一）無土栽培的分類
        無土栽培從最早的模式開始，至今經(jīng)歷了100多年。其從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模的商品生產(chǎn)過程中，經(jīng)過許多代人的努力已經(jīng)發(fā)展出多種類型。不少人從不同的角度對(duì)它進(jìn)行過許多分類，現(xiàn)將最通常的分類介紹如下：
有固體基質(zhì)類型 砂培（Sand culture）
礫培（Gravet culture）
泥炭培（Peat culture ）
鋸末培（Sawdust culture）
珍珠巖培（Peaslite culture）
蛭石培（Vermiculite culture）
巖棉培（Rockwool culture）
無固體基質(zhì)類型 水培（Hydroponics） 營養(yǎng)液膜技術(shù)（NFT）
深液流技術(shù)（DFT）
霧培（Spray culture）          
    無土栽培的核心是營養(yǎng)液代替了土壤。應(yīng)該把握住這個(gè)核心實(shí)質(zhì)去理解本分類系統(tǒng)屬下的各級(jí)名稱，才不致誤解。不管名稱如何叫法，它都包含使用營養(yǎng)液這個(gè)核心在內(nèi)。例如礫培，它的全稱應(yīng)該是在礫石錨定植株的情況下，用營養(yǎng)液栽培作物的一種方法，余類推。
（二）營養(yǎng)液          
    營養(yǎng)液是無土栽培的核心，必須認(rèn)真地了解和掌握，才能真正掌握無土栽培技術(shù)。有人認(rèn)為從別人那里抄來一個(gè)別人正在使用而行之有效的營養(yǎng)液配方就行了。這是一種天真的想法，知其然不知其所以然地濫用營養(yǎng)液配方去作無土栽培生產(chǎn)，將會(huì)導(dǎo)致不必要的損失。
1.水質(zhì)要求
（1）水的來源
    在研究營養(yǎng)液配方及某種營養(yǎng)元素的缺乏癥等實(shí)驗(yàn)水培時(shí)，需要使用蒸餾水或去離子水。在大生產(chǎn)中可使用雨水、井水和自來水。
    雨水的收集靠溫室屋面上的降水面積，如月降雨量達(dá)到100毫米以上，則水培用水可以自給。使用雨水時(shí)要考慮到當(dāng)?shù)氐目諝馕廴境潭?，如污染?yán)重則不能使用。即使斷定無污染，在下雨后10分鐘左右的雨水不要收集，以沖去塵埃等污染源。
    井水和自來水是常用的水源，使用前必須對(duì)水質(zhì)進(jìn)行調(diào)查化驗(yàn)，以確定其可用性。一般的標(biāo)準(zhǔn)是水質(zhì)要和飲用水相當(dāng)。如用河水作水源，必須經(jīng)過處理，使達(dá)到符合衛(wèi)生規(guī)范的飲用水的程度才好使用。
（2）水質(zhì)的要求
    總的要求和符合衛(wèi)生規(guī)范的飲用水相當(dāng)?，F(xiàn)將幾項(xiàng)和無土栽培營養(yǎng)液的平衡有密切關(guān)系的及有累積性公害影響的指標(biāo)介紹如下。
①硬度 
    水質(zhì)有軟水和硬水之分。所謂硬水就是指水中含有的鈣、鎂鹽〈一般為重碳酸鈣〈Ca(HCO3)2>、重碳酸鎂<Mg(HCO3)2>、硫酸鈣〈CaSO4>、硫酸鎂〈MgSO4>、氯化鈣〈CaCl2>、氯化鎂〈MgCl2>等〉的濃度比較高，達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。其標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一以每升水中CaO的重量來表示，1度＝10毫克CaO/l。硬度的劃分為：0～4。很軟水，4～8。軟水，8～16。中硬水，16～30。硬水，30。以上極硬水。在鈣質(zhì)土和石灰?guī)r地區(qū)的水常為硬水（如北京地區(qū)）。用硬水配制營養(yǎng)液必須將其中鈣和鎂的含量計(jì)算出來，以便減少配方中規(guī)定的鈣、鎂用量，否則其總鹽分過高。用作營養(yǎng)液的水，硬度不能太高，一般以不超過10。為宜。
②酸堿度 pH6.5～8.5。（如：KL-03II型酸度計(jì)，科立龍公司生產(chǎn)）
③溶解氧 使用前的溶解氧應(yīng)接近飽和。
④NaCl含量 小于2 mmol/l。
⑤余氯 
    自來水消毒時(shí)常用液氯（Cl2），故水中常含Cl2＞0.3mg/l。這對(duì)植物根有害。因此，水進(jìn)入栽培槽之后應(yīng)放置半天，以使余氯散逸后才好定植。
⑥重金屬及有害健康的元素容許限：
Hg 0.005mg/l Cd 0.01mg/l As 0.01mg/l
Se 0.01 mg/l Pb 0.05mg/l Cr 0.05mg/l
Cu 0.10 mg/l Zn 0.20mg/l Fe 0.50mg/l
F 1.00mg/l          
    總之，對(duì)用水的要求是不允許含有重金屬和病菌蟲卵等污染物，或在允許值以下。因此含鹽量低的雨水最理想，年雨量多的地方，可積水備用。井水、地下水則因母巖、近海與否成分很不一致，如硬水地區(qū)，應(yīng)當(dāng)測(cè)定Ga2+、Mg2+的含量并從肥料用量中減掉進(jìn)行矯正，過硬的水不宜使用，要處理以后再用。鐵在水中可能含量多，但易沉淀，不會(huì)有問題。如果NaCl（Na+含量高水呈堿性，Cl-含量高水呈酸性）、H2S等有害物質(zhì)大量存在，則宜用自來水或河水。自來水含氯氣（次氯酸鈉消毒所致），宜放置1～2天后使用，如急用可在水中加硫代硫酸鈉（2.5克/噸）中和后使用。另外pH過高也應(yīng)調(diào)整后使用。
2.肥料     
    一般將化學(xué)工業(yè)制造出來的化合物的品質(zhì)分為四類：①化學(xué)試劑，又細(xì)分為三級(jí)，即：保證試劑（GR），又稱一級(jí)試劑；分析試劑（AR），又稱二級(jí)試劑；化學(xué)純?cè)噭–P），又稱三級(jí)試劑。②醫(yī)藥用。③工業(yè)用。④農(nóng)業(yè)用。
    化學(xué)試劑的純度最高，其中GR級(jí)又最高，但價(jià)格昂貴。在無土栽培中，要研究營養(yǎng)液新配方及探索營養(yǎng)元素缺乏癥等試驗(yàn)，需用到化學(xué)試劑，除特別要求精細(xì)的外，一般用到化學(xué)純級(jí)已可。在生產(chǎn)中，除了微量元素用化學(xué)純?cè)噭┗蜥t(yī)藥用品外，大量元素的供給多采用農(nóng)業(yè)用品，以降低成本。如無合格的農(nóng)業(yè)原料可用工業(yè)用品代替，但工業(yè)用原料的價(jià)格比農(nóng)用的貴。
    營養(yǎng)液配方中標(biāo)出的用量是以純品表示的，在配制營養(yǎng)液時(shí)，要按各種化合物原料標(biāo)明的百分純度來折算除原料的用量。此外，肥料應(yīng)貯藏于干燥的地方，如因貯藏不當(dāng)而吸潮顯著，使用時(shí)應(yīng)減去吸濕量。
3.營養(yǎng)液配方
（1）營養(yǎng)液組成原則     
①營養(yǎng)液必須含有植物生長所必需的全部營養(yǎng)元素（除C、H、O之外其余13種：N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl）。
②含各種營養(yǎng)元素的化合物必須是根部可以吸收的狀態(tài)，即可以溶于水的呈離子狀態(tài)的化合物，通常都是無機(jī)鹽類，也有一些是有機(jī)螯合物，如鐵。
③營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素的數(shù)量比例應(yīng)是符合植物生長發(fā)育要求的、均衡的。
④營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素的無機(jī)鹽類構(gòu)成的總鹽分濃度及其酸堿反應(yīng)應(yīng)該是適合植物生長要求的。
⑤組成營養(yǎng)液的各種化合物，在栽培植物的過程中，應(yīng)在較長時(shí)間內(nèi)保持其有效狀態(tài)。
⑥組成營養(yǎng)液的各種化合物的總體，在被根吸收過程中造成的生理酸堿反應(yīng)應(yīng)該是比較平穩(wěn)的。
（2）營養(yǎng)液配方 ( 略 )
4.營養(yǎng)液配制
（1）濃縮貯備液
    A母液：以鈣鹽為中心，凡不與鈣作用而產(chǎn)生沉淀的鹽都可溶在一起，可包括硝酸鈣和硝酸鉀，濃縮 100～200倍。
    B母液：以磷酸鹽為中心，凡不會(huì)與磷酸根形成沉淀的鹽都可溶在一起，可包括磷酸二氫銨和硫酸鎂，濃縮100～200倍。
    C母液：是由鐵和微量元素合在一起配制而成的，因其用量小，可以配成濃縮倍數(shù)很高的母液，一般為1000倍濃縮液。
以上母液均應(yīng)貯存于黑暗容器中。
（2）工作營養(yǎng)液    
    一般用濃縮貯備液配制，在加入各種母液的過程中，也要防止沉淀的出現(xiàn)。配制步驟為：在大貯液池內(nèi)先放入相當(dāng)于要配制的營養(yǎng)液體積的40%水量，將A母液應(yīng)加入量倒入其中，開動(dòng)水泵使其流動(dòng)擴(kuò)散均勻。然后再將應(yīng)加入的B母液慢慢注入水渠口的水源中，讓水源沖稀B母液后帶入貯液池中參與流動(dòng)擴(kuò)散，此過程所加的水量以達(dá)到總液量的80%為度。最后，將C母液的應(yīng)加入量也隨水沖稀帶入貯液池中參與流動(dòng)擴(kuò)散。加足水量后，繼續(xù)流動(dòng)一段時(shí)間使達(dá)到均勻。
5.營養(yǎng)液的管理
    營養(yǎng)液的管理主要是指在栽培作物過程中循環(huán)使用的營養(yǎng)液管理，開放式基質(zhì)培營養(yǎng)液滴灌系統(tǒng)中的營養(yǎng)液不回收使用，其管理見基質(zhì)培部分。     
    作物的根系大部分生長在營養(yǎng)液中，并吸收其中的水分、養(yǎng)分和氧氣，從而使其濃度、成分、pH、溶存氧等都不斷發(fā)生變化，同時(shí)根系也分泌有機(jī)物于營養(yǎng)液中及少量衰老的殘根脫落于營養(yǎng)液中，致使微生物也會(huì)在其中繁殖。外界的溫度也時(shí)刻影響著液溫，因此，必需對(duì)上述諸因素的影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)和采取措施予以調(diào)控，使其經(jīng)常處于符合作物生長發(fā)育的需要狀態(tài)。
（1）溶存氧（培養(yǎng)液中溶氧量）
    生長在營養(yǎng)液中的根系，其呼吸所需的氧，可以有兩個(gè)來源：溶存于營養(yǎng)液中的氧以及植物體內(nèi)形成的氧氣輸導(dǎo)組織從地上部向根系輸送的氧。    
    一般可將作物對(duì)氧的要求大致分為三類：不耐淹漬的旱地作物（如大多數(shù)蔬菜作物），其體內(nèi)不具備氧氣輸導(dǎo)組織，營養(yǎng)液中溶存氧的供給充足與否是栽培成敗的關(guān)鍵因素之一；耐淹浸的旱地作物，此類作物在遇到淹浸環(huán)境時(shí)會(huì)適應(yīng)形成氧氣輸導(dǎo)組織，如芹菜、鴨兒芹等，此外，據(jù)研究，番茄、節(jié)瓜、絲瓜、直葉萵苣也具有這種功能。          
    培養(yǎng)液的溶氧量依液溫或營養(yǎng)液供液方式而有很大變化，尤其是液溫升高時(shí)，根的呼吸增強(qiáng)，營養(yǎng)液中氧氣不足，因此必須補(bǔ)充氧氣，具體補(bǔ)氧氣的方法有：攪拌（此法有一定效果，但技術(shù)上較難處理，主要是種植槽內(nèi)有許多根系存在，容易傷根）；用壓縮空氣通過起泡器向液內(nèi)擴(kuò)散微細(xì)氣泡（此法效果較好，但主要在小盆缽水培上使用，在大生產(chǎn)線上大規(guī)模遍布起泡器困難較大，所以一般不采用）；用化學(xué)試劑加入液中產(chǎn)生氧氣（此法效果尚好，但價(jià)格昂貴，生產(chǎn)上目前不可能使用）；將營養(yǎng)液進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)（此法效果很好，是生產(chǎn)上普遍采用的方法，其具體的增氧效果，由于不同設(shè)計(jì)而有差異，循環(huán)時(shí)落差大、濺潑面較分散、增加一定壓力形成射流等都有利于增大補(bǔ)氧效果）。
（2）濃度管理（培養(yǎng)液的補(bǔ)充與調(diào)整）
    在栽培過程中，營養(yǎng)液會(huì)因蒸發(fā)和作物蒸騰而逐漸減少，如果隨時(shí)補(bǔ)充水分，使之保持原有的容積，則又會(huì)因鹽分的被吸收而使?jié)舛茸兊?，因此，營養(yǎng)液的補(bǔ)充與調(diào)整十分重要。
補(bǔ)充與調(diào)整的方法有：
①按減水量估算補(bǔ)液量 
    適用于單株作物平均有較多量營養(yǎng)液的無土栽培。果菜類生育盛期每天每株可消耗水分1～2升，葉菜類蔬菜約為0.15～0.2升，但在這一容量里所含的鹽分，只有一部分被作物吸收，其數(shù)量約為該容積內(nèi)鹽分含量的50～70%，記錄貯液槽中的耗液量，當(dāng)液量減少到原有液量的70%時(shí)，就加水到原有液量，再加入補(bǔ)水量所需肥料鹽的50～70%，即可使液量及其濃度恢復(fù)到原有水平。
②電導(dǎo)率法 
    純水并不導(dǎo)電，水中離子愈多，導(dǎo)電能力愈強(qiáng)，據(jù)此將營養(yǎng)液配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)液，用電導(dǎo)儀測(cè)定電導(dǎo)率（EC），并繪制成標(biāo)準(zhǔn)曲線。當(dāng)營養(yǎng)液使用一段時(shí)間以后，濃度變低（鹽分被吸收，水分補(bǔ)充到原有體積）?？捎秒妼?dǎo)儀（如：KL-1382型電導(dǎo)率，科立龍公司生產(chǎn)）測(cè)定其電導(dǎo)率，再從標(biāo)準(zhǔn)曲線找出其相應(yīng)之濃度%及應(yīng)補(bǔ)施之肥料量。例如：濃度減低到原有濃度的60%時(shí)，則補(bǔ)施全槽應(yīng)施肥料的40%，即可使?jié)舛然謴?fù)到原有水平。不過電導(dǎo)儀測(cè)得的EC值與硝態(tài)氮的濃度呈顯著正相關(guān)，而與K+等濃度的變化無相關(guān)現(xiàn)象，因此，現(xiàn)在有改用離子電極測(cè)定的。
③養(yǎng)分分析法 
    培養(yǎng)液使用一段時(shí)間之后，需要用化學(xué)分析方法測(cè)定其濃度，以確定植物吸收量，其測(cè)定值與剛配制時(shí)營養(yǎng)液中各元素含量的差，可以說明應(yīng)向營養(yǎng)液中補(bǔ)充各元素的數(shù)量，使恢復(fù)到原來的濃度。除測(cè)定培養(yǎng)液一般元素外，還要測(cè)定不同離子如Na+、SO4-、Cl-是否過量積聚，以及有毒重金屬元素是否過量存在。象荷蘭等國有專門為農(nóng)家進(jìn)行化學(xué)分析的咨詢機(jī)構(gòu)。    
④營養(yǎng)液濃度與pH的自動(dòng)調(diào)控裝置：目前荷蘭等國還廣泛采用微電腦來自動(dòng)調(diào)整培養(yǎng)液濃度與pH值（型號(hào)：KL-201，科立龍公司制造）。例如根據(jù)日總輻射量來定蒸騰量，根據(jù)蒸騰量計(jì)算出追肥量，再根據(jù)EC感受器測(cè)得的營養(yǎng)液濃度（型號(hào)：KL-208，KL-2385，科立龍公司制造），通過電腦系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)液。
（3）pH的變化與調(diào)整     
    培養(yǎng)液中pH值與作物養(yǎng)分吸收具有密切關(guān)系，當(dāng)pH發(fā)生變化時(shí)，養(yǎng)分吸收狀況也發(fā)生變化，其結(jié)果又會(huì)影響培養(yǎng)液中pH值的變化。在水培中培養(yǎng)液的pH變化較復(fù)雜，發(fā)生變化的原因大體上有以下幾點(diǎn)：第一，由于使用固體基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的不同引起pH的變化，例如以巖棉、熏炭為基質(zhì)的pH易升高，泥炭則下降，而用珍珠巖其pH的變化最少、最穩(wěn)定，至于石礫與砂則依其母質(zhì)的化學(xué)成分而異。第二，作物吸收養(yǎng)分時(shí)，陰離子與陽離子吸收比例的不同，會(huì)使pH發(fā)生變化，例如園試均衡培養(yǎng)液中NO3-的吸收量多時(shí)，使K、Ca殘留在培養(yǎng)液中使pH上升。第三，水質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、CO2濃度、從根部分泌或腐敗而產(chǎn)生的有機(jī)酸濃度也會(huì)改變pH值。
    檢測(cè)培養(yǎng)液pH可用pH測(cè)定儀，現(xiàn)在有一種手持簡(jiǎn)便型數(shù)字式的pH計(jì)較適合田間測(cè)定用。（如：KL-009I型酸度計(jì)，科立龍公司生產(chǎn)）
    調(diào)整pH的方法是以酸或堿來中和，當(dāng)pH過高時(shí)，以酸中和，常用的有硫酸、鹽酸、硝酸和磷酸，其用量、種類依培養(yǎng)液的新舊和水質(zhì)而異，據(jù)試驗(yàn)，一噸水中加8～10毫升濃硫酸，可使pH降低1個(gè)單位左右。長期使用硫酸、鹽酸，會(huì)使培養(yǎng)液中積累SO42-、Cl-、引起EC值升高，用硝酸來調(diào)整pH在歐洲廣泛使用，又是氮源。巖棉培則多用磷酸來調(diào)整（因強(qiáng)酸易溶解纖維），但磷酸易引起鐵沉淀而發(fā)生缺鐵癥。除磷酸外，使用各種酸時(shí)要注意防止灼傷皮膚。
pH值過低時(shí)，以堿中和，常用的有KOH和NaOH，通常用10%的溶液來調(diào)整。
    所有用酸或堿中和時(shí)，均需先稀釋成100倍左右的稀釋液（如8～10毫升稀釋至1升），因?yàn)樯倭康母邼舛鹊乃峄驂A加入大量培養(yǎng)液中，一時(shí)不易均勻，務(wù)必防止根系不會(huì)因遇到過濃的酸堿造成損傷為原則，要少量分次逐漸混入之。
    另外，還可以利用pH自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中的pH值。
（4）液溫的管理   
    液溫影響作物的養(yǎng)分吸收和培養(yǎng)液中的溶氧量，液溫過低影響根系生理活性，抑制了根系對(duì)P、NO3--N和K的吸收，但對(duì)Ca與Mg的吸收影響不大；同時(shí)高液溫下根系吸收增強(qiáng)，培養(yǎng)液中氧氣的濃度下降，易發(fā)生根腐爛，而且高液溫下Ca的吸收也困難，尤其是番茄在高溫時(shí)易出現(xiàn)缺Ca，引起臍腐病。因此，液溫過高過低均使生長受抑制，其適宜的根際液溫與土壤耕作條件下的土溫是相同的。    
    為保持適溫，宜進(jìn)行加溫或冷卻液溫，依水培設(shè)施種類的不同，方式也各異。冬季液溫加溫的方法有：在貯液槽下部設(shè)加溫管（類似熱得快），礫培床還可以在槽內(nèi)植株下部5～10厘米處鋪設(shè)電熱線，于夜間不供液時(shí)加溫。夏季降低液溫還缺少有效的方法，可用地下水或?qū)①A液槽修成地下式，設(shè)在不受陽光直射處，使?fàn)I養(yǎng)液加快循環(huán)，栽培床上敷設(shè)寒冷紗等，均可在一定程度上防止液溫升高。（可使用溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)溫，型號(hào)：KL-9806，KL-9816）
(5)營養(yǎng)液的更換
    一般來說，用軟水配制的營養(yǎng)液，若所選用的配方又比較平衡，則不需經(jīng)常作酸堿中和。應(yīng)用此營養(yǎng)液，一茬生長期較長的作物（番茄一茬5～6個(gè)月），可在生長中期（約3個(gè)月）更換一次就可以了。生長期短的作物（有的葉菜類種一茬20～30天），可種3～4茬更換一次，不必每茬收獲之后即更換營養(yǎng)液，這樣可節(jié)省用水。每茬收獲時(shí)，要將脫落的殘根濾去?？稍诨厮诎仓镁W(wǎng)袋或用活動(dòng)網(wǎng)袋打撈，然后補(bǔ)足所欠的營養(yǎng)成分（以總劑量計(jì)算）。如用硬水配制營養(yǎng)液，常需作酸堿中和的，則每個(gè)月要更換一次。如水質(zhì)的硬度偏高，更換的時(shí)間可能更要縮短，這要根據(jù)實(shí)際情況來決定。如果一定要使用硬度較高的水源來搞無土栽培，管理人員必需有較高的知識(shí)水平和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并最低限度地配備有電導(dǎo)率儀和酸度計(jì)，以好應(yīng)付復(fù)雜的局面。