無土栽培已不存在技術(shù)瓶頸 為何傳統(tǒng)土壤栽培仍是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主角？
作者: 時間: 2024-07-08
當(dāng)前，無土栽培技術(shù)主要分為霧培、基質(zhì)培以及水培，也就是營養(yǎng)液栽培，這三種方式，各自也都有較長時間的發(fā)展歷史，技術(shù)也趨于成熟。
普通市民與無土栽培技術(shù)的距離，沒有想象中遙遠(yuǎn)。我國無土栽培技術(shù)經(jīng)過半個世紀(jì)發(fā)展，已能夠伴隨著植物盆栽、陽臺蔬菜，陸續(xù)進(jìn)入城市生活，在居所里占得一席之地。而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前沿，無土栽培也正憑借環(huán)保、節(jié)水、高效的優(yōu)勢，開始以基質(zhì)和營養(yǎng)液的形式滋養(yǎng)著設(shè)施蔬菜的生命。
在未來設(shè)施農(nóng)業(yè)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(nóng)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(shù)日趨成熟的當(dāng)下，技術(shù)從前沿到普及，還有許多門檻，這些門檻不止來自農(nóng)業(yè)本身，也有賴于數(shù)字技術(shù)與工業(yè)等領(lǐng)域的共同進(jìn)步。同時，質(zhì)量與價格、成本與收益，技術(shù)的突破與普及，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(shù)三大領(lǐng)域均已趨于成熟
細(xì)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(fēng)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(nóng)作物得到了江河湖水的滋養(yǎng)。
我國現(xiàn)代科學(xué)意義上無土栽培技術(shù)的開端，則可追溯到上世紀(jì)三十年代的上海。1937年，以煤渣為基質(zhì)、利用營養(yǎng)液循環(huán)供液，溫室內(nèi)也栽培出了少量番茄，那是上海的四維農(nóng)場，也是中國最早的無土栽培蔬菜農(nóng)場。此后，直到上世紀(jì)七十年代，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)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(zhuǎn)為生產(chǎn)應(yīng)用。
事實上，我國在無土栽培技術(shù)領(lǐng)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(jīng)達(dá)到數(shù)百公頃，進(jìn)入二十一世紀(jì)后，也率先實現(xiàn)了機(jī)械化、現(xiàn)代化。
中國農(nóng)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(jīng)一直被列為原農(nóng)業(yè)部的重點科研課題、國家重點攻關(guān)項目，近半個世紀(jì)以來，無土栽培技術(shù)得到了快速發(fā)展，尤其是隨著國內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，技術(shù)普及和應(yīng)用進(jìn)入快車道。
這項技術(shù)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(jīng)融入到了日常生活之中，比如養(yǎng)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(zhì)，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(shù)現(xiàn)階段并不存在瓶頸。”余宏軍介紹，當(dāng)前，無土栽培技術(shù)主要分為霧培、基質(zhì)培以及水培，也就是營養(yǎng)液栽培，這三種方式，各自都有長時間發(fā)展歷史，技術(shù)趨于成熟。近年以來，無土栽培領(lǐng)域的發(fā)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(shù)普及
盡管不存在明顯技術(shù)瓶頸，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)端，無土栽培技術(shù)與消費者餐桌仍存在隔閡。余宏軍告訴記者，即便應(yīng)用場景逐漸增多，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占比不足一成。“在真正的規(guī)模化生產(chǎn)上，技術(shù)的使用還處于起步階段，目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(shù)的確可為植物高效供給生長養(yǎng)分，挖掘增產(chǎn)潛力。相對于傳統(tǒng)土壤栽培方式，無土栽培的優(yōu)勢很明顯，它有效預(yù)防著病蟲害的發(fā)生，減少化學(xué)農(nóng)業(yè)投入，也拓展更多土地資源。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施中，運用前沿技術(shù)的無土栽培產(chǎn)物，擁有傳統(tǒng)栽培方式所望塵莫及的商品化率。
而在實現(xiàn)高產(chǎn)、高效、低耗的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目的的同時，往往伴隨著高昂的生產(chǎn)成本。
“與傳統(tǒng)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(yīng)用的各種設(shè)施設(shè)備，在余宏軍看來，單單是技術(shù)本身投資，已經(jīng)為普通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者立了很高的門檻。
“一些本身經(jīng)濟(jì)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(lán)莓等高效益的經(jīng)濟(jì)作物，當(dāng)無土栽培的應(yīng)用建立在良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下時，對于生產(chǎn)者，往往“事半功倍”。
還有一些例外，存在于特定的區(qū)域和條件下——包括無土栽培在內(nèi)的許多前沿技術(shù)，正在為極端、惡劣環(huán)境下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供解決方案。如在西北甘肅河西走廊，利用基質(zhì)無土栽培技術(shù)和高效節(jié)水技術(shù)，荒漠戈壁也能成為農(nóng)業(yè)綠洲，高效產(chǎn)出農(nóng)產(chǎn)品。根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的意見政策，未來這里將成為西北乃至中亞、西亞、南亞地區(qū)富有競爭力的“菜籃子”產(chǎn)品生產(chǎn)供應(yīng)基地。
農(nóng)業(yè)將在集成領(lǐng)域探索未來
縱然技術(shù)成熟，近幾年來在無土栽培領(lǐng)域國內(nèi)外都沒有更多重大的突破和成果，不能回避的是，在技術(shù)應(yīng)用層面，我國與許多發(fā)達(dá)國家之間仍有差距。
記者獲悉，截至2019年，世界范圍內(nèi)運用無土栽培技術(shù)的國家和地區(qū)已經(jīng)超過100個，而包括荷蘭在內(nèi)的許多歐盟國家，約八至九成的溫室生產(chǎn)應(yīng)用了無土栽培的技術(shù)，面積和效益也在持續(xù)增長。
在余宏軍看來，這樣的差距除源于技術(shù)起步的先后、發(fā)展的快慢，也會受到我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的環(huán)境影響。“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是需要計劃性的，例如無土栽培技術(shù)最先進(jìn)的荷蘭，投入、產(chǎn)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(wěn)定的。”余宏軍提到，在無土栽培技術(shù)應(yīng)用比較成熟、廣泛的國家，農(nóng)業(yè)的計劃性程度會較高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是有序的。而我國國土面積廣闊，自然環(huán)境和技術(shù)應(yīng)用水平都存在較大差異，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的計劃性相對較弱，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者來說，技術(shù)的投入仍有風(fēng)險。
在完全封閉的集裝箱里生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)域已經(jīng)在發(fā)生的事情，也可被看作是未來農(nóng)業(yè)的方向。只不過，在逐漸邁向未來的過程中，專家和生產(chǎn)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(nóng)產(chǎn)品上。”余宏軍說，即便在未來，農(nóng)產(chǎn)品的核心競爭力仍然是質(zhì)量與價格，但制約二者的因素，并不止局限于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
在余宏軍看來，在當(dāng)下，制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的其實并不是農(nóng)業(yè)技術(shù)本身，而當(dāng)人們談及未來農(nóng)業(yè)，實際上討論的范圍已經(jīng)遠(yuǎn)超基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)范疇。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用、信息化發(fā)展、工業(yè)化程度等等，無一不在影響著未來農(nóng)業(yè)的樣貌。
普通市民與無土栽培技術(shù)的距離，沒有想象中遙遠(yuǎn)。我國無土栽培技術(shù)經(jīng)過半個世紀(jì)發(fā)展，已能夠伴隨著植物盆栽、陽臺蔬菜，陸續(xù)進(jìn)入城市生活，在居所里占得一席之地。而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前沿，無土栽培也正憑借環(huán)保、節(jié)水、高效的優(yōu)勢，開始以基質(zhì)和營養(yǎng)液的形式滋養(yǎng)著設(shè)施蔬菜的生命。
在未來設(shè)施農(nóng)業(yè)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(nóng)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(shù)日趨成熟的當(dāng)下，技術(shù)從前沿到普及，還有許多門檻，這些門檻不止來自農(nóng)業(yè)本身，也有賴于數(shù)字技術(shù)與工業(yè)等領(lǐng)域的共同進(jìn)步。同時，質(zhì)量與價格、成本與收益，技術(shù)的突破與普及，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(shù)三大領(lǐng)域均已趨于成熟
細(xì)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(fēng)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(nóng)作物得到了江河湖水的滋養(yǎng)。
我國現(xiàn)代科學(xué)意義上無土栽培技術(shù)的開端，則可追溯到上世紀(jì)三十年代的上海。1937年，以煤渣為基質(zhì)、利用營養(yǎng)液循環(huán)供液，溫室內(nèi)也栽培出了少量番茄，那是上海的四維農(nóng)場，也是中國最早的無土栽培蔬菜農(nóng)場。此后，直到上世紀(jì)七十年代，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)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(zhuǎn)為生產(chǎn)應(yīng)用。
事實上，我國在無土栽培技術(shù)領(lǐng)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(jīng)達(dá)到數(shù)百公頃，進(jìn)入二十一世紀(jì)后，也率先實現(xiàn)了機(jī)械化、現(xiàn)代化。
中國農(nóng)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(jīng)一直被列為原農(nóng)業(yè)部的重點科研課題、國家重點攻關(guān)項目，近半個世紀(jì)以來，無土栽培技術(shù)得到了快速發(fā)展，尤其是隨著國內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，技術(shù)普及和應(yīng)用進(jìn)入快車道。
這項技術(shù)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(jīng)融入到了日常生活之中，比如養(yǎng)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(zhì)，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(shù)現(xiàn)階段并不存在瓶頸。”余宏軍介紹，當(dāng)前，無土栽培技術(shù)主要分為霧培、基質(zhì)培以及水培，也就是營養(yǎng)液栽培，這三種方式，各自都有長時間發(fā)展歷史，技術(shù)趨于成熟。近年以來，無土栽培領(lǐng)域的發(fā)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(shù)普及
盡管不存在明顯技術(shù)瓶頸，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)端，無土栽培技術(shù)與消費者餐桌仍存在隔閡。余宏軍告訴記者，即便應(yīng)用場景逐漸增多，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占比不足一成。“在真正的規(guī)模化生產(chǎn)上，技術(shù)的使用還處于起步階段，目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(shù)的確可為植物高效供給生長養(yǎng)分，挖掘增產(chǎn)潛力。相對于傳統(tǒng)土壤栽培方式，無土栽培的優(yōu)勢很明顯，它有效預(yù)防著病蟲害的發(fā)生，減少化學(xué)農(nóng)業(yè)投入，也拓展更多土地資源。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施中，運用前沿技術(shù)的無土栽培產(chǎn)物，擁有傳統(tǒng)栽培方式所望塵莫及的商品化率。
而在實現(xiàn)高產(chǎn)、高效、低耗的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目的的同時，往往伴隨著高昂的生產(chǎn)成本。
“與傳統(tǒng)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(yīng)用的各種設(shè)施設(shè)備，在余宏軍看來，單單是技術(shù)本身投資，已經(jīng)為普通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者立了很高的門檻。
“一些本身經(jīng)濟(jì)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(lán)莓等高效益的經(jīng)濟(jì)作物，當(dāng)無土栽培的應(yīng)用建立在良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下時，對于生產(chǎn)者，往往“事半功倍”。
還有一些例外，存在于特定的區(qū)域和條件下——包括無土栽培在內(nèi)的許多前沿技術(shù)，正在為極端、惡劣環(huán)境下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供解決方案。如在西北甘肅河西走廊，利用基質(zhì)無土栽培技術(shù)和高效節(jié)水技術(shù)，荒漠戈壁也能成為農(nóng)業(yè)綠洲，高效產(chǎn)出農(nóng)產(chǎn)品。根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的意見政策，未來這里將成為西北乃至中亞、西亞、南亞地區(qū)富有競爭力的“菜籃子”產(chǎn)品生產(chǎn)供應(yīng)基地。
農(nóng)業(yè)將在集成領(lǐng)域探索未來
縱然技術(shù)成熟，近幾年來在無土栽培領(lǐng)域國內(nèi)外都沒有更多重大的突破和成果，不能回避的是，在技術(shù)應(yīng)用層面，我國與許多發(fā)達(dá)國家之間仍有差距。
記者獲悉，截至2019年，世界范圍內(nèi)運用無土栽培技術(shù)的國家和地區(qū)已經(jīng)超過100個，而包括荷蘭在內(nèi)的許多歐盟國家，約八至九成的溫室生產(chǎn)應(yīng)用了無土栽培的技術(shù)，面積和效益也在持續(xù)增長。
在余宏軍看來，這樣的差距除源于技術(shù)起步的先后、發(fā)展的快慢，也會受到我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的環(huán)境影響。“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是需要計劃性的，例如無土栽培技術(shù)最先進(jìn)的荷蘭，投入、產(chǎn)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(wěn)定的。”余宏軍提到，在無土栽培技術(shù)應(yīng)用比較成熟、廣泛的國家，農(nóng)業(yè)的計劃性程度會較高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是有序的。而我國國土面積廣闊，自然環(huán)境和技術(shù)應(yīng)用水平都存在較大差異，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的計劃性相對較弱，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者來說，技術(shù)的投入仍有風(fēng)險。
在完全封閉的集裝箱里生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)域已經(jīng)在發(fā)生的事情，也可被看作是未來農(nóng)業(yè)的方向。只不過，在逐漸邁向未來的過程中，專家和生產(chǎn)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(nóng)產(chǎn)品上。”余宏軍說，即便在未來，農(nóng)產(chǎn)品的核心競爭力仍然是質(zhì)量與價格，但制約二者的因素，并不止局限于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
在余宏軍看來，在當(dāng)下，制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的其實并不是農(nóng)業(yè)技術(shù)本身，而當(dāng)人們談及未來農(nóng)業(yè)，實際上討論的范圍已經(jīng)遠(yuǎn)超基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)范疇。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用、信息化發(fā)展、工業(yè)化程度等等，無一不在影響著未來農(nóng)業(yè)的樣貌。