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无土栽培技术可行性方案
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，使作物可以正常生长并完毕其整个生命周期。人们都懂得，老式农业中作物生长离不开土壤，如粮食、棉花、油料、蔬菜、果树、茶叶、花卉、烟草等，都必要运用土壤栽培，可以说，农业生产特别是种植业就是运用土壤栽培技术，农业与土壤是密切有关切。而自1929年格里克专家试种一株无土栽培番茄成功以来，作物栽培终于挣脱自然土壤束缚，可进入工厂化生产诱人发展前景。
   无土栽培不必依赖土壤，它是将蔬菜等作物种植在装有营养液一定栽培装置中，或是在布满营养液砂、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种植床上，因其不用土壤，故称无土壤栽培，并且由于它不用普通有机肥和无机肥，而是依托提供营养液来代替老式农业施肥技术，因此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，同步，由于技术不断完善、先进设施，新型基质材料应用，无土栽培已完全可以依照不同作物生长发育需要进行温、水、光、肥、气等自动调节与控制，实行工厂化生产。因而，无土栽培是当代当代化农业高新技术，是当代设施栽培新技术。
二． 无土栽培长处
1. 不受土地条件限制。无土栽培变化了“万物土中生”依赖土地生存老式观念和土壤耕种方式，在不适当耕种地方如沙石，不毛之地，甚至宇宙飞船上都可以栽培作物。在家庭、办公室可运用窗台、阳台、走廊、屋顶、屋顶及其他空闲地栽种植物，这不但可以创造经济效益，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。运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，水肥量减少。无土栽培无需老式耕作中耕种、除草、土壤消毒、追肥等繁琐环节，单位劳动管理规模可大大增长，劳动强度明显下降。营养液栽培水肥供应普通采用微管道灌溉系统，较易实行定点、局部化，可明显减少水肥挥霍，实验证明可比土壤节水3-7倍，肥料运用率可20%-30%。
3.病虫害减少。无土栽培可防止因土传病原菌传播疑难病害发生，切断了一种较为重要病害传播途径。此外，由于人为改进了根际环境，促使植株生长健壮，增强了自身抗病能力，避免了土壤栽培中因近年盐分积累和连作导致盐渍化及重茬减产现象，同步基质消毒相比土壤消毒更简便、经济。
4.优质高产。无土栽培，当前重要作为设施栽培中一种构成某些，它不但有通过设施而达到合用于作物生长光照、温度、气候等条件，还具备基质和水肥供应系统，提供了合用于根部发育最佳小环境。且各种环境因子均能人为地较好控制，因而可以更好协调植株地上与地下，营养生长与生殖生长等关系，容易发挥高产潜能。成熟无土栽培可比土壤栽培产量提高2-4倍之间。生产及实验证明，无土栽培不但可提高产量，同步也明显增进了作物生长速度，产品外观品质和理化性状也有不同限度改进；叶菜类、瓜果中硝酸盐含量可得到抱负控制；无土栽培花卉花期更长，颜色更艳，香味浓郁，某些土壤栽培条件下不适当开花品种，在无土栽培条件下也能较容易达到目的。
5.便于工厂化生产。无土栽培充分显示出农业可以像工业同样生产，机械化、自动化，完全由人工控制植物工厂，当前典型实例就是无土栽培立体化植物工厂。
三．无土栽培种类
  无土栽培类型和栽培方式诸多。依照其栽培与否使用固体基质材料，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基质，根系直接和营养液接触，重要涉及如下几种：
  （1）营养液膜栽培（NFT）：这种办法是以约0.5厘米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：是将营养液用喷雾办法，直接喷到植物根系，根系悬挂在容器中内部空间。基质栽培是植物通过基质固定根系，并通过基质吸取营养液和氧办法。

   依照使用材料不同，又可分为不同栽培方式。
  （1）无机基质：涉及砂培、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：涉及锯木屑、蔗渣、草炭、稻壳、熏炭、树皮、麦秆、椰壳糖、膨化鸡粪、菌糠等。
   不同无土栽培类型和方式，由于采用不同栽培基质、不同装置栽培床和不同供液方式，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(Nutrient Film Technigue)，是一种新型无土栽培技术，与老式无土栽培技术相比．具备设备简易，投资小成本低、便于生产上推广应用等长处。此项技术是由英国温室作物研宄所AllenCooper专家最早研究推出，必定其实用价值当前英国日本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）、营养液膜栽培实质
    老式无土栽培．涉及用固体基质基质栽培和不用固体基质水培．都必要用水泥或金属等材料制作成固定栽培床等配套设施，同步还要采用恰当装置和办法来解决根际供氧。因而，设施和装置都比较复杂．并且投资大，成本高，大面积推广应用，受到财力物力等多面限制，而营养液膜栽培是用塑料薄膜作栽培床．运用恰当方式将作物幼苗定植于栽培床中，营养液在栽培床底面作薄层循环流动．使根系既能不断地吸取到养分与水分．又保证有充分氧气供应。因循环流动供应营养液呈极浅如膜液流故称作营养液膜栽培和其他无土栽培方式相比营养液膜栽培有如下特点；
    1．构造简易只要选用恰当薄膜和供液装置．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．使根系养分，水分和氧气供应得到协调．有助于作物生长发育；
    4．营养液供应量小，且容易更换；
    5．设备清理与消毒较以便。
    但是，这种栽培方式亦有其局限性之处，重要体当前如下几种方面；
    1．栽培床坡降规定严格。如果栽培床面不平，营养液形成乱流．供液不匀。特别是进液处和出液处床内作物受液不匀，株间生长差别较大，会影响产量；
    2．由于营养液流量小，其营养或分、浓度及PH值易发生变化.
    3，因无基质和深水层缓冲作用．根际温度变化大.
    4．要循环供液，每日供液次数多，耗能大，如遇停电停水，特别是作物生育盛期和高温季节，营养液管理比较困难.
    5，因循环供液，一旦染上土传病害有全军覆没危险。
（2）营养液膜栽培基本装置
    营养液膜栽培基本装置涉及供液池、供液管道,供液水泵和栽培床。供液池用于贮存和循环回流营养液，普通设在地下，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。其容积大小应依照供应面积和株数拟定。栽培床用以种植作物．是在1／100坡降平整地面铺一层黑色或黑白双面聚乙烯薄膜． 以恰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营养液再退回贮液池中，以供再次使用，普通可用塑料管。控制系统重要控制营养液供应时间流量，电导度、pH 值和液温等。
（3）可供选用NFT装置
    通过本所有关于单位实验， 如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，经近年使用效果较好．其装置由如下几某些构成。
    供液池：用砖头及水泥砌成。180平方米原则大棚，供液池容积为2．5～3．0立方米即可．普通置于大棚中央某些．
    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个床构成。
    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毫米黑色或黑白双面聚乙烯塑料薄膜作成．先在具1／ 100坡降平整地面挖一深5厘米宽15～20厘米浅平沟，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。有条件可在床底里面放一层宽15～20厘米无纺布，以蓄集少量营养液。利于根系生长定植时将带岩棉方块或塑料钵幼苗放在其中， 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,大面积可砌水泥供液池．甩水泵及塑料管供液．小面积可运用水位差原理供液．本装置经本所实验，并在生产上运用，栽培番茄． 黄瓜效果较好．
   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。如用楞形板可直接运用。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.以恰当装置(水箱)供应营养液。

   （4）NFT栽培技术核心
   1．作物种类与品种选取
   运用NFT栽培作物诸多，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．既要考虑栽培难易．更应考虑经济效益．普通可以栽培经济效益大番茄、甜瓜、黄瓜、以及速生叶菜如生菜等。品种普通应选取抗病，高产，具备增产优势品种。番茄，黄瓜等作物． 应规定其成果性好品种．国内北方生长期长果菜如番茄．黄瓜等，可进行一大季栽培．能获高产。但普通以进行两季栽培为好．
    2．带钵育苗，以利定植
    无土栽培作物．特别是NFT培．一定要进行无土育苗．以防土传病害发生．可用蛭石，稻壳熏炭，岩棉或聚胺酯泡沫育苗块育苗．定植幼苗．一定要带岩棉块或装有恰当大粒径基质塑料钵．以利固定根系．便于定植和管理．
    3．要保证栽培床适当坡降
    为使栽培床内营养液能循环流动供液，必要使栽培床保持适当坡降．坡降大小， 栽培作物后水流不发生障碍为度。普通以为1／80-1／100为好，即10米长栽培床，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、营养液供应要及时
    NFT培营养液供应量少，根系无基质缓冲作用，因而要做到及时，并经常补充．使其维持在规定浓度范畴内．最佳定期用电导仪测定EC值，依照EC值来补充母液。生产上可以依照供液池减水量，按原则浓度加以调正补充．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生育期而定。
    5、注意pH值调节
    在作物生长过程中．营养液pH 值常发生变化，从而破坏营养液养分平衡和可溶性，影响根系吸取．引起作物营养失调，应及时检测予以调节。
    6．注意根际温度稳定。
    NFT培作物根际温度受外界影响大．特别在高温季节和低温季节，应采用办法保证稳定．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，特别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他生理病害。要经常观测，依照典型症状作出诊断，查明因素，及时采用对策。

NFT和DFT营养液膜栽培技术原理同样，差别在于液面高低不同，就不做过多简介。
b.气雾栽培
气雾栽培是运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水分和养分一种无土栽培技术。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，氧气得以最大化供应，肥水通过雾化方式提供，矿质离子及水分吸取能得以充分保证，根系在富氧环境下能发挥最大能量转换率，因此离子互换吸取速度比其她任何方式都要快，使植物能发挥最大生长潜能，因而，它具备如下长处：
1. 节水。节水率是土壤栽培1/10.
2. 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，达蔬菜最高原则。此外，还可以减少蔬菜亚硝酸盐含量，是其她栽培模式无法实现。
4.模式先进。实现立体化种植，综合提高土地运用率。
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。气雾培营养液在一种密闭环境中完毕水分很养分供应，可以实现无废料、废液、废物零外排，达到可持续不污染环境效果。
c.基质栽培
固体基质栽培植物简称。用固体基质（介质）固定植物根系，并通过基质吸取营养液和氧一种无土栽培方式。基质种类诸多，惯用无机基质有蛭石、珍珠岩、岩棉、沙、聚氨酯等；有机基质有泥炭、稻壳炭、树皮等。因而基质栽培又分为岩棉栽培、沙培等。采用滴灌法供应营养液。其长处是设备较简朴、生产成本较低等。但需基质多，连作陈基质易带病菌，传病，需要定期消毒，但是操作非常以便，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，较之其她无土栽培模式，生产蔬菜更容易达到有机原则。
四．无土栽培条件
   （1）要有掌握无土栽培技术管理人员，能正常进行生产管理和操作，开拓销售市场。
   （2）要有保证电源和水源、不会因半途停电停水而影响营养液供应等。
   （3）大气不能受到较严重污染，如氟（FH）、硫（SO2）、氮氧化物（NOX）污染。
   （4）要有优质水源保证。水质量影响到无土栽培效果。配制营养液规定优质水源：涉及不能带病菌、不能具有过多氯离子、钠离子、钙镁离子等、水不能混浊。
   （5）要在一定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）要建有恰当无土栽培种植系统。无论是哪种无土栽培方式、都规定有适合规定栽培槽、供排液系统和控制系统。保证作物在不用土壤栽培状况下适当环境条件，并能做到人为控制。
   （7）要有适当气候和季节。除了全自动控制当代化无土栽培设施外，无土栽培蔬菜、花卉等生产必要要在适当气候条件和季节下进行。凡是适合蔬菜、花卉等作物生长气候和季节，均能进行无土栽培。

五．营养液配制
(一)营养液配制办法
    配制营养液普通配制浓缩储备液(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)两种。生产上普通用浓缩储备液稀释成工作营养液，所此前者是为了以便后者而配制，如果有大容量容器或用量较少时也可以直接配制工作营养液。
    1．母液配制 为了防止在配制母液时产生沉淀，不能将配方中所有化合物放置在一起溶解，由于浓缩后有些离子浓度乘积超过其溶度积常数而会形成沉淀。因此应将配方中各种化合物进行分类，把互相之间不会产生沉淀化合物放在一起溶解。为此配方中各种化合物普通分为三类，配制成浓缩液分别称为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化合物均可放置在一起溶解。普通涉及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化合物都可溶在一起，普通涉及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，由于微量元素用量少，因而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，母液浓缩倍数，一方面要依照配方中各种化合物用量和在水中溶解度来拟定，此外一方面以以便操作整数倍为宜。浓缩倍数不能太高，否则也许会使化合物过饱和而析出，并且在浓缩倍数太高时，溶解也较慢。
    配制浓缩储备液环节：按照要配制浓缩储备液体积和浓缩倍数计算出配方中各种化合物用量，依次对的称取A母液和B母液中各种化合物称量，分别放在各自储液容器中，肥料一种一种加入，必要充分搅拌，且要等前一种肥料充分溶解后才干加入第二种肥料，待所有溶解后加水至所需配制体积，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母液所需其她各种微量元素化合物，分别放在小塑料容器中溶解，再分别缓慢地倒入已溶解了FeSO4·7H2O和EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌，最后加清水至所需配制体积，搅拌均匀即可。
    2．工作营养液配制 运用母液稀释为工作营养液时，在加入各种母液过程中，也要防止沉淀浮现。配制环节为：应在储液池中放入大概需要配制体积1/2-2/3清水，量取所需A母液用量倒入，启动水泵循环流动或搅拌器使其扩散均匀，然后再量取B母液用量，缓慢地将其倒入贮液池中清水入口处，让水源冲稀B母液后带入贮液池中，启动水泵将其循环或搅拌均匀，此过程所加水量已达到总液量80%为度。最后量取C母液，按照B母液加入办法加入贮液池中，经水泵循环流动或搅拌均匀即完毕工作营养液配制。在生产中，如果一次需要工作营养液量很大，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办法。详细配制环节为：在种植系统储液池中放入所要配制营养液总体积约1/2-2/3清水，称取相称于A母液各种化合物，放在容器中溶解后倒入储液池中，启动水泵循环流动；然后称取相称于B母液各种化合物，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，在贮液池水源入口处缓慢倒入，启动水泵循环流动至营养液均匀为止。在荷兰、日本等国家，当代化温室中进行大规模无土栽培生产时，普通采用A、B两母液罐，A罐中重要含硝酸钙、硝酸钾、硝酸铵和螯合铁，B罐中重要含硫酸钾、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，普通制成100倍母液。为了防止母液罐浮现沉淀，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）营养液配制操作规程
    为了避免在配制营养液过程中出差错而影响到作物种植，需要建立一套严格操作规程，内容应涉及：
    1．营养液原料计算过程和最后成果要多次核对，保证精确无误。
    2．称取各种原料时，要重复核对称取数量精确性，并保证所称取原料名称相符，切勿张冠李戴。特别是在称取外观上相似化合物时更应注意。
    3．各种原料在分别称好之后，一起放到配制场地规定位置上，最后核查无漏掉，才可动手配制。切勿在用料未到齐状况下匆忙动手操作。
    4．建立严格记录档案，将配制各种原料用量、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，普通可加硝酸或硫酸将其酸化至pH 3-4，同步应将配制好浓缩母液置于阴凉避光处保存，C母液最佳用深色容器贮存。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盐类之后，不要及时加入磷酸盐及不与磷酸盐产生沉淀其她化合物，而应在水泵循环大概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及时加入。在配制工作营养液时，如果发既有少量沉淀产生，就应延长水泵循环流动时间以使产生沉淀溶解。如果发现由于配制过程中加入化合物速度过快，产生局部浓度过高而浮现大量沉淀，并且通过较长时间启动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，否则在种植作物过程中也许会由于某些营养元素沉淀而失效，最后浮现营养液中营养元素缺少或不平衡而体现出生理失调症状。例如微量元素铁被沉淀之后浮现作物缺铁失绿症状。
六．经济效益分析
由于各种栽培模式不同，投资也不尽相似，现对普通设施大棚作一种简易无土栽培投资与利润分析 ，简易高效无土栽培重要投资是建造大棚，新建大棚南方需要投资 5000/ 亩、北方 1 元 / 亩，也可运用既有大棚，大棚重要投资是培养槽、富养基质、供水管、小蓄水池，一亩地只需 1500 元左右，投资极小。   
　　　　　　　　　高效无土栽培与大棚普通种植投资效益比较分析表
（一）投入
简易高效无土栽培
大棚普通栽培
1、大棚
a、成本：南方 5000元/亩
5000元/亩
北方1元/亩
1元/亩
b 、折旧：1000— 元 / 亩
1000— 元 / 亩
2、培养槽、蓄水池
a、成本： 1500—元/亩
无
b、折旧： 500—800元/亩
无
3、生产费用
a、农药 30元（消毒）/亩
800元/亩
b、肥料　　　无
1600元/亩
c、高效营养液 900元/亩
无
d、种籽 200元/亩
200元/亩
共计： 1130元/亩
2600元/亩
4、半年工资
2700元/亩（1人可管理3亩）
8000元/亩（1人只能管理1亩）
成本总共计： 5330—6630元/亩
11600—12600元/亩
（二）产出
a、产量 4—6万斤/亩
1.3—1.6万斤/亩
b、产值 4—6万元 （1元/斤）/亩
1.3—1.6万元（1元/斤）/亩
8—12万元（2元/斤）/亩

（三）纯利
33470—73470—11.4万元/亩
400—4400元/亩
阐明：投资是一次性，折旧费是按一年算，产量是一季（半年）核算。地区不同投资略有差距。

从表中可看出， 通过“简易高效”无土栽培瓜菜成本不到土壤种植1/5，而这种无土栽培普通年产量8-10万斤/亩，售价1元/斤,一年利润7-9万元/亩。售价1.4元/斤,每亩年利润可达10万元以上,投资回报率可达10倍。并且后来每年只需投入元/亩生产费用，每年就可获利十几万元，一次性投资长期性受益。一种人可管理3-4亩，年获利几十万元，开办10人管理种植园，一年可获利几百万。回报之高受益之久无与能比。DFT、NFT营养液膜栽培法和气雾栽培法投资和这种高效基质栽培法投资区别在于种植设备不同，其经济效益远比土壤栽培可观。

3月9日
农业绿色使者孙启彦