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在20世纪30年代，美国新泽西农业试验场的沙威利用盛装沙子的种植
槽，每隔1—2周把营养液以追肥的形式加入到种植槽中进行沙培(Sand Culture)。1938年，普台东大学的韦斯罗乌采用水泵进行大规模的砾培
(Gravel Culture)。
第三节 无土栽培的研究与应用进展
一 无土栽培简史
第三节 无土栽培的研究与应用进展
一 无土栽培简史
（一）萌芽发展（？——1840年） 一种意识 雏形 过年时家庭中养殖水仙花
江南水乡的水上人家水阀子上放上少量的泥土种植空心菜、 白菜等等
巴比伦的空中花园上种植花草
第三节 无土栽培的研究与应用进展
一 无土栽培简史
（二）试验研究时期（1840-1930年）
荷兰无土栽培面积是美国的10倍，日本的7倍。
我国沿海地区占全国85%以上。
第三节 无土栽培的研究与应用进展
三 无土栽培发展趋势
(三)经济欠发达的国家和地区必须采用与经济水平相适应的 无土栽培技术
欧洲、北美、日本等技术先进的国家——高度设施化
发展中国家——简易化方向
复习思考题
1840年德国科学家李比希(J．V．Liebig)创立的“矿质营养学说”成为以 后无土栽培的理论基础。
德国科学家威格曼(Wiegman)和泊斯托洛夫(Postolof)在1842年进行的研究
真正成为无土栽培的雏形。 1865年萨克斯(Julius von Sachs)与克诺普(W．Knop)提出了早期的10种必
亚胺硫磷 六六六 毒死蜱 滴滴涕
乐斯本 -
低 高
中 中 中 中
蔬菜 蔬菜
蔬菜 蔬菜 叶菜类 蔬菜
0.1 不得检出
0.5 0.2 1.0 0.1
敌敌畏
-
中
蔬菜 0.2 注：该标准为GB/T18407.1-2001
表2-2 蔬菜产品中硝酸盐和亚硝酸盐的限量 项目 蔬菜种类
单位：mg/Kg 最高限量
2000 1500
第三节 无土栽培的研究与应用进展
一 无土栽培简史
（三）生产应用时期（1930-1960年）
1929年美国加州农业试验站的格里克(W．F．Gericke)，参照霍格兰营 养液，培养番茄。（最早，见图） 1935年格里克指导一些生产者建立了面积达8000平方米的无土栽培生 产设施，后来建立了一个蔬菜无土栽培基地，为航空公司服务入员及 乘客提供新鲜蔬菜，以后这种技术很快就在世界上的许多国家应用。
⑤允许使用无公害蔬菜标志
⑥产品必须是未经加工的或只是初加工的蔬菜。
第二节 无土栽培与无公害蔬菜生产
一 无公害蔬菜的概念和标准
（二）无公害蔬菜的标准 1. 农药残留不超标，不能含有禁用的高毒农药，其他农药 残留不超过国家规定的允许标准。
2. 硝酸盐、亚硝酸盐和重金属含量不超标。
3. 病原微生物等有害物质含量不超过规定允许量，不足以 影响人的健康。
表2-1 GB18406.1-2001 通用名称 乐果 马拉硫磷 杀螟硫磷 对硫磷 倍硫磷 甲拌磷 商品名称 马拉松 1605 百治屠 3911
蔬菜产品的农药最大残留限量 毒性 中 低 中 高 中 高 作物 蔬菜 蔬菜 蔬菜
对无土栽培的优缺点和实用性进行全面分析 理解无土栽培的分类 了解国外无土栽培技术的应用
我国于1985年在河北农科院蔬菜研究所成立了第一个无土 栽培学术组织——中国农业工程学会无土栽培学术委员会， 1992年更名为“中国农业工程学会设施园艺工程专业委员 会”。
第三节 无土栽培的研究与应用进展
二 无土栽培的发展现状
（一）中国无土栽培技术的发展现状
1.中国无土栽培基础理论研究成果 （1）全国主要地区水质监测：南方软水区EC值0.10~0.20 ms/cm，符合 无土栽培用水水质标准；北方硬水区EC值高达0.70-1.16 ms/cm，用其 配制营养液较困难，所以北方多应用缓冲性强的基质栽培技术。 （2）低成本高效益营养液配方的研究
第三节 无土栽培的研究与应用进展
三 无土栽培发展趋势
（一）无土栽培的发展面积和速度不局限于技术的先进程度
我国开发的有机生态型无土栽培技术、叠盆式立体无土栽培技术、
简易营养液膜技术、浮板毛管术培技术适宜我国的国情。投资较
少的简易无土栽培装置及配套技术仍将是未来发展的趋势。
（二）经济水平对无土栽培的发展不起决定性作用
芹菜、茼蒿、芫荽、茴香、 莴笋 叶菜类 白菜、甘蓝
韭菜
其他叶菜 硝酸盐 根菜类 （以NaNO3计） 白萝卜 其他根菜类 青蒜
500
3000 1000 3000 1000
葱蒜类
茄果类
其他葱蒜类
茄子、甜辣椒、番茄 其他茄果类
500
1000 1000
豆类
各种豆类菜 500 注：该标准为GB/T18407.1-2001
（四）大规模集约化、自动化生产应用时期（1960年-现在）
1981年在英国Littlehampton建立了一个面积达为8万m2的大型温室，专 门用于番茄的生产，号称“番茄工厂”。
在沙特阿拉伯萨地亚特岛的干旱地区研究所建立了一个面积为8万m2的
水培温室。 奥地利的鲁丝那公司发明了一种植物连续水培的装置。
1998年深圳青长果菜公司从加拿大引进了—套面积为1.33hm2的生菜连
续生产的深池水培装置，1999年的北京。 日本三菱重工和九州电力有限公司建立了一个面积为100m2的全自动、
全天候的蔬菜工厂。
第三节 无土栽培的研究与应用进展
二 无土栽培的发展现状
1980年，隶属于国际园艺学会的“无土栽培工作组”独立 出 来 ， 并 改 名 为 “ 国 际 无 土 栽 培 学 会 ” （ International Society of Soilless Culture，ISOSC）。
（2）南方水培面积较大，主要以深水培为主，有一定面积的营养液膜 栽培、浮板毛管水培。江浙一带则利用湖泊水面飘浮泡沫板种植生莱， 当然还有部分格式基质培和少量基质袋培。
江苏省农业科学院与南京玻纤院共同研究开发了简易岩棉培技术，也 有一定的应用面积。
第三节 无土栽培的研究与应用进展
（二）国外无土栽培发展现状
第三节 无土栽培的研究与应用进展
（二）国外无土栽培发展现状
3.欧洲国家
营养液膜技术和岩棉培技术是在欧洲发明的，且被广泛应用 荷兰无土栽培面积已达3000多ha，是世界公认的无土栽培最 发达的国家之一。主要栽培形式是岩棉培，占无土栽培总面 积的2/3，荷兰主要栽培植物有番茄、黄瓜、甜椒和花卉。 国际无土栽培学会的总部就设在荷兰。
单位：mg/Kg 最高残留限量 1.0 不得检出 0.5 0.05
辛硫磷 甲胺磷 乙酰甲胺磷 久效磷 二嗪磷 氧化乐果
喹硫磷 克百威
肟硫磷 高灭磷 纽瓦克 二嗪农、地亚 呋喃丹 高 中 高
中 高
蔬菜 蔬菜 蔬菜 蔬菜 蔬菜 蔬菜
蔬菜
0.05
0.2
0.5
0.2
敌百虫 涕灭威
需元素学说，这10种元素为C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe。创
立四盐营养液。 1915年，斯夫(J．W．Shive)创立三盐营养液。
美国的霍格兰和阿农，重视微量元素的加入。
第三节 无土栽培的研究与应用进展
表3-1 克诺普的“四盐营养液”和斯夫的“三盐营养液” 克诺普的“四盐营养液” 斯夫的“三盐营养液” 化合物 （g/L） （g/L） Ca(NO3)2 KNO3 KH2PO4 MgSO4 0.80 0.20 0.20 0.20 0.83 2.45 1.89
第一节 无土栽培基本知识
第二节 无土栽培与无公害蔬菜生产
一 无公害蔬菜的概念和标准
（一）无公害蔬菜的概念
无公害蔬菜是指蔬菜产地环境、生产过程和品质符合国家有关标准和 规范要求，经有关部门认证并允许使用无公害产品标志的未经加工或 初加工的蔬菜。
六个方面理解：
①生产环境必须符合国家有关标准 ②生产过程必须符合国家有关规定 ③品质必须符合国家有关标准 ④必须经有认证权的行政部门认证
第一节 无土栽培基本知识
（二）有固体基质无土栽培类型
有固体基质无土栽培类型是指植物根系生长在以各种各样 的天然的或人工合成的材料作为基质的环境中，利用这些 基质来固定植株并保持和供应营养和空气的方法。 选材不同分为：岩棉培、泥炭培、(石)砾培、锯木屑培或蛭 石培 基质放置情况分为：槽式基质培和袋式基质培
表4 鲜食和加工食用蔬菜大肠菌群的限量 项目名称 最高限量
直接食用 大肠菌群 MPN/100g 烹调食用
30
450 注：该标准为GB/T18407.1-2001
第二节 无土栽培与无公害蔬菜生产
二 无土栽培在无公害蔬菜生产中的作用
农药污染、工业污染；硝酸盐污染 80％以上的蔬菜硝酸盐含量超标，而硝酸盐在还原条件下 会转化为亚硝酸盐，常造成人体缺氧中毒，此外，亚硝酸 盐与自然界和人体肠胃中的胺类物质能合成致癌物——亚 硝胺，常导致胃癌、食道癌，这在科学界已有定论。 标准要求蔬菜产品中硝酸盐含量不超标
1. 美国
用于商业化生产 无土栽培面积并不大，且多数集中在干旱、沙摸的地区 研究重点是探索太空无土栽培技术 磁化水技术
美国企业针对家庭园艺开发了大量小规模、家用型的无土栽 培装置。
第三节 无土栽培的研究与应用进展
（二）国外无土栽培发展现状
2. 日本 得益于美军在二战期间及战后的几年建立了一些大型的无土 栽培设施 水培和砾培为主，其中，深液流水培技术(DFT)是日本独自 开发的，井逐渐演化出了M式、神园式、协和式等多种形式。 着力于研制稳定的、适宜于多种蔬菜的营养配方，并推广成 本较低、技术较为简单，且稍加改进就能在露地使用的基质 栽培技术。 植物工厂实用化。
表2-3 蔬菜中重金属及有害物质限量 项目 镉（以Cd计）
单位：mg/Kg 指标 ≤0.05
铬（以Cr计）
汞（以Hg计） 铅（以Pb计） 砷（以As计） 氟（以F计） 亚硝酸盐（以NaNO2计）
≤0.5
≤0.01 ≤0.2 ≤0.5 ≤1.0 ≤4.0 注：该标准为GB/T18407.1-2001
消毒固态有机肥替代营养液；国产酰胺态氮和铵态氮部分替代硝态氮； 降低螯合铁(价格昂贵)用量进行的耐缺铁生菜基因型筛选研究；生产富 硒蔬菜的相应营养液配方研究
第三节 无土栽培的研究与应用进展
二 无土栽培的发展现状
（一）中国无土栽培技术的发展现状
2.中国无土栽培主要形式 （1）北方地区最适宜的栽培方式是基质培，可用炉渣、草炭、石砾、 稻壳、木屑作基质。中国农业科学院蔬菜花卉研究所开发的以有机基 质为主要成分的复合基质培(或称为“有机生态型无土栽培”)推广面积 最大。