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新京报   2024/07/03

当前,无土栽培技术主要分为雾培、基质培以及水培,也就是营养液栽培,这三种方式,各自也都有较长时间的发展历史,技术也趋于成熟。

普通市民与无土栽培技术的距离,没有想象中遥远。我国无土栽培技术经过半个世纪发展,已能够伴随着植物盆栽、阳台蔬菜,陆续进入城市生活,在居所里占得一席之地。而在农业生产的前沿,无土栽培也正凭借环保、节水、高效的优势,开始以基质和营养液的形式滋养着设施蔬菜的生命。

在未来设施农业中,人们脚下的大地,可能不再是孕育作物的永恒主角。但中国农科院蔬菜花卉研究所研究员余宏军告诉记者,无土栽培技术日趋成熟的当下,技术从前沿到普及,还有许多门槛,这些门槛不止来自农业本身,也有赖于数字技术与工业等领域的共同进步。同时,质量与价格、成本与收益,技术的突破与普及,在农业生产者那里,首先面对的总是一个计算题。

>>在上海崇明岛封闭的集装箱里,人工光照下,水培孕育的生菜成熟了。新京报记者 田杰雄 摄

无土栽培技术三大领域均已趋于成熟

细说起来我国的无土栽培历史不可谓不悠久:自宋代起,就有了水仙花、风信子的水培历史,南方船户们以水上木筏种得的“浮田”,让许多农作物得到了江河湖水的滋养。

我国现代科学意义上无土栽培技术的开端,则可追溯到上世纪三十年代的上海。1937年,以煤渣为基质、利用营养液循环供液,温室内也栽培出了少量番茄,那是上海的四维农场,也是中国最早的无土栽培蔬菜农场。此后,直到上世纪七十年代,山东农业大学开始用蛭石栽培西瓜、黄瓜、番茄等作物,正式开始无土栽培的研究,并在九十年代前后逐步转为生产应用。

事实上,我国在无土栽培技术领域起步较晚,同时期美国、日本以及许多欧洲国家的无土栽培种植面积已经达到数百公顷,进入二十一世纪后,也率先实现了机械化、现代化。

中国农科院蔬菜花卉研究所研究员余宏军告诉记者,在我国,无土栽培曾经一直被列为原农业部的重点科研课题、国家重点攻关项目,近半个世纪以来,无土栽培技术得到了快速发展,尤其是随着国内设施农业的发展,技术普及和应用进入快车道。

这项技术并不神秘,它与普通人的距离很近。“最常见的无土栽培实际上已经融入到了日常生活之中,比如养花、阳台种菜,有时会用到的陶粒、沙子、蛭石、珍珠岩,都属于基质,另外也有大家都熟悉的一些水生花卉。这些都是普通人接触无土栽培最直接的方式。”余宏军说。

“在研究层面,无土栽培这项技术现阶段并不存在瓶颈。”余宏军介绍,当前,无土栽培技术主要分为雾培、基质培以及水培,也就是营养液栽培,这三种方式,各自都有长时间发展历史,技术趋于成熟。近年以来,无土栽培领域的发展,多是基于前期成果的改良,以满足更多特定需求。

高额成本和投入制约技术普及

尽管不存在明显技术瓶颈,但在农业生产端,无土栽培技术与消费者餐桌仍存在隔阂。余宏军告诉记者,即便应用场景逐渐增多,但农业生产占比不足一成。“在真正的规模化生产上,技术的使用还处于起步阶段,目前农业生产的主要形式仍是土壤栽培。”

成本是最主要的制约因素。在与日光温室、植物工厂模式相配合下,无土栽培技术的确可为植物高效供给生长养分,挖掘增产潜力。相对于传统土壤栽培方式,无土栽培的优势很明显,它有效预防着病虫害的发生,减少化学农业投入,也拓展更多土地资源。在现代农业设施中,运用前沿技术的无土栽培产物,拥有传统栽培方式所望尘莫及的商品化率。

而在实现高产、高效、低耗的农业生产目的的同时,往往伴随着高昂的生产成本。

“与传统的土壤栽培相比,无土栽培注定有额外投入。”不提及伴随无土栽培应用的各种设施设备,在余宏军看来,单单是技术本身投资,已经为普通农业生产者立了很高的门槛。

“一些本身经济效益比较好的作物,对于无土栽培的接受程度、寄予的期待,都会更高一些。”余宏军提到了草莓、蓝莓等高效益的经济作物,当无土栽培的应用建立在良好的产业发展背景下时,对于生产者,往往“事半功倍”。

还有一些例外,存在于特定的区域和条件下——包括无土栽培在内的许多前沿技术,正在为极端、恶劣环境下的农业生产提供解决方案。如在西北甘肃河西走廊,利用基质无土栽培技术和高效节水技术,荒漠戈壁也能成为农业绿洲,高效产出农产品。根据当地相关的意见政策,未来这里将成为西北乃至中亚、西亚、南亚地区富有竞争力的“菜篮子”产品生产供应基地。

农业将在集成领域探索未来

纵然技术成熟,近几年来在无土栽培领域国内外都没有更多重大的突破和成果,不能回避的是,在技术应用层面,我国与许多发达国家之间仍有差距。

记者获悉,截至2019年,世界范围内运用无土栽培技术的国家和地区已经超过100个,而包括荷兰在内的许多欧盟国家,约八至九成的温室生产应用了无土栽培的技术,面积和效益也在持续增长。

在余宏军看来,这样的差距除源于技术起步的先后、发展的快慢,也会受到我国农业生产本身的环境影响。“农业生产是需要计划性的,例如无土栽培技术最先进的荷兰,投入、产出、收益、菜价变化的幅度,都是可以算出来的。在摆脱了靠天吃饭的温室大棚、植物工厂里,成本和收益是稳定的。”余宏军提到,在无土栽培技术应用比较成熟、广泛的国家,农业的计划性程度会较高,农业生产是有序的。而我国国土面积广阔,自然环境和技术应用水平都存在较大差异,农业生产的计划性相对较弱,对于农业生产者来说,技术的投入仍有风险。

在完全封闭的集装箱里生产标准化的蔬菜、在无人温室大棚里种出一茬又一茬的果蔬,这些是前沿领域已经在发生的事情,也可被看作是未来农业的方向。只不过,在逐渐迈向未来的过程中,专家和生产者总要面临太多的计算题,“比如在完全封闭的情况下,人工光照的用电成本,这些都要被核算到农产品上。”余宏军说,即便在未来,农产品的核心竞争力仍然是质量与价格,但制约二者的因素,并不止局限于农业领域。

在余宏军看来,在当下,制约农业发展的其实并不是农业技术本身,而当人们谈及未来农业,实际上讨论的范围已经远超基础农业范畴。数字技术的应用、信息化发展、工业化程度等等,无一不在影响着未来农业的样貌。