作者：秦新惠
出版社：重庆大学出版社
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无土栽培技术试读：
前言
无土栽培主要研究在不同的栽培模式下，用营养液和基质取代土壤及肥料栽培作物的一项农业高新技术。无土栽培技术的形成极大地拓展了农业生产的空间，使沙漠、荒滩、海岛、盐碱地、南北极等不毛之地的作物生产变成了现实；使家庭绿化更方便、洁净、易行。特别是20世纪80年代后，随着塑料工业、自动化控制仪器仪表、计算机技术和温室建造技术的迅速发展，以及对植物生长过程的营养需求规律、环境因素对植物生长的影响等的深入研究，使无土栽培生产技术得到了广泛推广应用。许多发达国家已逐步实现了无土栽培的集约化、现代化、自动化、工厂化生产，达到了高产、优质、高效、低耗的目的。无土栽培已成为许多国家设施园艺的关键技术并被广泛采用，使设施园艺作物的产量和品质大幅度提高，生态环境得到保护。无土栽培的优越性越来越受到人们的重视，目前无土栽培技术的发展水平和应用程度已成为世界各国农业现代化水平的重要标志之一。
无土栽培技术作为一种先进的种植技术在我国生产中应用已有三十多年的历史了，已从试验研究、小规模生产示范发展到目前大规模应用于生产，取得了可喜的成绩。随着国家、省、市级农业高科技示范园区和无公害优质农产品市场的相继建立，以及绿色食品生产的需要，更加促进了无土栽培技术的推广应用。如今，在我国大力发展现代农业、积极推进生态农业，加快社会主义新农村建设的形势下，随着人们对健康重视程度和环保意识的增强，无土栽培凭借自身独特的技术优越性必将成为促进我国现代农业、设施农业、生态农业、旅游观光农业、都市农业和节水农业发展的强有力的技术支撑，也成为解决人口增长、耕地减少、土壤连作障碍、水资源匮乏等现实问题，以及实现农民增收、农业增效的有效手段和重要途径。
基于以上认识，我们组织编写了这部教材，按照无土栽培生产和管理岗位能力要求，按照理论基础—基本技术—技术应用—技能操作为主线序化了教材内容，补充了近年来我国大力推广、实用性强的有机生态型无土栽培技术（项目6固体基质培技术）及蔬菜花卉应用技术，及时反映了现代无土栽培技术的发展。
本书内容涉及无土栽培基本理论、无土栽培技术应用、无土栽培技能操作等，突出最新、最实用的无土栽培生产技术。强调内容的科学性、知识性、前沿性和基本实践技能训练。
本书由秦新惠担任主编，李海波、李鹏、张国森担任副主编。具体编写分工如下：秦新惠编写项目1、项目5、项目7、项目8、项目9、附录，李海波编写项目4、项目12，李鹏编写项目2、项目3、项目10、项目11，张国森编写项目6，全书由秦新惠完成统稿。
本书在编撰过程中，参阅和借鉴了许多专家、学者的研究成果，同时无土栽培生产企业和同行专家也提出了很好的改进意见，并提供了很多宝贵资料，在此一并表示衷心感谢。由于时间仓促，水平有限，书中错漏之处在所难免，恳请各位同行和广大读者批评指正，以便今后不断修改完善。编者2014年12月项目1无土栽培概述项目目标了解无土栽培的发展史。熟悉无土栽培的理论基础。掌握无土栽培的概念、类型、特点及应用。能够正确认识无土栽培技术在专业学习中的地位。项目导入无土栽培技术是研究无土栽培方式和管理的一门综合性应用技术。它是现代农业新技术与生物科学、作物栽培技术相结合的一门综合性生产技术；它是以植物及植物生理学、农业化学、作物栽培技术为基础，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的一门实用性农业生产技术。任务1无土栽培的概念与类型1.1 无土栽培的概念
无土栽培（soilless culture）是一种不用土壤而用营养液或固体基质加营养液的一场新的“栽培革命”，改变了自古以来农业生产依赖于土壤的种植习惯，把农业生产推向工业化和商业化生产的新阶段。作为现代农业设施栽培的高新技术，其核心和实质是营养液代替土壤向作物提供营养，独立或与固体基质共同创造良好的根际环境，使作物完成自苗期开始的整个生命周期，并充分发挥作物的生产潜力，从而获得最大的经济效益或观赏价值。因为人工配制的营养液是以矿质营养学说（1840年德国化学家李比希提出）为依据产生的，所以矿物质营养学说是无土栽培的理论基础。传统的无土栽培有时又称为营养液栽培或水培。
目前，我国广泛推广应用的以有机基质作载体，栽培过程中全程或阶段性浇灌营养液的有机基质栽培技术，特别是在固体基质中只施用有机固体肥料并进行合理灌水的有机生态型无土栽培技术，大大降低了一次性投资和生产成本，简化了操作技术。由此也丰富和拓展了传统无土栽培的内涵。1.2 无土栽培的类型
无土栽培从早期的实验研究开始至今已有150多年的历史。它在从实验室走向大规模的商品化生产应用过程中，已从19世纪中期德国科学家萨克斯（Sachs）和克诺普（Knop）的水培无土栽培基本模式（图1.1），发展到目前种类繁多的无土栽培类型和方法。不少人从不同角度对它进行过分类，但科学、详细地分类是比较困难的，目前较为统一的分类方法是按照是否使用基质，分为固体基质栽培和非固体基质栽培两大类型。进而根据栽培技术、设施构造和固定植株根系的材料不同又可分为多种类型（图1.2）。按其消耗能源多少和对环境生态的影响，可分为无机耗能型无土栽培和有机生态型无土栽培。按设施不同可分：槽培、袋培、立体培、雾培。不同的无土栽培类型在技术难度、应用效果、一次性投资额度等方面差别都很大。所以，在进行无土栽培时，必须预先掌握不同无土栽培类型的特点和具体应用的技术，然后根据栽培作物的种类与特性、当地的技术与经济条件，选择适当的无土栽培类型。图1.1 Sachs和Knop的水培装置图1.2 无土栽培的类型1.2.1 非固体基质培
非固体基质培是指植物根系生长在营养液或含有营养成分的潮湿空气中的栽培方式，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大类型。（1）水培
水培是指植物大部分根系直接生长在营养液的液层中。根据营养液液层的深浅分为多种形式（表1.1）。水培类型各有优缺点，应根据不同地区的经济、文化、技术水平的实际情况来选用。表1.1 水培类型的比较（2）雾培
雾培又称喷雾培或气培，是将营养液用喷雾的方法直接喷到植物根系上。根系悬挂在容器中，容器内部装有自动喷雾装置，每隔一定时间将营养液从喷头中以雾状形式喷洒到植物根系的表面，营养液循环利用。这种方法可同时解决根系对养分、水分和氧气的需求，但因雾培设备投资大，根际温度受气温影响大，设备和管理技术要求高，生产上很少应用，大多作为展览厅展览、生态酒店和旅游观光农业的观赏使用。雾培的特殊类型是半雾培（也可看作是水培的一种类型），即部分根系生长在浅层的营养液层中，另一部分根系生长在雾状营养液的空间内。1.2.2 固体基质培
固体基质培简称基质培，是指通过各种天然或人工合成的固体基质固定根系，并通过基质吸收营养液和氧气的无土栽培方法。基质培的最大特点是有基质固定根系并借以保持和充分供应营养和空气，能够很好地协调水、肥、气三者之间的矛盾，设备投资较低，便于就地取材，生产性能优良而稳定。但基质会占用部分投资，体积较大，填充、消毒、再利用费用较高，费时、费工，后续生产资料消耗较大。根据选用的基质不同，基质培分为无机基质培、有机基质培和复合基质栽培；根据栽培形式的不同分为槽培、箱培、盆培、袋培和立体栽培等。（1）无机基质培
无机基质培是指用河沙、岩棉、珍珠岩、蛭石等无机基质为栽培基质的基质栽培方式。其中，应用最广泛的首推岩棉培，在西欧、北美基质栽培中占绝大多数。我国则以珍珠岩培、蛭石培、煤渣培和沙培等为常用的无机基质栽培方式。陶粒培则大多用于花卉无土栽培。目前无机基质培发展最快，应用范围较广。（2）有机基质培
有机基质培是指用草炭、木屑、稻壳、树皮、菇渣等有机基质为栽培基质的基质栽培方式。由于这类基质为有机物，所以在使用前多做发酵处理，以保持理化性状的稳定，达到安全使用的目的。实践中应根据不同地区的资源状况，选择合适的有机基质栽培方式。（3）混合基质培
混合基质培是指把有机、无机基质按适当比例混合而成的复合基质作为栽培基质的基质栽培方式。复合基质可改善单一基质的理化性质，提高基质的使用效果，而且可就地取材，复合基质配方选择的灵活度较大，因而基质成本较低。它是目前我国应用最广、成本最低、使用效果较稳定的一种无土栽培方式。1.2.3 无机耗能型无土栽培与有机生态型无土栽培
无机耗能型无土栽培是指全部用化肥配制营养液，营养液循环中耗能多，排出液污染环境和地下水，生产出的食品的硝酸盐含量较高或超标，不符合绿色食品的要求，如果硝酸盐含量得到有效控制，则能生产无公害食品。传统的无土栽培属于此种类型。有机生态型无土栽培是指全部使用固态有机肥代替营养液，灌溉时只浇清水的一种基质栽培类型，其排出液对环境无污染，能生产合格的绿色食品，其应用前景广阔。任务2无土栽培的发展“土壤是农业生产的基础”，这是长期以来人们对作物种植所形成的基本概念，而无土栽培不用土壤，努力摆脱自然界，冲破传统概念的束缚，在技术和概念上是一重大的改革和进步。2.1 无土栽培的发展简史
无土栽培是伴随着植物营养研究而发展起来的，是植物营养学研究、植物生理学研究、植物学研究的有效方法和手段。人们很早以前就开始了无土栽培的各种尝试，形成了原始的无土栽培雏形。随着人们对营养本质的逐步认识，进行了广泛地无土栽培实验研究工作，现已进入大规模的生产应用阶段。从人们无意识地进行无土栽培至今已有2000多年的历史，中国、古埃及、巴比伦、墨西哥都有文字记载原始的无土栽培方式。最原始的无土栽培要数生豆芽了，至于始于何时还无从考证，最晚出现于宋代林洪《山家清供》有生豆芽的记载。我国南方的船家用竹木制的水上菜园多种空心菜；墨西哥的阿兹提克早在17世纪就使用漂浮菜园；一直沿用至今的萝卜芽、豌豆芽、蒜苗、水仙栽培等。
无土栽培的历史从人们科学自主地进行无土栽培试验研究到现在的规模化生产应用前后历经了150多年，大体上可分为试验研究、生产应用和规模化、集约化、自动化生产应用3个时期。2.1.1 试验研究时期（1840—1930年）
1840年德国化学家李比希（J. V. Liebig）在有关植物营养源于水说（1648）、土说（1731）、腐殖质说（1761）等前人大量研究的基础上，对植物的养分吸收进行了研究，对植物体进行了化学分析，并根据当时农业上关于物质循环的概念，提出了植物以矿物质作为营养的“矿质营养学说”，为科学的无土栽培奠定了理论基础。1865年萨克斯和克诺普共同设计出一种水培植物的装置（图1.1），进行栽培植物试验获得成功，配制出克诺普营养液，总结出许多水培过程的管理方法。此后其他科学家通过对营养液的深入研究，提出了许多标准的营养液配方。美国科学家霍格兰和阿农提出了营养液中添加微量元素的必要性，并对营养液中各种营养元素的比例和浓度进行了大量的研究，在此基础上发表的标准营养液配方，至今仍被广泛使用。
这一时期主要是科学家先后用营养液进行植物生理学方面的试验，无土栽培只是一种试验手段，在试验室中开展，其目的是探索植物的营养源问题，但还没有意识到这种先进农业生产技术的实际应用价值。2.1.2 生产应用时期（1930—1960年）
无土栽培技术最早应用于生产的是1929年美国加利福尼亚大学的格里克（W. F. Gericke）。他利用自己设计的“水培植物设施”（图1.3）成功种出一株植株高7.5 m、单株果实质量达14.5 kg的水培番茄，在科技界引起了轰动，同时对全世界无土栽培的兴起和发展也产生了深远的影响。格利克是第一个将无土栽培用于商业化生产的人，这意味着无土栽培技术趋于成熟，迈进了实用化时代。1933年他申请了一项水培植物施肥设备专利。1935年在他的指导下美国一些蔬菜和花卉种植者进行了大规模的生产试验。10年后的第二次世界大战末期，这项技术应用到当时的盟军在太平洋关岛和中东的沙漠中用无土栽培生产蔬菜供应部队，对军队的后勤保障起到了积极作用，并传入欧洲和亚洲。后来美国又试验成功沙培、砾培技术。20世纪50年代以后开始进入实际应用阶段。在这个时期，意大利、西班牙、法国、英国、瑞典、以色列、苏联等国家广泛开展了相关研究并进行实际应用，无土栽培理论和技术趋于完善和成熟，到20世纪60年代无土栽培出现了蓬勃发展的局面。图1.3 格里克的“水培植物装置”2.1.3 规模化、集约化、自动化生产应用时期（1960年至今）
1960—1965年无土栽培主要是固体基质探索时期，20世纪70年代末80年代初岩棉培取得成功，并以其来源广泛、体轻、易搬运等优点迅速在丹麦、荷兰、瑞典等国发展起来。
20世纪70年代英国的库柏（Cooper）发明了营养液膜技术（NFT）和丹麦首先开发后在荷兰普及的岩棉培技术（RW）的开发应用，是无土栽培技术重大突破，意味着无土栽培高科技时代的到来。由于无土栽培设施设备的开发应用，无土栽培技术的成熟，栽培模式的标准化，管理系统的建立及计算机控制技术的应用，使无土栽培实现了机械化、自动化操作和管理，集约化生产，朝着现代化农业的方向发展。
20世纪60年代以后，随着温室等设施栽培的迅速发展，在种植业形成了一种新型农业生产方式——可控环境农业（controlled environment agriculture, CEA），而且近二十几年来发展非常迅速，无土栽培作为CEA中的重要组成部分和核心技术，充分吸收传统农业技术中的精华，广泛采用现代农业技术、信息技术、环境工程技术及材料科学技术等，将多学科研究成果加以融合和综合应用，使自身迅速发展为设施配套齐全的现代化高新农业技术，逐步实现了机械化、自动化和集约化，已成为设施生产中一项省工、省力、能克服连作障碍、实现优质高效农业的一种理想模式。该项技术已在世界范围内广泛研究和推广应用，生产规模日渐扩大，大型的机械化或自动化的植物工厂在世界各地建立，代表着未来无土栽培技术的发展方向。随着无土栽培技术的发展，世界上许多国家和地区先后成立了无土栽培技术研究和开发机构。国际上于1955年在第十四届国际园艺学会上成立了国际无土栽培工作组（IWGSC），隶属于国际园艺学会，并于1963、1969、1973、1976年在意大利、西班牙轮流召开了4届国际无土栽培学术会议。1980年在荷兰召开第五届国际无土栽培学术会议，并改名为“国际无土栽培学会（International society of soilless culture, ISOSC），以后每4年举行一次年会。1984、1988年均在荷兰召开。国际无土栽培学会的成立，有力地推动了世界无土栽培技术的发展，无土栽培逐渐从园艺栽培学中分离出来并独立成为一门综合性应用科学，成为现代农业新技术与生物科学、作物栽培相结合的边缘科学。2.2 无土栽培的现状与展望2.2.1 国外无土栽培的发展现状与展望
目前，应用无土栽培技术的国家和地区已达100多个，栽培技术不断发展并日趋成熟，应用范围和栽培面积不断扩大，经营与技术管理水平不断提高，实现了集约化、工厂化生产。蔬菜主要以NFT和岩棉培为主，花卉主要以基质栽培为主。具有代表性的国家有美国、日本和荷兰等。
荷兰是世界上无土栽培最发达的国家之一，国际无土栽培学会（ISOSC）总部设在荷兰，极大地促进了欧洲和荷兰的无土栽培的发2展速度。1971年荷兰无土栽培的面积仅20 hm,1986年发展到3522 222hm,1995年达到8500 hm,2000年已超过1万hm。无土栽培的主要作物有番茄、黄瓜、甜椒和花卉（主要是切花），其中花卉占50%以上。2荷兰无土栽培的面积大且稳产、高产，番茄平均产量达到52 kg/m；2黄瓜产量达75 kg/m；主要采用岩棉培，占无土栽培总面积的2/3；生产高度自动化、现代化。
美国也是无土栽培应用较早的国家之一，且是世界上最早应用无2土栽培进行商业化的国家。1984年蔬菜无土栽培面积为200 hm，花2卉几乎都是无土基质栽培，面积为1700多公顷，共计1900 hm；番22茄产量达到27～33 kg/m（1.8万～2.2万kg/667 m）、黄瓜产量27～22245 kg/m（1.8万～3万kg/667 m）、莴苣产量33～50 kg/m（2.2万～223.3万kg/667 m）。1997年蔬菜无土栽培面积约308 hm。目前无土栽培虽然面积不大，但是美国无土栽培研究水平相当先进，无土栽培技术家庭普及率高，开发出大量小规模、家用型的无土栽培装置，美国的无土栽培技术应用较广，多数用于干旱、沙漠地区及宇航中心，其无土栽培研究的重点是在太空农业中无土栽培的技术上。
日本不仅在无土栽培的实验研究和大面积应用方面处于世界领先水平，而且开展了卓有成效的超前性研究。在营养液配方研究方面，山崎提出了植物吸水和吸肥按比例同步进行的概念，并以此为依据设计了一系列的山崎营养液配方；由堀氏由霍格兰和阿农配方修正设计出的一系列“园试配方”至今在世界广泛应用。日本形成了独具特色的深液流水培技术如M式、神园式、协和式等，还引进了NFT和岩棉培技术，研制了各种全自动控制的植物工厂，实现了机械化和自动化。日本的无土栽培技术的起始和发展得益于美军基地大型无土栽培设施2的建立。1964年建立了22 hm的砾培鲜菜生产基地，1971年无土栽22培面积发展到31 hm;1981年增加至282 hm;1993年达到609 222hm;1999年增加到1056 hm，其中，岩棉培480 hm约占45%，深液22流水培313 hm约占30%，营养液膜水培120 hm约占11%，其他形式2143 hm约占14%。无土栽培的作物种类中蔬菜约占72%，花卉约占27.1%，果树约占0.9%。主要栽培草莓、番茄、青椒、黄瓜、甜瓜和花卉，现正将“蔬菜工厂”实用化，全国植物工厂达40处。
英国于1973年发明了营养液膜技术，1980年资料记载有68个国家研究和应用该项技术，1981年在英国北部坎伯来斯福尔斯建立了2一个面积为8 hm的水培温室，为当时世界上最大的“番茄工厂”。但是由于其投资大、栽培管理还存在某些弊病，后来发展较慢。据统2计英国1984年无土栽培面积为158 hm，其中，岩棉培和其他形式占2/3, NFT占1/3。
欧洲其他国家无土栽培也有一定面积，法国1978年无土栽面积22达到400 hm，俄罗斯大约为120 hm。
无土栽培技术的发展，使人类对作物不同生长发育时期的整个环境（地上和地下）条件进行精密控制成为可能，从而使农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，按照人类的愿望，向着空间化、机械化、自动化和工厂化的方向发展，这将会使农作物和品质得以大幅度提高。美国的怀特克公司、艾克诺公司，加拿大的冈本农园、日本的富士农园、三浦农园、原井农园等都有已进入实用化的植物工厂。
目前，发达国家无土栽培技术的新进展大致可归纳为以下几点：采用机器人进行精确移苗与定量灌溉；正在寻找草炭、岩棉等基质的替代物以降低生产成本和防止环境污染，如英国果用椰子壳纤维育苗；营养液配制实现自动化和电脑控制，以及根据太阳辐射来调整植物所需的元素等。2.2.2 我国无土栽培的发展现状与展望
我国无土栽培是从20世纪20年代至30年代开始起步，70年代开始应用研究，80年代中期开始列入国家重点攻关项目，全国有30多个单位对其进行研究，并于1985年在中国农业工程学会下设立了无土栽培学会，至1992年每年召开一次年会，1992年年会上改名为“中国农业工程学会设施园艺工程专业委员会”，每两年召开一次年会。无土栽培技术的开发应用取得了明显效果，研究开发出符合国情、国力的无土栽培设施与配套技术。出版了《无土种植法浅说》《无土栽培》《无土栽培原理与技术》等著作。北京的蛭石袋培与有机基质培，江苏的岩棉培和简易NFT培，浙江的稻壳熏炭基质培和深水培，深圳、广州的深水培和椰壳渣基质培等均各具特色。其中，中国农业科学院蔬菜花卉研究所推出的有机生态型无土栽培技术具有国际领先水平；江苏省农业科学院和南京玻璃纤维研究设计院合作研制成功的农用岩棉和岩棉培技术填补了国内空白并已投产；无土栽培技术在阳台园艺栽培和有关试验中的应用也粗见成效；由中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究开发的无土栽培芽苗菜的生产也发展很快，到20002年我国无土栽培面积急速扩大到500 hm以上，现仍处在蓬勃发展的势头中。无土栽培的作物包括蔬菜、花卉、西瓜、甜瓜、草莓等20种之多。从栽培形式来看，南方以广东为代表，以深液流水培为主，槽式基质培也有一定的发展，有少量的基质袋培；东南沿海长江流域以江、浙、沪为代表，以浮板毛管、营养液膜水培为主，近年来有机基质培发展迅速，有一部分深液流水培；北方广大地区以基质培为主，有部分进口岩棉培，北京地区有少量的深液流浮板水培，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为主，到20世纪90年代末，其沙培蔬果的面积占全国无土栽培面积的1/3。遵循就地取材、因地制宜、高效低耗的原则，我国无土栽培形式呈现以基质培为主，多种形式并存的发展格局。经济发达的沿海地区和大中城市将是现代化无土栽培发展的重点地区，已作为都市农业和观光农业的主要组成部分，它将会有更大的发展；成本低廉、管理简单的简易槽式基质培和其他无土栽培形式将是大规模生产应用、推广的主要形式。任务3无土栽培的特点与应用
无土栽培作为一项新的现代农业技术，具备许多优点，发展潜力大，但同时也存在一些缺陷和不足，只有正确评价无土栽培技术，充分认识其特点，才能对其应用范围和价值有所把握，恰到好处地应用好这一项技术，扬长避短，发挥作用。3.1 无土栽培的特点3.1.1 无土栽培的优点（1）早熟、高产、高效、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。
无土栽培与设施园艺相结合，能合理调节作物生长发育所需的环境条件，尤其人工创造的根际环境能够妥善解决水、气矛盾，使作物的生长发育过程更加协调，所以无土栽培更有利于充分发挥作物的生长潜能，从而实现高产（表1.2）。
无土栽培避免了土壤及水质污染的影响，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，但是应注意营养液的硝酸盐污染。
生产绿色食品蔬菜是当前蔬菜产业发展的方向，而无土栽培是生产绿色食品蔬菜的重要技术手段。在地理环境质量、操作规程、产品卫生和包装标准都合格的情况下，有机生态型无土栽培能生产AA级绿色食品，品质好、价值高，而其他用营养液灌溉的无土栽培的产品却只能达到生产A级绿色食品蔬菜的标准。无土栽培的绿叶菜生长速度快，叶色浓绿，幼嫩肥厚，粗纤维含量少，维生素C含量高；果菜类商品外观整齐，开花早，结果多，着色均匀，口感好，营养价值高，产品洁净、鲜嫩、无公害。如无土栽培的番茄可溶性固形物高出土壤栽培280%，维生素C含量则由每100 g果实中含18 mg增加到35 mg，2总酸含量增加3倍，硬度达到6.4 kg/cm，比土壤栽培提高1倍，维生素A含量也稍有增加，干物质含量增加近1倍。无土栽培的香石竹香味浓郁，花期长，开花数多，单株年均开9朵花（土培5朵花），裂萼率仅8%（土培达90%）；无土栽培的仙客来花茎粗，花瓣多，商品品质高，且能提早上市。表1.2 几种作物无土栽培与土壤栽培的产量比较（2）省水、省肥、省地、省力、省工
无土栽培通过营养液按需供应水肥，能大幅度减少水分和养分的流失、渗漏和土壤微生物的吸收固定，充分被植物吸收利用。无土栽培耗水量只有土壤栽培的1/10～1/4，一般可节水70%以上（表1.3），是发展节水型农业的有效措施之一。全世界土壤栽培肥料利用率大约只有50%，我国的肥料利用率只有30%～40%，而无土栽培按需配制和循环供应营养液，肥料利用率达90%以上，即使是开放式无土栽培系统，营养液的流失也很少，因而大大降低生产成本。无土栽培不需中耕、翻地、做畦、锄草等体力劳动，而且随着计算机和智能系统的使用，逐步实现了机械化和自动化操作，节省人力和工时，改善了劳动条件，提高劳动生产率，便于实现农业现代化。实现与工业生产相似的方式。另外，可以立体种植作物，提高了土地利用率。日本称无土栽培为“健幸乐美”农业。表1.3 茄子不同栽培方式的产量与耗水量比较（3）病虫害少，生产过程可实现无公害化
无土栽培属于设施农业，在相对封闭的环境条件下进行，严格控制生长条件，可为作物生长提供相对无菌和减少虫害的环境，在一定程度上避免了外界环境和土壤病原菌与害虫对植物的侵袭。加之植物生长健壮，因而病虫害轻微，也较易控制，这样在种植过程中可少施或不施农药，节省农药费用；不存在土壤种植中因施用有机肥而带来的寄生虫卵及重金属、化学有害物质等污染。（4）避免土壤连作障碍
设施土壤栽培常由于作物重茬而诱发土壤连作障碍，而传统的处理方法如换土、土壤消毒、灌水洗盐等局限性大，效果不理想，通过增加化肥用量和不加节制地大量使用农药，又会造成生产成本的不断上升，环境污染日趋严重，植物产量、品质和效益急速下滑，甚至停种。无土栽培则可以从根本上避免和解决土壤连作障碍的问题，每收获一茬后，只要对栽培设施进行必要的清洗和消毒就可以马上种植下一茬作物。（5）极大拓展农业生产空间
无土栽培使作物生产摆脱了土壤的约束，可极大扩展农业生产的可利用空间且不受地域限制，在荒山、河滩、海岛、沙漠、石山等不毛之地和城市的阳台和屋顶、河流、湖泊及海洋上，甚至宇宙飞船上都可以进行无土栽培。在温室等园艺设施内发展多层立体栽培，充分利用空间，以利于挖掘设施农业生产的潜力。（6）有利于实现农业生产的现代化
无土栽培是多学科、多种技术融合形成的一门综合性应用科学，加之计算机和智能系统的使用，可以按照人的意志进行作物生产，所以是一种“受控农业”，有利于实现农业机械化、自动化，从而逐步走向工业化、现代化。目前，在一些发达国家，无土栽培已进入微电脑时代，供液及营养液成分的调控，完全用计算机管理，如在奥地利、荷兰、美国、日本、俄罗斯等国都有“水培工厂”，这是现代化农业的标志。我国近10年来引进和兴建的现代化温室及配套的无土栽培技术，有力地推动了我国农业现代化的进程。3.1.2 无土栽培应注意的问题（1）一次性投资较大，运行成本高
无土栽培需要具备一定的设施、设备条件，例如栽培槽、营养液装置及循环系统、通气装置、基质等。无土栽培设施的一次性投资较大，尤其是大规模、集约化、现代化无土栽培生产投资更大，依靠种植作物回收投资很难。无土栽培生产所需肥料要求严格，营养液的循环流动、加温、降温等能源消耗高，生产运行成本较土壤栽培要大。高昂的运行费用迫使无土栽培必须尽量生产高附加值的园艺经济作物和高档的园艺产品，以求高额的经济回报。另外，必须因地制宜，结合当地的经济水平、市场状况和可利用的资源条件选择适宜的无土栽培设施和形式。近年来我国陆续研制出一些节能、低耗的简易无土栽培形式，大大降低了投资成本和运行费用。如浮板毛管水培技术、鲁SC型无土栽培、有机生态型无土栽培、袋培、立体栽培等都具有投资小、运行费用低、实用等优点（表1.4）。表1.4 我国主要无土栽培系统的一次性投资及运行成本2
美国袋培初期投资最高达3.5万美元/hm，我国5500元/667 22m（表1.4）；沙培美国南部5万美元/hm；深水岩棉培荷兰6.8万美22元/hm，如用循环水灌液，需7万美元，我国需15000元/667 m; NFT2法在西欧和北美自动化及有加液温系统，8.1万美元/hm，有金属可2移动栽培床的NFT系统21万美元/hm。（2）技术复杂、要求严格
无土栽培比土壤栽培增加了基质的选择及使用、营养液的选配及管理、机械化和自动化作业操作等技术环节，要求管理人员和操作人员的文化素质和技术水平较高，否则难以胜任。此外，由于无土栽培的基质和营养液的选配和管理、基质和营养液的特性与土壤不同（缓冲能力等）以及机械化和自动化操作管理，要求严格操作和管理。但是通过采用自动化设备、选用厂家生产的专用无土栽培肥料、采取简易无土栽培形式（如有机基质培等），可大大简化技术难度。（3）管理不当，易发生某些病害的迅速传播及营养失调、失水状况
无土栽培生产属设施农业范畴，相对密闭的栽培环境湿度大，光照相对较弱，而水培形式中根系长期浸于营养液中，若遇高温，营养液中含氧量骤减，根系生长和功能受阻，地上部分环境高温、高湿，病菌等易快速繁殖侵染植物，再加上营养液循环流动极易迅速传播，从而导致种植失败。如果栽培设施、种子、基质、器具、生产工具等消毒不彻底，操作不当，易造成病原菌的大量繁殖和传播。基质及营养液没有土壤的缓冲能力强，一旦出现营养缺乏或过剩，植株立刻表现营养失调症状，基质较土壤的保水性差，灌水次数多，稍有缺水就出现萎蔫。因此要求严格管理，稍有不慎就会造成失误。因此，进行无土栽培时必须加强管理，规范操作，全面、详细地做好记录，以便复查核对，在出现问题时能迅速找出原因，并及时解决。3.2 无土栽培的要求（1）要求比较严格的标准化技术
无土栽培所用的营养液缓冲性能极低，作物的根际环境控制是否适当成为决定栽培成败的关键。营养液栽培中存在的一些问题，都与根际环境管理密切相关。虽然土壤栽培也会发生类似的问题，但相比较而言却要缓和很多。因此，无土栽培对环境条件的调控要求比较严格，而且管理方法也与土培不完全一样。只要我们掌握无土栽培的规律性，摸清各种环境因子对植物的影响及其相互间的关系，制订出合理的标准化技术措施，就能获得更好的栽培效果。（2）必须有相应的设备和装置
无土栽培除了要求有性能良好的环境保护设施之外，还需要一些专门设施、设备，以保证营养液的正常供给及调节，例如采用循环供液时必须有贮液池、栽培槽、营养液循环管道及水泵等无土栽培设施设备。为了准确判断与掌握营养液的浓度变化、供液量及供液时期，需要有相应的测定仪器，如电导仪、pH计等。当然，土培时为使栽培管理科学化，也需要相应的生产与检测设备，但不如无土栽培要求严格。（3）按营养液栽培规律掌握关键措施
为了获得最好的栽培效果，必须最大限度地满足作物高产所需要的条件。无土栽培虽不能像土培那样采取合理蹲苗的技术措施来调节作物地上部与地下部、营养生长与生殖生长的关系，但可通过调节营养液浓度，控制供液量，增加供氧量，合理调节气温，以及应用生长抑制剂等措施来调节它们之间的关系。无土栽培特别要重视营养液pH值的调节，栽培上往往会因pH值不当而产生多种生理性障碍。
为了减少某些侵染性及生理性病害对生产造成损失，无土栽培较土培更加强调“以防为主”的原则。原因是：无土栽培病害发生较快，甚至呈现暴发性的特点，一旦发病，即使采取有力措施加以控制，作物的生长发育也会受到很大的影响而造成减产；无土栽培施用的大量药剂也容易产生药害。在无土栽培实行标准化技术措施的前提下，以预防为主常能取得较好的效果。
无土栽培生长速度快，为作物提早收获，缩短生长期，增加产量提供了有利条件，但有时也会对作物的平衡生长，特别是地上部与地下部、同化器官与经济器官之间生育上的平衡产生不良影响。例如无土育苗时如果不注意控制，则幼苗徒长，花芽分化延迟，抗性减弱，幼苗品质降低。因此，在无土栽培中，必须在很好利用“生长快”这一优点的同时，通过温度、营养液供给量及浓度等多方面的控制，使植株向健康方向发展。为高产奠定基础。“控”只有和“促”相结合，才能收到合理调节的效果。3.3 无土栽培的应用
无土栽培是在可控条件下进行的，完全可以代替土培，但它的推广应用受到地理位置、经济环境和技术水平等诸多因素的限制，在现阶段和今后相当长时期内，无土栽培不能大规模取代土培，其应用范围有一定的局限性。因此，要从根本上把握无土栽培的应用范围和价值。（1）用于高档园艺产品的生产
当前多数国家用无土栽培生产洁净、优质、高档、新鲜、高产的无公害蔬菜产品，多用于反季节和长季节栽培。例如，露地很难栽培、产量低、品质好的七彩甜椒以及高糖生食番茄、迷你番茄、小黄瓜等可用无土栽培生产，供应高档消费或出口创汇，经济效益良好。另外，切花、盆花无土栽培的花朵较大、花色鲜艳、花期长、香味浓，尤其是家庭、宾馆等场所无土栽培盆花深受消费者欢迎。草本药用植物和食用菌无土栽培，效果同样良好。（2）在不适宜土壤耕作的地方应用
在沙漠、盐碱地等不适宜进行土壤栽培的不毛之地可利用无土栽培大面积生产蔬菜和花卉，具有良好的效果。例如，新疆吐鲁番西北园艺作物无土栽培中心在戈壁滩上兴建了112栋日光温室，占地面积234.2 hm，采用沙基质槽式栽培，种植蔬菜作物，产品在国内外市场销售，取得了良好的经济和社会效益。（3）在土壤连作障碍严重的保护地应用
无土栽培技术作为解决温室等园艺保护设施，土壤连作障碍的有效途径被世界各国广泛应用。适合国情的各种无土栽培形式在设施园艺上的应用，同样成为彻底解决土壤连作障碍问题的有效途径，在我国设施园艺迅猛发展的今天，更具有重要的意义。（4）在家庭园艺中的应用
利用小型无土栽培装置，利用家庭阳台、楼顶、庭院、居室等空间种菜养花，既有娱乐性，又有一定的观赏和食用价值，便于操作、洁净卫生，可美化环境，适应人们返璞归真、回归自然的心理，这是一种典型的“都市农业”和“室内园艺”栽培形式。（5）在观光农业、生态农业和农业科普教育中的应用
目前，观光农业已成新兴产业，生态酒店、生态餐厅、生态停车场、生态园的建设，成为倡导人与自然和谐发展新观念的一大亮点，高科技示范园成为展示未来农业的一个窗口，许多现代化无土栽培基地已成为中小学生的农业科普教育基地，而无土栽培是这些园区或景观采用最多的植物栽培方式和技术支撑，尤其是一些造型美观、独具特色的立体栽培方式，更受人们青睐。（6）在太空农业上的应用
在太空中采用无土栽培绿色植物生产食物是最有效的方法。目前，无土栽培技术在航天农业上的研究与应用正发挥着重要的作用。如美国肯尼迪宇航中心用无土栽培生产太空中宇航员所需的一些粮食和蔬菜食物已获成功，并取得了很好的效果。知识拓展安全食品新概念（1）无公害食品
无公害食品是指产地生态环境清洁，按照特定的技术操作规程生产，将有害物含量控制在规定标准内，并由授权部门审定批准，允许使用无公害标志的食品。无公害食品注重产品的安全质量，其标准要求不是很高，涉及的内容也不是很多，适合我国当前的农业生产发展水平和国内消费者的需求，对于多数生产者来说，达到这一要求不是很难。当代农产品生产需要由普通农产品发展到无公害农产品，再发展至绿色食品或有机食品，绿色食品跨接在无公害食品和有机食品之间，无公害食品是绿色食品发展的初级阶段，有机食品是质量更高的绿色食品。（2）绿色食品
绿色食品概念是我们国家提出的，指遵循可持续发展原则，按照特定生产方式生产，经专门机构认证，许可使用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养类食品。由于与环境保护有关的事物国际上通常都冠之以“绿色”，为了更加突出这类食品出自良好生态环境，因此定名为绿色食品。
无污染、安全、优质、营养是绿色食品的特征。无污染是指在绿色食品生产、加工过程中，通过严密监测、控制，防范农药残留，以及防止放射性物质、重金属、有害细菌等对食品生产各个环节的污染，以确保绿色食品产品的洁净。为适应我国国内消费者的需求及当前我国农业生产发展水平与国际市场竞争，从1996年开始，在申报审批过程中将绿色食品区分AA级和A级。
A级绿色食品是指在生态环境质量符合规定标准的产地，生产过程中允许限量使用限定的化学合成物质，按特定的操作规程生产、加工，产品质量及包装经检测、检验符合特定标准，并经专门机构认定，许可使用A级绿色食品标志的产品。
AA级绿色食品是指在环境质量符合规定标准的产地，生产过程中不使用任何有害化学合成物质，按特定的操作规程生产、加工，产品质量及包装经检测、检验符合特定标准，并经专门机构认定，许可使用AA级有绿色食品标志的产品。AA级绿色食品标准已经达到甚至超过国际有机农业运动联盟的有机食品的基本要求。（3）有机食品
有机食品是国际上普遍认同的叫法，这一名词是从英法Organic Food直译过来的，在其他语言中也有称生态或生物食品的。这里所说的“有机”不是化学上的概念。国际有机农业运动联合会（IFOAM）给有机食品下的定义是：根据有机食品种植标准和生产加工技术规范而生产的，经过有机食品颁证组织认证并颁发证书的一切食品和农产品。国家环保局有机食品发展中心（OFDC）认证标准中有机食品的定义是：来自有机农业生产体系，根据有机认证标准生产、加工、并经独立的有机食品认证机构认证的农产品及其加工品等。包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、禽畜产品、蜂蜜、水产品、调料等。有机食品与无公害食品和绿色食品的最显著区别是，前者在其生产和加工过程中绝对禁止使用农药、化肥、除草剂、合成色素、激素等人工合成物质，后者则允许有限制地使用这些物质。因此，有机食品的生产要比其他食品难得多，需要建立全新的生产体系，采用相应的替代技术。项目小结
无土栽培是一种不用土壤而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的种植技术，无土栽培的实质是营养液代替土壤，理论基础是矿质营养学说。无土栽培按是否使用固体基质分为非固体基质培和固体基质培，非固体基质培分为水培和雾培，固体基质培分为无机基质培、有机基质培和复合基质培；无土栽培按耗能多少对环境的影响分为无机耗能型无土栽培和有机生态型无土栽培。
无土栽培的优点是：产量高、效益大、品质好、价值高；省水、省肥、省地、省工；病虫害少，生产过程可实现无公害化；避免土壤连作障碍，极大地拓展了农业生产空间；有利于实现农业生产的现代化。无土栽培的缺点是：一次性投资较大，运行成本高；技术要求较高；如果管理不当，易发生某些病害的迅速传播。无土栽培要求比较严格的标准化技术；必须按营养液栽培规律掌握关键措施。
无土栽培主要用于高档园艺产品的生产，在不适宜土壤耕作的地方应用，在土壤连作障碍严重的保护地应用，在家庭园艺中应用，在观光农业、生态农业和农业科普教育基地应用，在太空农业上应用。无土栽培已经历了试验研究时期、生产应用时期，目前正处于规模化、集约化、自动化生产应用时期。项目考核
一、填空题
1．无土栽培学是研究____、____和____的一门综合性应用科学。
2．无土栽培的类型依其栽培床是否使用固体基质材料，将其分为____栽培和____栽培两大类型。非固体基质栽培又可分为____和____两种类型。
3．____和____是现代无土栽培的先驱。
二、选择题
1．1840年，德国化学家____提出了植物以矿物质为营养的“矿质营养学说”，为科学的无土栽培奠定了理论基础。
A．卫格曼
B．布森高
C．李比希
D．萨克斯
2.美国科学家____通过试验阐明了添加微量元素的必要性，并在此基础上发表了标准的营养液配方。
A．卫格曼和布森高
B．布森高和阿农
C．萨克斯和诺伯
D．霍格兰和阿农
3.美国加州大学的____教授是第一个把植物生理学实验采用的无土栽培技术引入商业化生产的科学家。
A．布森高
B．阿农
C．诺伯
D．格里克
4.近20年来，无土栽培技术已成为
的核心技术。
A．植物工厂
B．番茄工厂
C．甜椒工厂
D．花卉工厂
5.CEA代表____。
A．可控环境农业
B．设施农业
C．温室农业
D．现代农业
6.国际无土栽培学会总部设在____。
A．荷兰
B．美国
C．英国
D．瑞士
三、判断题
1．第二次世界大战期间规模化无土栽培得以发展。（ ）
2．20世纪六七十年代是无土栽培大规模商品生产的时期。（ ）
3．英国温室作物研究所的Cooper开发了营养液膜技术。（ ）
4．无土栽培的耗水量只有土壤栽培的1/10～1/4。（ ）
5．无土栽培的肥料利用率高达80%以上。（ ）
6．无土栽培可以从根本上避免和解决土壤连作障碍的问题。（ ）
7．无土栽培是CEA的重要组成部分和核心技术。（ ）
8．1980年国际无土栽培工作组改名为国际无土栽培学会。（ ）
9．欧洲是现代温室的发源地。（ ）
10．美国是世界上温室栽培发达的国家。（ ）
11．英国的NFT栽培面积较RW栽培面积大。（ ）
12．美国是世界上最早应用无土栽培技术进行商业化生产的国家。（ ）
四、简述题
1．什么是无土栽培？它与土壤栽培有何区别？
2．无土栽培有哪些类型？
3．为什么说营养液是无土栽培的核心？
4．结合本项目内容，怎样重新理解“土壤是农业生产的基础”这句话？
5．无土栽培与土壤栽培相比具有哪些优越性？无土栽培技术有何要求？
6．当前无土栽培在农业生产上有哪些应用？其发展前景如何？
7．作物在无土栽培条件下会改变自身的生物学特性吗？项目2无土栽培的基本条件项目目标了解常见的营养液配方及固体基质的作用。熟悉营养液的组成及常见的营养液配方、固体基质的种类特性。掌握营养液的配制与管理、固体基质的理化性质、消毒与混配。能够按照配方熟练地配制营养液，能够熟练地检测基质的理化性质并按栽培作物的要求合理地进行混配。项目导入无土栽培主要通过营养液为作物生长发育提供所需的养分和水分，而基质是无土栽培的重要介质，不仅起到固定和支持作用，也有一定的缓冲和补充营养的作用，因此，营养液和基质是无土栽培的基本条件。无土栽培成功与否在很大程度上取决于营养液配方和浓度是否合适，营养液管理是否能满足植物不同生长阶段的需求。由于基质栽培设施简单、投资较少、管理容易、基质性能稳定，并有较好的实用价值和经济效益，因而基质栽培发展迅速，基质在无土栽培中得以广泛使用，并不断开发与应用新型基质。任务1营养液
营养液是指根据植物生长对养分的需求，将肥料按一定的数量和适宜的比例溶解于水中配制而成的水溶液。不同地区的气候条件、水质、作物种类、品种类型等都会对营养液的使用效果产生很大的影响。因此只有认真实践，深入了解营养液的组成、变化规律及其管理技术，才能真正掌握无土栽培生产技术的精髓；只有正确地配制、灵活地使用营养液，才能保证获得高产、优质、快速的无土栽培效果，无土栽培才能取得成功。所以，营养液的配制与管理是无土栽培的基础和核心技术。1.1 营养液的原料及其要求
营养液的基本成分包括水、肥料（无机盐类化合物）和辅助物质。经典或被认为合适的营养液配方必须结合当地水质、气候条件及栽培的作物种类，对配制营养液的肥料的种类、用量和比例作适当调整，才能最大限度地发挥营养液的使用效果。因此，只有对营养液的组成成分及要求有清楚的了解，才能配成符合要求的营养液。1.1.1 营养液对水的要求（1）水源要求
配制营养液的用水十分重要。在研究营养液新配方及营养元素缺乏症等试验水培时，要使用蒸馏水或去离子水；无土生产上一般使用自来水和井水。以自来水作水源，水质有保障，但生产成本高；以井水作水源，生产成本低，但以软质的井水为宜。河水、泉水、湖水、水库水、雨水也可用于营养液配制。无论采用何种水源，使用前都要经过水质化验或从当地水利部门获取相关资料，以确定水质是否适宜，必要时可经过处理，使之达到符合卫生规范的饮用水的程度。流经农田的水、未经净化的海水和工业污水不能用作水源。
作物无土栽培时要求水量充足，尤其在夏天不能缺水。如果单一水源水量不足时，可以把自来水和井水、雨水、河水等混合使用。（2）水质要求
水质好坏对无土栽培的影响很大。因此，无土栽培的水质要求比国家环保总局颁布的《农田灌溉水质标准》（GB 5084—85）的要求稍高，与符合卫生规范的饮用水相当。无土栽培用水必须检测多种离子含量，测定电导率和酸碱度，作为配制营养液时的参考。天然水中含有的有机质往往对无土栽培有好处，但有机质浓度不能过高，否则会降低pH值和微量元素的供应。营养液对水质要求的主要指标如下：
①硬度：根据水中含有钙盐和镁盐的多少将水分为软水和硬水。32硬水中含有的钙盐主要有重碳酸钙[Ca（HCO）]、硫酸钙423（CaSO）、氯化钙（CaCl）、碳酸钙（CaCO），镁盐主要有氯化2432镁（MgCl）、硫酸镁（MgSO）、重碳酸镁[Mg（HCO）]、碳酸镁3（MgCO）等。软水中的钙盐和镁盐含量较低。
硬水中含有较多的钙盐、镁盐，导致营养液的pH值较高，同时造成营养液中钙、镁含量偏高，甚至总盐分浓度也过高。因此在利用硬水配制营养液时，将硬水中的钙、镁含量计算出，并从营养液配方中扣除。配制营养液的水体硬度一般以不超过10度为宜。水质过硬，水的pH值升高，水体偏碱，会降低Fe、B、Mn、Cu、Zn等离子2++的有效性，植物会发生缺素症状。水中Ca过多，植物对K的吸收受到抑制。我国在石灰岩地区和钙质地区多为硬水，华北地区许多地方的水也是硬水；南方地区除石灰岩地区之外，大多为软水。人们常说的“水土不服”就是由于不同地区的水质，尤其水的硬度不同引起的肠胃不良反应。
水的硬度是用单位体积的水中CaO含量表示，即每度相当于含10 mg/L CaO。水的硬度划分见表2.1。表2.1 水的硬度划分标准
②酸碱度：范围较广，pH值5.5～8.5的水均可使用。
③溶解氧：无严格要求，最好在未使用前的溶解氧应接近饱和，2即O含量为4～5 mg/L。
④NaCl含量：小于200 mg/L。但不同作物、不同生长发育时期要求不同，如果水中NaCl含量过高，会使植物生长不良或枯死。2
⑤氯（Cl）：主要来自自来水消毒和设施消毒所残存的氯。如次2氯酸钠（NaClO）或次氯酸钙[Ca（ClO）]残留的氯，氯对植物根系有害。因此，最好自来水进入设施系统之前放置半天以上，设施消毒后也要空置半天，使余氯散逸。
⑥悬浮物：小于10 mg/L。以河水、水库水作水源时要经过澄清之后才可使用。
⑦重金属及有毒物质含量：有的地区地下水、水库水、河水等水源可能含有重金属、农药等有毒物质，而无土栽培的水中重金属及有毒物质含量不能超过国家标准（表2.2）。表2.2 无土栽培水中重金属及有毒物质含量标准（3）水量
不管采用何种水源，无土栽培都要求有足够的水量供配制营养液用，尤其在夏天不能缺水。例如，番茄在生长旺盛期，据测定每株每天耗水1～1.5L，因此无土栽培的用水量是相当大的。一般而言，如果当地的年降水量超过1000 mm以上，则通过收集雨水可以完全满足无土栽培生产的需要。在实际无土栽培生产中，如果单一水源水量不足时，可以把自来水和井水、雨水、河水等混合使用，又可降低成本。1.1.2 营养液的营养元素化合物
简而言之，营养液是用各种化合物按照一定的数量和比例溶解在水中配制而成的。在无土栽培中用于配制营养液的化合物种类很多，一般按化合物的纯度等级可分为4类：第一，化学试剂，又细分为三级，即：保证试剂[GR（Guaranteed Reagent），又称一级试剂]，分析纯试剂[AR（Analytic Reagent），又称二级试剂]，化学纯试剂[CP（Chemical Pure），又称三级试剂]。第二，医药用。第三，工业用。第四，农业用。化学试剂类的纯度高，其中GR级最高，价格也昂贵；农业用的化合物纯度最低，价格也最便宜。在无土栽培中，要进行营养液新配方及探索营养元素缺乏症等试验研究时，需用到化学试剂，要求特别精细的实验，用分析纯试剂，一般用到化学纯级即可。在生产中，除了微量元素用化学纯试剂或医药用品外，大量元素的供给多采用农业用品，以降低成本。
营养液配方中标出的用量是以纯品表示的。在配制营养液时，要按各种化合物原料标明的百分纯度来计算出原料的用量。商品标识不明、技术参数不清的原料严禁使用。如采购的大批原料缺少技术参数，应取样送化验部门化验，确认无害时才允许使用。
原料中本物以外的营养元素都作杂质处理。例如，磷酸二氢钾中含有少量铁和锰，虽然铁和锰是营养元素，但它是本物磷酸二氢钾的杂质，使用时要注意这类杂质的量是否达到干扰营养液平衡的程度。有时原料的本物虽然符合纯度要求，但因混杂的少数有害元素超过了标准，也不能使用。例如，某硝酸钾产品纯度达到98%是符合纯度要求的，但因混杂有0.008%的铅（Pb），这就要考虑铅是否会超过标准3的问题。假设1 L营养液用1 g KNO，则会同时带入0.08 mg铅，按上述水质规定含铅不准超过0.05 mg/L，所以这种硝酸钾的产品就不能用了。因此大量元素化合物中的有害物质的量，都要经过计算，以确定其可用性。（1）肥料选择要求
①根据栽培目的选择肥料：如果是进行营养液新配方及探索营养元素缺乏症等试验研究，必须使用化学试剂，除特别要求精细以外，一般用到化学纯级即可。如果用于作物无土栽培生产，除了微量元素用化学纯试剂或医药用品外，大量元素的供给多采用农用品，以降低成本。如无合格的农业原料可用工业用品代替，但肥料成本会增加。+4
②根据作物的特殊需要选择肥料：如铵态氮（NH）和硝态氮3（NO-）都是作物生长发育的良好氮源。铵态氮在植物光合作用快的夏季或植物缺氮时使用较好，而硝态氮在任何条件下均可使用。研究表明，无土栽培时施用硝态氮的效果远远大于铵态氮。现在世界上绝大多数营养液配方都使用硝酸盐作主要氮源，其原因是硝酸盐所造成的生理碱性比较弱且缓慢，且植物本身有一定的抵抗能力，人工控制比较容易；而铵盐所造成的生理酸性比较强而迅速，植物本身很难抵抗，人工控制十分困难。所以，在组配营养液时，应根据作物的需要选用硝态氮或铵态氮，一般以选用硝态氮源为主，或者两种氮源肥料按适当的比例混合使用，一般比单用铵态氮效果好。
③选用溶解度大的肥料：如硝酸钙的溶解度大于硫酸钙，易溶于水，使用效果好，故在配制营养液需要钙时，一般都选用硝酸钙。硫酸钙虽然价格便宜，却难溶于水，生产上一般很少使用。
④肥料的纯度要高，适当采用工业品：这是因为劣质肥料中含有大量惰性物质，用来配制营养液时会产生沉淀，堵塞供液管道，妨碍根系吸收养分。营养液配方中标示的用量是以纯品表示的，在配制营养液时，要按各种化合物原料标明的百分纯度来折算出原料的用量。原料中本物以外的营养元素都作杂质处理，但要注意这类杂质的量是
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