无土栽培技术的可行性方案

无土栽培技术的可行性方案无土栽培技术的可行性方案无土栽培技术的可行性方案资料仅供参考文件编号：2022年4月无土栽培技术的可行性方案版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：无土栽培技术的可行性方案一．无土栽培概述无土栽培是指不用天然土壤栽培作物，而将作物栽培在营养液中，这种营养液可以代替天然土壤向作物提供水分、养分、氧气、温度，使作物能够正常生长并完成其整个生命周期。大家都知道，传统农业中作物的生长离不开土壤，如粮食、棉花、油料、蔬菜、果树、茶叶、花卉、烟草等，都必须利用土壤栽培，可以说，农业生产特别是种植业就是利用土壤的栽培技术，农业与土壤是密切相关切的。而自1929年格里克教授试种一株无土栽培番茄成功以来，作物栽培终于摆脱自然土壤的束缚，可进入工厂化生产的诱人发展前景。

无土栽培无须依赖土壤，它是将蔬菜等作物种植在装有营养液的一定栽培装置中，或是在充满营养液的砂、砾石、蛭石、珍珠岩、稻壳、炉渣、岩棉、蔗渣等非天然土壤基质材料作成的种植床上，因其不用土壤，故称无土壤栽培，而且由于它不用一般的有机肥和无机肥，而是依靠提供营养液来代替传统的农业施肥技术，所以无土栽培又被称为营养液栽培，即简称水培、水耕栽培技术。

无土栽培由于由于不用土壤，在技术上是一重大突破，同时，由于技术的不断完善、先进设施，新型的基质材料的应用，无土栽培已完全可以根据不同作物的生长发育需要进行温、水、光、肥、气等的自动调节与控制，实行工厂化生产。因此，无土栽培是当代现代化农业的高新技术，是现代设施栽培的新技术。无土栽培的优点1.不受土地条件限制。无土栽培改变了“万物土中生”的依赖土地生存的传统观念和土壤耕种方式，在不宜耕种的地方如沙石，不毛之地，甚至宇宙飞船上都可以栽培作物。在家庭、办公室可利用窗台、阳台、走廊、屋顶、屋顶及其它空闲地栽种植物，这不仅可以创造经济效益，还可以净化空气、节约用水，清洁卫生，既不污染环境，也不为环境所污染。利用无土栽培技术在油田、矿山废弃场地以及盐碱沙漠地带已获得栽培成功。2.劳动强度小，水肥量降低。无土栽培无需传统耕作中的耕种、除草、土壤消毒、追肥等繁琐环节，单位劳动管理的规模可大大增加，劳动强度明显下降。营养液栽培的水肥供应一般采用微管道灌溉系统，较易实行定点、局部化，可明显降低水肥的浪费，实验证明可比土壤节水3-7倍，肥料利用率可20%-30%。3.病虫害减少。无土栽培可防止因土传病原菌传播的疑难病害的发生，切断了一个较为重要的病害传播途径。另外，由于人为改善了根际环境，促使植株生长健壮，增强了自身的抗病能力，避免了土壤栽培中因多年盐分积累和连作导致的盐渍化及重茬减产现象，同时基质的消毒相比土壤消毒更简便、经济。4.优质高产。无土栽培，目前主要作为设施栽培中的一个组成部分，它不仅有通过设施而达到的适用于作物生长的光照、温度、气候等条件，还具有基质和水肥的供给系统，提供了适用于根部发育的最佳小环境。且各种环境因子均能人为地较好控制，因而能够更好的协调植株的地上与地下，营养生长与生殖生长等的关系，容易发挥高产的潜能。成熟的无土栽培可比土壤栽培的产量提高2-4倍之间。生产及实验证明，无土栽培不仅可提高产量，同时也明显促进了作物的生长速度，产品的外观品质和理化性状也有不同程度的改善；叶菜类、瓜果中的硝酸盐含量可得到理想控制；无土栽培的花卉花期更长，颜色更艳，香味浓郁，部分土壤栽培条件下不宜开花的品种，在无土栽培的条件下也能较容易的达到目标。5.便于工厂化生产。无土栽培充分显示出农业可以像工业一样生产，机械化、自动化，完全由人工控制植物工厂，现在的典型实例就是无土栽培立体化植物工厂。三．无土栽培的种类

无土栽培的类型和栽培方式很多。根据其栽培是否使用固体的基质材料，可把无土栽培分为两个基本类型，即无基质栽培和基质栽培。无基质栽培即没有固定根系的基质，根系直接和营养液接触，主要包括以下几种：

（1）营养液膜栽培（NFT）：这种方法是以约厘米的浅层营养液流过植物根系，这层营养液很浅，像一层水膜，故称为营养液膜技术；

（2）深液流水培（DFT）：营养液的液层较深，植株悬挂于液面上，其重量由定植网框或定植板所承载，根系垂入营养液中，深液流技术又可分动态浮根法、M式、浮板毛管法；

（3）气雾培：是将营养液用喷雾的方法，直接喷到植物根系，根系悬挂在容器中的内部空间。基质栽培是植物通过基质固定根系，并通过基质吸收营养液和氧的方法。

根据使用材料的不同，又可分为不同的栽培方式。

（1）无机基质：包括砂培、砾培、蛭石培、珍珠岩培、炉渣等。

（2）人工基质：岩棉培、聚乙烯发泡材料、聚氨酯泡沫等；

（3）有机基质：包括锯木屑、蔗渣、草炭、稻壳、熏炭、树皮、麦秆、椰壳糖、膨化鸡粪、菌糠等。

不同的无土栽培类型和方式，由于采用不同的栽培基质、不同的装置的栽培床和不同的供液方式，其效果、技术难度大小不一。

a.营养液膜栽培技术：

营养液膜栽培即NFT栽培(NutrientFilm

Technigue)，是一种新型的无土栽培技术，与传统的无土栽培技术相比．具有设备简易，投资小成本低、便于生产上推广应用等优点。此项技术是由英国温室作物研宄所AllenCooper教授最早研究推出，肯定其实用价值目前英国日本的NFT栽培已成功地应用于莴苣、草莓．番茄，茄子、甜瓜、芹菜等蔬菜上。

（1）、营养液膜栽培的实质

传统的无土栽培．包括用固体基质的基质栽培和不用固体基质的水培．都必须用水泥或金属等材料制作成固定的栽培床等配套设施，同时还要采用适当的装置和办法来解决根际的供氧。因此，设施和装置都比较复杂．而且投资大，成本高，大面积的推广应用，受到财力物力等多面的限制，而营养液膜栽培是用塑料薄膜作栽培床．利用适当的方式将作物的幼苗定植于栽培床中，营养液在栽培床的底面作薄层循环流动．使根系既能不断地吸收到养分与水分．又保证有充足的氧气供应。因循环流动供应的营养液呈极浅如膜的液流故称作营养液膜栽培和其它无土栽培方式相比营养液膜栽培有如下特点；

1．结构简易只要选用适当的薄膜和供液装置．即可自行设计安装；

2．投资小，成本低；

3．营养液呈薄膜状液流循环供液较好地解决了根系供氧问题．使根系的养分，水分和氧气供应得到协调．有利于作物的生长发育；

4．营养液的供应量小，且容易更换；

5．设备的清理与消毒较方便。

但是，这种栽培方式亦有其不足之处，主要表现在以下几个方面；

1．栽培床的坡降要求严格。如果栽培床面不平，营养液形成乱流．供液不匀。尤其是进液处和出液处床内作物受液不匀，株间生长差异较大，会影响产量；

2．由于营养液的流量小，其营养或分、浓度及PH值易发生变化.

3，因无基质和深水层的缓冲作用．根际的温度变化大.

4．要循环供液，每日供液次数多，耗能大，如遇停电停水，尤其是作物生育盛期和高温季节，营养液的管理比较困难.

5，因循环供液，一旦染上土传病害有全军覆没的危险。

（2）营养液膜栽培的基本装置

营养液膜栽培的基本装置包括供液池、供液管道,供液水泵和栽培床。供液池用于贮存和循环回流的营养液，一般设在地下，可用砖头，水泥砌成．里外涂以防水物质，也可用塑料制品，水缸等容器。其容积大小应根据供应的面积和株数确定。栽培床用以种植作物．是在1／100坡降的平整地面铺一层黑色或黑白双面聚乙烯薄膜．以适当方式使其成槽状供定植与固定作物根系，并供应营养液，使营养液在床面呈薄层循环液流。供液装置由供应水泵(小型潜水泵或离心泵)、供液管道(自来水管或塑料管)将经水泵提取的营养液分流输入各栽培床中。回水管是用于栽培床循环后回流的营养液再退回贮液池中，以供再次使用，一般可用塑料管。控制系统主要控制营养液的供应时间流量，电导度、pH值和液温等。

（3）可供选用的NFT装置

经过本所相有关单位的试验，以下几种装置可在生产上推广应用。

1．PVc槽式NFT配套装置(图1)

1985由本所设计安装，经多年使用效果很好．其装置由以下几部分组成。

供液池：用砖头及水泥砌成。180平方米标准大棚，供液池的容积为2．5～3．0立方米即可．一般置于大棚的中央部分．

供液水泵可选用wB型180瓦离心水泵或潜水泵。使用离心泵时，进水口应装落水阀，安装位置略低于供液池的水面，以利打水。

栽培床用2毫米厚Pvc硬板加工而成，宽25厘米高8厘米长12米．每套由6个床组成。

供液管道和回流管均用硬塑料管配套,供液主管可埋地下,接以支管分流向各栽培床供液,回流管由各栽培床汇至供液池。

2．简易NFT装置(图2)

栽培床用宽70厘米，长12～15米，厚度为0．05毫米的黑色或黑白双面聚乙烯塑料薄膜作成．先在具1／100坡降的平整地面挖一深5厘米宽15～20厘米的浅平沟，整平压实后铺上薄膜使其成槽状．上接进液管,下通供液池．即成栽培床。有条件的可在床底里面放一层宽15～20厘米的无纺布，以蓄集少量营养液。利于根系的生长定植时将带岩棉方块或塑料钵的幼苗放在其中，然后用木夹或钉书钉将薄膜封紧，植株用塑料绳固定．供液装置,大面积的可砌水泥供液池．甩水泵及塑料管供液．小面积的可利用水位差的原理供液．本装置经本所试验，并在生产上运用，栽培番茄．黄瓜效果很好．

3．叶菜NFT装置(图3)

参照国外同类装置自行设计安装．栽培床选用三合板或纤维板亦可使用玻璃钢楞形板，安装在1／80~1／l00坡降的木架或铁架上,也可用砖头支撑,在板上用木条和元钉按一定行距隔成长条槽,槽底铺一层薄膜。如用楞形板可直接利用。上面再平铺一层银灰色、乳白色或黑色薄膜，柞为定植板．上面打洞，定植叶菜幼苗。幼苗应带小岩棉方块或聚胺酯泡沫育苗块.以适当装置(水箱)供应营养液。

（4）NFT栽培的技术关键

1．作物的种类与品种的选择

利用NFT栽培的作物很多，如番茄，黄瓜．甜瓜．草莓等果菜，以及生菜，芹菜．菠菜．葱，茼蒿，小白菜等叶菜，但在实际生产中．既要考虑栽培的难易．更应考虑经济效益．一般可以栽培经济效益大的番茄、甜瓜、黄瓜、以及速生的叶菜如生菜等。品种一般应选择抗病，高产，具有增产优势的品种。番茄，黄瓜等作物．应要求其结果性好的品种．我国北方生长期长的果菜如番茄．黄瓜等，可进行一大季栽培．能获高产。但一般的以进行两季栽培为好．

2．带钵育苗，以利定植

无土栽培的作物．尤其是NFT培．一定要进行无土育苗．以防土传病害的发生．可用蛭石，稻壳熏炭，岩棉或聚胺酯泡沫育苗块育苗．定植的幼苗．一定要带岩棉块或装有适当大粒径基质的塑料钵．以利固定根系．便于定植和管理．

3．要确保栽培床的适宜坡降

为使栽培床内的营养液能循环流动供液，必须使栽培床保持适宜的坡降．坡降的大小，栽培作物后水流不发生障碍为度。一般认为1／80-1／100为好，即10米长的栽培床，两头高差10厘米左右。但应注意，栽培床不能太长，床底应乎整成呈缓坡状，防止营养澈在床内呈蛇形流动。

4、营养液的供应要及时

NFT培营养液的供应量少，根系无基质的缓冲作用，因此要做到及时，并经常补充．使其维持在规定的浓度范围内．最好定期用电导仪测定EC值，根据EC值来补充母液。生产上可以根据供液池的减水量，按标准浓度加以调正补充．作物生长旺盛期，高温季节以及白天中午更应注意及时供液．采用间歇供液能有利增产。浓度可视不同作物和不同的生育期而定。

5、注意pH值的调整

在作物生长过程中．营养液的pH值常发生变化，从而破坏营养液的养分平衡和可溶性，影响根系的吸收．引起作物的营养失调，应及时检测予以调整。

6．注意根际温度的稳定。

NFT培作物的根际温度受外界的影响大．尤其在高温季节和低温季节，应采取措施确保稳定．供液池可设在地下，并加盖保护；栽培床可安装成半地下式．即在地面挖浅沟后铺膜作成．以使作物根际接近表土层；定植时，尤其在高温季节根际封口应注意严密，防止茎叶受热气灼伤．

7．注意防治营养失调症状及其它生理病害。要经常观察，根据典型症状作出诊断，查明原因，及时采取对策。

NFT和DFT营养液膜栽培技术原理一样，差异在于液面的高低不同，就不做过多介绍。b.气雾栽培气雾栽培是利用气雾装置将营养液化成小雾滴，直接喷射到根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。气雾栽培可以让根际环境处在最佳水汽肥环境，这种模式根系悬于空中，氧气得以最大化供给，肥水通过雾化的方式提供，矿质离子及水分的吸收能得以充分的保证，根系在富氧环境下能发挥最大的能量转换率，所以离子交换吸收的速度比其他任何方式都要快，使植物能发挥最大的生长潜能，因而，它具有以下优点：节水。节水率是土壤栽培的1/10.节肥。节肥率达90%以上。3.蔬菜生产安全。生产过程中几乎完全免农药生产，达蔬菜的最高标准。另外，还可以降低蔬菜亚硝酸盐的含量，是其他栽培模式无法实现的。4.模式先进。实现立体化种植，综合提高土地利用率。5.种植环境不受局限。只要有光照、水、电就可以气雾栽培。6.安全可持续性。气雾培的营养液在一个密闭的环境中完成水分很养分的供应，可以实现无废料、废液、废物的零外排，达到可持续不污染环境的效果。c.基质栽培固体基质栽培植物的简称。用固体基质（介质）固定植物根系，并通过基质吸收营养液和氧的一种无土栽培方式。基质种类很多，常用的无机基质有蛭石、珍珠岩、岩棉、沙、聚氨酯等；有机基质有泥炭、稻壳炭、树皮等。因此基质栽培又分为岩棉栽培、沙培等。采用滴灌法供给营养液。其优点是设备较简单、生产成本较低等。但需基质多，连作的陈基质易带病菌，传病，需要定期消毒，不过操作非常方便，由于原材料来源广泛，栽培效果稳定，营养液缓冲大，利于瓜果菜类生产，推广面积巨大，生产很有优势，较之其他无土栽培模式，生产的蔬菜更容易达到有机标准。四．无土栽培的条件

（1）要有掌握无土栽培的技术管理人员，能正常进行生产管理和操作，开拓销售市场。

（2）要有保证的电源和水源、不会因中途停电停水而影响营养液的供应等。

（3）大气不能受到较严重污染，如氟（FH）、硫（SO2）、氮氧化物（NOX）的污染。

（4）要有优质的水源保证。水的质量影响到无土栽培的效果。配制营养液要求优质的水源：包括不能带病菌、不能含有过多的氯离子、钠离子、钙镁离子等、水不能混浊。

（5）要在一定的保护性设施如玻璃温室、塑料薄膜大棚覆盖栽培设施下进行。

（6）要建有适当的无土栽培种植系统。无论是哪种无土栽培方式、都要求有适合要求的栽培槽、供排液系统和控制系统。保证作物在不用土壤栽培情况下适宜的环境条件，并能做到人为控制。

（7）要有适宜的气候和季节。除了全自动控制的现代化无土栽培设施外，无土栽培蔬菜、花卉等生产必须要在适宜的气候条件和季节下进行。凡是适合蔬菜、花卉等作物生长的气候和季节，均能进行无土栽培。

五．营养液的配制(一)营养液的配制方法

配制营养液一般配制浓缩贮备液(也叫母液)和工作营养液(或叫栽培营养液，即直接用来种植作物用的)两种。生产上一般用浓缩贮备液稀释成工作营养液，所以前者是为了方便后者而配制的，如果有大容量的容器或用量较少时也可以直接配制工作营养液。

1．母液的配制为了防止在配制母液时产生沉淀，不能将配方中的所有化合物放置在一起溶解，因为浓缩后有些离子的浓度的乘积超过其溶度积常数而会形成沉淀。所以应将配方中的各种化合物进行分类，把相互之间不会产生沉淀的化合物放在一起溶解。为此配方中的各种化合物一般分为三类，配制成的浓缩液分别称为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在一起溶解。一般包括Ca(NO3)2、KNO3，浓缩100-200倍；

B母液以磷酸盐为中心，凡不与磷酸根产生沉淀的化合物都可溶在一起，一般包括NH4H2PO4、MgSO4，浓缩100-200倍；

C母液是由铁和微量元素合在一起配制而成的，由于微量元素的用量少，因此其浓缩倍数可以较高，可配制成1000-3000倍液。在配制各种母液时，母液的浓缩倍数，一方面要根据配方中各种化合物的用量和在水中的溶解度来确定，另外一方面以方便操作的整数倍为宜。浓缩倍数不能太高，否则可能会使化合物过饱和而析出，而且在浓缩倍数太高时，溶解也较慢。

配制浓缩贮备液的步骤：按照要配制的浓缩贮备液的体积和浓缩倍数计算出配方中各种化合物的用量，依次正确称取A母液和B母液中的各种化合物称量，分别放在各自的储液容器中，肥料一种一种加入，必须充分搅拌，且要等前一种肥料充分溶解后才能加入第二种肥料，待全部溶解后加水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。在配制C母液时，先量取所需配制体积2/3的清水，分为两份，分别放入两个塑料容器中，称取FeSO4·7H2O和EDTA-2Na分别加入这两个容器中，搅拌溶解后，将溶有FeSO4·7H2O的溶液缓慢倒入EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌；然后称取C母液所需的其他各种微量元素化合物，分别放在小的塑料容器中溶解，再分别缓慢地倒入已溶解了FeSO4·7H2O和EDTA-2Na的溶液中，边加边搅拌，最后加清水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。

2．工作营养液的配制利用母液稀释为工作营养液时，在加入各种母液的过程中，也要防止沉淀的出现。配制步骤为：应在储液池中放入大约需要配制体积的1/2-2/3的清水，量取所需A母液的用量倒入，开启水泵循环流动或搅拌器使其扩散均匀，然后再量取B母液的用量，缓慢地将其倒入贮液池中的清水入口处，让水源冲稀B母液后带入贮液池中，开启水泵将其循环或搅拌均匀，此过程所加的水量已达到总液量的80%为度。最后量取C母液，按照B母液的加入方法加入贮液池中，经水泵循环流动或搅拌均匀即完成工作营养液的配制。在生产中，如果一次需要的工作营养液量很大，则大量营养元素可以采用直接称量配制法，而微量营养元素可采用先配制成C母液再稀释为工作营养液的方法。具体的配制步骤为：在种植系统的储液池中放入所要配制营养液总体积约1/2-2/3的清水，称取相当于A母液的各种化合物，放在容器中溶解后倒入储液池中，开启水泵循环流动；然后称取相当于B母液的各种化合物，放入容器中溶解后，用大量清水稀释后缓慢地加入贮液池的水源入口处，开动水泵循环流动；再量取C母液，用大量清水稀释，在贮液池的水源入口处缓慢倒入，开启水泵循环流动至营养液均匀为止。在荷兰、日本等国家，现代化温室中进行大规模无土栽培生产时，一般采用A、B两母液罐，A罐中主要含硝酸钙、硝酸钾、硝酸铵和螯合铁，B罐中主要含硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、硼砂和钼酸钠，通常制成100倍的母液。为了防止母液罐出现沉淀，有时还配备酸液罐以调节母液酸度。整个系统由计算机控制调节，稀释、混合形成灌溉营养液。（二）营养液配制的操作规程

为了避免在配制营养液的过程中出差错而影响到作物的种植，需要建立一套严格的操作规程，内容应包括：

1．营养液原料的计算过程和最后结果要多次核对，确保准确无误。

2．称取各种原料时，要反复核对称取数量的准确性，并保证所称取的原料名称相符，切勿张冠李戴。特别是在称取外观上相似的化合物时更应注意。

3．各种原料在分别称好之后，一起放到配制场地规定的位置上，最后核查无遗漏，才可动手配制。切勿在用料未到齐的情况下匆忙动手操作。

4．建立严格的记录档案，将配制的各种原料用量、配制日期和配制人员详细记录下来，以备查验。（三）注意事项

为了防止母液产生沉淀，在长时间贮存时，一般可加硝酸或硫酸将其酸化至pH3-4，同时应将配制好的浓缩母液置于阴凉避光处保存，C母液最好用深色容器贮存。在直接称量营养元素化合物配制工作营养液时，在贮液池中加入钙盐及不与钙盐产生沉淀的盐类之后，不要立即加入磷酸盐及不与磷酸盐产生沉淀的其他化合物，而应在水泵循环大约30分或更长时间之后再加入。加入微量元素化合物时也要注意，不应在加入大量营养元素之后立即加入。在配制工作营养液时，如果发现有少量的沉淀产生，就应延长水泵循环流动的时间以使产生的沉淀溶解。如果发现由于配制过程中加入化合物的速度过快，产生局部浓度过高而出现大量沉淀，并且通过较长时间开启水泵循环之后仍不能使这些沉淀溶解时，应重新配制营养液，否则在种植作物的过程中可能会由于某些营养元素沉淀而失效，最终出现营养液中营养元素的缺乏或不平衡而表现出生理失调症状。例如微量元素铁被