1.什么是無土栽培？

無土栽培是指不用天然土壤栽培作物，而將作物栽培在營養液中，這種營養液可以代替天然土壤向作物提供水分、養分、氧氣、溫度，使作物能夠正常生長并完成其整個生命周期。大家都知道，傳統農業中作物的生長離不開土壤，如糧食、棉花、油料、蔬菜、果樹、茶葉、花卉、煙草等，都必須利用土壤栽培，可以說，農業生產特別是種植業就是利用土壤的栽培技術，農業與土壤是密切相關切的。而自1929年格里克教授試種一株無土栽培番茄成功以來，作物栽培終于擺脫自然土壤的束縛，可進入工廠化生產的誘人發展前景。

無土栽培由于由于不用土壤，在技術上是一重大突破，同時，由于技術的不斷完善、先進設施，新型的基質材料的應用，無土栽培已完全可以根據不同作物的生長發育需要進行溫、水、光、肥、氣等的自動調節與控制，實行工廠化生產。因此，無土栽培是當代現代化農業的高新技術，是現代設施栽培的新技術。

無土栽培的類型和栽培方式很多。根據其栽培是否使用固體的基質材料，可把無土栽培分為兩個基本類型，即無基質栽培和基質栽培。無基質栽培即沒有固定根系的基質，根系直接和營養液接觸，主要包括以下幾種：（1）營養液膜栽培（NFT）：這種方法是以約0.5厘米的淺層營養液流過植物根系，這層營養液很淺，像一層水膜，故稱為營養液膜技術；（2）深液流水培（DFT）：營養液的液層較深，植株懸掛于液面上，其重量由定植網框或定植板所承載，根系垂入營養液中，深液流技術又可分動態浮根法、M式、浮板毛管法；（3）霧氣培：是將營養液用噴霧的方法，直接噴到植物根系，根系懸掛在容器中的內部空間。基質栽培是植物通過基質固定根系，并通過基質吸收營養液和氧的方法。根據使用材料的不同，又可分為不同的栽培方式。（1）無機基質：包括砂培、礫培、蛭石培、珍珠巖培、爐渣等。（2）人工基質：巖棉培、聚乙烯發泡材料、聚氨酯泡沫等；（3）有機基質：包括鋸木屑、蔗渣、草炭、稻殼、熏炭、樹皮、麥稈、椰殼糖、膨化雞糞、菌糠等。不同的無土栽培類型和方式，由于采用不同的栽培基質、不同的裝置的栽培床和不同的供液方式，其效果、技術難度大小不一。投資額度亦差別很大。所以，在進行無土栽培時，必須要先了解和掌握不同的無土栽培方式的特點和具體應用技術，根據財力、物力等投資能力、技術條件和不同栽培作物種類，選擇適當的無土栽培方式。目前，廣東大多采用深液流及沙培混合基質培等技術。

無土栽培由于其從栽培設施到環境控制都能做到根據作物生長發育的需要進行監測和調控，因而具有一般傳統的土壤栽培所無法比擬的優越性。可以概括為以下面幾個方面：（1）無土栽培的作物生長快，產量高，如番茄、黃瓜等作物的產量比土壤栽培高1倍以上。（2）免除土壤污染，可以生產出清潔衛生、少污染、無公害，品質好的產品。無土栽培的作物，特別是蔬菜、瓜果等，由于不施用人糞尿，廄肥等農家肥料，病蟲害相對又少，大大減少農藥的使用，不噴灑除草劑，因此其產品大大地減少了肥料、農藥、寄生蟲、病菌及重金屬等污染，清潔衛生無公害，同時，果大而整齊，顏色鮮艷，商品性和食用品質均好。（3）省工、節水、省肥。由于不需要進行土壤耕作、整地、施肥、中耕除草等，田間管理工作大大減少，不僅能節省用工，同時勞動強度亦不大，能大大改善農業生產的勞動條件，有利于省力化栽培。在人工控制下，通過營養液的科學管理來確保水分和養分的供應，因而可以大大減少了土壤栽培中水肥的滲漏、流失、揮發與蒸發，所以在沙漠干旱地區進行無土栽培亦是一項很好的“節水工程”。（4）可以避免土壤連作障害：如果土壤連作頻繁，會導致土傳病蟲害日見增長，土壤鹽類不斷積聚或土壤酸化、板結等障害，已成為影響蔬菜生產發展的一個重要制約因素，而應用無土栽培則可以避免上述土壤連作障害的發生。（5）不受地區、土壤等條件的限制。可以在屋頂、陽臺以及不能進行土壤栽培的地方如沙漠、油田、海涂和土壤嚴重污染的地區應用。

我國設施農業的發展為無土栽培技術的應用開辟了新天地。自改革開放以來，隨著經濟的不斷發展，人民生活水平的不斷提高以及城鄉“菜籃子工程”建設的發展，對優質蔬菜、花卉的需求日益增大。因此，蔬菜、花卉以及其它經濟作物的保護地栽培面積迅速擴大。據統計，1974－1978年全國塑料大棚面積約為8萬畝，1986年全國蔬菜溫度和塑料大棚覆蓋栽培面積達20萬畝，1996年已超過500萬畝，塑料大棚覆蓋栽培的發展，為蔬菜、花卉等園藝作物、經濟作物的優質、早熟、高產和在不同地區、不同季節進行反季節栽培創造了條件。然而，由于大棚等固定設施的限制以及大棚覆蓋栽培的高效益，多茬次、實行科學的輪作十分困難。長期連作的結果，使土傳病蟲害日益嚴重，形成“設施栽培中的連作障害”，影響保護地栽培的進一步發展；另一方面大棚有土栽培的更大幅大高產亦受到很大限制，況且由于伴隨工業發展而帶來的環境污染特別是土壤污染，給高檔、無公害蔬菜的生產帶來了很大困難，而在大棚等園藝設施中進行無土栽培，一方面可以在不宜耕作的土地如荒山、沙灘以及土壤污染嚴重的地方進行，避免和克服土壤連作障害。另一方面能充分發揮設施栽培和無土栽培的優越性，生產出優質、高產的產品。因此，設施栽培中應用無土栽培更可以發揮更好的作用。

十九世紀葉，德國著名科學家李比希提出植物礦物營養學說，標志著無土栽培技術進入實驗研究階段，此后，德國科學家衛格曼、薩克期和克諾普等先后應用營養液進行植物生理學的試驗研究。自此以后許多科學對營養液進行了深入研究，無土栽培技術逐漸地從實驗研究走向生產應用，1929年，美國格里克教授應用營養液栽培取得成功，種出一株高7.5米，單株果重達14公斤的水培番茄，成為第一個將無土栽培用于商業化生產的人，這在科技界引起轟動，同時對全世界無土栽培的興起和發展產生了深遠的影響。以后，砂培、礫培技術又試驗成功。從本世紀50年代起，各國包括意大利、西班牙、法國、英國、瑞典、以色列、荷蘭、日本等國廣泛開展了研究并實際應用。從六十年代起，無土栽培出現了蓬勃發展的局面，深液流技術、營養膜技術和巖棉培在生產上得以應用，種植作物亦從番茄、黃瓜等蔬菜種類擴展到花卉等種類。此外，新技術包括自動化控制營養液和環境技術也越來越廣泛地應用在無土栽培上。

目前，無土栽培已發展成為一門獨立學科，即設施農業的一項高新技術――無土栽培學。現在，無土栽培在美國、日本、荷蘭、丹麥、英國、以色列等國已較廣泛應用于生產。如荷蘭無土栽培面積現已發展到3千多公頃，其有名的花卉大都是無土栽培培育出來的。

我國無土栽培技術的應用起步較晚，目前仍處于開發與試驗階段，1976年，山東農業大學率先闖出路子、進行黃瓜、西瓜等無土栽培試驗，并進行校內研究與校外推廣，于80年代初與勝利油田聯合開發出我國第一個有一定規模的蔬菜無土栽培生產線。此后，全國不少省市相斷開展此方面的研究工作，據不完全統計，目前全國從事無土栽培技術研究的部門和單位約50多個，而廣東已有54個單位先后開展了無土栽培技術的研究和生產應用，總面積達1200畝以上。無土栽培的作物包括蔬菜、花卉、甜瓜、草莓等二十幾種。研究和推廣內容包括營養膜栽培、深液技術和不同材料的基質培等配套技術。農業部和廣東省等于“七五”、“八五”期間組織有關單位進行專題研究并取得了進展。如北京的蛭石袋培與有機基質培、江蘇的巖棉培和簡易NFT（營養液膜）培、浙江的稻殼熏炭基持培和浮板毛管水培、廣州、深圳的深液流技術和蔗渣、木糠、椰殼渣等基質培等均各具特色。江蘇省農業科學院和南京玻纖院合作研制成功的農用巖棉和巖棉技術填補了我國的空白并已投產。由華南農業大學研制的具有南方特色的深液流技術、基質培技術，在廣東省的種植面積已具一定規模。目前，我國已從引進無土栽培技術與設備走向引進、消化到自行設計研制及開發應用階段。

發展無土栽培生產，必須具備以下幾方面的基本條件：（1）要有掌握無土栽培的技術管理人員，能正常進行生產管理和操作，開拓銷售市場。（2）要有保證的電源和水源、不會因中途停電停水而影響營養液的供應等。（3）大氣不能受到較嚴重污染，如氟（FH）、硫（SO₂）、氮氧化物（NO_X）的污染。（4）要有優質的水源保證。水的質量影響到無土栽培的效果。配制營養液要求優質的水源：包括不能帶病菌、不能含有過多的氯離子、鈉離子、鈣鎂離子等、水不能混濁。（5）要在一定的保護性設施如玻璃溫室、塑料薄膜大棚覆蓋栽培設施下進行。（6）要建有適當的無土栽培種植系統。無論是哪種無土栽培方式、都要求有適合要求的栽培槽、供排液系統和控制系統。保證作物在不用土壤栽培情況下適宜的環境條件，并能做到人為控制。（7）要有適宜的氣候和季節。除了全自動控制的現代化無土栽培設施外，無土栽培蔬菜、花卉等生產必須要在適宜的氣候條件和季節下進行。凡是適合蔬菜、花卉等作物生長的氣候和季節，均能進行無土栽培。

在對無土栽培生產基地進行規劃時，應考慮以下幾方面：（1）占地面積和范圍，應根據投資多少以及市場的需求情況而定，并考慮生產管理水平，可通過分期建設如分幾期建設，留有發展、擴產的余地。（2）總體規劃與一般設施栽培園藝場相同，有造路系統、排水系統、生產區、育苗區、產品加工及辦公后勤、曬場、停車場等綜合區。（3）大棚或溫室建設可設為8×42M²（平方米）或者是6×30平方米，以10－20座為一區，若是深液流水培，可采用2個槽共用一個貯液池供應營養液，基質培可以10個或者更多的大棚集中供液，但應考慮貯液池有足夠大的體積，以便于生產安排和營養淮的供應等生產管理，還可以根據當地的實際情況建設連棟的大型溫室。（3）深液流水培種植槽宜建穩固的水泥槽結構，或者可采用聚苯乙烯發泡材料壓制成型的栽培槽，可拼接和搬遷，即可水培亦可作基質培，但缺點是易損壞后續生產資料，消耗多。基質培可根據具體情況，用磚堆砌鋪上塑料薄膜而或者采用水泥槽。棚內或溫室內的種植槽可設置為四排8條或者八排16條為宜。（4）貯液池可處于每組的棚邊或者棚內，一般采用地下式，亦可建地上式，通過輸液管道用水泵抽取供應。貯液池及種植槽應嚴格按照設計要求建設，防止漏水以及符合具他設計要求。

無土栽培的實質是用營養液代替土壤，而營養液的產生，是以李比西的植物礦質營養學說為依據的。因此，礦質營養學說是無土栽培的理論基礎。早在1840年，李比西就提出礦質營養學說，認為作物是通過吸收溶解于水的無機物來進行生長發育的。以后，許多學者進一步證實，補充和完善這一學說。1842年德國科學家衛格曼和波斯托羅夫等人利用容器砂培成功。1859－1865年，薩克斯和克諾普應用化學分析方法分析植物體，明確了其中含有氮、磷、鉀、鈣、鎂等營養元素，并首先利用無機肥料配制營養液，培育作物獲得成功。1935年，美國科學家霍格蘭和阿農等人分析研究了不同土壤溶液的組成及濃度，進一步闡明了添加微量元素的必要性。并對營養液中營養元素的比例和濃度進行了大量的研究，在此基礎上發表了許多營養液配方。在上述理論的指導下，經過長期研究，終于使無土栽培發展成為一門新技術，并使其實用化。無土栽培的基本原理，就是不用天然土壤而根據不同作物的生長發育所必須的環境條件，尤其是根系生長所必需的基本條件，包括營養、水分、酸堿度、通氣狀況及根際溫度等，設計滿足這些基本條件的裝置和栽培方式來進行無須土壤的作物栽培。因此，要掌握好無土栽培的技術，不僅要了解作物栽培有關知識，而且要掌握營養液的管理技術。

無土栽培和土壤栽培都是根據作物的生長發育所必需的環境條件，提供給作物充足的養分、水分、適宜的根際溫度、供氧狀況、溶液濃度及酸堿度等，通過人為栽培來獲得人們所必需的產品。但是，兩者在各自的栽培方式及養分的供應等方面均存在很大的差異。土壤栽培的作物根系生活在具有良好的緩沖作用的土層之中，這土層充滿著水溶液和空氣。作物需要的水分和養分可通過根系縱土壤中吸取。土壤不僅能支持植物，提供根系生長的環境，同時還不斷地提供營養、水分和氧氣給作物根系吸收。保持在土壤孔隙中的水分和溶解的鹽分等構成土壤溶液，作物根系主要是從土壤溶液中吸收養分。土壤中存在的養分包括有機的和無機的兩大類，都必須通過微生物等作用分解成簡單可溶的化合物，溶于土壤水才能被作物吸收利用。土壤養分的主要來源靠施肥予于補充。但施肥主要是以氮、磷、鉀三要素。土壤空氣狀況，微生物活動，土壤酸堿度等對作物根系養分的供應起著重要作用。施入土壤中的肥料由于土壤對肥料的固定以及肥料的分解、揮發以及隨著灌溉水、雨水的徑流、下滲等的流失，因而肥料的利用率較低。而無土栽培的作物根系是生長在人工配制的營養液或固體基質中，它們的緩沖性能較差。因此，易受到外界條件的影響，如酸堿度、濃度、養分之間的平衡等的影響，調控與管理需較高的技術。但由于無土栽培使用的營養液，均是采用可溶性的無機鹽配成的，更易于被作物所吸取。能及時而有效地滿足作物生長對營養的需要，更能夠促使作物生長迅速及產量的提高，而且肥料的利用率也較高。一般地，無土栽培的肥料利用率可達90－95％以上。無土栽培的產品也比土壤栽培的高出一倍以上。無土栽培不存在著象土壤栽培那樣的水分滲漏、土徑流等問題。因此，其水分的利用率遠高于土壤，一般無土栽培的水分消耗只有土壤的1/10－1/5。

深液流技術（DFT）是指植株根系生長在較為深厚并且是流動的營養液層的一種水培技術。種植槽中盛放約5－10公分有時甚至更深厚的營養液，將作物根系置于其中，同時采用水泵間歇開啟供液使得營養液循環流動，以補充營養液中氧氣并使營養液中養分更加均勻。深液流水培設施由種植槽、定植網或定植板、貯液池、循環系統等部分組成。它是最早開發成可以進行農作物商品生產的無土栽培技術。在其發展過程中，世界各國對其做了不少改進，是一種有效實用，具有競爭力的水培生產類型。在日本十分普及，在廣東省亦有較大的使用面積，能生產出番茄、黃瓜、辣椒、節瓜、絲瓜、甜瓜、西瓜等果菜類以及菜心、小白菜、生菜、通菜、細香蔥等葉菜類，是較適合我國現階段國情，特別是適合南方熱帶亞熱帶氣候特點的水培類型。其特點表現在：（1）營養液的液層較深，根系伸展則較深的液層中，每株占有的液量較多，因此，營養液濃度、溶解氧、酸堿度、溫度以及水分存量都不易發生急劇變動，為根系提供了一個較穩定的生長環境。（2）植株懸掛在營養液的水平面上，使植株的根頸離開液面，而所伸出的根系又能觸到營養液，由于根頸被浸沒于營養液中就會腐爛而導致植株死亡，故應做好懸掛植株的工作。（3）營養液要循環流動。以增加營養液的溶存氧以及消除根表有害的代謝產物的局部累積，消除根表與根外營養液和養分濃度差，使養分能及時送到根表，更充分地滿足植物的需要。

營養液膜技術，簡稱NFT，是英國溫室研究所庫柏在1973年首先開發的。它是一種將植物種植在淺層流動的營養液層中的水培方法。1979年以后，該技術迅速在世界范圍內推廣。美國的Grane、英國的Adams印度的Douglas等人曾對營養膜技術的構造及日常管理等方面進行許多改進。傳統的無土栽培技術需設置較深的種植槽，并在槽中放入固體基質或營養液來種植作物，種植槽需用水坭、磚、木板或金屬等材料制成，即苯重又昂貴，同時根系的需氧問題較難解決。與之相比，營養液膜技術不用固體基質，在要求一定坡降（1：75左右）的傾斜種植槽中，營養液僅以數毫米深的薄層流經作物根系，作物根系一部分侵在淺層流動的營養液中，另一部分則暴露于種植槽內的濕氣中，可較好地解決根系呼吸對氧的需求。這種裝置的種植槽多采用塑料薄膜或硬質塑料片材制成，使設備的結構更輕便簡單，用戶可以自行設計安裝使用，大大降低了投資成本。但由于其根系環境的緩沖性能差，根際周圍的溫度受外界影響很大，對地平要求嚴格，如果地面不平，坡降不一，栽培槽底面營養液流動供應不均勻，造成植株間的生長不一致，影響產量。另外，由于種植槽中的營養液層較淺薄，種植系統的營養液總量較少，因此營養液的濃度和組成易產生急劇的變化，要不斷循環供液，能源消耗較大，若出現斷電較長時間或水泵故障，而不能及時循環就很容易出問題，在高溫和作物生產盛期，植株葉而蒸騰量大，消耗營養液量大，供應不及時亦易造成植株萎蔫。

巖棉營養液栽培技術是1969年丹麥的格羅丹公司首先開發的，是一種特殊基質的栽培方式，80年代以后，在以荷蘭為中心的歐洲各國迅速普及。1986年荷蘭應用該技術的種植面積已超過2000公頃，連營養膜技術的起源地英國也轉向巖棉培。此后其他國家如日本也有采用巖棉培進行無土栽培生產。目前在我國采用巖棉培的面積并不大。巖棉是一種用多種巖石熔融在一起，形成巖漿，然后噴成絲狀冷卻后稍為壓縮而成的，疏松多孔的固體基質，因巖棉制造過程是在高溫條件下進行的，因此，它是進行過完全消毒的，不含病菌和其它有機物。經壓制成形的巖棉塊在種植作物的整個生長過程中不會產生形態的變化，而且作物根系很容易穿插進去，透氣，持水性能好，質地柔軟，均勻，有利于作物根系的生長。在巖棉培中，主要有以營養液滴灌而多余的營養液不回收利用的開放式巖棉培和營養液重復回收利用的循環式巖棉培兩種。和其他固體基質培及水培方式相比較，巖棉培的優點在于：（1）能較好利用巖棉的保水和通氣特性來協調肥、水、氣三者關系；（2）裝置簡易，安裝和使用方便，不受地平限制，不受停電、停水的限制。（3）本身不傳播病蟲、草害，不發生嚴重病害情況下，可以連續使用1－2年或經過消毒后再利用。

沙培是一種利用河沙作為生長基質，以滴灌的形式供應營養液供作物生長所需的無土栽培技術。沙培的沙粒以粒徑0.5－3.0毫米范圍的為好。在許多地方特別是在一些水資源嚴重不足的地區，如沙漠、半沙漠地區、作為節水型農業廣為應用。沙培的設施結構包括種植槽和滴灌系統兩大部分。種植槽有固定式種植槽和溫室全地面沙培。目前，多采用固定式種植槽。這種種植槽可用磚或木扳制成V型或└┘型，槽內襯一層塑料薄膜，為了排水方便，可在塑料薄膜底部放置一些粗大的石礫，然后再在種植槽中放入沙子。滴灌裝置由毛管、滴管和滴頭組成。通常每一植株都有一個滴頭，故沙培較適于大株形的作物。在種植管理中，注意把握沙培不過干、不過濕是管理技術的關鍵，由于沙培基質的緩沖能力較低，且是采用開放式滴灌供液，在基質中貯液不多而又不進行循環，以致藏于基質中的營養液的濃度和酸堿反應變化較大。因此，在選擇營養液配方時，宜選擇生理反應比較穩定的、低劑量的配方。此外，每次種植后，需對沙進行消毒。沙培有以下特點：（1）營養液不能循環，病菌互相傳染的危險性低；（2）沙子的粒徑較小，持水量較多，擴散范圍大，根系能充分吸水吸肥，且根系水平方向伸展，排液管孔不易阻塞；（3）每次都用新鮮營養液，較好地維持養分平衡，減少調控營養液的麻煩；（4）設備費較低，管理較容易些；（5）持水量較大，供液次數可較少，每天供液1－2次即可；（6）每茬之后沙的消毒較為麻煩；（7）滴灌系統滴頭易堵塞；（8）水和肥料的用量較多，吸收利用率也不高，易于產生鹽類積累。

固體基質做為基質培的材料，可分為無機基質和有機基質。材料的性能對作物生長影響較大，對管理技術要求也不同，如基質保水性、通透性和緩沖作用均與基質的物理性質和化學性質有關。因此，使用前，應對基質的各種物理、化學性質有一個較具體的認識。如吵、石礫等無機基質，其固定、支持錨定植物作用、透氣較好，但保水性、緩沖作用較差，而有機基質如樹皮、鋸木屑、蔗渣、泥炭等固定、支持錨定植物作用較差，但保水性、緩沖作用好，為了克服單一基質的容重過輕、過重，通氣不良或者通氣過盛等弊病，常將幾種基質混合形成復合基質來使用，一般在配制復合基制時，以兩種或三種基質混合而成為宜。目前，在廣東的基質培中，許多是采用混合基質來進行無土栽培的，其栽培設施與沙培營養液滴灌的類似。所采用的材料亦根據種植作物的要求以及材料來源而不同，以經濟實用為原則，自己動手配制，如華南農業大學無土栽培技術研究室研制的蔗渣礦物復合基質是用50－70％的蔗渣、鋸木屑、椰糠等與30－50％的沙、石礫或煤渣混合而成的。其容重適宜，大小孔隙比例合理，具良好的保水性和通氣性，無論是育苗還是全期生長，效果均良好。

確定和選擇無土栽培的營養液配方的依據，一方面要根據不同的作物對各種營養無元素的實際需要，另一方面要考慮多數作物不同的吸肥特性。在無土栽培中，營養液是作物根系吸取營養的唯一來源。因此，營養液中應包括作物生長發育所必需的所有營養元素。不同的作物和品種，同一作物不同的生育階段，對各種營養元素的實際需要也有很大的差異，所以在確定營養液的配方時，要先了解各類作物以至不同品種各個生育階段對各類必需元素的需要量，并以此為依據，來確定營養液的組成成分和比例。營養液配方的組配，除了依據不同種類作物對主要營養元素的需求外，還要根據作物的吸肥特性來確定。植物主要是通過根系來吸收礦質元素，而各種植物吸收礦質元素又各有各的特點，主要表現在以下幾方面：（1）根系吸收礦質元素與吸收水分間的關系，礦質元素只有溶解于水才能被植物吸收，水分直接影響礦質元素的吸收和運輸，但兩者之間不成正比例關系，各具相對的獨立性。（2）植物的根對礦質元素具有選擇吸收的特點，根系吸收鹽類離子的數量不與溶液中的離子成比例，甚至同一鹽類的陰陽離子，也以不同比例進入植物體，使得營養液的成分和酸堿度逐漸改變。（3）單鹽毒害離子間的拮抗作用，任何植物如在含單一鹽類的營養液中，則不能生長，稱為單鹽毒害，如在其中加入少量其它鹽類，則能使其單鹽毒害消除，這種離子間能夠相互消除毒害的現象，叫拮抗作用。因此，確定和選擇營養液配方時，應根據不同種類的特性選擇營養液配方。現在，已有種類繁多的營養液配方供人們選擇。

營養液是根據作物對各種養分的需求，通過把一定數量和比例的無機鹽類溶解于水中配制而成的，作為無土栽培的營養液，必須達到以下要求：（1）必須含有作物生長發育所必需的全部營養元素，包括大量元素和微量元素。（2）這些礦質元素應根據不同作物的需要，按其適當比例配合成平衡營養液。（3）所配制的無機鹽類，在水中的溶解度要高，并且是離子狀態，易被作物所吸收。（4）不含有有害及有毒成分，并保持適于根系生長，利于養分被吸收的酸堿度和離子濃度。（5）應用的效果要好，能使作物的生長發育良好，且能獲得優質高產。（6）取材容易，用量小，成本低。因而，要配制符合要求的營養液，其原料包括水源、含有營養元素的化合物及輔助物質要符合要求。首先，對水質要求，生產中使用的水通常來自雨水、井水和自來水等，其總要求和符合衛生規范的飲用水相當。主要是硬度不能太高。一般以不超過10度為宜，酸堿度（pH）為6.5－8.5之間，氯化鈉含量小于2毫摩爾/升，重金屬如汞、鎘、鉛等及有害健康的元素含量在容許范圍之內。對無機鹽化合物的要求，由于營養液配方標出的用量是以純品表示，在配制營養液時，要按各種化合物原料實際的純度來折算出原料的用量，商品標識不明，技術參數不清的原料禁用。如采購到的大批原料原料缺少技術參數，應取樣送檢，確認無害時才允許使用。此外，原料的純度要符合要求，少量的有害元素應不超容許限度。否則均會影響營養液平衡。

配制營養液時應注意避免難溶性物質沉淀的產生。合格的平衡營養液配方配制成的營養液應是不會產生難溶性物質沉淀的，但任何一種營養液配方都必然潛伏著產生難溶性物質沉淀的可能性。因為營養液必然含有鈣、鎂、鐵、錳等陽離子和磷酸根、硫酸根等陰離子，若配制過程掌握得好就不會產生沉淀，掌握不好就有可能產生沉淀。配制時應運用難溶性電解質濃度積法則來指導，以免產生沉淀。為此，在配制濃縮貯備液或者工作營養液時，混合與溶解肥料嚴格注意順序。要把鈣離子和硫酸根離子、磷酸根離子分開，即硝酸鈣不能與硫酸鹽類如硫酸鎂、磷酸鹽類如磷酸二氫鉀等混合，以免產生硫酸鈣或磷酸鈣沉淀。如配制濃縮的貯備液的，一般將它們分成A、B、C三種，稱為A母液、B母液、C母液。A母液以鈣鹽為中心，凡不與鈣作用而產生沉淀的鹽都可放在一起。B母液以磷酸鹽為中心，凡不與磷酸根形成沉淀的都可放在一起。 C母液是由鐵和微量元素合在一起配制而成的；因其用量小，可以配成濃縮倍數很高的母液。母液的濃縮倍數，應以不致過飽和而析出為準，其倍數以配成整數為好，方便操作。若母液需貯存較長時間，應將其酸化，以防沉淀產生。母液應貯存于黑暗容器中。在以濃縮貯備液配制成工作營養液時，一定要將A、B、C三種貯備液稀釋后才加入，而且加入的速度要慢，在加入一種貯備液之后須循環一段時間后再加另一種貯備液。如果直接稱取肥料直接溶解加入種植系統而配制工作營養液的，要在種植系統中先放入大約7－8成清水后和才加入溶解了的肥料，而且每加入一類肥料之前都要先稀釋，加入后要循環一段時間后再加入另一類肥料，以免產生沉淀。此外，在稱量肥料和配制過程中，應注意名實相符，防止稱錯肥料，并反復核對確定無誤后才配制，同時應詳細填寫記錄。

氮主要有硝態氮和銨態氮兩類，包括的肥料有硝酸鈣，含有4個結晶水，為白色小晶固體，易溶于水，易吸潮，應注意干燥保存，酸堿性為化學中性，生理堿性，含硝態氮11.86％，同時含有植物所需的鈣。硝酸鉀，為白色小晶固體，分子量為101.10，含硝態氮13.85%，是化學中性化合物，生理弱堿性，溶解度為20攝氏度時31.6克/100克水。硝酸鉀是一種強氧化劑，遇火能爆炸，常易受潮結塊，貯存運輸中應注意安全。硝酸銨為白色小晶固體，分子量為80.05，同時含有硝態氮和銨態氮，總氮含量為35％，其中銨態氮和硝態氮各占一半，是化學水解酸性，生理酸性。硝酸鈉為白色小晶固體，分子量為5.01，含硝態氮16.5%，為化學中性，生理強堿性。硫酸銨，分子量為132.15，易溶于水，含銨態氮21.20%，白小晶固體，為化學水解酸性，生理強酸性。氯化銨為白色小晶固體，含銨態氮37.2%，為化學水解酸性，生理強酸性。尿素為白色小晶固體，含氮46.64％，易溶于水，為化學中性，生理酸性。磷酸一銨為灰白粉末狀，含氮12.18％，為化學水解酸性，生理酸堿性不明顯，同時可提供磷營養。磷酸二銨為灰白色粉末狀，含氮21.22％，易溶于水，為化學水解堿性，生理酸堿性不明顯。在無土栽培生產中，使用較多的肥料有硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸銨、磷酸二氫銨等。更常用的是以硝態氮為主，因為硝態氮多為生理堿性的，而且由硝態氮引起的生理堿性變化幅度較小，易控制；而銨態氮所產生生理酸性較強，變化較劇烈，且不易控制。但硝態氮和銨態氮源是具有同等營養作用。生產上只需采取適當措施克服其伴隨生理酸堿性質的不良影響，均可以做為氮源使用。

無土栽培中磷源肥料除用磷酸二氫鉀外，還可用磷酸二氫銨，磷酸氫二銨和過磷酸鈣等，磷酸二氫鉀分子量為136.09，純品含磷量為22.76%，含鉀量為28.73％，為白色結晶或粉末，性質穩定且易溶于水，即可提供磷亦可提供鉀，是一種優質的磷鉀復合肥。磷酸二氫銨分子量為115.05，為灰白色粉末，含氮量12.18％，磷26.92%，磷酸氫二銨分子量為132.07，為灰白色粉末，含氮量21.22%，含磷23.45％，一般肥料磷酸銨是磷酸二氫銨和磷酸氫二銨的混合物，使用前應了解其氮、磷含量。過磷酸鈣為灰色顆粒或粉末，是用磷礦粉中加入硫酸溶解而制成，其含磷的有效成分為磷酸一鈣，易溶于水。但由于過磷酸鈣中含有不易溶解的硫酸鈣以及較多的游離硫酸，故很少直接用于營養液配制中，一般只直接施入基質中。

常用的鉀肥有硝酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀以及磷酸二氫鉀等。硝酸鉀為白色小晶固體，溶解度達31.6％，化學中性鹽，生理弱堿性。硫酸鉀為白色小晶固體，溶解度為11.1%，化學中性，生理強酸性。氯化鉀為白色小晶固體，溶解度為34％，化學中性，生理強酸性。磷酸二氫鉀為白色小晶固體，溶解度為22.6％，化學水解酸性，生理中性。鈣源肥料一般使用硝酸鈣、氯化鈣、硫酸鈣和過磷酸鈣等。硝酸鈣為白色小晶固體，含有四個結晶水，易溶于水，溶解度達129.3％，化學中性鹽，生理堿性，含鈣量達16.97％。氯化鈣為白色小晶因體，溶解度達74.5％，為化學中性鹽，生理酸性。硫酸鈣為白色粉末，溶解度很小，為0.204％，為化學中性鹽，生理酸性。過磷酸鈣為灰色粉末，化學強酸性，很少直接用于營養液配方中，多為直接混入基質中。鎂肥主要為硫酸鎂，含有7個結晶水，為白色小晶固體，溶解度為35.5%，酸堿性化學中性，生理酸性，含鎂元素為9.86%.

無土栽培發展的早期，其鐵源是使用硫酸亞鐵、氯化鐵等無機鹽。氯化鐵分子量為270.30，含鐵20.66%，呈黃棕色或橙黃色的塊狀結晶，稍帶鹽酸氣味，在空氣中極易潮解，易溶于水。硫酸亞鐵，俗稱綠礬，可提供鐵和硫，含鐵20.09％，為藍綠色晶體，性質不穩定，易失水氧化變成棕色的硫酸鐵，在高溫和強光照或有堿性物質存在的條件下，更不穩定。由于硫酸亞鐵是一些工業的副產品，來源廣泛，價格又便宜，是無土栽培作物的重要鐵源，又是制造其它鐵肥如硫酸亞鐵銨和螯合鐵的原料。由于氯化鐵和硫酸亞鐵等無機鐵鹽在堿性高時很容易變成磷酸鐵或氫氧化鐵沉淀而失效，甚至在中性情況下也會被氧化成堿式鹽沉淀，而低價的硫酸亞鐵易被空氣中的氧氧化為高價鐵而失效，常造成植物缺鐵，后來栽培中的鐵鹽又改為有機酸鐵，如檸檬酸鐵和灑石酸鐵，這些化合物在有效性雖比氯化鐵、硫酸亞鐵好些，但本身很不穩定，故其效果也不理想，隨著近代化學科學的發展，明確了應用能形成螯合環的有機化合物與鐵作用或螯合鐵，這類螯合鐵用于無土栽培營養液中作鐵源，效果很好，所以現在都使用它代替最初使用的無機鐵鹽和有機酸鐵。鐵螯合物為淺棕色或暗棕色粉末狀物質，在無土栽培營養液中鐵能形成穩定的化合物，能保持較長時間的有效性。鐵的螯合物主要有乙二胺四乙酸二鈉鐵（Na₂FeEDTA）、二乙三胺五乙酸二鈉鐵（Na₂FeDTPA）等多種。由于乙二胺四乙酸二鈉鐵價格便宜，穩定性也較好，故目前最常用的是乙二胺四乙酸二鈉鐵，在配制時，先把硫酸亞鐵與乙二胺四乙酸二鈉鐵分別溶解后才將它們混合在一起螯合之后來使用。

所謂微量元素是按植物體內含量水平來劃分，一般以平均低于千分之一者歸之。在植物所必需的16種營養元素中有7種即氯、鐵、硼、錳、鋅、銅、鉬等為微量元素。由于鐵的特殊表現已加述，而氯則由于其容許存在的范圍較寬，生產用水中都有夠植物植物生長需要的氯存在，所以不專門添加。故通常所講的微量元素就指硼、錳、鋅、銅、鉬五種。硼肥多用硼酸或硼沙，硼酸為主要來源，含硼17.48％，分子量為61.83，為無色或白色結晶粉末，易溶于熱水，呈無色的水溶液，硼沙是另一種硼源肥料，含硼11.34%，為無色或白色結晶狀，易溶于水為為植物所吸收利用。錳肥是用硫酸錳作為錳的主要來源，含錳23.5%，是粉紅色晶體狀，20攝氏度溶解度達62％每100克水，水解酸性。硫酸鋅是無土栽培中鋅的主要來源，含鋅達22.74％，為無色或白色結晶粒或粉末物質，很易溶于水，水解酸性。銅肥是用硫酸銅，含5個結晶水，為無土栽培作物銅的主要來源，含銅25.45%，為藍色結晶物質，20攝氏度時溶解度為20.7克每100克水。鉬酸銨為無土栽培中鉬肥的主要來源，含有4個結晶水，含鉬為54.3%，為白色、無色、淺黃色或淺綠色結晶顆粒或粉末，易溶于水。此外，還可用鉬酸鈉做鉬肥來源，含鉬39％，為白色粉末，易溶于水。

營養液濃度可分為直接表示法和間接表示法兩種。直接表示法是指在一定重量或一定體積的溶液中，所含溶質的量稱為溶液的濃度，無土栽培營養液常用一定體積的溶液中含有多少數量的溶質來表示其濃度。主要有幾下幾種：（1）每升溶液中含某化合物的重量數，重量單位可以用克或毫克表示如每升營養液含有硝酸鉀0.81克（或者810毫克）。這種表示法通常稱為工作濃度或操作濃度，具體配制時是按照這種方法來進行的。（2）每升溶液含有某營養元素的重量數。重量單位通常是用毫克表示，如氮含量為每升210毫克，用元素重量表示濃度是科研比較上的需要，不能用來直接進行操作。（3）每升溶液含有某物質的摩爾數，某物質可以是元素、分子或離子、摩爾表示某物質的量，其值等于某物質的原子量或分子量或離子量。使用摩爾來表示濃度有助于了解溶液的確切化學組成，但不能直接進行操作，需進行換算后才能稱取配制。間接表示法有以下兩種：（1）電導率法（EC），通常配制營養液用的水溶性無機鹽是強電解質，其水溶液具有導電作用，導電能力的強弱可用電導率表示，在一定濃度范圍內，溶液的含鹽量即濃度與電導率呈密切的正相關，含鹽量愈高，溶液的電導率愈大。因此營養液的電導率能反映溶液中鹽分含量的高低，但電導率只反映營養液中各種鹽類總鹽分的濃度而不能反映各種鹽類的單獨濃度，但這已能滿足無土栽培中控制營養液的需要，是目前生產上最常用的測定方法。（2）滲透壓是濃度不同的兩種溶液以半透性膜相隔產生的水壓，水從濃度低的溶液中通過半透性膜進到濃度高的溶液中就產生壓力，溶液濃度愈高，滲透壓力愈大，滲透壓的單位常用帕表示。華南農業大學 林東教