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2006年9月21日 作者:xwz2367609 [返回]
水培技术的发展史

一个困惑问题的提出---
   植物必须在土里生长吗?

   从开天辟地以来,也是说从亘古以来,人们总认为植物离不开土壤,土壤是植物生长的摇篮与母亲,从穿透土壤的根系,从旺盛生长的树势,使人们想到土壤中必有供给生长发育所需的营养,但在当时对营养的概念只是含糊的,没有像现在这样,能对营养需求有了深层次的认识。只是从现象中进行模糊分析,下了肥的植物长得快,浇了水的植物不受旱,但究其机理谁人也说不清,这是十七世纪前,人们对植物肥水的感观认识。十七世纪初,科学家们对植物的生长进行了细致的观察,发现种在土钵里的植物,在不施肥只淋雨的情况下栽培数年后,发现也能生长,测量时明显的变重,但是土壤的重量却没有减轻,这使人们开始关注雨水的作用,启发性的想到,雨水中是不是含有植物生长所需的养分。不过此时的试验无非是一种粗糙的设计,但它开启了科学家们的思路,人们开始研究,自然洒落于栽培土壤里的雨水是不是含有植物所需的养分,这是问题的最初提出。后来一位农业化学家李比希阐明了其中机理,并提出了矿质营养学说,证明了植物生长对养分的利用是离子化矿质化的无机营养元素,从而使人们从有机养分局限认识中得到了彻底的解放与提升,这为现代化学农业及营养液栽培的发展开启了一道划时代的大门,预示着化肥农业的开始。从些化肥在农业上的运用得以广泛的普及,使农业生产力水平得以大幅度的提高与发展。
   探明了植物营养需求的机理
   通过人们对植物营养的研究,证明了植物正常生长所需的营养因子及环境因子必需协调的满足与供给,否则都会造成生长发育的不正常,也就是生理障碍的发生。其中对根系功能的研究发现,根系除了对氮磷钾钙镁硫等十三种矿质元素需求外,还需供给充足的水份与氧气,特别是氧气的正常供给是根系能否吸收营养元素的关键。植物只有在充足的肥水气环境中,再加上外界的光照、温度、湿度、二氧化碳等气候因子,才能正常的生长,这些因子缺一不可,所以提出的限制因子学说,其中根对营养元素吸收的需求提出了最为贴切的理论,就是水桶理论,也就是把每种元素比喻成装水水桶的每块组成板块,这个由板块组成的水桶的装水水平是由最低的板块所决定的,也就是植物对生长的影响是由最低的也就是最缺乏的元素所决定,把局限生长的最低元素就叫限制因子元素,所以要让植物正常生长,各种矿质元素需做到均衡的供给,只有均衡供给才能让植物正常的生长。而供给与吸收又是两回事,有充足的元素供给,但如果没有充分的吸收,还是不行,而对营养元素的吸收又是由水与气两个因子所决定,没有水的干旱环境,吸收过程缺乏运输的载体,也不能正常吸收,有了充足的水,没有充足的氧气,出难以让根系发挥出正常的生理吸收功能。于是,使人们充分认识到,在水气肥的三要素中,是缺一不可的,这就为当前水培技术的形成提供了理论上与认识上的基础,启发性地让人们想到,只要肥水气的充分供给就可以让植物正常地生长与发育。其实现代水培技术不管是从栽培系统设计上还是循环方式的选择上都是围绕这三者展开的。
   格里克迈出了重要的一步,
   通过人们对植物生长机理的研究,发现土壤的作用无非也就是为植物供应充足的水气肥而已,如果能满足植物根系对水气肥的需求,就是没有土壤也能让植物正常生长,于是,格里克这位植物营养学家开始了番茄的水培研究,终于种植出了世界上第一株水培植物,水培番茄。从此,开始了更多科学家对植物水培的研究,一直到现在,已成为一项专门的学科与专用的技术。就是这里所指的水培技术。

   在军事基地上的运用
   1930年,美国最先想到把这种栽培模式用于军事基地上,为基地的官兵们供应蔬菜,最早是采用沙培的方法,因为,大多的军事基地是建在没有土壤的荒漠上,它们利用沙子作为基质来代替土壤,运用配制的营养液用为肥料进行最早的营养液栽培,这是现在的人工基质无土栽培。这种沙培方法,在美军的二次世界大战中,发挥了卓卓的战功与作用,特别是在大平洋战争中,美军的后勤部队曾在只有珊瑚礁的岛屿上建立了三个规模较大的基地,为士兵们提供新鲜的蔬菜,是当时官兵们维生素及矿物质营养的主要来源,这三个基地一直运行到朝鲜战争结束。当时主要是生产叶菜类与番茄,特别是番茄汁是最重要的矿物质来源,所以战后美国的番茄产业发展极为迅速与活跃。

   现代水培技术的形成
在国际上,除了美国率先用于军事上以外,日本是较早用于农业生产的一个国家,此时的人们已充分认识到水培的发展前景与优势。1960年,日本国在静冈县清水市的园艺试验场兴津支场率先开始了水培技术的系统化栽培研究,当时,很重要的一个方面还是为了解决农作物的连作障碍,而水培是解决连作的一个最好对策,采用了沙培、砾培等模式的研究,随着研究的深入,才发展为现代的纯水培技术,目前的日本已把水培技术作为现代农场栽培蔬菜的一种最重要手段与技术。
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