第二次世界大戰(zhàn)期間，水培在生產(chǎn)上起了相當(dāng)作用。在Gericke教授指導(dǎo)下，泛美航空公司在太平洋中部荒蕪的威克島上種植蔬菜，用無土栽培技術(shù)，解決了航班乘客和部隊(duì)服務(wù)人員吃新鮮蔬菜問題。以后英國(guó)農(nóng)業(yè)部也對(duì)水培發(fā)生興趣，1945年倫敦英國(guó)空軍部隊(duì)在伊拉克的哈巴尼亞和波斯灣的巴林群島開始進(jìn)行無土栽培，解決了吃菜靠飛機(jī)由巴勒斯坦空運(yùn)的問題。以后在圭亞那、西印度群島、中亞的不毛沙地上，科威特石油公司等單位，都運(yùn)用無土栽培為他們的雇員生產(chǎn)新鮮蔬菜。

　　由于無土栽培在世界范圍內(nèi)的不斷發(fā)展，1955年9月，在荷蘭成立了國(guó)際無土栽培學(xué)會(huì)。當(dāng)時(shí)只有一個(gè)工作組、成員12人。而到了1980年召開的第五屆國(guó)際無土栽培會(huì)議時(shí)，會(huì)員人數(shù)已發(fā)展到45個(gè)國(guó)家的300人。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界目前關(guān)于無土栽培的研究機(jī)構(gòu)，大約在130個(gè)以上。栽培面積也不斷擴(kuò)大，在新西蘭，50％的番茄靠無土栽培生產(chǎn)。在意大利的園藝生產(chǎn)中，無土栽培占有20％的比重。在日本無土栽培生產(chǎn)的草莓占總產(chǎn)量的66％、青椒占52％、黃瓜占37％、番茄占27％、總面積已達(dá)500公頃。荷蘭是無土栽培面積最大的國(guó)家，1986年統(tǒng)計(jì)已有2500公頃。目前無土栽培技術(shù)，已在全世界100多個(gè)國(guó)家應(yīng)用發(fā)展。

　?。ǘ┣鍧嵭l(wèi)生
　　一、無土栽培的發(fā)展簡(jiǎn)史
　　人類對(duì)植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的探索，可以追溯到公元前600年亞里斯多德的時(shí)代，但是目前比較公認(rèn)的，有關(guān)植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究的最早科學(xué)報(bào)告是1600年Belgion Jan Van Helmant發(fā)表的著名的柳樹實(shí)驗(yàn)。19世紀(jì)中葉（1842） Wiegmen 和 Polsloff第一次用重蒸餾水和鹽類成功地培養(yǎng)植物，并證明了水中溶解的鹽類是植物生長(zhǎng)的必需物質(zhì)。但這一時(shí)期的最杰出的代表人物，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是 Van Liebig（1803－1873），他證明了植物體中的碳來自空氣中的CO2，H和O來自NH3、NO3－，其它一些礦質(zhì)元素均來自土壤環(huán)境。他的工作徹底否定了當(dāng)時(shí)流行的腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)理論，建立了礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)理論的雛型，他的理論也是現(xiàn)代”營(yíng)養(yǎng)耕作”理論的先導(dǎo)。

　　1838年德國(guó)科學(xué)家斯魯蘭格爾，鑒定出來植物生長(zhǎng)發(fā)育需要15種營(yíng)養(yǎng)元素。1859年德國(guó)著名科學(xué)家Sachs和Knop，建立了直到今天還沿用的、用溶液培養(yǎng)來植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的方法。在此基礎(chǔ)上，逐步演變和發(fā)展而成為今天的無土栽培實(shí)用科學(xué)技術(shù)。
　　1920營(yíng)養(yǎng)液的制備達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，但這些都是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的試驗(yàn)，尚未應(yīng)用于生產(chǎn)。1929年美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的W.F.Gericke 教授，利用營(yíng)養(yǎng)液成功地培育出一株高7.5米的番茄，采收果實(shí)14公斤，引起人們極大的關(guān)注。被認(rèn)為是無土栽培技術(shù)由試驗(yàn)轉(zhuǎn)向?qū)嵱没拈_端。
　　1935年一些蔬菜和花卉種植者，在Gericke的指導(dǎo)下，進(jìn)行了大規(guī)模的生產(chǎn)實(shí)踐。首次把無土栽培發(fā)展到商業(yè)規(guī)模，面積最大的有0.8公頃。同時(shí)美國(guó)中西部發(fā)展了一些砂培和礫培的技術(shù)，水培技術(shù)也很快傳到歐洲、印度和日本等地。Gericke教授并把無土栽培定義為”Hydroponics ”（hydor是”水”的意思，ponics意為”放置”）。

　　第二次世界大戰(zhàn)期間，水培在生產(chǎn)上起了相當(dāng)作用。在Gericke教授指導(dǎo)下，泛美航空公司在太平洋中部荒蕪的威克島上種植蔬菜，用無土栽培技術(shù)，解決了航班乘客和部隊(duì)服務(wù)人員吃新鮮蔬菜問題。以后英國(guó)農(nóng)業(yè)部也對(duì)水培發(fā)生興趣，1945年倫敦英國(guó)空軍部隊(duì)在伊拉克的哈巴尼亞和波斯灣的巴林群島開始進(jìn)行無土栽培，解決了吃菜靠飛機(jī)由巴勒斯坦空運(yùn)的問題。以后在圭亞那、西印度群島、中亞的不毛沙地上，科威特石油公司等單位，都運(yùn)用無土栽培為他們的雇員生產(chǎn)新鮮蔬菜。

　　由于無土栽培在世界范圍內(nèi)的不斷發(fā)展，1955年9月，在荷蘭成立了國(guó)際無土栽培學(xué)會(huì)。當(dāng)時(shí)只有一個(gè)工作組、成員12人。而到了1980年召開的第五屆國(guó)際無土栽培會(huì)議時(shí)，會(huì)員人數(shù)已發(fā)展到45個(gè)國(guó)家的300人。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界目前關(guān)于無土栽培的研究機(jī)構(gòu)，大約在130個(gè)以上。栽培面積也不斷擴(kuò)大，在新西蘭，50％的番茄靠無土栽培生產(chǎn)。在意大利的園藝生產(chǎn)中，無土栽培占有20％的比重。在日本無土栽培生產(chǎn)的草莓占總產(chǎn)量的66％、青椒占52％、黃瓜占37％、番茄占27％、總面積已達(dá)500公頃。荷蘭是無土栽培面積最大的國(guó)家，1986年統(tǒng)計(jì)已有2500公頃。目前無土栽培技術(shù)，已在全世界100多個(gè)國(guó)家應(yīng)用發(fā)展。

　　我國(guó)無土栽培技術(shù)在研究應(yīng)用起步較晚，但較原始的無土栽培技術(shù)卻有悠久歷史。生豆芽、種水仙早有記載（至晚在宋代就有），但較正規(guī)的科學(xué)研究和生產(chǎn)試驗(yàn)，則是近十幾年的事。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)于1975年開始用蛭石栽培西瓜、黃瓜、番茄等，均獲成功，1987年在勝利油田推廣面積達(dá)6000平方米。無土育苗技術(shù)已在我國(guó)廣泛運(yùn)用，北京市朝陽(yáng)區(qū)1987年，無土育苗的數(shù)量，已占總育苗數(shù)量的33.5％。1985年在河北省農(nóng)科院蔬菜研究所，召開了全國(guó)會(huì)議，成立了中國(guó)的無土栽培學(xué)組，并于1986、1987、召開了全國(guó)性的學(xué)術(shù)討論會(huì)，出席者多達(dá)百人。1988年5月，中國(guó)首次出席了在荷蘭召開的第七屆國(guó)際無土栽培學(xué)會(huì)的年會(huì)，并在會(huì)上發(fā)表了論文，引起了很多國(guó)家的重視。

　　二、無土栽培的優(yōu)點(diǎn)

　　無土栽培之所以能迅速在全世界范圍內(nèi)發(fā)展，是因?yàn)檫@種新的栽培技術(shù)與常規(guī)土壤比較有許多優(yōu)點(diǎn)。

　?。ㄒ唬┊a(chǎn)量高、品質(zhì)好

　　無土栽培能充分發(fā)揮作物的生產(chǎn)潛力，與土壤栽培相比，產(chǎn)量可以成倍或幾十倍地提高，土壤栽培不僅產(chǎn)量低，而且消耗水分很多。

　　北京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系在北京地區(qū)秋季進(jìn)行大棚黃瓜無土栽培試驗(yàn)，自7月30日播種至9月14日，共計(jì)46天，澆水（營(yíng)養(yǎng)液）共21.7立方米。若進(jìn)行土培，46天中至少澆水5－6次，需用50－60立方米的水，統(tǒng)計(jì)結(jié)果，節(jié)水率為50-66.7％。節(jié)水效果非常明顯，是發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)的有效措施之一。
　　無土栽培不但省水，而且省肥，一般統(tǒng)計(jì)認(rèn)為土栽培養(yǎng)分損失比率約50％左右，我國(guó)農(nóng)村由于科學(xué)施肥技術(shù)水分低，肥料利用率更低，僅30－40％，一半多的養(yǎng)分都損失了，在土壤中肥料溶解和被植物吸收利的過程很復(fù)雜，不僅有很多損失，而且各種營(yíng)養(yǎng)元素的損失不同，使土壤溶液中各元素間很難維持平衡。而無土栽培中，作物所需要的各種營(yíng)養(yǎng)元素，是人為配制成營(yíng)養(yǎng)液施用的，不僅不會(huì)損失，而且保持平衡，根據(jù)作物種類以及同一作物的不同生育階段，科學(xué)地供應(yīng)養(yǎng)分，所以作物生長(zhǎng)發(fā)育健壯，生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，增產(chǎn)潛力可充分發(fā)揮出來。

　?。ǘ┣鍧嵭l(wèi)生

　　無土栽培施用的是無機(jī)肥料，沒有臭味，也不需要堆肥場(chǎng)地。土栽培施有機(jī)肥，肥料分解發(fā)酵，產(chǎn)生臭味污染環(huán)境，還會(huì)使很多害蟲的卵孳生，危害作物，無土栽培則不存在這些問題。尤其室內(nèi)種花，更要求清潔衛(wèi)生，一些高級(jí)旅館或賓館，過去施用有機(jī)花肥，污染環(huán)境，是個(gè)難以解決的問題，無土養(yǎng)花便迎刃而解。

　　（三）省力省工、易于管理
　　無土栽培不需要中耕、翻地、鋤草等作業(yè)，省力省工。澆水追肥同時(shí)解決，由供液系統(tǒng)定時(shí)定量供給，管理十分方便。土培澆水時(shí)，要一個(gè)個(gè)地開和堵畦口，是一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度很大的作業(yè)，無土栽培則只需開啟和關(guān)閉供液系統(tǒng)的閥門，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。一些發(fā)達(dá)國(guó)家，已進(jìn)入微電腦控制時(shí)代，供液及營(yíng)養(yǎng)液成分的調(diào)控，完全用計(jì)算機(jī)控制，幾乎與工業(yè)生產(chǎn)的方式相似。

　?。ㄋ模┍苊馔寥肋B作障礙

　　設(shè)施栽培中，土壤極少受自然雨水的淋溶，水分養(yǎng)分運(yùn)動(dòng)方向是自下而上。土壤水分蒸發(fā)和作物蒸騰，使土壤中的礦質(zhì)元素由土壤下層移向表層，常年累月、年復(fù)一年，土壤表層積聚了很多鹽分，對(duì)作物有危害作用。尤其是設(shè)施栽培中的溫室栽培，一經(jīng)建設(shè)好，就不易搬動(dòng)，土壤鹽分積聚后，以及多年栽培相同作物，造成土壤養(yǎng)分平衡，發(fā)生連作障礙，一直是個(gè)難以解決的問題。在萬不得已情況下，只能用耗工費(fèi)力的”客土”方法解決。而應(yīng)用無土栽培后，特別是采用水培，則從根本上解決了此問題。土傳病害也是設(shè)施栽培的難點(diǎn)，土壤消毒，不僅困難而且消耗大量能源，成本可觀，且難以消毒徹底。若用藥劑消毒既缺乏高效藥品，同時(shí)藥劑有害成分的殘留還危害健康，污染環(huán)境。無土栽培則是避免或從根本上杜絕土傳病害的有效方法。
　?。ㄎ澹┎皇艿貐^(qū)限制、充分利用空間
　　無土栽培使作物徹底脫離了土壤環(huán)境，因而也就擺脫了土地的約束。耕地被認(rèn)為是有限的、最寶貴的、又是不可再生的自然資源，尤其對(duì)一些耕地缺乏的地區(qū)和國(guó)家，無土栽培就更有特殊意義。無土栽培進(jìn)入生領(lǐng)域后，地球上許多沙漠、荒原或難以耕種的地區(qū)，都可采用無土栽培方法加以利用。例如在中東和墨西哥，人們?cè)诤I沙灘上建立起了很多塑料溫室，與海水淡化系統(tǒng)相結(jié)合，采用無土栽培技術(shù)，生產(chǎn)新鮮蔬菜，成為沙漠中的綠洲，這為解決地球上許多貧瘠地區(qū)人民生活的困難，帶來了福音。
　　此外，無土栽培還不受空間限制，可以利用城市樓房的平面屋頂種菜種花，無形中擴(kuò)大了栽培面積。據(jù)1986年的衛(wèi)星測(cè)定，北京市就有平面屋頂16000多畝，如果充分利用起來，可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　?。┯欣趯?shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化
　　無土栽培使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擺脫了自然環(huán)境的制約，可以按照人的意志進(jìn)行生產(chǎn)，所以是一種受控農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式。較大程度地按數(shù)量化指標(biāo)進(jìn)行耕作，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，從而逐步走向工業(yè)化的生產(chǎn)方式。目前在奧地利、荷蘭、蘇聯(lián)、美國(guó)、日本等都有水培”工廠”，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的標(biāo)志。我國(guó)航空工業(yè)進(jìn)出口公司，曾在1986年引進(jìn)了日本的無土栽培設(shè)備，也建立了一座小型的水增工廠，參觀學(xué)習(xí)的人絡(luò)繹不絕，反映出人們對(duì)這一新技術(shù)的興趣。

　　三、無土栽培的類型和方式

　　無土栽培的方式方法多種多樣，不同國(guó)家、不同地區(qū)由于科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)水平不同，當(dāng)?shù)刭Y源條件不同，自然環(huán)境也千差萬別，所以采用的無土栽培類型和方式方法各異。
　　目前比較普遍的分類方法，是根據(jù)作物根系的固定方法來區(qū)分。大體上可以分為無基質(zhì)（也稱介質(zhì)）栽培和有基質(zhì)栽培兩大類

　　（一）水培 ：水培是指植物根系直接與營(yíng)養(yǎng)液接觸，不用基質(zhì)的栽培方法。最早的水培是將植物根系浸入營(yíng)養(yǎng)液中生長(zhǎng)，這種方式會(huì)出現(xiàn)缺O(jiān)2現(xiàn)象，影響根系呼吸，嚴(yán)重時(shí)造成料根死亡。為了解決供O2 問題，英國(guó)Cooper在1973年提出了營(yíng)養(yǎng)液膜法的水培方式，簡(jiǎn)稱”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一層很薄的營(yíng)養(yǎng)液（0.5－1厘米）層，不斷循環(huán)流經(jīng)作物根系，既保證不斷供給作物水分和養(yǎng)分，又不斷供給根系新鮮O2。NFT法栽培作物，灌溉技術(shù)大大簡(jiǎn)化，不必每天計(jì)算作物需水量，營(yíng)養(yǎng)元素均衡供給。根系與土壤隔離，可避免各種土傳病害，也無需進(jìn)行土壤消毒。

　?。ǘ╈F（氣）培 ：又稱氣增或霧氣培。它是將營(yíng)養(yǎng)液壓縮成氣霧狀而直接噴到作物的根系上，根系懸掛于容器的空間內(nèi)部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板，其上按一定距離鉆孔，于孔中栽培作物。兩塊泡沫板斜搭成三角形，形成空間，供液管道在三角形空間內(nèi)通過，向懸垂下來的根系上噴霧。一般每間隔2－3分鐘噴霧幾秒鐘，營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)利用，同時(shí)保證作物根系有充足的氧氣。但此方法設(shè)備費(fèi)用太高，需要消耗大量電能，且不能停電，沒有緩沖的余地，目前還只限于科學(xué)研究應(yīng)用，未進(jìn)行大面積生產(chǎn)。

　?。ㄈ┗|(zhì)栽培 ：基質(zhì)栽培是無土栽培中推廣面積最大的一種方式。它是將作物的根系固定在有機(jī)或無機(jī)的基質(zhì)中，通過滴灌或細(xì)流灌溉的方法，供給作物營(yíng)養(yǎng)液。栽培基質(zhì)可以裝入塑料袋內(nèi)，或鋪于栽培溝或槽內(nèi)?；|(zhì)栽培的營(yíng)養(yǎng)液是不循環(huán)的，稱為開路系統(tǒng)，這可以避免病害通過營(yíng)養(yǎng)液的循環(huán)而傳播。

　　基質(zhì)栽培緩沖能力強(qiáng)，不存在水分、養(yǎng)分與供O2之間的矛盾，且設(shè)備較水增和霧培簡(jiǎn)單，甚至可不需要?jiǎng)恿?，所以投資少、成本低，生產(chǎn)中普遍采用。從我國(guó)現(xiàn)狀出發(fā)，基質(zhì)栽培是最有現(xiàn)實(shí)意義的一種方式。

　　歐洲許多國(guó)家目前應(yīng)用較多的基質(zhì)是巖棉（rockwool），它是由60％的輝綠巖，20％石灰石和20％的焦碳混合后，在1600℃的高溫下煅燒熔化，再噴成直徑為0.005毫米的纖維，而后冷卻壓成板塊或各種形狀。巖棉的優(yōu)點(diǎn)是可形成系列產(chǎn)品（巖棉栓、塊、板等），使用搬運(yùn)方便，并可進(jìn)行消毒后多次使用。但是使用幾年后就不能再利用，廢巖棉的處理比較困難，在使用巖棉栽培面積最大的荷蘭，已形成公害。所以，日本現(xiàn)在有些人主張開發(fā)利用有機(jī)基質(zhì)，使用后可翻入土壤中做肥料而不污染環(huán)境。

　　四、無土栽培技術(shù)要點(diǎn)

　　不論采用何種類型的無土栽培，幾個(gè)最基本的環(huán)節(jié)必須掌握，無土栽培時(shí)營(yíng)養(yǎng)液必須溶解在水中，然后供給植物根系?；|(zhì)栽培時(shí)，營(yíng)養(yǎng)液澆在基質(zhì)中，而后被作物根系吸收。所以對(duì)水質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)液和所用的基質(zhì)的理化性狀，必須有所了解。

　?。ㄒ唬┧|(zhì)

　　水質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)液的配制有密切關(guān)系。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)是電導(dǎo)度（EC），pH值和有害物質(zhì)含量是否超標(biāo)。
　　電導(dǎo)度（EC）是溶液含鹽濃度的指標(biāo)，通常用毫西門子（mS）表示。各種作物耐鹽性不同，耐鹽性強(qiáng)的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘藍(lán)類。耐鹽中等(EC=4mS)，如黃瓜、菜豆、甜椒等。無土栽培對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格，尤其是水培，因?yàn)樗幌笸猎耘嗑哂芯彌_能力，所以許多元素含量都比土壤栽培允許的濃度標(biāo)準(zhǔn)低，否則就會(huì)發(fā)生毒害，一些農(nóng)田用水不一定適合無土栽培，收集雨水做無土栽培，是很好的方法。無土栽培的水，pH值不要太高或太低，因?yàn)橐话阕魑飳?duì)營(yíng)養(yǎng)液pH值的要求從中性為好，如果水質(zhì)本身pH值偏低，就要用酸或堿進(jìn)行調(diào)整，既浪費(fèi)藥品又費(fèi)時(shí)費(fèi)工。

　?。ǘI(yíng)養(yǎng)液
　　營(yíng)養(yǎng)液是無土栽培的關(guān)鍵，不同作物要求不同的營(yíng)養(yǎng)液配方。目前世界上發(fā)表的配方很多，但大同小異，因?yàn)樽畛醯呐浞奖驹从趯?duì)土壤浸提液的化學(xué)成分分析。營(yíng)養(yǎng)液配方中，差別最大的是其中氮和鉀的比例。配制營(yíng)養(yǎng)液要考慮到化學(xué)試劑的純度和成本，生產(chǎn)上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液（原源），再進(jìn)行稀釋，可以節(jié)省容器便于保存。需將含鈣的物質(zhì)單獨(dú)盛在一容器內(nèi)，使用時(shí)將母液稀釋后再與含鈣物質(zhì)的稀釋液相混合，盡量避免形成沉淀。營(yíng)養(yǎng)液的pH值要經(jīng)過測(cè)定，必須調(diào)整到適于作物生育的PH值范圍，水增時(shí)尤其要注意pH值的調(diào)整，以免發(fā)生毒害。

　　（三）基質(zhì)的理化性狀

　　用于無土栽培的基質(zhì)種類很多，已在表4-4-3中列舉，可供參考?？筛鶕?jù)當(dāng)?shù)鼗|(zhì)來源，因地制宜地加以選擇，盡量選用原料豐富易得、價(jià)格低廉、理化性狀好的材料做為無土栽培的基質(zhì)。無土栽培對(duì)基質(zhì)的要求是：

　　1．具有一定大小的固形物質(zhì)。這會(huì)影響基質(zhì)是否具有良好的物理性狀?；|(zhì)顆粒大小會(huì)影響容量?？紫抖?、空氣和水的含量。按著粒徑大小可分為五級(jí)、即：1毫米；1－5毫米；5－10毫米；10－20毫米；20－50毫米?？梢愿鶕?jù)栽培作物種類、根系生長(zhǎng)特點(diǎn)、當(dāng)?shù)刭Y狀況加以選擇。

　　2．具有良好的物理性質(zhì)。基質(zhì)必須疏松，保水保肥又透氣。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)吳志行等研究認(rèn)為，對(duì)蔬菜作物比較理想的基質(zhì)，其粒徑最好以0.5-10毫米，總孔隙度>55％，容重為0.1-0.8克?厘米－3，空氣容積為25－30％，基質(zhì)的水氣比為1：4。

　　3．具有穩(wěn)定的化學(xué)性狀，本身不含有害成分，不使?fàn)I養(yǎng)液發(fā)生變化。基質(zhì)的化學(xué)性狀主要指以下幾方面：

　　PH值：反應(yīng)基質(zhì)的酸堿度，非常重要。它會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)液的pH值及成分變化。PH＝6－7被認(rèn)為是理想的基質(zhì)。

　　電導(dǎo)度(EC)：反映已經(jīng)電離的鹽類溶液濃度，直接影響營(yíng)養(yǎng)液的成分和作物根系對(duì)各種元素的吸收。
　　緩沖能力：反映基對(duì)肥料迅速改變pH值的緩沖能力，要求緩沖能力越強(qiáng)越好。
　　鹽基代換量：是指在pH＝7時(shí)測(cè)定的可替換的陽(yáng)離子含量。一般有機(jī)機(jī)質(zhì)如樹皮、鋸未、草炭等可代換的物質(zhì)多；無機(jī)基質(zhì)中蛭石可代換物質(zhì)較多，而其它惰性基質(zhì)則可代換物質(zhì)就很少。
　　4．要求基質(zhì)取材方便，來源廣泛，價(jià)格低廉。浙江農(nóng)科院園藝研究所選用南方農(nóng)村廣 為存在的礱糠灰（農(nóng)村家庭飯用的燃料廢渣），做無土栽培基質(zhì)，栽培番茄，效果良好，大幅度降低了成本。
　　在無土栽培中，基質(zhì)的作用是固定和支持作物；吸附營(yíng)養(yǎng)液；增強(qiáng)根系的透氣性。基質(zhì)是十分重要的材料，直接關(guān)系栽培的成敗?；|(zhì)栽培時(shí)，一定要按上述幾個(gè)方面嚴(yán)格選擇。北京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系通過1986－1987年的試驗(yàn)研究，在黃瓜基質(zhì)栽培時(shí)，營(yíng)養(yǎng)液與基質(zhì)之間存在著顯著的交互作用，互為影響又互相補(bǔ)充。所以水培時(shí)的營(yíng)養(yǎng)液配方，在基質(zhì)栽培時(shí)，特別是使用有機(jī)基質(zhì)時(shí)，會(huì)受基質(zhì)本身元素成分含量、可代換程度等等因素的影響，而使配方的栽培效果發(fā)生變化，這是應(yīng)當(dāng)加以考慮的問題，不能生搬硬套。
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　　無土栽培供液方式很多，有營(yíng)養(yǎng)液膜（NFT）灌溉法、漫灌法、雙壁管式灌溉系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)、虹吸法、噴霧法和人工澆灌等。歸納起來可以分為循環(huán)水（閉路系統(tǒng)）和非循環(huán)水（開路系統(tǒng)）兩大類。目前生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是營(yíng)養(yǎng)液膜法和滴灌法。
　　1． 營(yíng)養(yǎng)液膜法（NET）
　　（1）備三個(gè)母液貯液灌（槽）。一個(gè)盛硝酸鈣母液，一個(gè)盛其它營(yíng)養(yǎng)元素的母液，另一個(gè)盛磷酸或硝酸，用以調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的pH。
　　（2）貯液槽。貯存稀釋后的營(yíng)養(yǎng)液，用泵將其液由栽培床高的一端的送入，由低的一端回流。液槽大小與栽培面積有關(guān)，一般1000平方米要求貯液槽容量為4－5噸。貯液槽的另一個(gè)作用就是回收由回流管路流回的營(yíng)養(yǎng)液。
　?。?）過濾裝置。在營(yíng)養(yǎng)液的進(jìn)水口和出水口要求安裝過濾器，以保證營(yíng)養(yǎng)液清潔，不會(huì)造成供液系統(tǒng)堵塞。
　　2． 滴灌系統(tǒng)的灌溉方法
　?。?）備兩個(gè)濃縮的營(yíng)養(yǎng)液罐，存放母液。一個(gè)液罐中含有鈣元素，另一個(gè)是不含鈣的其它元素。
　?。?）濃酸罐。用業(yè)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的PH。
　?。?）貯液槽。用來盛按要求稀釋好的營(yíng)養(yǎng)液。一般300－400平方米的面積，貯液槽的容積1－1.5噸即可。貯液槽的高度與供液距離有關(guān)，只要高于1米，就可供30－40米的距離。如果用泵抽，則貯液槽高度不受限制。甚至可在地下設(shè)置。
　　（4）管路系統(tǒng)。用各種直徑的黑色塑料管，不能用白色，以避免藻類的孳生。
　　（5）滴頭。固定在作物根際附近的供液裝置，常用的有孔口式滴頭和線性發(fā)絲管?？卓谑降晤^在低壓供液系統(tǒng)中流量不太均勻，發(fā)絲管比較均勻。但共同的問題是易堵塞，所以在貯液槽的進(jìn)出口處，也必須安裝過濾器，濾出雜質(zhì)。
　　五、無土栽培前景展望
　　從歷史上來看，農(nóng)業(yè)文明標(biāo)志，就是人類對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的干預(yù)和控制程度。實(shí)踐證明，對(duì)作物地上部分的環(huán)境條件的控制，比較容易做到，但對(duì)地下部分的控制（根系的控制），在常規(guī)土培條件下很困難的。無土栽培技術(shù)的出現(xiàn)，使人類獲得了包括無機(jī)營(yíng)養(yǎng)條件在內(nèi)的，對(duì)作物生長(zhǎng)全部環(huán)境條件進(jìn)行精密控制的能力，從而使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有可能徹底擺脫自然條件的制約，完全按照人的愿望，向著自動(dòng)化、機(jī)械化和工廠化的生產(chǎn)方式發(fā)展。這將會(huì)使農(nóng)作物的產(chǎn)量得以幾倍、幾十倍甚至成百倍地增長(zhǎng)。
　　從資源的角度看，耕地是一種極為寶貴的、不可再生的資源。由于無土栽培可以將許多不可耕地加以開發(fā)利用，所以使得不能再生的耕地資源得到了擴(kuò)展和補(bǔ)充，這對(duì)于緩和及解決地球上日益嚴(yán)重的耕地問題，有著深遠(yuǎn)的意義。無土栽培不但可使地球上許多荒漠變成綠洲，而且在不久的將來，海洋、太空也將成為新的開發(fā)利用領(lǐng)域。美國(guó)已將無土栽培列為國(guó)該國(guó)本世紀(jì)要發(fā)展的十大高技術(shù)交流會(huì)上，就是關(guān)于宇宙空間植物栽培的研究報(bào)告，那只能是無土栽培。因而無土栽培技術(shù)在日本，已被許多科學(xué)家做為研究”宇宙農(nóng)場(chǎng)”的有力手段，人們稱為太空時(shí)代的農(nóng)業(yè)，已經(jīng)不再是不可思議的問題。
　　水資源的問題，也是世界上日益嚴(yán)重地威脅人類的生存發(fā)展的大問題。不僅在干旱地區(qū)，就是在發(fā)達(dá)的人口稠密的大城市，水資源緊缺也越來越突出。隨著人口的不斷增長(zhǎng)，各種水資源被超量開采，某些地區(qū)已近枯竭。所以控制農(nóng)業(yè)用水是節(jié)水的措施之一，而無土栽培，避免了水分大量的滲漏和流失，使得難以再生的水資源得到補(bǔ)償。它必將成為節(jié)水型農(nóng)業(yè)、旱區(qū)農(nóng)業(yè)的必由之路。
　　誠(chéng)然，無土栽培技術(shù)在走向?qū)嵱没倪M(jìn)程中也存在不少問題。突出的問題是成本高、一次性投資大；同時(shí)還要求較高的管理水平，管理人員必須具備一定的科學(xué)知識(shí)，這也不是任何地方都能做到的。
　　從理論上講，進(jìn)一步研究礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況的生理指標(biāo)，減少管理上的盲目性，也是有待解決的問題。此外，無土栽培中的病蟲防治，基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)液的消毒，廢棄基質(zhì)的處理等等，也需進(jìn)一步研究解決。
　　無土栽培在我國(guó)剛剛起步，還未廣泛用于生產(chǎn)，特別是設(shè)施條件，供液系統(tǒng)工程本身，還未形成專門生產(chǎn)行業(yè)。由于種種因素限制，使得栽培技術(shù)與農(nóng)業(yè)工程技術(shù)還不能協(xié)調(diào)同步，致使無土栽培技術(shù)在我國(guó)發(fā)展的速度，不如發(fā)達(dá)國(guó)家那樣迅速。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、提高，更重要的是這項(xiàng)新技術(shù)本身固有的種種優(yōu)越性，已向人們顯示了無限廣闊的發(fā)展前景。
　　營(yíng)養(yǎng)液的配制 各國(guó)科學(xué)家先后研制出數(shù)百種營(yíng)養(yǎng)液配方,其中,荷格倫特(Hoagland)營(yíng)養(yǎng)液是一種應(yīng)用比較廣泛的營(yíng)養(yǎng)液。

　　荷格倫特營(yíng)養(yǎng)液的配方如下:

　　1.大量元素 每升培養(yǎng)液中加入的毫升數(shù)

　　KH2PO4 1 mol 1

　　KNO3 1 mol 5

　　Ca(NO3)2 1 mol 5

　　MgSO4 1 mol 2

　　2.微量元素 每升培養(yǎng)液中加入的克數(shù)

　　H3BO3 2.86

　　MnCl2·4H2O 1.81

　　ZnSO4·7H2O 0.22

　　CuSO4·5H2O 0.08

　　H2MoO4·H2O 0.02

　　3.每升培養(yǎng)液中加入1 mL FeEDTA溶液(即乙二胺四乙酸鐵鹽溶液)。

　　通常應(yīng)當(dāng)先配出各種鹽類的濃縮液。注意避免濃縮液中出現(xiàn)沉淀。使用時(shí)按一定的比例加水稀釋到要求的濃度。采用循環(huán)供液時(shí),營(yíng)養(yǎng)液中的礦質(zhì)元素被植物體吸收后,應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié),使?fàn)I養(yǎng)液仍舊符合原配方的要求。