国、瑞典、以色列、前苏联等国广泛开展了研究并实际应用，到20世纪60年代无土栽培出现了蓬勃发展的局面。

美国首先将无土栽培用于商业化生产，虽然目前无土栽培面积不大，且多集中在干旱、沙漠地区，但美国的无土栽培技术家庭普及率高，开发出大量小规模、家用型的无土栽培装置，其无土栽培研究、重点放在太空农业中的无土栽培技术上。日本无土栽培始于1946年，以水培和砾培为主，水培技术国际领先，其中深液流栽培技术独自开发，现已演化出多种形式，到1993年无土栽培面积达到690公顷，主要栽培草莓、番茄、青椒、黄瓜、甜瓜等作物。

荷兰无土栽培面积已达3000公顷以上，是世界无土栽培发达国家之一，主要栽培形式是岩棉培，占无土栽培总面积的2/3，主要种植番茄、黄瓜、甜椒和花卉。英国最早发明并应用营养液膜技术，目前正被岩棉培取代，以生产蔬菜为主，种植黄瓜的面积最大。

无土栽培技术的发展，使人类对作物不同生育时期的整个环境（地上和地下）条件进行精密控制成为可能，从而使农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，按照人类的愿望，向着空间化、机械化、自动化和工厂化的方向发展，将会使农作物产量和品质得以大幅度提高。

欧洲、北美、日本等技术先进的国家，在解决农业人口逐年减少，劳动力逐年老龄化，劳动成本逐年加大等，这些问题的对策就是实行栽培设施化、作业机械化、控制自动化，无土栽培将成为其重要的解决途径和关键技术。对于发达国家，既有技术和设施，资金又雄厚，无土栽培必定向着高度设施化、现代化方向发展。植物工厂就是精密的无土栽培设施，它具有生产回转率高，产品洁净、无公害等优点。1981年在英国北部坎伯来斯福尔斯建成世界上最大的“番茄工厂”，面积为8公顷。美国的怀特克公司、艾克诺公司，加拿大的冈本农园，日本的富士农园、三浦农园、原井农园等都有已进入实用化的植物工厂。

地球上人口不断膨胀，耕地急速缩减，耕地已成为一种极为宝贵的不可再生资源。由于无土栽培可以极大拓展农业生产空间，这对于缓和地球上日益严重的土地问题，有着深远的意义。海洋、太空已成为无土栽培技术开发利用的新领域，将进一步扩大人类的生存空间。另外，水资源的紧缺也随着人口的不断增长日显突出，无土栽培避免了水分的渗漏和流失，将成为节水型农业的途径之一。可以说无土栽培是高科技农业、都市农业、娱乐观光农业、高效农业、节水农业和生态环保型农业。

二、我国无土栽培的发展概况与展望

我国古老的无土栽培，常见于各种豆芽的生产，以及利用盘、碟、器皿培养水仙花和蒜苗，利用盛水的花瓶插花，利用船尾水面种菜等。从其栽培方式而言，都应视为广义的无土栽培。在以后的较长时期内，无土栽培被应用于各类肥料以及植物生理方面的试验等。

20世纪70年代我国才开始逐渐在生产中应用无土栽培技术。最初是进行蔬菜和水稻的营养液育苗。20世纪80年代随着我国改革开放和旅游业的发展，各开放城市、港口的涉外单位对洁净、无污染的生食菜的需求骤增，农业部及时组织“七五”“八五”科技攻关，研究开发了符合国情国力的无土栽培设施与配套技术。北京的蛭石袋培与有机基质培，江苏的岩棉培和简易NFT培，浙江的稻壳熏炭基质培和深水培，深圳、广州的深水培和椰壳渣基质培等均各具特色。其中，中国农业科学院蔬菜花卉研究所推出的有机生态型无土栽培技术，具国际领先水平，江苏省农业科学院和南京玻纤院合作研制成功的农用岩棉和岩棉培技术填补了我国该领域空白并已投产。北京、上海、天津、南京、沈阳、杭州、广州、深圳、厦门、珠海及胜利油田等示范栽培的面积也已具一定规模。此外，无土栽培技术在阳台园艺栽培和有关试验中的应用亦初见成效。由中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究开发的无土栽培芽苗菜的生产亦发展很快。“九五”期间，我国又将“工厂化高效农业示范工程”作为国家重大科技示范工程项目，组织全国攻关。无土栽培技术研究的部门和单位已达50多个，无土栽培的作物包括蔬菜、花卉、西瓜、甜瓜、草莓等20种之多，我国无土栽培面积也由1996年的100公顷，扩大到500公顷以上，现仍处在蓬勃发展的势头。从栽培形式上，南方以广东为代表，以深液流水培为主，槽式基质培也有一定的发展，有少量的基质袋培；东南沿海长江流域以江浙沪为代表，以浮板毛管、营养液膜水培为主，近年来有机基质培发展迅速，有一部分深液流水培；北方广大地区以基质培为主，有部分进口岩棉培，北京地区有少量的深液流浮板水培，无土栽培面积最大的新疆戈壁滩，主要推广鲁SC型改良而成的沙培技术为主，在20世纪90年代末，其沙培蔬果的面积占全国无土栽培面积的1/3。应该说，无土栽培这一农业高新技术，在我国虽然开发利用的时间不长，但已取得明显效果，表现出广阔的发展前景和巨大的开发潜力。

我国受人口增长、土地减少的限制，要使国民经济保持可持续发展，不断提高国民生活水平，必须不断提高有限土地面积的生产效率，开拓农业生产的空间，无土栽培可提供超过普通土壤栽培几倍甚至十多倍的产品数量，可利用沙滩、盐碱等不毛之地生产农产品，为食品安全保障体系打好基础；我国是水资源相当贫乏的国家，被列为世界上13个贫水国之一，无土栽培作为节水农业的有效手段，将在干旱缺水地区发挥其重要的作用；我国设施栽培发展迅速，已成为许多地区农民致富、农业增效的有效手段。长期栽培的结果，使设施土壤栽培连作障碍日益加剧，无土栽培作为根治土壤栽培连作障碍的有效手段正在发挥着作用，今后在设施栽培中将广泛得到应用；另外，随着居民生活水平提高对农产品种类和质量的要求，参与国际竞争的需要和随着农业现代化进程的加快，无土栽培技术将会受到更大的重视，发展进程将进一步加快。遵循就地取材、因地制宜、高效低耗的原则，无土栽培形式将呈现以基质培为主，多种形式并存的发展格局。经济发达的沿海地区和大中城市将是现代化无土栽培发展的重点地区，它已作为都市农业和观光农业的主要组成部分，将会有更大的发展；具有成本低廉、管理简单的简易槽式基质培和其他无土栽培形式将是大规模生产应用、推广的主要形式。