無土栽培（soilless culture）是指不用天然土壤，而用基質(zhì)和營養(yǎng)液培養(yǎng)植物的方法，包括水培、霧（氣）培、基質(zhì)或復(fù)合基質(zhì)栽培等，這種栽培方式可以代替天然土壤向作物提供水分、養(yǎng)分、氧氣、溫度，使作物能夠正常生長并完成其整個(gè)生命周期，是設(shè)施園藝與工廠化農(nóng)業(yè)的重要組成部分，提高無土栽培的設(shè)施化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化水平是設(shè)施園藝研究的重點(diǎn)。

在設(shè)施環(huán)境下，土壤連續(xù)栽培三年以上，就不可避免地產(chǎn)生土壤連作障礙和土壤鹽漬化問題，作物病蟲害呈日益加重的趨勢(shì)。土壤修復(fù)及其消毒技術(shù)的應(yīng)用一定程度上可以緩解鹽漬化進(jìn)程，減輕連作障礙和土傳病蟲害的發(fā)生，但土壤的緩沖性和栽培管理的不可控因素，使根際理化環(huán)境難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化調(diào)控，同時(shí)也增加了農(nóng)藝栽培的難度。

復(fù)合式栽培

一、無土栽培模式和種植類型

1.基質(zhì)栽培

無土栽培的方法基本可以總結(jié)為兩種：基質(zhì)栽培和水培（包括霧培）。

基質(zhì)無土栽培目前在國內(nèi)應(yīng)用較多，基質(zhì)種類基本有：草炭、鋸末、蛭石、沙子、椰糠、新型生物基質(zhì)等。主要模式有：大槽式有機(jī)生態(tài)型無土栽培、塑料槽式基質(zhì)栽培、箱式（單株容器）基質(zhì)栽培、袋式基質(zhì)栽培、壟式基質(zhì)栽培、沙培等。

霧培

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，供給作物營養(yǎng)液。栽培基質(zhì)可以裝入塑料袋內(nèi)，或鋪于栽培溝、槽內(nèi)等設(shè)施中?，F(xiàn)在無土栽培的基質(zhì)栽培的營養(yǎng)液基本是不循環(huán)的，稱為開路系統(tǒng)，這可以避免病害通過營養(yǎng)液的循環(huán)而傳播。投資少、成本低，生產(chǎn)中普遍采用。從我國現(xiàn)狀出發(fā)，基質(zhì)栽培是最有現(xiàn)實(shí)意義的一種方式。

無土栽培基質(zhì)長時(shí)間使用后會(huì)聚積病菌和蟲卵，尤其在連作條件下，更容易發(fā)生病蟲害。因此，每茬作物收獲以后，下一次使用之前一定要對(duì)基質(zhì)進(jìn)行消毒處理?；|(zhì)消毒最常用的方法有蒸汽消毒和化學(xué)藥品消毒。

2.沙培和鋸末培法

（1）沙培法：是以直徑小于3毫米的沙、珍珠巖、塑料或其他無機(jī)物質(zhì)作為基質(zhì)，再加入營養(yǎng)液來栽培花卉植物的方法。礫培法，是以直徑小于3毫米的礫、玄武石、熔巖、塑料或其他物質(zhì)作為基質(zhì)，再加營養(yǎng)液來栽培花卉植物的方法。

沙培

（2）鋸末培法：采用中等粗度的鋸末或加有適當(dāng)比例刨花的細(xì)鋸末。以黃杉和鐵杉的鋸末為好，有些側(cè)柏鋸末有毒，不能使用。栽培床可用粗杉木板建造，內(nèi)鋪以黑聚乙烯薄膜作襯里，床寬約60厘米，深約25-30厘米，床底設(shè)置排水管。鋸末培也可用薄膜袋裝上鋸末進(jìn)行，底部打上排水孔，根據(jù)袋大小可以栽培1-3棵花卉植物。鋸末培一般用滴灌供給植物水分和養(yǎng)分。

3.霧培法

霧培

又稱氣增或霧氣培。它是將營養(yǎng)液壓縮成氣霧狀而直接噴到作物的根系上，是將作物的根系懸掛于容器的空間內(nèi)部，使植物通過懸掛的方式從霧化空間的內(nèi)部吸取空氣中的水分和養(yǎng)分。優(yōu)點(diǎn)是使植物對(duì)于養(yǎng)分和水分的利用率升高，此外，還能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)管理的自動(dòng)化。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，營養(yǎng)液循環(huán)利用，同時(shí)保證作物根系有充足的氧氣。以噴霧的方法來供給根系營養(yǎng)和水分，這樣可以大大節(jié)省營養(yǎng)和水分，同時(shí)根系供氧情況又好，有利根系的發(fā)育。對(duì)噴霧的要求高，霧點(diǎn)要細(xì)而均勻。

4.水培

水培是指植物根系直接與營養(yǎng)液接觸，不用基質(zhì)的栽培方法。采用現(xiàn)代生物工程技術(shù)，運(yùn)用物理、化學(xué)、生物工程手段，培養(yǎng)液供給植物礦物營養(yǎng)的需要。使植物正常完成整個(gè)生命周期。主要有深液流水培、浮板毛管水培、營養(yǎng)液膜水培、深液漂浮水培、管道式水培等模式。營養(yǎng)液系統(tǒng)，包括加液系統(tǒng)、排液系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)。

特點(diǎn)：植物生長周期較短、作物產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益顯著、無污染、干凈；產(chǎn)品質(zhì)量好；適應(yīng)市場(chǎng)需求 ，可在同一場(chǎng)地進(jìn)行周年栽培；解決蔬菜淡季供應(yīng)的良好生產(chǎn)方式；不需中途更換營養(yǎng)液，節(jié)省肥料；經(jīng)濟(jì)效益高。

水培基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)：營養(yǎng)液槽和栽培床等。

5.立體、墻體式無土栽培模式

立體、墻體式無土栽培模式

立體無土栽培是指垂直、斜面或多層栽培，現(xiàn)已開發(fā)的模式有柱式栽培、墻式栽培、多層槽式水培、管式立體水培、多層槽式基質(zhì)培等。立體無土栽培有利于提高溫室空間的利用率，提高單位面積的產(chǎn)量。

6.無土育苗

無土育苗不用土壤，而用非土壤的固體材料作基質(zhì)，澆營養(yǎng)液，或不用任何基質(zhì)，而利用水培或霧培的方式進(jìn)行育苗，稱為無土育苗。

按是否利用基質(zhì)，又可分為基質(zhì)育苗和營養(yǎng)液育苗，前者是利用蛭石、珍珠巖、草炭灰、巖棉等基質(zhì)并澆灌營養(yǎng)液苗，基質(zhì)育苗是現(xiàn)代育苗的基本方法，現(xiàn)在商品苗基本都是采用基質(zhì)育苗;后者營養(yǎng)液是秧苗礦質(zhì)營養(yǎng)和水分的來源，育苗秧苗根系發(fā)育得好，成苗快，能有效預(yù)防苗期病害，秧苗質(zhì)量高，有利早熟、增產(chǎn)，是一種新型的育苗方法，不用任何基質(zhì)，只利用某些支撐物和營養(yǎng)液，讓植物根系直接接觸營養(yǎng)液。

無土育苗幼苗生長迅速，苗齡短，根系發(fā)育好，幼苗健壯、整齊，定植后緩苗時(shí)間短，易成活。定植后，因根系發(fā)育好,一般沒有緩苗期。同時(shí)，無土育苗還可避免土壤育苗帶來的土傳病害和線蟲害等病害。不論是基質(zhì)育苗還是營養(yǎng)液育苗，都可保證水分和養(yǎng)分供應(yīng)充足，基質(zhì)通氣良好。同時(shí)，無土育苗便于科學(xué)、集約化、工廠化規(guī)范管理，適合周年生產(chǎn)。

無土育苗

二、無土栽培技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

無土栽培模式雖然越來越多，但總體來說不外乎水培（含霧培）、基質(zhì)栽培兩大類，根據(jù)作物種類、生產(chǎn)、觀光、科普和空間利用方式的不同而研發(fā)不同的栽培模式。通過設(shè)施工程手段來改善根系生長的物理、化學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)作物工廠化、省力化、立體化、高效化、優(yōu)質(zhì)化的生產(chǎn)以及休閑、觀光、科普功能的綜合應(yīng)用，努力降低無土栽培的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)經(jīng)營效益。無土栽培具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.擺脫土地的束縛，節(jié)省空間

無土栽培技術(shù)告別了土壤的限制，使得植物可以在任何地方生長。另外，通過架空等方式也為植物的生長提供更多的空間。不受地區(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。

2.產(chǎn)量高、品質(zhì)好

由于人為控制著植物所需的養(yǎng)分、水分、光照以及溫度等，保證植物發(fā)育的最佳生長環(huán)境，使植物生長潛力得到提升。

3.防止病害及土壤耕作障礙

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。傳統(tǒng)土壤栽培中連續(xù)的耕作會(huì)導(dǎo)致土地肥力的下降，而解決的辦法是通過大面積的輪耕方式改善土壤，而在輪耕的過程中會(huì)造成土壤病害的傳播。相反，無土栽培技術(shù)使植物的栽培環(huán)境與土壤隔離，只需對(duì)種子、營養(yǎng)液、器械等消毒就可免除病害的發(fā)生與傳播。

4.省水、省肥、干凈衛(wèi)生

霧培

無土栽培技術(shù)免去了傳統(tǒng)栽培方法中堆肥等重要環(huán)節(jié)，提供的營養(yǎng)是經(jīng)過科學(xué)研究配置的營養(yǎng)液，而且營養(yǎng)液又可回收，增加了利用率。同時(shí)，傳統(tǒng)土壤栽培中因土壤滲透而導(dǎo)致的水分流失非常嚴(yán)重，無土栽培技術(shù)成功地解決了這一問題，加之科學(xué)的補(bǔ)水，節(jié)水效果非常明顯。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，環(huán)境干凈衛(wèi)生。

5.推進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化、自動(dòng)化，省工省力，方便管理

無土栽培技術(shù)的發(fā)展使得作物栽培可以按照人的意愿進(jìn)行生產(chǎn)和管理，同時(shí)免除了翻地、耙地、除草等任務(wù)，省去大量人力，也方便了管理。無土栽培使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擺脫了自然環(huán)境的制約，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，現(xiàn)代化，從而逐步走向工業(yè)化的生產(chǎn)方式。

由于無土栽培根際環(huán)境可人為控制，所以其產(chǎn)品品質(zhì)好、產(chǎn)量高，同時(shí)由于植株在育苗期經(jīng)過無害化處理，在植株生長中可減少病蟲害和農(nóng)藥污染，滿足了現(xiàn)代人追求的高產(chǎn)值、優(yōu)品質(zhì)、高效的現(xiàn)實(shí)需要，符合國際環(huán)保、節(jié)源的潮流．

世界范圍內(nèi)無土栽培經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)研究階段、生產(chǎn)的起步階段、迅速發(fā)展階段，技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用范圍更廣泛，栽培面積不斷擴(kuò)大，與之相聯(lián)系的管理水平也在不斷提高，逐步實(shí)現(xiàn)了集約化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著．

三、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)無土栽培的應(yīng)用及前景

1.用于反季節(jié)和高檔園藝產(chǎn)品的生產(chǎn)

當(dāng)前多數(shù)國家用無土栽培生產(chǎn)潔凈、優(yōu)質(zhì)、高檔、新鮮、高產(chǎn)的蔬菜產(chǎn)品，多用于反季節(jié)和長季節(jié)栽培。例如，近幾年在厚皮甜瓜的東進(jìn)、南移過程中，無土栽培技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用，利用專用裝置，采用有機(jī)基質(zhì)培技術(shù)，為南方地區(qū)栽培甜瓜提供了有效的途徑，在早春和秋冬栽培上市，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀;

另外，無土栽培也可用于花卉上，多用于栽培切花、盆花用的草本和木本花卉，其花朵較大、花色鮮艷、花期長、香味濃，尤其是家庭、賓館等場(chǎng)所無土栽培盆花深受歡迎。另外草本藥用植培和食用菌無土栽培，同樣效果良好。

2.在不適宜進(jìn)行土壤栽培地區(qū)的應(yīng)用

沙培

在沙灘薄地、鹽堿地、沙漠、礁石島、南北極等不適宜進(jìn)行土壤栽培的不毛之地可利用無土栽培大面積生產(chǎn)蔬菜和花卉，具有良好的效果。在我國直接關(guān)系到國土安全和經(jīng)濟(jì)安全，意義重大。例如，新疆吐魯番西北園藝作物無土栽培中心在戈壁灘上興建了112棟日光溫室，占地面積34.2hm2，采用沙基質(zhì)槽式栽培，種植蔬菜作物，產(chǎn)品在國內(nèi)外市場(chǎng)銷售，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

3.在設(shè)施園藝中應(yīng)用

無土栽培技術(shù)作為解決溫室等園藝保護(hù)設(shè)施土壤連作障礙的有效途徑被世界各國廣泛應(yīng)用，在我國設(shè)施園藝迅猛發(fā)展的今天，更具有其重要的意義，我國現(xiàn)有溫室、大棚90萬hm2之多，成為世界設(shè)施園藝面積最大的國家，但長期土壤栽培的結(jié)果，連作障礙日益嚴(yán)重，直接影響設(shè)施園藝的生產(chǎn)效益和可持續(xù)發(fā)展，適合國情的各種無土栽培形式在解決設(shè)施園藝連作障礙的難題中發(fā)揮了重要的作用，為設(shè)施園藝的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)保障。 

4.在生活家庭中應(yīng)用

采用無土栽培在自家的庭院、陽臺(tái)和屋頂來種花、種菜，既有娛樂性，又有一定的觀賞和食用價(jià)值，便于操作、潔凈衛(wèi)生，可美化環(huán)境。

5.在太空農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

隨著航天事業(yè)的發(fā)展和人類進(jìn)住太空的需要，在太空中采用無土栽培種植綠色植物生產(chǎn)食物可以說是最有效的方法。無土栽培技術(shù)在航天農(nóng)業(yè)上的研究與應(yīng)用正發(fā)揮著重要的作用，如美國肯尼迪宇航中心對(duì)用無土栽培生產(chǎn)宇航員在太空中所需食物做了大量研究與應(yīng)用工作，有些糧食作物、蔬菜作物的栽培已獲成功，并取得了很好的效果。

無土栽培技術(shù)集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植物生化、病蟲害防治、機(jī)械自動(dòng)化于一體，無土栽培技術(shù)的出現(xiàn)，使人類獲得了包括無機(jī)營養(yǎng)條件在內(nèi)的，對(duì)作物生長全部環(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。

箱體栽培

現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和糧菜用地矛盾突出，而無土栽培具有提高土地和空間利用率、省時(shí)省力、能源利用率高等優(yōu)點(diǎn)，堅(jiān)持生產(chǎn)、研究與銷售相結(jié)合，發(fā)展綠色食品，創(chuàng)新品牌建設(shè)，促使供需良性循環(huán)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，無土栽培技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景．雖然目前我國的無土栽培技術(shù)和發(fā)達(dá)國家相比還有差距，但隨著出口機(jī)會(huì)的增多和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“兩高一優(yōu)”的目標(biāo)，預(yù)計(jì)無土栽培技術(shù)會(huì)出現(xiàn)蓬勃發(fā)展的局面．

研究表明，無土栽培技術(shù)每667m2的節(jié)水量可達(dá)60％以上，節(jié)水效果非常明顯，同時(shí)勞動(dòng)者的勞動(dòng)付出大大降低、生產(chǎn)成果大大提高，推廣無土栽培技術(shù)非常重要拉。另外，實(shí)踐證明，無土栽培技術(shù)的現(xiàn)代化、自動(dòng)化程度越高，生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益越好。隨著我國社會(huì)發(fā)展和科技創(chuàng)新，無土栽培技術(shù)必然向著更加成熟的方向發(fā)展，前景非常廣闊。