無土栽培已不存在技術瓶頸 為何傳統土壤栽培仍是農業生產主角？
作者: 時間: 2024-07-08
當前，無土栽培技術主要分為霧培、基質培以及水培，也就是營養液栽培，這三種方式，各自也都有較長時間的發展歷史，技術也趨于成熟。
普通市民與無土栽培技術的距離，沒有想象中遙遠。我國無土栽培技術經過半個世紀發展，已能夠伴隨著植物盆栽、陽臺蔬菜，陸續進入城市生活，在居所里占得一席之地。而在農業生產的前沿，無土栽培也正憑借環保、節水、高效的優勢，開始以基質和營養液的形式滋養著設施蔬菜的生命。
在未來設施農業中，人們腳下的大地，可能不再是孕育作物的永恒主角。但中國農科院蔬菜花卉研究所研究員余宏軍告訴記者，無土栽培技術日趨成熟的當下，技術從前沿到普及，還有許多門檻，這些門檻不止來自農業本身，也有賴于數字技術與工業等領域的共同進步。同時，質量與價格、成本與收益，技術的突破與普及，在農業生產者那里，首先面對的總是一個計算題。
>>在上海崇明島封閉的集裝箱里，人工光照下，水培孕育的生菜成熟了。新京報記者田杰雄攝
無土栽培技術三大領域均已趨于成熟
細說起來我國的無土栽培歷史不可謂不悠久：自宋代起，就有了水仙花、風信子的水培歷史，南方船戶們以水上木筏種得的“浮田”，讓許多農作物得到了江河湖水的滋養。
我國現代科學意義上無土栽培技術的開端，則可追溯到上世紀三十年代的上海。1937年，以煤渣為基質、利用營養液循環供液，溫室內也栽培出了少量番茄，那是上海的四維農場，也是中國最早的無土栽培蔬菜農場。此后，直到上世紀七十年代，山東農業大學開始用蛭石栽培西瓜、黃瓜、番茄等作物，正式開始無土栽培的研究，并在九十年代前后逐步轉為生產應用。
事實上，我國在無土栽培技術領域起步較晚，同時期美國、日本以及許多歐洲國家的無土栽培種植面積已經達到數百公頃，進入二十一世紀后，也率先實現了機械化、現代化。
中國農科院蔬菜花卉研究所研究員余宏軍告訴記者，在我國，無土栽培曾經一直被列為原農業部的重點科研課題、國家重點攻關項目，近半個世紀以來，無土栽培技術得到了快速發展，尤其是隨著國內設施農業的發展，技術普及和應用進入快車道。
這項技術并不神秘，它與普通人的距離很近。“最常見的無土栽培實際上已經融入到了日常生活之中，比如養花、陽臺種菜，有時會用到的陶粒、沙子、蛭石、珍珠巖，都屬于基質，另外也有大家都熟悉的一些水生花卉。這些都是普通人接觸無土栽培最直接的方式。”余宏軍說。
“在研究層面，無土栽培這項技術現階段并不存在瓶頸。”余宏軍介紹，當前，無土栽培技術主要分為霧培、基質培以及水培，也就是營養液栽培，這三種方式，各自都有長時間發展歷史，技術趨于成熟。近年以來，無土栽培領域的發展，多是基于前期成果的改良，以滿足更多特定需求。
高額成本和投入制約技術普及
盡管不存在明顯技術瓶頸，但在農業生產端，無土栽培技術與消費者餐桌仍存在隔閡。余宏軍告訴記者，即便應用場景逐漸增多，但農業生產占比不足一成。“在真正的規模化生產上，技術的使用還處于起步階段，目前農業生產的主要形式仍是土壤栽培。”
成本是最主要的制約因素。在與日光溫室、植物工廠模式相配合下，無土栽培技術的確可為植物高效供給生長養分，挖掘增產潛力。相對于傳統土壤栽培方式，無土栽培的優勢很明顯，它有效預防著病蟲害的發生，減少化學農業投入，也拓展更多土地資源。在現代農業設施中，運用前沿技術的無土栽培產物，擁有傳統栽培方式所望塵莫及的商品化率。
而在實現高產、高效、低耗的農業生產目的的同時，往往伴隨著高昂的生產成本。
“與傳統的土壤栽培相比，無土栽培注定有額外投入。”不提及伴隨無土栽培應用的各種設施設備，在余宏軍看來，單單是技術本身投資，已經為普通農業生產者立了很高的門檻。
“一些本身經濟效益比較好的作物，對于無土栽培的接受程度、寄予的期待，都會更高一些。”余宏軍提到了草莓、藍莓等高效益的經濟作物，當無土栽培的應用建立在良好的產業發展背景下時，對于生產者，往往“事半功倍”。
還有一些例外，存在于特定的區域和條件下——包括無土栽培在內的許多前沿技術，正在為極端、惡劣環境下的農業生產提供解決方案。如在西北甘肅河西走廊，利用基質無土栽培技術和高效節水技術，荒漠戈壁也能成為農業綠洲，高效產出農產品。根據當地相關的意見政策，未來這里將成為西北乃至中亞、西亞、南亞地區富有競爭力的“菜籃子”產品生產供應基地。
農業將在集成領域探索未來
縱然技術成熟，近幾年來在無土栽培領域國內外都沒有更多重大的突破和成果，不能回避的是，在技術應用層面，我國與許多發達國家之間仍有差距。
記者獲悉，截至2019年，世界范圍內運用無土栽培技術的國家和地區已經超過100個，而包括荷蘭在內的許多歐盟國家，約八至九成的溫室生產應用了無土栽培的技術，面積和效益也在持續增長。
在余宏軍看來，這樣的差距除源于技術起步的先后、發展的快慢，也會受到我國農業生產本身的環境影響。“農業生產是需要計劃性的，例如無土栽培技術最先進的荷蘭，投入、產出、收益、菜價變化的幅度，都是可以算出來的。在擺脫了靠天吃飯的溫室大棚、植物工廠里，成本和收益是穩定的。”余宏軍提到，在無土栽培技術應用比較成熟、廣泛的國家，農業的計劃性程度會較高，農業生產是有序的。而我國國土面積廣闊，自然環境和技術應用水平都存在較大差異，農業生產的計劃性相對較弱，對于農業生產者來說，技術的投入仍有風險。
在完全封閉的集裝箱里生產標準化的蔬菜、在無人溫室大棚里種出一茬又一茬的果蔬，這些是前沿領域已經在發生的事情，也可被看作是未來農業的方向。只不過，在逐漸邁向未來的過程中，專家和生產者總要面臨太多的計算題，“比如在完全封閉的情況下，人工光照的用電成本，這些都要被核算到農產品上。”余宏軍說，即便在未來，農產品的核心競爭力仍然是質量與價格，但制約二者的因素，并不止局限于農業領域。
在余宏軍看來，在當下，制約農業發展的其實并不是農業技術本身，而當人們談及未來農業，實際上討論的范圍已經遠超基礎農業范疇。數字技術的應用、信息化發展、工業化程度等等，無一不在影響著未來農業的樣貌。
普通市民與無土栽培技術的距離，沒有想象中遙遠。我國無土栽培技術經過半個世紀發展，已能夠伴隨著植物盆栽、陽臺蔬菜，陸續進入城市生活，在居所里占得一席之地。而在農業生產的前沿，無土栽培也正憑借環保、節水、高效的優勢，開始以基質和營養液的形式滋養著設施蔬菜的生命。
在未來設施農業中，人們腳下的大地，可能不再是孕育作物的永恒主角。但中國農科院蔬菜花卉研究所研究員余宏軍告訴記者，無土栽培技術日趨成熟的當下，技術從前沿到普及，還有許多門檻，這些門檻不止來自農業本身，也有賴于數字技術與工業等領域的共同進步。同時，質量與價格、成本與收益，技術的突破與普及，在農業生產者那里，首先面對的總是一個計算題。
>>在上海崇明島封閉的集裝箱里，人工光照下，水培孕育的生菜成熟了。新京報記者田杰雄攝
無土栽培技術三大領域均已趨于成熟
細說起來我國的無土栽培歷史不可謂不悠久：自宋代起，就有了水仙花、風信子的水培歷史，南方船戶們以水上木筏種得的“浮田”，讓許多農作物得到了江河湖水的滋養。
我國現代科學意義上無土栽培技術的開端，則可追溯到上世紀三十年代的上海。1937年，以煤渣為基質、利用營養液循環供液，溫室內也栽培出了少量番茄，那是上海的四維農場，也是中國最早的無土栽培蔬菜農場。此后，直到上世紀七十年代，山東農業大學開始用蛭石栽培西瓜、黃瓜、番茄等作物，正式開始無土栽培的研究，并在九十年代前后逐步轉為生產應用。
事實上，我國在無土栽培技術領域起步較晚，同時期美國、日本以及許多歐洲國家的無土栽培種植面積已經達到數百公頃，進入二十一世紀后，也率先實現了機械化、現代化。
中國農科院蔬菜花卉研究所研究員余宏軍告訴記者，在我國，無土栽培曾經一直被列為原農業部的重點科研課題、國家重點攻關項目，近半個世紀以來，無土栽培技術得到了快速發展，尤其是隨著國內設施農業的發展，技術普及和應用進入快車道。
這項技術并不神秘，它與普通人的距離很近。“最常見的無土栽培實際上已經融入到了日常生活之中，比如養花、陽臺種菜，有時會用到的陶粒、沙子、蛭石、珍珠巖，都屬于基質，另外也有大家都熟悉的一些水生花卉。這些都是普通人接觸無土栽培最直接的方式。”余宏軍說。
“在研究層面，無土栽培這項技術現階段并不存在瓶頸。”余宏軍介紹，當前，無土栽培技術主要分為霧培、基質培以及水培，也就是營養液栽培，這三種方式，各自都有長時間發展歷史，技術趨于成熟。近年以來，無土栽培領域的發展，多是基于前期成果的改良，以滿足更多特定需求。
高額成本和投入制約技術普及
盡管不存在明顯技術瓶頸，但在農業生產端，無土栽培技術與消費者餐桌仍存在隔閡。余宏軍告訴記者，即便應用場景逐漸增多，但農業生產占比不足一成。“在真正的規模化生產上，技術的使用還處于起步階段，目前農業生產的主要形式仍是土壤栽培。”
成本是最主要的制約因素。在與日光溫室、植物工廠模式相配合下，無土栽培技術的確可為植物高效供給生長養分，挖掘增產潛力。相對于傳統土壤栽培方式，無土栽培的優勢很明顯，它有效預防著病蟲害的發生，減少化學農業投入，也拓展更多土地資源。在現代農業設施中，運用前沿技術的無土栽培產物，擁有傳統栽培方式所望塵莫及的商品化率。
而在實現高產、高效、低耗的農業生產目的的同時，往往伴隨著高昂的生產成本。
“與傳統的土壤栽培相比，無土栽培注定有額外投入。”不提及伴隨無土栽培應用的各種設施設備，在余宏軍看來，單單是技術本身投資，已經為普通農業生產者立了很高的門檻。
“一些本身經濟效益比較好的作物，對于無土栽培的接受程度、寄予的期待，都會更高一些。”余宏軍提到了草莓、藍莓等高效益的經濟作物，當無土栽培的應用建立在良好的產業發展背景下時，對于生產者，往往“事半功倍”。
還有一些例外，存在于特定的區域和條件下——包括無土栽培在內的許多前沿技術，正在為極端、惡劣環境下的農業生產提供解決方案。如在西北甘肅河西走廊，利用基質無土栽培技術和高效節水技術，荒漠戈壁也能成為農業綠洲，高效產出農產品。根據當地相關的意見政策，未來這里將成為西北乃至中亞、西亞、南亞地區富有競爭力的“菜籃子”產品生產供應基地。
農業將在集成領域探索未來
縱然技術成熟，近幾年來在無土栽培領域國內外都沒有更多重大的突破和成果，不能回避的是，在技術應用層面，我國與許多發達國家之間仍有差距。
記者獲悉，截至2019年，世界范圍內運用無土栽培技術的國家和地區已經超過100個，而包括荷蘭在內的許多歐盟國家，約八至九成的溫室生產應用了無土栽培的技術，面積和效益也在持續增長。
在余宏軍看來，這樣的差距除源于技術起步的先后、發展的快慢，也會受到我國農業生產本身的環境影響。“農業生產是需要計劃性的，例如無土栽培技術最先進的荷蘭，投入、產出、收益、菜價變化的幅度，都是可以算出來的。在擺脫了靠天吃飯的溫室大棚、植物工廠里，成本和收益是穩定的。”余宏軍提到，在無土栽培技術應用比較成熟、廣泛的國家，農業的計劃性程度會較高，農業生產是有序的。而我國國土面積廣闊，自然環境和技術應用水平都存在較大差異，農業生產的計劃性相對較弱，對于農業生產者來說，技術的投入仍有風險。
在完全封閉的集裝箱里生產標準化的蔬菜、在無人溫室大棚里種出一茬又一茬的果蔬，這些是前沿領域已經在發生的事情，也可被看作是未來農業的方向。只不過，在逐漸邁向未來的過程中，專家和生產者總要面臨太多的計算題，“比如在完全封閉的情況下，人工光照的用電成本，這些都要被核算到農產品上。”余宏軍說，即便在未來，農產品的核心競爭力仍然是質量與價格，但制約二者的因素，并不止局限于農業領域。
在余宏軍看來，在當下，制約農業發展的其實并不是農業技術本身，而當人們談及未來農業，實際上討論的范圍已經遠超基礎農業范疇。數字技術的應用、信息化發展、工業化程度等等，無一不在影響著未來農業的樣貌。