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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？

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發表時間：2024-01-10 15:58
普通市(shi)民與無土(tu)栽(zai)(zai)培(pei)技術的(de)距(ju)離(li)，沒(mei)有(you)想象(xiang)中遙(yao)遠(yuan)。我國無土(tu)栽(zai)(zai)培(pei)技術經(jing)過半(ban)個(ge)世紀發展，已能夠伴隨(sui)著植物盆栽(zai)(zai)、陽(yang)臺蔬(shu)菜，陸續進入城市(shi)生活，在居所里占得(de)一席之地。而在農(nong)業生產的(de)前沿，無土(tu)栽(zai)(zai)培(pei)也正憑借環保、節水、高效(xiao)的(de)優勢，開始以基質和(he)營養液(ye)的(de)形式滋(zi)養著設施蔬(shu)菜的(de)生命。
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在未(wei)來(lai)設施(shi)農(nong)業(ye)(ye)中，人們(men)腳下(xia)的(de)大地(di)，可(ke)能不再是(shi)孕育作物的(de)永恒主角(jiao)。但中國農(nong)科院(yuan)蔬菜花(hua)卉研究(jiu)所研究(jiu)員余宏軍(jun)告(gao)訴(su)記者，無土栽培技(ji)(ji)術日(ri)趨成熟的(de)當下(xia)，技(ji)(ji)術從前沿(yan)到普及(ji)，還有許多門檻，這(zhe)些門檻不止來(lai)自農(nong)業(ye)(ye)本(ben)身，也有賴于數字技(ji)(ji)術與(yu)工業(ye)(ye)等領域的(de)共同進步。同時，質(zhi)量與(yu)價格(ge)、成本(ben)與(yu)收益(yi)，技(ji)(ji)術的(de)突(tu)破與(yu)普及(ji)，在農(nong)業(ye)(ye)生產(chan)者那里，首先(xian)面對的(de)總是(shi)一(yi)個(ge)計(ji)算(suan)題。
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今(jin)年6月，在上海崇明島封閉的集裝箱(xiang)里，人工光照下，水培孕育的生菜(cai)成熟了。新京(jing)報(bao)記(ji)者(zhe) 田杰雄(xiong) 攝
焦點1：無土栽培技術三(san)大領域(yu)均(jun)已(yi)趨于成(cheng)熟
細(xi)說起(qi)來我(wo)國(guo)的無土栽培歷史不可謂不悠(you)久：自宋代起(qi)，就有了(le)(le)水仙花、風信子的水培歷史，南(nan)方(fang)船(chuan)戶們(men)以水上木筏種得(de)的“浮田(tian)”，讓許多農作物(wu)得(de)到(dao)了(le)(le)江河湖水的滋養。
我國(guo)現代(dai)科學意義上(shang)無(wu)土(tu)栽培(pei)技術(shu)的(de)(de)開(kai)端，則可追溯到上(shang)世(shi)紀三十(shi)年(nian)代(dai)的(de)(de)上(shang)海。1937年(nian)，以煤(mei)渣(zha)為(wei)基(ji)質、利用營養液(ye)循環供液(ye)，溫室內(nei)也栽培(pei)出了(le)少量(liang)番茄(qie)，那是(shi)(shi)上(shang)海的(de)(de)四維農(nong)場，也是(shi)(shi)中國(guo)最早的(de)(de)無(wu)土(tu)栽培(pei)蔬菜農(nong)場。此后，直到上(shang)世(shi)紀七十(shi)年(nian)代(dai)，山東農(nong)業大(da)學開(kai)始用蛭石栽培(pei)西瓜、黃瓜、番茄(qie)等(deng)作物，正式開(kai)始無(wu)土(tu)栽培(pei)的(de)(de)研究(jiu)，并在九十(shi)年(nian)代(dai)前后逐(zhu)步轉為(wei)生產應(ying)用。
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事實(shi)上，我(wo)國(guo)在(zai)無土栽培(pei)技術領域(yu)起步(bu)較晚，同時期美國(guo)、日(ri)本(ben)以(yi)及許(xu)多歐洲國(guo)家(jia)的無土栽培(pei)種植(zhi)面(mian)積已經達到數百公頃，進入二十一世紀后，也(ye)率先實(shi)現了機械化(hua)、現代化(hua)。
中國農科院(yuan)蔬菜花卉研究(jiu)所(suo)研究(jiu)員余宏軍告訴記者(zhe)，在我國，無土(tu)栽培(pei)曾經一(yi)直被(bei)列為原農業(ye)部的(de)重(zhong)(zhong)點科研課題(ti)、國家重(zhong)(zhong)點攻(gong)關項(xiang)目(mu)，近半個世紀以來，無土(tu)栽培(pei)技術得到了快(kuai)速發展(zhan)，尤(you)其(qi)是隨著國內設施農業(ye)的(de)發展(zhan)，技術普及和應用(yong)進入快(kuai)車道。
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中國農科(ke)院(yuan)蔬菜花(hua)卉研究(jiu)所研究(jiu)員余宏軍。受訪者供圖
這項技(ji)術并(bing)不神秘，它與普(pu)(pu)通(tong)人的(de)距離很近。“最常見(jian)的(de)無土栽(zai)培實際上已經融入到了(le)日常生活之中，比(bi)如養(yang)花(hua)、陽(yang)臺種菜，有時會用到的(de)陶粒、沙子、蛭石、珍珠巖，都屬于基質，另外(wai)也有大家都熟悉的(de)一些(xie)水(shui)生花(hua)卉。這些(xie)都是普(pu)(pu)通(tong)人接(jie)觸無土栽(zai)培最直接(jie)的(de)方式。”余宏軍說(shuo)。
“在研究層面，無(wu)土(tu)栽(zai)(zai)培這項技術現階段并不存在瓶頸。”余宏軍介紹，當(dang)前(qian)(qian)，無(wu)土(tu)栽(zai)(zai)培技術主(zhu)要分為霧培、基質培以(yi)及水培，也就是(shi)營(ying)養液(ye)栽(zai)(zai)培，這三(san)種方式，各自都有長時間(jian)發(fa)(fa)展歷(li)史，技術趨(qu)于成熟。近年(nian)以(yi)來，無(wu)土(tu)栽(zai)(zai)培領域的(de)發(fa)(fa)展，多是(shi)基于前(qian)(qian)期成果的(de)改良，以(yi)滿(man)足(zu)更多特定需求。
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焦(jiao)點2：高額成本(ben)和投入(ru)制約技術(shu)普及
盡管不存在明顯技(ji)術瓶頸(jing)，但在農業生產端，無土栽(zai)培技(ji)術與消費者(zhe)餐桌(zhuo)仍存在隔閡。余(yu)宏軍告訴記者(zhe)，即(ji)便(bian)應用場景(jing)逐漸(jian)增多(duo)，但農業生產占比不足一成。“在真正的(de)規模(mo)化生產上(shang)，技(ji)術的(de)使(shi)用還處(chu)于起(qi)步階段，目前農業生產的(de)主要形式仍是土壤栽(zai)培。”
成本是最主要(yao)的(de)(de)制約因素。在(zai)(zai)與(yu)日光(guang)溫室、植(zhi)物(wu)工廠模式相(xiang)(xiang)配合下，無(wu)(wu)土(tu)栽(zai)培(pei)(pei)技術的(de)(de)確(que)可為植(zhi)物(wu)高(gao)效供給生(sheng)長養分，挖掘(jue)增產潛力。相(xiang)(xiang)對于傳統(tong)土(tu)壤(rang)栽(zai)培(pei)(pei)方式，無(wu)(wu)土(tu)栽(zai)培(pei)(pei)的(de)(de)優勢很(hen)明顯，它有(you)效預(yu)防著病蟲害的(de)(de)發生(sheng)，減少化(hua)(hua)學農業投入，也(ye)拓展更多土(tu)地資(zi)源(yuan)。在(zai)(zai)現代(dai)農業設施中，運用前沿技術的(de)(de)無(wu)(wu)土(tu)栽(zai)培(pei)(pei)產物(wu)，擁有(you)傳統(tong)栽(zai)培(pei)(pei)方式所望塵莫(mo)及的(de)(de)商品化(hua)(hua)率。
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而在實現高產、高效、低耗的農業生(sheng)產目的的同(tong)時(shi)，往往伴隨著高昂的生(sheng)產成本。
“與傳統的(de)土(tu)(tu)壤栽培相比，無(wu)土(tu)(tu)栽培注定有額外投(tou)入。”不提及伴隨無(wu)土(tu)(tu)栽培應(ying)用的(de)各種設(she)施設(she)備，在余宏軍看來，單單是技術(shu)本身投(tou)資(zi)，已經(jing)為普通農業生產者立了很高的(de)門(men)檻。
“一些本身(shen)經濟效益比較好的作物(wu)，對于無(wu)土栽培的接(jie)受程度、寄予的期(qi)待，都會更高一些。”余宏軍提到了草(cao)莓、藍莓等高效益的經濟作物(wu)，當無(wu)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(wai)，存在(zai)(zai)于特(te)定的區(qu)域和條件下——包括無土栽培(pei)在(zai)(zai)內的許多前沿技(ji)術，正在(zai)(zai)為(wei)極端、惡劣環境下的農(nong)(nong)業(ye)生產提供解決(jue)方案(an)。如在(zai)(zai)西(xi)(xi)(xi)(xi)北甘(gan)肅河西(xi)(xi)(xi)(xi)走廊，利(li)用(yong)基質無土栽培(pei)技(ji)術和高效節水技(ji)術，荒漠戈壁也能成為(wei)農(nong)(nong)業(ye)綠洲，高效產出農(nong)(nong)產品(pin)。根(gen)據當地(di)(di)(di)相關的意見政(zheng)策，未來這里將成為(wei)西(xi)(xi)(xi)(xi)北乃至中亞、西(xi)(xi)(xi)(xi)亞、南(nan)亞地(di)(di)(di)區(qu)富有競爭力的“菜籃子”產品(pin)生產供應基地(di)(di)(di)。
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焦點3：農業將在集成領域探索未來(lai)
縱然技(ji)術成熟(shu)，近(jin)幾年(nian)來在無土栽培領域國內(nei)外都(dou)沒有更多(duo)重大的突破和成果，不能回(hui)避的是(shi)，在技(ji)術應用(yong)層面，我國與許多(duo)發達(da)國家(jia)之間仍有差距(ju)。
記者(zhe)獲悉，截至2019年(nian)，世界范(fan)圍內(nei)運用無土栽(zai)(zai)培(pei)技(ji)術的(de)國家(jia)(jia)和地區已經超(chao)過100個，而包括荷蘭在內(nei)的(de)許多歐盟(meng)國家(jia)(jia)，約八至九成的(de)溫室生(sheng)產應用了(le)無土栽(zai)(zai)培(pei)的(de)技(ji)術，面積和效(xiao)益(yi)也(ye)在持續增長。
在(zai)余(yu)宏軍(jun)看來(lai)(lai)，這樣的(de)(de)(de)差距(ju)除源于技(ji)(ji)術(shu)起步的(de)(de)(de)先后、發展(zhan)的(de)(de)(de)快慢，也會受(shou)到我國(guo)農(nong)業(ye)生產(chan)本身的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)影(ying)響。“農(nong)業(ye)生產(chan)是(shi)(shi)需要計劃性的(de)(de)(de)，例如無土(tu)(tu)栽培(pei)技(ji)(ji)術(shu)最先進(jin)的(de)(de)(de)荷蘭，投入(ru)、產(chan)出(chu)、收(shou)益、菜價變化(hua)的(de)(de)(de)幅度，都(dou)是(shi)(shi)可以算(suan)出(chu)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)。在(zai)擺脫了靠(kao)天吃飯的(de)(de)(de)溫室大(da)棚、植(zhi)物工廠里(li)，成本和(he)(he)收(shou)益是(shi)(shi)穩定的(de)(de)(de)。”余(yu)宏軍(jun)提到，在(zai)無土(tu)(tu)栽培(pei)技(ji)(ji)術(shu)應(ying)用(yong)比較(jiao)成熟、廣泛的(de)(de)(de)國(guo)家，農(nong)業(ye)的(de)(de)(de)計劃性程(cheng)度會較(jiao)高，農(nong)業(ye)生產(chan)是(shi)(shi)有序的(de)(de)(de)。而我國(guo)國(guo)土(tu)(tu)面積(ji)廣闊(kuo)，自(zi)然(ran)環(huan)境(jing)和(he)(he)技(ji)(ji)術(shu)應(ying)用(yong)水平(ping)都(dou)存在(zai)較(jiao)大(da)差異(yi)，農(nong)業(ye)生產(chan)的(de)(de)(de)計劃性相對(dui)(dui)較(jiao)弱(ruo)，對(dui)(dui)于農(nong)業(ye)生產(chan)者來(lai)(lai)說，技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)投入(ru)仍(reng)有風險。
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在(zai)(zai)完(wan)(wan)全封(feng)閉的(de)集裝箱(xiang)里生產(chan)標準化(hua)的(de)蔬菜、在(zai)(zai)無人溫室大棚里種出一茬(cha)又一茬(cha)的(de)果蔬，這些(xie)(xie)是(shi)前(qian)沿領(ling)域已(yi)經在(zai)(zai)發生的(de)事情，也可被看作(zuo)是(shi)未來農(nong)(nong)業的(de)方向。只不過，在(zai)(zai)逐漸(jian)邁向未來的(de)過程中(zhong)，專家和生產(chan)者總要面臨太多的(de)計(ji)算題，“比如在(zai)(zai)完(wan)(wan)全封(feng)閉的(de)情況下，人工(gong)光照(zhao)的(de)用(yong)電成本，這些(xie)(xie)都要被核算到農(nong)(nong)產(chan)品上(shang)。”余宏軍說，即便在(zai)(zai)未來，農(nong)(nong)產(chan)品的(de)核心(xin)競爭力仍然是(shi)質量與價格，但(dan)制約二者的(de)因素，并不止局限于農(nong)(nong)業領(ling)域。
在(zai)余宏(hong)軍看來，在(zai)當下，制約農(nong)(nong)業(ye)發展的其實(shi)(shi)并(bing)不(bu)(bu)是農(nong)(nong)業(ye)技術(shu)(shu)本身(shen)，而當人們談(tan)及(ji)未來農(nong)(nong)業(ye)，實(shi)(shi)際上討(tao)論的范圍已經遠超基礎農(nong)(nong)業(ye)范疇。數字技術(shu)(shu)的應(ying)用(yong)、信(xin)息(xi)化(hua)發展、工業(ye)化(hua)程(cheng)度(du)等(deng)等(deng)，無一不(bu)(bu)在(zai)影響(xiang)著未來農(nong)(nong)業(ye)的樣貌。
文章(zhang)來源：新京(jing)報 記(ji)者(zhe) 田(tian)杰雄


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