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无土栽培技术是设施园艺和工厂化农业的重要组成部分，提高无土栽培的设施化、标准化、智能化水平是设施园艺研究的重点。 在设施环境下，土壤连续种植3年以上，不可避免地会出现土壤连作障碍和土壤盐渍化问题，作物病虫害有日益严重的趋势。 土壤修复和消毒技术的应用在一定程度上可以缓解盐渍化过程，减轻连作障碍和土壤病虫害发生，但土壤缓冲性和种植管理不可控，使得根际理化环境难以精确控制，同时也增加了农艺栽培的难度。
国内外都非常重视无土栽培设施的工程和环境控制技术的研究，荷兰、日本、丹麦、以色列等国外蔬菜的无土栽培已经进入工厂化生产的高级阶段。
温室环境控制、栽培设施、作业机具、商品基质、专用营养液等的研究与应用基本实现产业化、标准化、商品化。 国内这方面的研究还比较薄弱，只有在一些科研机构、高校开展了相关的基础理论研究和简易无土栽培模式的研究推广，受传统农业经验和园艺从业人员专业水平的限制，目前国内无土栽培仍停留在土壤栽培的思维模式和经验技术水平上，无土栽培另外，国内水培的设施环境可控性差，生产存在较大的技术风险，水培的园艺产品和土壤栽培的园艺产品市场价格比较不占优势，限制了水培规模化、商业化生产的发展，制约了科技开发的动力。 以无水栽培设施和配套技术研发推广为业务方向的科技企业国内也很少，自主研发能力不足，大多以模仿和借鉴现有成型技术模式为主。 无土栽培本身是一种武装需要设施、工程、装备的现代化农业生产模式，过于强调设施、装备的简易化和低成本，会降低无土栽培的设施化、工厂化、标准化和智能化水平，技术与装备的不协调，使无土栽培的作物产量、产品质量得不到有效的保障和提高另外，由于劳动力成本是设施园艺生产的主要成本，简易型无水栽培的低效作业无法发挥生产效果。 近年来，国内部分企业已开始引进和代理国外先进的无土栽培设施产品，如“岩棉栽培设施、潮汐式育苗设施、高架草莓无土栽培设施”等。 这些模式的引入有力地推动了国内水培的生产发展和科技创新，但难以满足国内设施农业日益发展的需要，人们迫切需要更多的专业种植模式和成型设施。 无土栽培设施项目的研发不仅要满足植物生长发育的基本需要，而且要使栽培设施装备与温室环境、栽培种类、作物管理、根际环境、营养液控制等更好地结合起来，使设施项目与农艺有机统一。 无土栽培的设施工程研究与创新还必须着眼于现代和未来的园艺工作者。 开展无土栽培“专家模式”研究，要提高无土栽培综合技术水平，取代传统的经验型农艺技术，开发“环境优化、设施标准化、作业省力、技术模块化、管理智能化”的无土栽培技术体系现有无土栽培设施和技术存在的问题：水培模式
目前国内推广的水培主要有深液流水培养、浮板毛管水培养、营养液膜水培、深液漂浮水培、配管式水培等模式。 现有水培设施存在的主要问题是营养液贮水池设计、布局、设置不合理，封闭性差，保温隔热性差，营养液易污染。 营养液循环泵、输液管线及附件选择不合理，易腐蚀，影响营养液化学性状，毒害作物根系，影响产量和质量，设施寿命短； 水培槽、定植板连通性、封闭性差，昆虫、病原菌、灰尘易进入根际环境，污染营养液，造成根系损害； 营养液循环利用缺乏专门的营养液消毒设备，作物根际病虫害存在毁灭风险； 营养液膜水培一旦遇到停电或设施机械故障，作物容易缺水死亡深液流水培养、漂浮深水耕栽培在夏季高温季节容易根系缺氧腐烂水培的定植板上容易繁殖绿藻，造成营养液污染。 配管式水培存在清洗、消毒难、操作不方便的问题。 部分水培设施直接安装在地表使用，不采取地表隔离和净化措施，污染栽培系统。 基质栽培模式
基质水培目前在国内应用较多，广泛用于果菜生产，主要模式有：大槽式有机生态型无土栽培、塑料槽式基质栽培、箱式(单株容器)基质栽培、袖珍式基质栽培、垄型基质栽培、砂培等。 问题是有机基质来源及其处理方法未实现标准化和商品化，基质理化性状不稳定，栽培效果不稳定多数基质栽培采用滴灌非循环供液，水肥排放浪费多，污染土壤和地下水； 滴灌设施易出现物理化学堵塞现象，液体供应不均，作物生长不均，造成秧苗死亡； 开放式基质栽培(槽型栽培、单株容器培养)，基质水分挥发损失多，表面易聚集盐分，根际理化环境不均衡。 封闭式基质栽培(主要为薄膜袋培养、垄培养、岩棉培养)，夏季受日照影响，容器内基质温度过高，导致根系生长不良。 基质栽培中有机基质比例过高，一段时间后逐渐腐烂，透气性逐渐下降，影响根系活力。 有机生态型无土栽培是通过人工追肥固体有机肥、滴灌来稀释固体肥料，实现作物营养供应。 这种通过表面撒播或集中穴撒播的追肥方式类似于土壤栽培，工作效率低。 有机肥的溶解与肥效表现和滴加位置、滴水量、基质维持湿润时间密切相关，滴加位置和施肥点必须相同。 否则，固体有机肥不能有效溶解，根系不能正常吸收营养。 总是需要改变水滴网站。 否则，根群很难吸收水肥平衡。 大槽基质栽培基质用量大，根系生长有效空间小，不仅增加了成本和劳动强度，而且不利于根际水肥的精确控制。 标准化、模式化的成型栽培设施不足，标准化的商品基质也不足。 基质的消毒、更换及废弃处理也未形成完整的技术体系。 立体无土栽培
无土栽培是指垂直、坡面或多层栽培，目前开发的模式有后栽培、壁栽培、多层槽型水培、管式立体水培、多层槽型基质培养等。 无土栽培有利于提高温室空间利用率，提高单位面积产量。 现有的立体无土栽培模式包括柱式、壁式栽培主要采用基质培养，一般采用滴灌和循环供液方式，容易造成滴管堵塞和流量不均，局部死苗和植株生长不均。 部分柱式、壁式种植模式，设施工程与农艺脱节，不利于实现良好的立体种植，需要配套一定的基础土建工程，安装施工难度大。 斜插管式支柱和墙体种植的马蹄形“插管杯”，不能直接育苗，基质易散落，苗床浇水困难。 部分柱式栽培过于追求单柱式植株定植根数，柱式巨大，“阴阳”面和空间光损失大，或定植孔间距过小，造成柱式植株纵向/横向生长空间受限，单株光照不足，植物徒长相反立体栽培基质隐藏在柱体或墙体中，不能直接清理残根或内部消毒，需拆除处理后重新安装。 现有立体栽培技术中，柱体、墙体在温室条件下，不会针对空间垂直光照、温度差异选择“适生品种”，而是同一品种同为立体设施，上下生长不一致，商品性不一致。 高架多层槽式基质栽培，设施构筑体积大，下层形成较大的遮光面，冬季生产效果差。 雾培
雾培，又称雾培，是一种将营养液以雾化形式直接喷洒在作物根上的无土栽培方法，最大的优势是根系有足够的氧气，在高温季节不必担心根缺氧，但问题也很明显。 由于雾培设施必须在根部留出较大的根系下垂生长空间，为营养液雾化扩散创造条件，因此该设施所占空间较大。 现有的雾培设施通常采用垂直或倾斜面直接打孔定植，植株生长容易造成重心偏移，出现倒伏、下垂的生长现象，难以生产正常株型的叶菜(油菜/生菜)产品，商品性差。 雾培作物根系成束下垂生长，须根不易分散扩展，往往只有外侧根系才能直接接收雾化营养液，内侧根系处于相对不利的位置，大部分根系难以发挥水肥吸收功能。 营养液应定期或连续雾化喷洒。 例如，局部喷嘴堵塞，或因泵故障或停电导致植物马上缺水萎缩。 因此，雾培的风险很高。 开发新无土栽培设施和技术的基本原则
水培模式越来越多，但总体上还不仅限于水培(包括雾培)、基质栽培两种，而是根据作物种类、生产、观赏、科普和空间利用方式开发不同的栽培模式。 要通过设施工程手段改善根系生长的物理、化学环境，实现作物工厂化、省力化、立体化、高效化、优质化生产和休闲、旅游、科普功能的综合应用，努力降低无土栽培生产风险，提高生产经营效益。 因此，我们在开发新型无水栽培模式时，必须考虑栽培模式的经济性、生产率、风险性、可操作性和多功能性，使栽培设施与作物生长有机结合，提高无水栽培的科技水平。 经济性、经济性并不是一味追求设施、装备的低投入，而是通过设施施工手段降低无土栽培的劳动强度，简化生产操作流程，提高工作效率。 其次，通过改造设施、装备，为作物生长创造更好的根际环境，使作物生长更健康，显著提高产量、质量、商品性，从而提高生产经营效益。 生产力不仅是满足人们对新技术的关注，它指的是研究开发的新型无土栽培设施和配套技术能否满足产业化、规模化、高效生产的需要，是否具有应用前景。 风险性风险是指在种植模式生产过程中，设施对不利气象因子(高温、低温伤害)的防护隔离功能、病虫害的防御和预防功能。 缓和机械故障和停电等突发事态的功能。 顺利完成作物生长过程，可获得优质、高产、高商业性的园艺产品。 此外，设施不对作业人员构成人身安全威胁。 可操作性可操作性是指研制开发的无土栽培设施建模、标准化程度高，设施易于生产、运输、安装、使用，易于被生产操作人员掌握。 多功能设施模式既适用于规模化作物生产，也适用于小农、科普教育、家庭园艺等领域的组装使用，必须注重视觉和人性化设计。
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