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無土栽培技術(shù)是設(shè)施園藝與工廠化農(nóng)業(yè)的重要組成部分，提高無土栽培的設(shè)施化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化水平是設(shè)施園藝研究的重點(diǎn)。在設(shè)施環(huán)境下，土壤連續(xù)栽培三年以上，就不可避免地產(chǎn)生土壤連作障礙和土壤鹽漬化問題，作物病蟲害呈日益加重的趨勢(shì)。土壤修復(fù)及其消毒技術(shù)的應(yīng)用一定程度上可以緩解鹽漬化進(jìn)程，減輕連作障礙和土傳病蟲害的發(fā)生，但土壤的緩沖性和栽培管理的不可控因素，使根際理化環(huán)境難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化調(diào)控，同時(shí)也增加了農(nóng)藝栽培的難度。 國(guó)內(nèi)外都十分重視無土栽培設(shè)施工程與環(huán)境調(diào)控技術(shù)的研究，國(guó)外如荷蘭、日本、丹麥、以色列等國(guó)家的蔬菜無土栽培已經(jīng)進(jìn)入工廠化生產(chǎn)的高級(jí)階段。溫室環(huán)境調(diào)控、栽培設(shè)施、作業(yè)機(jī)械、商品基質(zhì)、專用營(yíng)養(yǎng)液等的研究及應(yīng)用基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化。國(guó)內(nèi)在這方面的研究還相對(duì)比較薄弱，僅在部分科研單位、大專院校開展相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和簡(jiǎn)易無土栽培模式的研發(fā)推廣，受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)和園藝業(yè)者專業(yè)水平的限制，目前國(guó)內(nèi)的無土栽培仍停留在土壤栽培的思維模式和經(jīng)驗(yàn)技術(shù)層面上，未能充分發(fā)揮無土栽培的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)量和品質(zhì)未能得到有效提升。同時(shí)，由于國(guó)內(nèi)無土栽培的設(shè)施環(huán)境可控性差，生產(chǎn)存在較大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，無土栽培的園藝產(chǎn)品與土壤栽培的園藝產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)位缺乏比較優(yōu)勢(shì)，限制了無土栽培的規(guī)?；⑸虡I(yè)化生產(chǎn)發(fā)展，也制約著科技研發(fā)的動(dòng)力。以無土栽培設(shè)施與配套技術(shù)研發(fā)推廣為業(yè)務(wù)方向的科技企業(yè)在國(guó)內(nèi)也很少，自主研發(fā)實(shí)力不足，多以模仿、借鑒現(xiàn)有成型技術(shù)模式為主。由于無土栽培本身是一項(xiàng)需要設(shè)施工程裝備來武裝的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，如果過于強(qiáng)調(diào)設(shè)施裝備的簡(jiǎn)易化和低成本，就會(huì)降低無土栽培的設(shè)施化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化水平，技術(shù)與裝備的不匹配，使無土栽培的作物產(chǎn)量、產(chǎn)品品質(zhì)得不到有效保障和提升，而且由于勞動(dòng)力成本已經(jīng)成為設(shè)施園藝生產(chǎn)的主要成本，簡(jiǎn)易型無土栽培的低效率作業(yè)使生產(chǎn)效益無從體現(xiàn)。最近幾年，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)已開始引進(jìn)和代理國(guó)外的先進(jìn)無土栽培設(shè)施產(chǎn)品，如“巖棉培設(shè)施、潮汐式育苗設(shè)施、高架草莓無土栽培設(shè)施”等。這些模式的引進(jìn)有力地推進(jìn)國(guó)內(nèi)無土栽培的生產(chǎn)發(fā)展和科技創(chuàng)新，但難以滿足國(guó)內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)日益發(fā)展的需求，人們迫切需要更多專業(yè)的栽培模式與成型設(shè)施。 無土栽培設(shè)施工程的研發(fā)不僅要滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育的基本需求，還要使栽培設(shè)施裝備與溫室環(huán)境、栽培種類、作物管理、根際環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控等更好地結(jié)合，使設(shè)施工程與農(nóng)藝實(shí)現(xiàn)有機(jī)統(tǒng)一。無土栽培的設(shè)施工程研究與創(chuàng)新還應(yīng)著眼現(xiàn)代和未來園藝從業(yè)者，要開展無土栽培的“專家模型”研究，逐步替代傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型的農(nóng)藝技術(shù)，以提升無土栽培的綜合技術(shù)水平，研發(fā)出“環(huán)境舒適化、設(shè) 施標(biāo)準(zhǔn)化、作業(yè)省力化、技術(shù)模塊化、管理智能化”的無土栽培技術(shù)體系。 現(xiàn)有無土栽培設(shè)施及技術(shù)存在的問題 水培模式 目前國(guó)內(nèi)曾經(jīng)推廣的水培模式主要是深液流水培、浮板毛管水培、營(yíng)養(yǎng)液膜水培、深液漂浮水培、管道式水培等模式?，F(xiàn)有水培設(shè)施存在的主要問題是： ◆營(yíng)養(yǎng)液的儲(chǔ)液池設(shè)計(jì)、布局、安裝不夠合理，封閉性差，保溫隔熱性差，營(yíng)養(yǎng)液易污染； ◆營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)泵、供回液管路及配件選材不合理，易腐蝕、影響營(yíng)養(yǎng)液的化學(xué)性狀，對(duì)作物根系造成毒害，影響產(chǎn)量和品質(zhì)，設(shè)施的壽命短； ◆水培槽、定植板的連接性、封閉性較差，昆蟲、病菌、塵土易進(jìn)入根際環(huán)境，污染營(yíng)養(yǎng)液，導(dǎo)致根系受害； ◆營(yíng)養(yǎng)液的循環(huán)利用，還缺乏專業(yè)的營(yíng)養(yǎng)液消毒設(shè)備，作物根際病蟲害一旦發(fā)生，存在毀滅的風(fēng)險(xiǎn)； ◆營(yíng)養(yǎng)液膜水培一旦遇到停電和設(shè)施機(jī)械故障，作物很容易引致缺水死亡； ◆深液流水培、漂浮深水培在夏季高溫季節(jié)，根系容易發(fā)生缺氧腐爛的現(xiàn)象； ◆漂浮水培的定植板容易滋生綠藻和導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)液的污染。 ◆管道式水培存在清洗、消毒難度大，操作不方便的問題。 ◆一些水培設(shè)施直接在地表安裝使用，不采取地表隔離與凈化措施，造成栽培系統(tǒng)污染。 基質(zhì)栽培模式 基質(zhì)無土栽培目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多，廣泛用于果菜的生產(chǎn)，主要模式有：大槽式有機(jī)生態(tài)型無土栽培、塑料槽式基質(zhì)栽培、箱式（單株容器）基質(zhì)栽培、袋式基質(zhì)栽培、壟式基質(zhì)栽培、沙培等。存在的問題是： ◆有機(jī)基質(zhì)來源及其處理方法未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，基質(zhì)理化性狀不穩(wěn)定，栽培效果不穩(wěn)定； ◆多數(shù)基質(zhì)栽培采用滴灌非循環(huán)供液，水肥排出浪費(fèi)較多，污染土壤和地下水； ◆滴灌設(shè)施容易出現(xiàn)物理及化學(xué)堵塞現(xiàn)象，致供液不均勻、作物生長(zhǎng)不整齊及死苗現(xiàn)象； ◆敞開式基質(zhì)栽培（槽式栽培、單株容器培），基質(zhì)水分揮發(fā)損失較多，表面容易聚集鹽分，根際理化環(huán)境不均衡。 ◆封閉式基質(zhì)栽培（主要是薄膜袋培、壟培、巖棉培），夏季受太陽輻射影響，容器內(nèi)的基質(zhì)溫度過高，導(dǎo)致根系生長(zhǎng)不良。 ◆基質(zhì)栽培中有機(jī)基質(zhì)比例過高，一段時(shí)間后會(huì)逐步腐爛，透氣性逐漸下降，影響根系活力。 ◆有機(jī)生態(tài)型無土栽培，以人工追施固體有機(jī)肥，輔以滴灌清水來稀釋固體肥，實(shí)現(xiàn)作物的營(yíng)養(yǎng)供給，這種以表面撒施或集中穴施的追肥方式與土壤栽培類似，作業(yè)效率偏低。固體有機(jī)肥料的溶解，肥效顯現(xiàn)和滴水位置、滴水量、保持基質(zhì)濕潤(rùn)的時(shí)間關(guān)系密切，必須使滴水位置與施肥點(diǎn)在同一位點(diǎn)，否則固體有機(jī)肥得不到有效溶解，根系無法正常吸收營(yíng)養(yǎng)。需要經(jīng)常變換滴水位點(diǎn)，否則根群吸收水肥難以均衡。 ◆大槽式基質(zhì)栽培的基質(zhì)用量偏大，而根系生長(zhǎng)的有效空間則很小，不僅增加成本和勞作強(qiáng)度，也不利于根際水肥的精準(zhǔn)調(diào)控。 立體無土栽培 立體無土栽培是指垂直、斜面或多層栽培，現(xiàn)已開發(fā)的模式有柱式栽培、墻式栽培、多層槽式水培、管式立體水培、多層槽式基質(zhì)培等。立體無土栽培有利于提高溫室空間的利用率，提高單位面積的產(chǎn)量?，F(xiàn)有立體無土栽培模式中存在的不足是： ◆柱式、墻式栽培主要采用基質(zhì)培，一般采用滴灌與循環(huán)供液的方式，滴管堵塞和流量不均勻，易導(dǎo)致局部死苗和植株生長(zhǎng)不均勻現(xiàn)象。 ◆一些柱式、墻式栽培模式，設(shè)施工程與農(nóng)藝脫節(jié)，不利于實(shí)現(xiàn)較好的立體栽培，需要配套一定的基礎(chǔ)土建工程，安裝施工難度較大。 ◆斜插管式立柱與墻體栽培的馬蹄形“插管杯”，無法實(shí)現(xiàn)直接育苗，基質(zhì)容易散落，苗床澆水有一定難度。 ◆一些立柱栽培過于追求單柱上的植物定植棵數(shù)，要么柱體龐大，造成很大的“陰陽”面和空間光照損失，要么定植孔距太小，導(dǎo)致柱體上每棵植物縱向/橫向生長(zhǎng)空間受限制，單株光照不足，植株徒長(zhǎng)倒掛而缺乏商品價(jià)值。 ◆立體栽培的基質(zhì)隱藏在柱體和墻體中，無法直接進(jìn)行殘根的清理和內(nèi)部消毒，需要拆卸下來進(jìn)行處理和重新安裝。 ◆現(xiàn)有立體栽培技術(shù)沒有針對(duì)柱體、墻體在溫室條件下，空間垂直光照、溫度的不同來選種“適生品種”，同一品種在同一立體設(shè)施上，上下生長(zhǎng)發(fā)育不一致，商品性不一致。 ◆高架多層槽式基質(zhì)栽培，設(shè)施構(gòu)建體積較大，對(duì)下層形成較大遮光面，冬季生產(chǎn)效果較差。 霧氣培 霧氣培也叫霧培，是將營(yíng)養(yǎng)液直接以霧化形態(tài)噴灑到作物根部的一種無土栽培方法，其最大優(yōu)勢(shì)是根系具有充足的氧氣，高溫季節(jié)不必為根部缺氧而擔(dān)憂，但其存在的問題也是顯而易見的。 ◆霧培設(shè)施必須確保根部較大的根系下垂生長(zhǎng)空間，以便為營(yíng)養(yǎng)液的霧化擴(kuò)散創(chuàng)造條件，因此，其設(shè)施裝置占據(jù)的空間較大。現(xiàn)有霧培設(shè)施通常在垂直或傾斜面上直接打定植孔進(jìn)行定植，植株生長(zhǎng)易造成重心偏離，出現(xiàn)倒伏或垂掛生長(zhǎng)現(xiàn)象，難以生產(chǎn)出正常株型的葉菜（油菜/生菜）產(chǎn)品，商品性較差。 ◆營(yíng)養(yǎng)液需要定時(shí)或連續(xù)霧化噴灑，如遇局部噴頭堵塞或因水泵故障或停電時(shí)，植株很快缺水而導(dǎo)致萎蔫。因此，霧培的風(fēng)險(xiǎn)很高。 研發(fā)新型無土栽培設(shè)施及技術(shù)的基本原則 無土栽培模式雖然越來越多，但總體來說不外乎水培（含霧培）、基質(zhì)栽培兩大類，根據(jù)作物種類、生產(chǎn)、觀光、科普和空間利用方式的不同而研發(fā)不同的栽培模式。通過設(shè)施工程手段來改善根系生長(zhǎng)的物理、化學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)作物工廠化、省力化、立體化、高效化、優(yōu)質(zhì)化的生產(chǎn)以及休閑、觀光、科普功能的綜合應(yīng)用，要努力降低無土栽培的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益。因此，我們?cè)谘邪l(fā)新型無土栽培模式時(shí)，要考慮到栽培模式的經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)性、風(fēng)險(xiǎn)性、可操作性和多功能性，使栽培設(shè)施與作物生長(zhǎng)形成有機(jī)整體，提高無土栽培的科技水平。 經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性并不是一昧地追求設(shè)施裝備的低投入，而是要通過設(shè)施工程手段降低無土栽培的勞動(dòng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)化生產(chǎn)操作程序，提高作業(yè)效率。其次是通過設(shè)施裝備的改正為作物生長(zhǎng)營(yíng)造更加優(yōu)越的根際環(huán)境，使作物生長(zhǎng)更健康，產(chǎn)量、品質(zhì)和商品性顯著提高，以此提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益，這才是經(jīng)濟(jì)性。 生產(chǎn)性 生產(chǎn)性是指研發(fā)的新型無土栽培設(shè)施與配套技術(shù)是否能滿足產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化高效生產(chǎn)的需要，是否具有推廣應(yīng)用前景！而不僅僅是滿足人們對(duì)新技術(shù)的關(guān)注。 風(fēng)險(xiǎn)性 風(fēng)險(xiǎn)性是指栽培模式在生產(chǎn)過程中，設(shè)施對(duì)不利氣象因子（高溫、低溫傷害）的防護(hù)隔離功能，對(duì)病蟲鼠害的抵御和預(yù)防功能；對(duì)機(jī)械故障及停電等突發(fā)事件的緩解功能。使作物能順利完成其生長(zhǎng)發(fā)育過程，獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高商品性的園藝產(chǎn)品。同時(shí)，設(shè)施對(duì)作業(yè)者不構(gòu)成人身安全威脅。 可操作性 可操作性是指研發(fā)的無土栽培設(shè)施模式化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)施生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、使用方便，容易被生產(chǎn)作業(yè)人員所掌握。 多功能性 設(shè)施模式除了適用于規(guī)?；魑锷a(chǎn)以外，其設(shè)施還適用于小規(guī)模的觀光農(nóng)業(yè)、科普教育、家庭園藝等領(lǐng)域組裝使用，要注重視覺及人性化設(shè)計(jì)。
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