[拼音]:wutu zaipei
[外文]:soilless culture
利用营养液栽培植物的方法。又称水培(水耕)法或营养液栽培。植物采取无土栽培时,根部从营养液中吸收所需的养分、水分和氧,植株生长在温、湿度和CO2浓度适宜、光照充足的条件下,可以提高同化器官的光合作用能力,获得高产和优质的产品。
简史19世纪20年代以前,营养液栽培主要用于植物营养生理的研究。德国的萨克斯(1860)奠定了现代水培技术的基础。克诺帕斯(1865)提出了第一个较完善的营养液配方,现今的几百种营养液配方,都由此派生而来。但无土栽培用于生产则始于美国的杰里克。他于1929年用此法生产番茄,获得高7.5米、单株产量达14千克的植株;随即于30年代初申请“水培施肥设备”专利,并成功地进行了大规模的蔬菜和花卉生产试验。但因当时所用的营养液以硫化铁做铁源,沉淀快,溶解氧供应不足,加之植株固定花费劳力太多,难以同传统土壤栽培法竞争。40年代,美国中西部出现砂培和砾培技术。50年代末期,荷兰学者提出用螯合铁代替硫化铁,用营养液自由流动和循环式强制通气,解决供氧问题。70年代初,英国A.J.库珀氏开创的营养膜技术使无土栽培技术获得突破性进展。同时还相继出现了袋培、雾培或气培和立式水培等。
无土栽培在中国于40年代中后期仅有小规模应用;70年代以后才在蔬菜、花卉、林木、农作物的育苗和生产中逐步推广。
方式分为有固体基质和无固体基质两大类。除营养液是二者共同必需的基质外,前者还用砂、砾石、煤渣、熏炭、泥炭、锯木屑、泡沫塑料、珍珠岩、蛭石、岩棉等惰性物质为基质;后者则仅用水为基质。营养液的配制应含有植物生长发育所必需的主要元素氮、磷、钾、钙、镁和微量元素硼、铁、铜、钼等,其渗透压要小于植物细胞的渗透压,否则引起植株体液外渗,导致蔫萎;pH以5.5~7.0为宜,并要配成平衡液。常用的有以下几种方式:
水培不用惰性基质,直接将植物根部浸入营养液容器,并及时供氧、调整pH和更换营养液。容器表面设有能固定植株兼有遮光作用的装置,以防止藻类生长,利于根系发育。此法多用于生理、病理的试验研究。
固体培养植株根系生长在固体惰性基质中,营养液从上面浇入、滴灌入或从下面灌入,定期供液。除供液期外,根部均处于充足氧气中,因而通气良好。此法在试验和生产上均可应用。
营养膜(NFT)栽培在水培和固体培养的基础上发展起来的一种新技术。方法是利用水泵抽吸营养液,使其在培养槽底面形成薄层,并不断流动通过根系,反复循环。植株在液面上的根系便形成一层根垫,裸露于湿润的空气中,获得为根系呼吸所必需的充足氧气;部分根系则接触液膜,并从中不断吸取矿质养分。
特点无土栽培突破了土壤、气候条件的限制,在沙漠、石岛、戈壁、山区、工矿区以及其他缺乏耕地而有水源的地区都可实行,且可比土壤栽培显著提高产量和产品品质,同时又是生产无公害保健蔬菜的一个重要途径。在大城市,利用窗台、阳台、走廊、屋顶等用无土栽培法种植蔬菜,既可增加供应来源,又能美化环境、净化空气。无土栽培还有省水、省肥的优点,营养液损失一般在10%左右,耗水量只占土培的1/2~1/3。又因不用土壤,可以免除杂草、土传病虫害的侵染和连作的危害,还可摆脱翻地、运肥等繁重体力劳动。现在世界上已有不少国家将这种方法应用于蔬菜、花卉、水果、小球藻等的生产。但由于设备复杂、一次投资和能源消耗量较大;在不同基质、不同作物及其各个生育时期营养液的浓度、温度、pH值以及溶解氧含量的监测、调节和病害防治等方面,也还存在若干问题有待解决。(见彩图)