关键词：无土栽培现状发展趋势
无土栽培以人工制造的作物根系环境取代了土壤环境，可有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分的供应矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件，从而充分发挥作物的增产潜力。目前，世界上应用无土栽培技术的国家和地区已达100多个，由于其栽培技术的逐渐成熟和发展，应用范围和栽培面积也不断扩大，经营与技术管理水平空前提高，实现了集约化、工厂化生产，达到了优质、高产、高效和低耗的目的。
一、国外无土栽培的发展概况
在设施农业中，无土栽培正在改变着传统种植方式，成为飞速发展的新兴学科。
实践证明，无土栽培具有节水、节能、省工、省肥、减少环境污染、防止连作障碍、产品无污染及高产高效等一系列特点。早在第二次世界大战期间，西方国家就应用无土栽培技术生产蔬菜供应部队。到20世纪60年代无土栽培技术在发达国家得到广泛应用。70年代后，出现了营养液膜技术(NFT)，生产成本有所下降，后来又出现多种人工基质。其中岩棉的应用较广，发展迅速。美国是世界上最早进行无土栽培商业化生产的国家，主要集中在干旱、沙漠地区，主要栽培作物有黄瓜、番茄等蔬菜，无土栽培面积超过2000hm2。荷兰是无土栽培最发达的国家，其无土栽培面积达4000hm2，有64％的温室都采用无土栽培技术。日本也是无土栽培较发达的国家，其无土栽培以岩棉培和NFT为主，无土栽培面积约300hm2。现在世界上商业性无土栽培是以基质栽培为主。荷兰的基质栽培占无土栽培总面积的90％以上，法国占81％，加拿大占80％，日本各种循环水栽培占80％以上，比利时基质栽培面积占50％左右。
世界各国采用无土栽培主要生产蔬菜、花卉和水果。在欧盟国家温室蔬菜、水果和花卉生产中，已有80％采用无土栽培方式。欧盟规定。2010年之前该组织所有成员国的温室必须采用无土栽培。产量高是无土栽培的最大特点，世界上先进的无土栽培技术其番茄产量可以达到45～55kg/m2，黄瓜产量达到50～70kg/m2。为此，发达国家已经实现了采用计算机实施自动测量和自动控制，先进的无土栽培技术可以较好的保护环境，生产出绿色食品。近年，发达国家又采用了专家系统的最新技术，应用知识工程总结专家的知识和经验，使其规范化、系统化，形成专家系统软件，它可以完成与专家水平相当的咨询工作，并可为用户提供建议和决策。
目前，世界上的无土栽培技术发展有两种趋势：一种是高投资、高技术、高效益类型，如荷兰、日本、美国、英国、法国、以色列及丹麦等发达国家，无土栽培生产实现了高度机械化。其温室环境、营养液调配、生产程序控制完全由计算机调控，实现一条龙的工厂化生产，实现了产品周年供应，产值高经济效益显著。另一种趋势是以发展中国家为主，尤其是以中国为代表，根据本国的国情和经济技术条件。就地取材搞土法上马。手工操作，采用简易的设备。这些国家发展无土栽培的目的是改造环境、节约用水和土地资源，解决人民的基本生活需要。
二、我国无土栽培的发展现状
我国无土栽培的历史悠久，如生豆芽、船上种菜和盆里养水仙等都是原始的无土栽培。但我国开展无土栽培研究工作的时间比较晚，20世纪70年代末。山东农业大学首先开始无土栽培生产试验，并取得了成功，80年代中期，从国外引进温室及无土栽培设施相继投产。尤其是随着改革开放，人们的生活水平不断提高，蔬菜生产已经从过去的单纯追求高产向高产、优质方向发展，人们需求无公害蔬菜、绿色食品的呼声越来越高，在此形势下无土栽培在全国各地蓬勃兴起，迅速从研究阶段进入生产阶段。据资料统计，1985年全国无土栽培的面积只有7hm2，1990年增长到15hm2。1995年全国无土栽培的面积发展到50hm2，2000年全国无土栽培的面积达100hm2左右，2005年我国无土栽培的总面积约为315hm2。近几年，我国无土栽培进入迅速发展阶段，无土栽培的面积和栽培技术水平都得到空前的提高。
我国从事无土栽培技术研究的部门和单位约50多个。除研制不同类型的栽培装置外，重点研究营养液膜栽培和不同材料基质培的配套技术，并在全国普及推广，使我国的无土栽培从实验研究阶段进入商品化生产时期，获得一批具有中国自主知识产权的农业高新技术，使国外的先进实用技术实现国产化。无土栽培的植物也扩大到蔬菜、花卉、西瓜、甜瓜及草莓等20多种，但绝大部分用于蔬菜生产。
我国无土栽培方式主要有基质培和水培两种：
(1)固体基质培。主要是有机生态型基质培，还有基质袋培、立体培、岩棉培等形式。使用固体基质的营养液栽培具有性能稳定、设备简单、投资少、管理容易及不易传染根系病害等优点。近期使用的基质主要有岩棉、泥炭、沙、蛭石、珍珠岩及锯木屑等。现已证明，岩棉和泥炭是较好的基质，但我国的农用岩棉尚在试用阶段。多数靠进口，成本较高。岩棉是一种用多种岩石熔融在一起形成岩浆，然后喷成丝状，冷却后稍微压缩而成的疏松多孔的固体基质，因岩棉制作过程是在高温条件下进行的，故经过高温消毒，不含病毒和其他有机物。
(2)水培。目前以营养液膜技术(NFT)和浮板毛管水培技术(FCH)两种为主。营养液膜技术(NFT)的特点是循环供液的液流呈膜状，仅以数毫米厚的浅液流流经栽培槽底部，水培作物的根垫底部接触浅液流吸水、吸肥，上部暴露在湿气中吸氧，较好地解决了根系吸水与吸氧的矛盾。但存在液流浅、液温不稳定、一旦停电停水植株易枯萎以及根际环境稳定性差等不足，限制了其发展。浮板毛管水培技术(FCH)系浙江省农业科学院和南京农业大学于“八五”期间研制开发，应用分根法的特点在栽培槽中设置湿毡分根装置，既解决了根系水气矛盾，又有一定深度的营养液，不怕短期停电(24h以上)，根际环境稳定。易于调控(冬季于栽培床内铺电热线加温，夏天铺设塑料软管通深井水降温)。
三、我国无土栽培的发展趋势
无土栽培具有十分诱人的广阔前景，但其技术要求严、设施装备投入高，受我国生产、消费、资金、技术等方面因素的限制，目前不宜盲目发展，更不能全套照搬国外的生产模式。应结合当地实际进行研究试验，在推广应用中走出一条实用可行的具有中国特色的无土栽培之路。
3．1因地制宜发展具有本地特色的无土栽培技术
由于自然资源、生产技术、市场环境等因素千差万别，因此各地不能全盘照搬国外或其他地区的生产方式和管理方法。如栽培基质的选择，应在试验的基础上大胆尝试利用本地资源：营养液配方也因各地水质、化肥种类等的不同，做出灵活调整；还应根据各地区消费习惯及气候特点，选择无土栽培的作物种类。总体看，南方以广
东为代表，以深液流水培为主：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；北方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；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。各地应根据当地的具体情况，建立适合本地区特点的无土栽培技术体系。
3．2大力发展立体栽培模式
我国人口占世界总人口的1/4，但耕地面积仅为世界总耕地面积的1/7，人均耕地面积远低于世界平均水平。而且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m3。要使我国经济保持可持续发展，不断提高人民生活水平，必须不断提高有限土地面积的生产效率，拓展农业生产空间。据研究，立体栽培能充分利用空间和太阳能，提高土地利用率3～5倍，提高单位面积产量2～3倍。为节约土地资源和水资源、提高土地利用率和生产效益，我国要加强立体栽培方面的研究，大力发展立体栽培技术。
3．3简化技术，循序渐进
无土栽培作为一项现代农业生产技术，涉及的范围包括作物栽培、肥料、病虫害控制、农业工程及自动化控制等多个学科，其技术难度、管理的复杂性均高于有土栽培，不易被农民所掌握，推广起来有一定的困难。这就需要各地农技推广或科研部门把特定的无土栽培技术总结、制定成简便易行的操作步骤，而农民只需按此操作即可。如需配制适宜当地某种作物的某种无土栽培方式所需的营养液，农民只需购回特定的专用复合式完全化肥，加入到一定比例的水中便可使用，在一定时间后，再加入要求量的部分或全部营养物质即可。先试验性探索，再大规模投入生产应用，使无土栽培技术的管理和操作均有类似的“指导”可循。同时还要对农民进行有关的技术培训，提高其现代农业技能和水平。
3．4降低成本，增加效益
无土栽培技术在发达国家和地区多使用专用设施和设备，如成型的各种栽培槽、商品化基质、营养液的自动监控及管理系统等，这些设施设备费用约为170元/m2，这在我国许多地区是不现实的。在发展无土栽培时应考虑成本的投入、技术力量及其他社会条件。因此，通过诸多方法和技术避开高投入问题是推广无土栽培技术的关键。无土栽培的类型和方式多种多样，各地可根据实际情况就地取材，筛选出各种无土栽培设施替代品或采用人工、半人工管理的方式进行尝试，增强无土栽培技术的实用性。如用炉渣、锯末、菌糠代替蛭石、草炭基质，用各种水泥、砖、土槽代替泡沫、塑料栽培槽等，均能降低成本、增加效益，收到较好的效果。
3．5发展有机生态型无土栽培技术
随着我国工业化进程的发展，城乡经济一体化速度的加快，导致大多数农作物栽培地周围都布满了工厂和房屋，工厂在运作过程当中会有很多废气废水排放出来，而房屋的居民每天的生活垃圾也在周围随意丢弃。这不仅严重的污染环境还在一定程度上污染了农作物的栽培地，农作物在受到污染的土地上培植会严重的破坏农作物的内部构造，而人们食用这些农作物会危害人体健康，这就破坏了无公害农作物的栽培初衷，也破坏了生态平衡。
2无公害农作物的栽培管理对策
以上这些问题使农作物在栽培和生长过程中，遭受到各种各样问题，农作物的安全无法保障，针对这些问题，人们开始探索和研究无公害栽培农作物，同时也致力于解决这个问题。文章针对无公害农作物在栽培当中的问题提出了一些的对策，具体分析如下：
2.1修建无公害农作物培植场地
农作物是否安全健康，人们食用后是否放心，这个问题一直被关注着，为农作物栽培营造良好的环境是主要问题。因此，无公害农作物的安全栽培必须要修建一个专门栽培无公害农作物的场地。这个场地的选址也是比较重要的问题，因为场地的环境好坏会影响农作物产品的安全问题，修建无公害农作物培植场地需要在一个远离工厂民居、环境纯净没有污染的场所。这样无公害农作物的栽培就能够真正的做到天然无污染，能够促进我国农业的进一步发展。
2.2选择优秀的农作物品种
选择优质的农作物无公害栽培品种是保障作物产量，提高作物防病虫害的主要保证。可以降低农业和化肥的使用次数保障环境的纯净。优质农作物要根据所在地区的地理环境和气候条件来选择品种，并且按照不同品种的特性和土壤条件来制定栽培方案。这样无公害农作物的培植管理技术才能够得到迅猛的发展，才可以让农作物真正做到天然无公害。
2.3科学治理和预防病虫危害
农作物在生长过程中，会出现病虫害现象，那么，防治病虫危害是农作物栽培过程中的关键环节，这个环节主要重视预防，治疗只起到辅助的作用，所以栽培者在对农作物进行无公害栽培过程中需要对农作物做好管理，尽量避免对农药的使用。若是出现害虫，可以采取释放寄生性捕食天敌动物的方式，尽量减少对农产品盲目胡乱的用药，严格禁止使用剧毒、高度、高残留的农药。尽量使用能够溶解的农药，避免对土壤的污染，还要保证农药的用量，保障农产品无农药残留。
2.4制定预防重金属污染土地的措施
土壤作为无公害农作物栽培的关键内容之一，做好预防重金属的污染工作是栽培者的关键环节，栽培者在栽培农作物的时候对土壤的重金属要事先做好检测，对土地要经常进行翻垦，最大限度的收集土壤的重金属，并且做好避免外部环境对土壤干扰的工作。
3结束语
关键词：农业；作物生产；作物栽培科学；农业生产
中图分类号：S-3文献标识码：A文章编号：1674-0432（2011）-06-0034-1
农业在国民经济中起着重要作用，为人们的生活提供最基本的必需品，是其它部门发展进步的基础。目前，坚决贯彻农业方针是解决农业问题的基本任务，特别是大力发展农业科技。农业生产应采用先进的科学技术与方法，实现其现代化、科学化、工业化。而作物栽培科学正适应这一需求，那么如何将其应用到在农业生产中呢，首先要充分理解作物栽培科学的特点及其与作物生产的关系。
1作物栽培科学的特点
作物栽培指选用优质的作物品种，科学利用各种生产资料（如土地、种子、肥料等），将无机物质向有机物质的转化的生产过程，并受各种因素的影响与制约。如生产条件、社会经济发展及科学技术水平等。
1.1季节性强烈
由于光、热、降水的供应具有季节性的变化，作物生产也应与其相适应，农业生产时应把握好农时。
1.2地域性严格
环境条件是作物生长重要方面，但环境资源在空间、时间及地域之间都存在差异。同时生产条件、社会经济及技术水平的各异则产生了作物生产的地域性。所以，农业工作者在进行农作物栽培时，应符合自然规律，并且因地制宜。
1.3紧密的连续性
人类不断发展，依赖作物生产也具有连续性，所以，作物生产也应之相适应。农作物的各个生产周期，上下茬作物均相连紧密，相互制约。因此，农业生产者需从长远出发，落实前季为后季，季季为全年，年年增产持续。
1.4对土地的依赖性
在作物生产中，土地为其空间基础及无以取代的生产资料，土壤肥力对农作物的产量与质量起直接影响作用。所以，必须合理开发利用土地，保持土地的持续性。
1.5系统综合性
作物生产的影响与制约因素是多方面的，如作物、环境与人为措施等。所以，在作物生产中，我们应以系统的角度为出发点，统筹兼顾，综合应用栽培技术，正确处理与协调各类因素的相互关系，保证农业生产的可持续发展。
2作物栽培科学与作物生产的关系
在新世纪的发展下，对作物生产的目标提出了更高的要求。农作物生产的目标需在优质、环境、效益方面兼顾。
2.1满足粮食需求
现阶段，我国粮食供需基本平衡，但人均资源紧张、耕地少等因素制约了作物生产。同时在经济的不断发展与城市建设占用大量土地的影响下，耕地资源也会逐渐减少。其次，耕地质量退化严重，如土地污染、水土流失等。此外，气候的反复无常，尤其是全球变暖导致的干旱给农业生产带来了不小的危机，因此必须加强作物栽培科学在农业上的应用。
2.2增加供给的多样性
过去阶段，我国农业结构较为单一化。在新时代中，大农业除了种植农业外，可发展水产养殖业与畜牧业，从“粮食作物―经济作物”生产模式转变为“粮食作物―经济作物―饲料作物”，这极大的调整了种植业的结构，改善人民生活的食物构成。因此，作为现代农业应通过作物栽培科学研究出更加丰富多样的作物种类。
2.3保障食物安全
食物安全要求为人们提供充足数量及质量合格的各类食物。此外，对食物生产环境质量也提出要求，创建无公害的生产基地，生产出优质、无害的农产品，同时加强环境保护，保证食品的持续供给。因此，农业工作者应加大作物栽培科学的应用，为人们提供充足的，优质的粮食储备
通过上述对作物栽培科学的特点与其在作物生产的关系的深入了解后，则可更好地探讨作物栽培学在农业生产中的应用与今后的发展趋势，为现代农业生产奠定良好的基础。
3作物栽培学在农业生产中的应用
3.1作物栽培科学及农业科技进步
3.1.1智能控制系统在作物栽培上的应用通过对智能机器进行自主驱动而实现作业目标，不需要工作人员的干预。如水果收获、间苗等作业中农业机器人的适用；安装智能控制系统于播种机上，在播种中便可对排种机构进行自动调节，获得最优播量。
3.1.2生物高新技术的研究栽培条件、环境与作物的相互协调对作物产量与质量有着紧密关系。因而，进行条件创造、环境改善、发挥遗传潜力是作物栽培的任务。如对叶片的吸光性进行改变，对CO2固定酶加以改良，可以使光合效率得到提高，促进作物的快速生长。
3.2作物栽培学在农业生产中应用的成就
60年代侧重研究种植制度，作物多熟制配套栽培技术；育苗移栽技术的推广；研究肥水管理技术；不同作物在各个地区、各异的肥料水平下、各类品种下的适宜密植范围；研究作物生产中如干旱、霜冻、病虫害等自然灾害。我国作物栽培技术在70年代以后有了新的发展，广泛推广规范化、区域化、模式化栽培技术；大面积应用地膜覆盖技术；创建相关化控技术体系，多种作物叶龄模式及应用配套的器官促控技术等。
4结语
总之，要促进农业生产的发展，就需应用先进的科学技术与方法。如作物栽培科学，农业工作者要认识到其在农业生产中的重要性，掌握其应用方法，促进农业的不断发展。
参考文献
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