无土栽培学-绪论
第一章无土栽培学绪论
无土栽培学第一章概述第一节无土栽培及其分类一、无土栽培与无土栽培学1、无土栽培定义简单定义：指不用天然土壤来种植植物的方法。
科学定义：无土栽培是指不用天然土壤，而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法。
又名营养液栽培、水耕、水培、溶液栽培、养液栽培等无土栽培的特点是以人工创造的优良根系环境取代通常的根系土壤环境，最大限度地满足根系对水、肥、气、热等环境条件的要求，发挥作物生产的最大潜力。
无土栽培的兴起和发展标志着农作物种植跨入了一个崭新的阶段，是一次质的飞跃。
２、无土栽培学无土栽培学是研究无土栽培技术原理、栽培方式和管理技术的一门综合性的应用科学。
它是现代农业新技术与生物科学、作物栽培学相结合的一门边缘学科，要学好无土栽培学必须掌握植物学、植物生理学、农业化学、作物栽培学、材料学、计算机应用技术、环境控制等相关知识，应紧密结合生产实践，通过实际观察和操作，才能了解和掌握无土栽培的原理和技术。
二、无土栽培的分类按有无基质来分类1、非固体基质栽培非固体基质无土栽培是指根系直接生长在营养液或含有营养成分的潮湿空气之中，根际环境中除了育苗时用固体基质外，一般不使用固体基质。
它又可分为水培和雾培两种类型。
2、固体基质培固体基质无土栽培简称基质培，它是指作物根系生长在各种天然或人工合成的固体基质环境中，通过固体基质固定根系，并向作物供应营养和空气的方法。
基质培可很好地协调根际环境的水、气矛盾，且投资较少，便于就地取材进行生产。
１、非固体基质栽培（１）水培是指作物根系直接生长在营养液液层中的无土栽培方法。
它又可根据营养液液层的深度不同分为多种形式，以1~2cm左右的浅层流动营养液来种植作物的营养液膜技术（NFT）；液层深度6~8cm的深液流水培技术（DFT）；在5~6cm深的营养液液层中放置一块上铺无纺布的泡沫板，根系生长在湿润的无纺布上的浮板毛管水培技术（FCH）；还有以早期格里克开发应用的“水培植物设施”为代表的半基质栽培，它实际为水培的一种形式。
无土栽培 第一章
无土栽培原理与技术第一章、绪论一、无土栽培的定义：无土栽培是指不用天然土壤，而用营养液或者营养液加固体基质栽培花卉的方法。
是近几十年发展起来的一种农业栽培高新技术，是设施园艺的重要内容和园艺作物工厂化生产的主要形式栽培作物的方法。
二、无土栽培的发展历史和现状：1、发展历史：1）启蒙阶段：（？--1840）刘俊波在《无土栽培的历史》一文中指出,最早的无土栽培应追溯到古巴比伦时期的“空中花园”,但其未能提出充足的证据加以证明韦三立在《花卉无土栽培》一书中指出,中国古代民间用清水浸养蒜瓣来生产蒜苗,既可采食,又可观赏;而唐代时宫廷用清水浸栽水仙进行观赏,也可作为较早的无土栽培形式。
水仙，江南水乡2）实验研究阶段（1840—1930）A. 1840年：德国化学家李比希的矿质营养学说的提出,为无土栽培提供了理论基础。
什么是矿质营养学说?植物通过绿叶可将太阳光、 CO2同化后吸收，其来源不是有机腐殖质，而是由生物呼吸、无机物燃烧等过程产生的。
根中吸收的氮是大气中的氨通过雨水供给土壤的，大气中的氨是由于生物的腐败而产生的。
在植物早期生育过程中，人工向土壤中施用氮肥是必要的。
燃烧植物所剩的残灰中含有P、K、Ca、Mg、S、Na等元素，这些物质对植物体的形成是必要的。
有机物通过燃烧（中介）可以转化为残灰（无机物）。
B. 1842年：Wiegmann和Postolof 验证了矿质营养学说；使用白金坩埚和白金碎屑来支撑植物；加入溶有硝铵和植物灰分浸提液的蒸馏水来栽培植物获得成功；第一次有意识地配制营养液，成为营养液栽培的雏形.C. 1860-1865年：Sachs、Knop，提出植物生长必要无机元素?:萨克斯和克诺普应用化学分析的方法首次提出了植物营养的十大元素学说（C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe）以此为依据确定了无机化合物：KNO3、Ca(NO3)2、KH2PO4、MgSO4、FeCl3为营养源；他们设计了一种简易的水培植物装置，并栽培植物获得成功，目前这种方法仍被许多实验室使用。
无土栽培 概论
3).美国 世界上最早进行无土栽培商业化
生产应用的国家。
1997年面积308 hm2 。 面积不大，多集中在干旱、沙漠地区。
美国无土栽培技术研究的重点
已转向太空农业。美国宇航中心 已成功地采用无土栽培技术生产 人类在太空中生活必需的食物。
4).中 国
无土栽培始于1975年。
目前面积不足1000公顷。 主要栽培果菜、绿叶蔬菜和特产菜
2).环保化 如营养液封闭循环 、取代岩棉材料等。 3).省力化
栽培管理作业简单化、机械化。
如荷兰、日本 开发的黄瓜高绳索栽培法， 主枝伸直生长，下部叶片除去， 提高收获作业效率（劳动时间减少1/4）
4).节本化 主要是降低肥料成本。
日本:
采用单肥配制技术， 尽量减少排液率。
在我国，中国农科院蔬菜花卉所、
以有机、无机混合物
作为基质的无土栽培方式。
2、非固体基质培 （Liquid substrate culture） 可分为水培和雾培两类。
1).水培（Hydroponics）
① 概念 作物根系直接生长在
营养液液层中的无土栽培方法。 ② 类型 水培种类很多。
我国常见水培类型的有：
营养液膜栽培
（NFT， Nutrient Film Technique）
无 土 栽 培
一
概
论
无土栽培的特点 无土栽培的类型
无土栽培的现状与发展趋势
(一)
1、简介
无土栽培的特点
1).概念 无土栽培（Soilless Culture） 是指不用天然土壤而采用基质和／或 营养液栽培作物的方法。
2）.地位：
是设施园艺的核心技术，
被列为20世纪对农业生产产生巨大影
无土栽培学
本科教学讲稿无土栽培学第一章绪论一、无土栽培的概念1、无土栽培（soilless culture, hydroponics, solution culture）是指不用天然土壤，而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法。
由于一些学者认为无土栽培主要指营养液栽培，所以无土栽培有时又称为营养液栽培、水培、水耕溶液栽培、养液栽培等。
2、无土栽培学是研究无土栽培技术原理、栽培方式和管理技术的一门综合性应用科学。
他是现代农业新技术与生物科学、作物栽培学、相结合的一门边缘学科，他是以植物学、植物生理学、农业化学、作物栽培学为基础，与材料学、计算机应用技术、环境控制等知识相关，与生产实践紧密结合。
二、无土栽培的特点1.早熟、高产、优质无土栽培能为蔬菜作物提供充足、适宜、全面的营养，因此作物生育快、高产。
产量可高于土壤栽培的几倍甚至几十倍。
产品的营养含量高、口感好、纤维少、外形整齐一致、色泽均匀。
2、避免了土壤及水质污染的影响无土栽培由于脱离了土壤及选择性用水，因此没有污染。
可利用无土栽培生产无公害产品，但是应考虑营养液的硝酸盐污染。
3.省水、省肥、提高肥料利用率无土栽培避免和减少了水分、养分的流失、及土壤微生物的吸收和固定，提高了水分、养分的利用率。
一般比土壤栽培节水75～90%，肥料利用率高达90%以上。
4、省工、省力，改善了劳动条件，提高劳动生产率，便于实现农业现代化无土栽培不需要整地、中耕、除草，不需要特殊的灌溉设备，而且实现了或部分实现了机械化和自动化操作，极大地降低了劳动强度，节省了劳动力，提高了劳动生产率，便于实现农业现代化。
5、避免了土壤连作障碍，减少病虫害无土栽培脱离了土壤，在便封闭状态下进行，在一定程度上避免了外界环境和土壤病原菌及害虫的侵染，因此由土壤传播的病虫害较轻。
同时避免了因土壤而产生的产品污染问题，不受土壤连作障碍的影响。
6、不受土质好坏的影响，可极大的扩展农业生产的空间无土栽培摆脱了土壤的约束，可极大的扩展农业生产的利用空间。
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复习资料第一章绪论一、名词解释1.---------------------- 无土栽培无土栽培是指不用天然土壤栽培作物，而将作物栽培在营养液中，这种营养液可以代替天然土壤向作物提供水分、养分、氧气、温度，从而提高作物产量、改善作物品质、增加经济效益的一种高新栽培技术。
2.无基质栽培----- 没有固定根系的基质，根系直接和营养液接触。
3.---------------------- 无机基质包括砂培、砾培、蛭石培、珍珠岩培、炉渣等。
4.---------------------- 人工基质包括岩棉培、海棉培、聚乙烯发泡材料。
5.---------------------- 有机基质包括草炭、锯木屑、蔗渣、稻壳、树皮、秸秆、家畜粪便、糠醛渣、沼渣、菇渣等。
6.--------------------------------------- 浅液流营养液膜栽培是以约0.5厘米的浅层营养液流过植物根系，这层营养液很浅，像一层水膜，故称为营养液膜技术。
7.--------------------------------------- 深液流营养液膜栽培营养液的液层较深，约7-8厘米，植株悬挂于液面上，其重量由定植网框或定植板所承载，根系垂入营养液中。
&EC ------- 是溶液含盐浓度的指标，通常用毫西门子（n】S/cn】）表示。
9.---------------------- 有益元素对植物生长起一定的促进作用，在一定浓度下可能对作物生长有利。
这些元素称为有益元素。
二、填空题1.德国科学家斯鲁兰格提出了植物必需的15种元素;德国农业化学家竝逋提出了植物必需的15种元素；德国著名科学家克诺普发明了用营养液培养植物的方法；2.1929年，美国加利福尼亚大学的瓦格里克教授,利用营养液成功地培育出一株高乙丿】的番茄，采收果实14kg, 引起人们极大的关注。
3.19世纪六十年代，无土栽培出现了蓬勃发展的局面，深液流技术、营养膜技术和岩棉培在生产上得以应用°4.荷兰是世界上温室无土栽培最发达的国家，栽培基质是岩棉,用计算机控制温室无土栽培的生产。
无土栽培第二章
三、根系对淹水的适应性
植物的进化过程是由水生 也就出现了明显的差异。
陆生植物的，其结构
根据植物生长的生态环境和根系对淹水的适应性可 以分为：
1.水生植物：其根系只起固定植株的作用，吸收功能
靠叶片。
2.沼泽性植物：水稻、蕹菜等体内有输导氧气到根系以
3.半沼泽性植：供根系生长所需的生理途径或通道。
精选
氮（nitrogen）
• 吸收形式：无机N：氨，硝酸根；有机N：尿素 • 含量：水稻全株1-3%，大豆2.5-3.5% • 作用：
A：构成Pr：维持细胞结构和功能； B：构成核酸、磷脂、叶绿素 C：构成某些植物激素、维生素和生物碱 . 又称“生命元素“ • 供应量与生长 A. 供应量充分时，生长良好，叶大而绿，光合加快，叶片功能期延长， 分枝多，营养体壮，开花多，产量高。 B. 过量供应时，叶色深绿，营养体徒长，N↑→有机物转化成多糖↓→细 胞壁薄，机械组织不发达，易倒伏。 C、缺N：植物矮小，叶小色浅，失绿叶片色泽均一，一般不会出现斑 点，缺氮症状从老叶开始，幼叶仍保持绿色，叶色发红（糖→花青素， 如番茄），分枝少，籽粒不饱满，减产。
4.旱生植物：不耐水淹。
精选
人们在显微镜下观察以深液流水培和土 壤栽培节瓜的根系发现，节瓜（旱生植物） 在浸水后根内细胞变大，细胞之间的孔隙增 加，植物体内的营养元素含量大大超过了土 壤栽培的植株。
其原因是在水培条件下，根系结构产生 了适应性的变化。
精选
所以创造条件以确保根系氧气的充足供应，是 取得种植成功的关键技术所在。
精选
植物矿质营养学说的创立，不仅是学术上 一个划时代的学说，而且给以后化肥工业的发 展以及由此带来的农作物单位面积产量的大幅 度提高起着极大的促进作用。
无土栽培学 郭世荣 第三版
无土栽培学郭世荣第三版
无土栽培学是一门新兴的农业技术，通过在无土介质中进行植物栽培，实现了对土壤的解放和资源的高效利用。
郭世荣教授在其第三版的著作中系统阐述了无土栽培学的原理、技术和应用，为农业生产提供了重要的理论支持和实践指导。
本文将通过分析性论述结构，从具体操作方法、分析性循序推理论点和实践导向结论等方面，探讨无土栽培学的重要性和应用前景。
首先，无土栽培学的具体操作方法是关键。
在无土栽培中，选择合适的介质和施肥方案至关重要。
例如，可以使用气孔性介质如珍珠岩、腐殖质等作为植物生长的基质，同时通过滴灌系统定量施肥，确保植物获得充足的养分。
此外，控制灌溉水量和光照时间也是保证植物生长健康的重要因素。
其次，分析性循序推理论点是必不可少的。
无土栽培学的发展受益于现代科技的推动，例如温室大棚结构的优化、生物技术的应用等，为无土栽培提供了更多的可能性。
通过对无土栽培学的原理和机制进行深入分析，可以更好地指导实践操作，提高农业生产效率。
最后，实践导向结论是无土栽培学的重要价值所在。
通过实践操作，我们可以验证理论的有效性，并不断优化技术方案，提高生产效率和质量。
无土栽培学的应用不仅可以解决土壤资源短缺和污染问题，还可以有效提高农产品的品质和产量，为农业现代化提供新的路径和思路。
综上所述，郭世荣教授的《无土栽培学》第三版为我们提供了深入了解无土栽培学的机会，通过具体操作方法、分析性循序推理论点和实践导向结论，我们可以更好地掌握无土栽培技术，为农业生产做出更大的贡献。
无土栽培学的发展前景广阔，相信在郭世荣教授的指导下，无土栽培学将为我们的农业生产带来更多的惊喜和可能性。
蔬菜无土栽培绪论PPT课件
Ontario
Tomato Cucumber Sweet Pepper
288
205.1
179.6
Lettuce 1.5
Total 674.2
Quebec 53.8
6.9Βιβλιοθήκη X11.472.1
B.C.
110.1
44.5
118.9
X
273.5
日本：水耕栽培、养液栽培
无土栽培（Soilless Culture）是指不用天然土壤栽 培作物，而将作物栽培在营养液中，这种营养液 可以代替天然土壤向作物提供水分、养分、氧气、 温度，使作物能够正常生长并完成其整个生命周 期。（连兆煌）
无土栽培（Soilless Culture）是近几十年发展起来 的一种农业高新技术。它不用土壤栽培作物，而是 用营养液通过一定的栽培设施形式栽培作物。 （邢禹贤）
二次世界大战后，尤其60年代后世界各国无土栽培快速发展
三、世界主要国家无土栽培发展简况
美洲：加拿大、美国 欧洲：荷兰、英国 亚洲：日本、韩国、中国
加拿大
温室面积主要分布在Ontario、British Columbia、Quebec、Alberta等省
加拿大温室总面积约2075公顷，其中玻璃温室31.9%，塑料板材温 室10.3%，塑料薄膜温室57.8%。温室中，蔬菜种植面积占49.8%， 花卉和观赏植物占43.1%。
第一章 无土栽培概述
本章主要内容
➢ 无土栽培的概念 ➢ 无土栽培发展史 ➢ 世界主要国家无土栽培发展状况 ➢ 无土栽培优势及主要应用领域 ➢ 无土栽培中的高新技术 ➢ 无土栽培发展展望
一、无土栽培的概念
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Some examples of hydroponic production in this period
• 1936 年 ， 普 渡 大 学 采 用 水 泵 进 行 大 规 模 的 砾 培 (Gravel Culture)
• Gravel culture was proposed by the Purdue University Agriculturalcal consideration in 1936.
第一章 概述
Chapter 1 General Introduction
• 了解：This chapter deals with the follows: • 无土栽培的定义和分类
• The definition and classification of soilless culture
• 无土栽培的发展简史
几个重要事件/Some important Events
1、德国的威格曼(Wiegman)和泊斯托洛夫(Postolof) 1842年 的试验。 1、 The experiment conducted by Wiegman and Postolof using platinum clast as growth media. 2、19世纪中叶，法国的布森高(Jean Boussingault) 的试验。 2. In mid-19th century, Jean Boussingault carried out a experiment to estimate the amount of nitrogen absorbed by plant and the amount of nitrogen added by N-fixation.
3、1865年萨克斯(Sachs)和克诺普(Knop)水培植物模式
3. The hydroponic method designed by Sachs and Knop in 1865.
4、Sachs和Knop提出了早期的10种必需无机营养元素学说，这 10种无机元素为C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe。
• 美国空军在英属圭亚那的阿森松岛上建了一个无土栽培基地
• The United States Army Air Force started a hydroponic unit at Atkonson Field, near Georgetown, British Guiana, South America about 1944.
《无土栽培学》
大棚内喷雾
参考书目
1、马太和，1985，无土栽培，北京：北京出版社。 2、山崎肯哉，1989，营养液栽培大全，北京：北京农业大学出版社。
3、王鹄生，1997，花卉蔬菜无土栽培技术，长沙：湖南科学技术出版社。
4、邢禹贤，1994，无土栽培原理与技术，北京：农业出版社。 5、刘熙，1988，无土栽培，台北：五洲出版社。
《无土栽培学》授课内容：
第一章
第二章 第三章 第四章 第五章
绪论
无土栽培的理论基础 无土栽培的营养液 无土栽培的固体基质 常用水培和喷雾培生产设施及管理
第六章
第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章
常用基质培生产设施及管理
小型无土栽培装置及其应用 无土栽培的环境调节控制设施 无土栽培各论 无土栽培常见病虫害防治 无土栽培的经济效益
第二节 无土栽培的发展简史 A Brief History of Soilless Culture
一、萌芽时期(?～1840) /The Beginning Period
• • • • • 养殖水仙花/planting narcissus 江南水乡的水上人家船后的水上菜园 The floating garden of boat dwellers 巴比伦空中花园种植花草 The air garden of Babylon
4. Sachs and Knop brought forwards the early theory of inorganic nutrition with 10 elements, including C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S and Fe.
5、Sachs和斯夫(J. W. Shive, 1915)分别设计了三元营养液和四 元营养液。 5. Sachs and Shive designed the 3-salts nutrient solution and 4salts nutrient solution respectively. 6、美国的霍格兰(Hoagland)和阿农(Arnon)对营养液中营养元 素的比例和浓度、微量营养元素等进行了大量的研究，发表了 许多营养液配方。 6. Hoagland and Arnon from America carried out vast researches about the ratios and concentrations of the elements, the nutrition of microelements in nutrient solution, and delivered a lot of formulae of nutrient solution.
克诺普的“四盐营养液”和斯夫的“三盐营养液”配方
4-salt nutrient solution by Knop and 3-salt nutrient solution by Shive
化合物 Ca(NO3)2 克诺普的“四盐营养液”(g/L) 0.80 斯夫的“三盐营养 液”(g/L) 0.83
• 1935年格里克指导一些生产者建立了面积达8 000平方米的无土栽培生产 设施 • Gericke instructed some grower to established hydroponic facilities with up to 8000 square meters in 1935 • 泛美航空公司(PanAm Airline)在太平洋中部的威克岛上请格里克指导建 立了一个蔬菜无土栽培基地 • A hydroponic farm was built by PanAm Airline in Wick Island in the mid-Pacific Ocean under the guidance of Gericke. • 美国新泽西农业试验场1929年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) • Sand culture became established as a practical possibility in 1929 when New Jersey Experiment Station workers suggested its commercial use. Top dressing would be carried out every 1 to 2 weeks.
二、无土栽培的分类 /Classification
• 两大类： • Soilless culture can be divided into two types: • 无固体基质类型 • Non-aggregate soilless culture • 有固体基质类型 • Aggregate soilless culture
6、连兆煌，1994，无土栽培原理与技术，北京：中国农业出版社。
7、村井邦彦(绿玫瑰水耕推广中心编译)，1991，水耕农业设计艺术，台 北：时英出版社。
8、徐氏基金会编译(林建夫校阅)，1988，水耕栽培百科，徐氏基金会出 版。
9、蒋卫杰，刘伟，郑光华，1998，蔬菜无土栽培新技术，金盾出版社。 10、刘士哲，2001，现代实用无土栽培技术，中国农业出版社。
• 基本上是无意识的无土种植行为 • There were the behaviors of unconscious soilless culture
二、试验研究时期(1840-1930’S) /Experimental Period
• 植物的营养本质是什么？ • What’s the hypostases of plant nutrition? • 1840年Liebig创立了“植物矿质营养学说” 为无土栽培奠定了理论基础 • The theory of plant mineral nutrition established by Liebig in 1840 is the basic theory of soilless culture
KNO3
KH2PO4 MgSO4
0.20
0.20 0.20 2.45 1.89
三、生产应用时期(1930’s—1960’s) Practical Application Period
• 格里克(W. F. Gericke)第一个把实验室研究用 的无土栽培技术应用于商业化生产
这一时期无土栽培生产的几个例子
营养液膜技术(Nutrient Film Technique, NFT) 水培 深液流技术(Deep Flow Technique, DFT) (Water culture) 浮板毛管技术(Floating Capillary Hydroponics, FCH) 无固体基质类型 (Non-aggregate culture) 喷雾培(Spray Culture) 喷雾培 (Spray culture) 半喷雾培(Semi-spray Culture) 砂培(Sand Culture) 砾培(Gravel Culture) 蛭石培(Vermiculite Culture) 珠岩培(Perlite Culture) 槽式基质培 泥炭培(Peatmoss Culture) (Aggregate culture in troughs) 陶粒培(Haydite Culture) 木屑培(Sawdust Culture) 有固体基质类型 砻糠灰培(Ricechaff Culture, etc.)等 (Aggregate culture) 岩棉培(Rockwool Culture) 锯木屑培(Sawdust Culture) 袋式基质培 珍珠岩培(Perlite Culture) (Aggregate culture in bags) 泥炭培(Peatmoss Culture)等