4.1 导言

在园艺作物生产中，无土种植的定义涵盖了在无土条件下提供植物生产的所有系统，在这些系统中，水和矿物质的供应是在有或没有生长介质的营养溶液中（例如石棉、泥炭、珍珠石、浮石、椰子纤维等）。 无土培养系统，通常称为水培系统，可以进一步分为开放式系统，其中多余的营养液不再循环再循环，而封闭系统则收集来自根部的多余养分流量并回收回养殖系统（图 4.1）。

无土培养系统已经发展成为一种可能的解决办法，以避免土壤传播疾病，而这种疾病一直是温室栽培行业的一个问题。

如今，在大多数欧洲国家，无土种植系统在园艺实践中是常见的，尽管并非每个国家都会大规模发生这种情况。 与土壤种植作物相比，无土系统的优势有：

-从使用土壤以外的基质和/或更容易控制土壤传播的病原体开始，无病原体。 -生长和产量与耕地的土壤类型/质量无关。 -通过有针对性的营养液供应，更好地控制生长。 -重复利用营养液的潜力，从而最大限度地利用资源。 -通过更好地控制其他环境参数 (温度, 相对湿度) 和害虫, 提高产品质量.

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图 4.1 开放循环 (a) 和闭环系统 (b) 的方案

在大多数情况下，采用开放循环或循环到废物的系统，而不是闭环或再循环系统，尽管在越来越多的欧洲国家，后者是强制性的。 在这些开放系统中，用完和/或多余的养分溶液沉积到地下水体和地表水体中，或用于露天耕作。 然而，关于经济和环境问题，无土系统应尽可能封闭，即在发生养分溶液再循环、重复使用基材和使用更可持续的材料的地方。

封闭系统的优点是：

-减少废弃物的数量。

-减少对地下水和地表水的污染。

-更有效地使用水和肥料。

-由于更好的管理选择，产量增加。

-由于节约材料和提高产量，成本降低。

还有一些缺点，例如：

-所需的高水质。

-高投资

-循环营养液迅速传播土壤传染病原体的风险。

-在循环营养液中积累潜在的植物毒性代谢物和有机物质。

在商业系统中，通过物理、化学和/或生物过滤技术对水进行消毒来解决病原体分散问题。 然而，阻碍温室作物使用循环营养溶液培养的主要因素之一是灌溉水中盐的积累。 通常情况下，由于离子的积累，导电率 (EC) 稳步增加，这些离子没有被作物完全吸收。 在鱼饲料中含有的氯化钠 (NaCl) 可能会在该系统中积累，这种情况可能尤其如此。 为了修正这个问题，建议增加海水淡化步骤可以改善多循环 AP 系统中的营养平衡（Goddek 和 Keesman 2018）。