无土栽培技术从19世纪60年代提出模式,至今已经走过140余年的发展历程。20世纪60年代以后,随着温室大棚等设施栽培的迅速发展,在种植业形成一种新型农业生产方式——可控环境农业。无土栽培作为其中重要成员和组成核心技术,得到迅速发展。
无土栽培技术作为一项农业高新技术,充分吸收传统农业技术中的精华,广泛采用现代农业技术、信息技术、环境工程技术和材料科学技术,发展成为设施齐全而配套的现代化高新农业技术,现已成为设施生产中一项省力省工,能客服连作障碍,实现优质高效农业,特别是有机农业的一种理想模式。该项技术已在世界范围内广泛研究和推广应用,发达国家的发展应用更为突出。
世界上许多国家和地区先后设立无土栽培技术研究和开发机构,专门从事无土栽培的基础理论和应用技术方面的研究和开发工作。1980年在荷兰第五届国际无土栽培学术会议上,将国际无土栽培工作组改名为“国际无土栽培学会”,以后每4年举行一次年会,对推动世界无土栽培技术的发展起到重要作用,标志这无土栽培技术的研究与应用进入崭新的发展阶段。
就全国而言,推广应用无土栽培技术是在20世纪80年代改革开放以后,随着国际交流和旅游业的发展而发展起来的。起初为开放的涉外部门提供洁净、无污染的供外宾生食的新鲜蔬菜。1985年中国农业工程学会下设无土栽培学组,至1992年每年召开一次年会,1992年年会上改名为“中国农业工程学会设施园艺工程专业委员会”,每两年召开一次年会,并且与国际无土栽培学会等学术组织和研究机构建立了联系。“七五”、“八五”期间农业部把蔬菜作物的无土栽培列为重点科研攻关项目,南京农业大学、中国农业科学院、中国农业工程研究设计院等一批高等学校和科研院所的教学、科研、生产单位参与攻关项目,并同时开展了适合国情的无土栽培技术研究开发。通过引进、消化、吸收,先后研究开发出适合国情的高效、节能、实用的系列蔬菜无土栽培装置和形式,在全国范围内普及推广,使我国的无土研究阶段迅速进入了商品化生产时期,获得了一批具有中国自主知识产权的高新技术,使国外的现金实用农业技术率先实现了国产化。
伴随着我国设施园艺的告诉发展,特别是国外大型现代化温室的引进和现代化无土栽培设施的引进,全国范围园区的兴建,同时注重品种、技术和管理人才的一并引进,开拓了生产者和研究人员的视野,消化、吸收、学习国外无土栽培先进技术设备,形成适合国情、适合我国气候特点的无土栽培设施和技术。其中,中国农业科学院蔬菜花卉研究所推出有机生态型无土栽培技术,采用砖结构加薄膜的槽式栽培,生产过程中全部施用有机肥,以固体肥料施入固体基质中,滴灌清水,以降低无土栽培的投入和化肥营养液对环境污染的压力,同时简化了栽培设施,降低了投资和生产成本,在北京、新疆、山西等地推广应用。南京农业大学以葫芦末等工农业有机废气物添加发酵微生物群体和其他辅料,发酵合成优质环保型有机系列栽培基质,广泛应用于育苗和无土栽培之中,并形成配套的有机基质栽培技术。大部分高等农业院校在各专业开设了无土栽培学课程,对无土栽培技术的人才培养和技术普及起了重要的作用。
从全国无土栽培面积的增长速度,可以看出我国无土栽培发展的态势和应用前景。
从栽培形式来看,各地都在多年栽培积累经验的基础之上,努力摸索适合本地经济水平、市场状况和资源条件的无土栽培系统和方式。总的来说,南方以广东为代表,以深液流水培为主,槽式基质培也有一定的发展,有少量的基质袋培;东南沿海长江流域以江浙沪为代表,以浮板毛管、营养液膜技术为主,近几年有机基质培发展迅速;悲伤广大地区由于水质硬度较高,水培难度较大,以基质栽培为主,有一部分进口岩棉培,北京地区有少量的深液流浮板水培。无土栽培面积最大的新疆戈壁滩,主要推广鲁SC型改良而成的砂培技术为主,在20世纪90年代末,其砂培蔬果的面积占全国无土栽培面积的1/3.
无土栽培这一农业高新技术,在我国虽然开发利用的时间不长,但已取得明显效果,表现出广阔的发展前景和巨大的开发潜力。
我国人口占世界总人口的1/4,但所具有的耕地面积仅为实际总耕地面积的1/7,据2000年统计,全国人均耕地仅为0.01公顷。要使国民经济保持可持续发展,不断提高国民生活水平,必须不断提高有限土地面积的生产效率,开拓农业生产的空间,无土栽培可提供超过普通土壤栽培几倍甚至十多倍的产品数量,可利用沙滩、盐碱等不毛之地生产农产品,为食品安全保障体系打好基础。我国是水资源相当贫乏的国家,被列为世界上13个贫水国之一,全国人均水资源占有量仅为世界人均水平的1/4,农业每年缺水约300亿立方米,无土栽培作为节水农业的有效手段,将在干旱缺水地区发挥其重要的作用。我国设施栽培发展迅速,已成为许多地区农民致富、农业增效的有效手段。但长期栽培的结果,是设施土壤栽培连作障碍日益加剧,无土栽培作为根治土壤栽培连作障碍的有效手段正在发挥着作用,今后在设施栽培中将广泛得到应用。
另外,随着居民生活水平提高对农产品种类和质量的要求,参与国际竞争的需要和随着农业现代化进程的加快,无土栽培技术将会受到更大的重视,发展进程将进一步加快。遵循就地取材、因地制宜、高效低耗的原则,无土栽培形式将呈现以基质培为主,多种形式并存的发展格局。经济发达的沿海地区和大中城市将是现代化无土栽培发展的重点地区,它已作为都市农业和观光农业的主要组成部分,将会有更大的发展;具有成本低廉、管理简易的槽式基质培和其他无土栽培形式将是大规模生产应用、推广的主要形式。
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