大國三農課程提綱鄉村振興鄉村治理數字鄉村培育新型農業經營主體鄉村發展新動能農業科技與現代化智慧農業種業創新數字農業田園綜合體合作社家庭農場新型職業農民大國三農農業制度創新和發展無土栽培農業政策創新項目一：無土栽培—探究項目教學法—學習目標思政引領：樹立大食物觀，發展設施農業，構建多元化食物供給體系。發展鄉村特色產業，拓寬農民增收致富渠道。——習近平描述無土栽培技術如何助力現代農業素質目標1、識別無土栽培設施構件；2、說出工廠化育苗的工藝流程；3、選擇合適的無土栽培育苗方法。技能目標1、熟悉無土栽培的分類及應用前景；2、掌握工廠化育苗的原理及方法；3、了解植物工廠的關鍵技術。知識目標無土栽培

學習內容項目一1.1什么是無土栽培1.1.1無土栽培的發展

1.1.2無土栽培的分類1.1.3無土栽培的應用前景

案例21.2：掌握工廠化育苗技術1.2.1設施與設備1.2.2.育苗方式1.2.3.嫁接育苗1.3了解植物工廠發展前景1.3.1關鍵技術1.3.2發展趨勢1.3.3復習與測試教材P57～60任務一：認識無土栽培視頻展示：列舉有機農業的模式種植——養殖——沼氣池一、什么是無土栽培？二、無土栽培與傳統農業相比具有哪些優勢？三、無土栽培技術應用前景四、常見的無土栽培案例一

無土栽培的概念，分類和優勢1.概念：“水上菜園”也被稱為“葑田”或“浮田”（視頻：1.1無土栽培的發展歷史）什么是無土栽培？根據國際無土栽培學會的規定，凡是不用天然土壤，而用營養液或固體基質加營養液栽培作物的方法統稱為無土栽培。2.分類

營養液或固體基質代替天然土壤向作物提供良好的水、肥、氣、熱等根際環境條件，使作物完成從苗期開始的整個生命周期。無土栽培又稱為營養液栽培、水耕、水培、溶液栽培、養液栽培等。（1）基質培

（2）水培

（3）霧培無土栽培分類基質培通過固體基質代替土壤固定植株根系，利用營養液代替水和營養物質。優點：基質栽培蔬菜產量高、品質好，也更加省水、省肥、省力。由于基質培在相對密閉的環境中，隔絕外部環境和土壤連作帶來的病蟲害，減少農藥的使用，基質培具有投資相對較少、設備簡單、易于操作。狀況：基質栽培面積占我國商業性無土栽培面積的90%。固體基質可分為：有機基質和無機基質。有機基質包括：樹皮、泥炭、秸稈、椰子纖維等；無機基質包括巖棉、礫石、珍珠巖、蛭石等。（2）水培水培不需要基質來固定植物，植物的根系能直接與營養液接觸來吸收水分和營養。優點：是栽培人員可以通過調節營養液的配比來實現植物營養的均衡供給，減少土傳病害，節約水土資源。各國科學家根據不同作物種類、生育階段、栽培方式、水質和氣候條件以及營養元素化合物來源，形成了以Hoagland、日本園試等為代表的通用營養液配方，以及以日本山崎、華南農業大學等為代表的專用營養液配方。要求：水培技術對資金投入和操作技術要求較高，對水培種植系統的自動化、機械化和信息化管理的研究仍需進一步深入。（3）霧培

霧培是將營養液用噴霧的方法，直接噴到作物根系上。優點：霧培可以減少人工，但因其機械化控制的特點，資金投入較多。常用栽培裝置主要包括：“A”型栽培裝置、箱式栽培裝置、網式栽培裝置、床式栽培裝置、桶式栽培裝置和柱式立體栽培裝置。起源：霧培的技術理念最早由美國和日本提出，研究者利用霧化營養液成功培養了蘋果樹、菠蘿、番茄等植株，霧培的研究逐漸得到重視。2001年，利用氣霧培進行的馬鈴薯微型薯試驗也取得了成功，氣霧培被廣泛用于種植微型薯。目前，在荷蘭、美國和日本等農業發達國家，霧培與立體栽培技術相結合，與一般的農田耕作相比，可節省95%的水，與水培法相比，也可節省40%的水，成為垂直農業領域的領導者。

（1）發揮作物生長潛能，提高產量品質。（2）提高作物吸收水分養分能力，減少人力投入。（3）克服連作障礙。（4）擴展農業生產空間，有利于實現農業現代化。【課堂討論】無土栽培與傳統農業相比具有哪些優勢？無土栽培與傳統農業相比的優勢

1.國外無土栽培發展情況美國是最早進行無土栽培商業化生產的國家，而且由于軍需，也是在世界范圍內廣泛傳播和推廣無土栽培技術的國家。歐洲國家發展無土栽培較早，對當代無土栽培的發展有重大影響的兩項技術——NFT和巖棉培均在歐洲發明和應用。日本也是無土栽培較發達的國家。在營養液配方研究方面，山崎氏提出了植物吸水和吸肥按比例同步進行的概念，并以此為依據設計出一系列山崎營養液配方，至今仍被世界各國廣泛采用。

2.國內發展情況

上海四維農場是中國發展現代無土栽培的先鋒。1995年，隨著有機生態型無土栽培技術的市場認可度增加，我國無土栽培的種植面積擴展到50hm2左右。

我國無土栽培技術大多用于黃瓜、番茄、生菜、甜瓜、甜椒等蔬菜作物的生產，部分花卉、果樹也開始大面積應用。

蔬菜每年無土育苗量超過1000億株、2015年我國花卉無土育苗量超過86億株、水稻無土育秧栽培面積達2719萬hm2。

值得令人關注的是，在我國甘肅河西走廊地區，荒漠戈壁等非耕地發展有機基質培的面積超過3500萬m2。國內外無土栽培發展比較1.

生產反季節、高檔農產品2.發展“魚菜共生”環保農業3.發展觀光農業、農業科普教育4.發展城市綠化、陽臺農業5.發展智慧農業6.發展太空農業【知識拓展】

植物在太空中如何生長

P7（二）無土栽培技術應用前景（四）常見的無土栽培案例11.芽苗菜無土栽培技術4運用教材P22思考與討論1.2微課視頻01-2案例討論22.生菜營養液膜技術33.草莓無土栽培技術

任務二：工廠化育苗（一）工廠化育苗設施與設備（二）工廠化育苗方式（三）工廠化嫁接育苗微課視頻1-21、工廠化育苗設施知識案例P21（1）育苗溫室

種子完成催芽后，就進入育苗溫室中，直至煉苗、包裝后進入種苗運輸環節。（2）播種車間播種車間是進行播種操作的場所，通常也作為成品種苗包裝、運輸的場所。（3）催芽室催芽室提供種子發芽的適宜溫度、濕度和氧氣等條件，有些種子發芽還需要光照。4）控制室種苗工廠的控制室在工廠化育苗過程中對溫室環境溫度、光照，空氣濕度和水分、營養液灌溉實行有效的監控和調節，是保證種苗質量的關鍵。

2、工廠化育苗設備知識案例P20（1）種子處理設備

種子處理設備是指育苗前，根據農藝和機械播種的要求，采用生物學、化學、物理學和機械的方法處理種子的設備。（2）精量播種設備

播種車間是進行播種操作的場所，通常也作為成品種苗包裝、運輸的場所。（3）基質消毒設備根據工作原理的不同，基質消毒有物理消毒和化學消毒兩種方法。（4）灌溉和施肥設備灌溉和施肥系統是種苗生產的核心設備，通常包括微灌系統和施肥設備兩大部分。二、工廠化育苗方式視頻展示：列舉有機農業的模式種植——養殖——沼氣池（一）穴盤育苗（二）水培育苗（三）扦插育苗知識拓展：全光噴霧扦插育苗設施蔬菜穴盤育苗技術P24蔬菜漂浮育苗技術P22

1.穴盤育苗

穴盤育苗是歐美國家20世紀70年代興起的一項新的育苗技術。我國在80年代中期將穴盤育苗技術正式引進，于1987年正式投產。穴盤育苗目前已成為我國工廠化育苗的重要形式。

穴盤育苗優點：基質體積小，重量輕，便于秧苗長途運輸和進入流通領域。

穴盤育苗采用一次成苗技術，幼苗根系發達，幼苗生長整齊；

商品性好，定植時不傷根系，緩苗快，容易成活。

穴盤育苗普遍采用精量播種技術，一穴一粒，每小時可播種700~1000盤，可節省種子用量，降低用種成本，并且育苗周期較傳統的育苗時間大為縮短，提高育苗生產效率。

1.穴盤育苗

含義：水培育苗又稱營養液育苗，是利用水培設施，采用成型的聚氨酯泡沫、巖棉等作為育苗基質載體，育苗過程中幼苗根系部分或全部浸泡在營養液中的育苗方法。

作物根系所處環境的營養成分、pH和溫度相對穩定，育苗過程中水分和營養供應充足，幼苗生長速度快，育苗周期短。

此外，營養液可循環使用，省水省肥，培育的幼苗可直接用于水培，無需對根系進行清洗。水培育苗主要適合葉菜類蔬菜、煙草等小株型作物，不適合大株型作物。

類型包括：聚氨酯泡沫小方塊育苗、深水漂浮育苗和巖棉塊育苗。（1）聚氨酯泡沫小方塊育苗

可將每一育苗小塊從整個育苗塊中掰下來，然后定植到水培或基質，適用于深液流水培或營養液膜栽培。

（2）

深水漂浮育苗

在溫室或塑料棚內，建造營養液池，然后將苗盤漂浮于含有完全營養液的水池中，完成種苗的萌發、生長和成苗過程。

（3）巖棉塊育苗

需要根據作物種類和苗齡的要求來具體確定巖棉規格，有一種育大苗的育苗塊是由一套大小不同的2~3塊巖棉塊組成，大塊的巖棉塊中部有一小方洞，正好可以嵌入小巖棉塊，使用時首先在小巖棉塊中育苗，等小苗長到一定的時候把小巖棉塊放入大巖棉塊之中，讓小苗繼續長大，這種育苗的方法稱為“缽中缽”育苗。2.水培育苗

3.扦插育苗

取植物的部分營養器官插入基質中，在適宜環境下使其生根，然后培育成苗的技術稱扦插育苗。（1）好處：扦插育苗有利于保持種性，節省種子，縮短育苗周期，加快發根速度，提早開花結果，并且可實行多層立體工廠化育苗，因此在多種園藝作物上得到應用。（2）應用：扦插育苗是花卉、果樹無性繁殖的主要方法之一，在蔬菜上也有應用。

葉插凡是能自葉上發生不定芽及不定根的種類，均可用葉插法。適合葉插法的花卉應具有粗壯的葉柄、葉脈或肥厚的葉片，如落地生根、石蓮花、景天樹、虎皮蘭等。

枝插又分軟枝扦插和硬枝扦插。軟枝扦插主要用于溫室花卉和常綠花木，如天竺葵、秋海棠類、倒掛金鐘、茉莉、杜鵑、夾竹桃等。一般5~9月進行。

根插主要用于芍藥、牡丹、荷包、荷蘭菊、宿根福祿考等根上能長不定芽的花卉種類和枝插不易成活的某些果樹樹種如棗、柿、核桃等。3.扦插育苗全光噴霧扦插育苗技術P24

（三）工廠化嫁接育苗指將植物的芽或枝條等器官連接到另一植物的適當部位，兩者愈合長成一新植物體的技術。1.什么是嫁接？2.工廠化蔬菜嫁接育苗方法貼接法劈接法案例討論：教材P175案例10.23.嫁接育苗的意義嫁接育苗能有效減輕或防止病害的發生，并由此增加同塊土地的種植茬次，提高土地利用率。利用根系發達、抗病抗逆性強的砧木嫁接品質優良的蔬菜，可增強蔬菜抗病抗逆能力，促進作物健康生長，延長采收期，有效提高蔬菜品質和產量。目前，我國蔬菜嫁接技術已在番茄、茄子、黃瓜、苦瓜、西葫蘆、西瓜、甜瓜等蔬菜上得到普遍應用，對于防治土傳病害，抵御高溫、高濕、干旱、鹽漬等惡劣環境條件成效顯著，是克服蔬菜連作障礙的有效措施之一。（三）植物工廠發展趨勢體驗種植樂趣，營造綠色生態空間舒緩人們心情以及體驗收獲帶來的樂趣。生產對象已經逐漸拓展到果菜、食用花卉、藥用植物、矮化果樹以及醫用大麻等作物，水稻等糧食作物的快速繁育方面也取得了重要進展。“垂直農場”是植物工廠發展重要方向，“機器換人”將是必然選擇。2.工廠化蔬菜嫁接育苗方法插接法多用于西瓜、黃瓜等瓜類嫁接。采用插接法嫁接時，砧木需要比接穗大，因此砧木一般比接穗早播3～5天。插接法的嫁接部位高，預防病害的效果好。劈接法多用于西紅柿、茄子等莖稈較硬的蔬菜。劈接法的嫁接部位也比較高，防病效果也很好，但接穗也容易失水萎蔫，降低嫁接成活率，好處是不用斷根，但傷口大，容易感染。貼接法廣泛用于瓜類、茄果類嫁接。其優勢是成活率高，操作簡單，接穗不受苗齡限制，只要切口整齊吻合即可，因此可使嫁接適期拉長。采用貼接法時，接穗苗要提前播種。【課堂討論】接穗與砧木的選擇3.嫁接苗的管理嫁接苗處于低溫弱光條件，苗子嫩，有傷口，并且傷口愈合慢。關鍵是愈合傷口而傷口愈合時，一定要進行保濕，濕度大，病害又容易多，所以需要加強管理。冬春季節嫁接育苗，多在溫室大棚內進行，嫁接前幾天要適當澆水，禁止通風，避免空氣濕度降低，高溫高濕利于傷口愈合。白天適宜的溫度范圍是26~30℃，不超過32℃。32℃以上苗子消耗的養分過多，不利于傷口愈合。晚上溫度是14~16℃，最低不能低于12℃。空氣相對濕度在90%以上為佳任務三：植物工廠什么是植物工廠？植物工廠是一種通過設施內高精度環境控制實現作物周年連續生長的高效農業系統，由計算機對作物生育過程的光照、溫度、濕度、CO2濃度以及養分等進行自動精準控制，不受或很少受自然條件制約的省力型生產方式。主要內容（一）植物工廠的特點（二）植物工廠的關鍵技術（三）植物工廠的發展趨勢案例P29教材P25課堂討論知識拓展：補充素材P26（一）植物工廠的特點植物工廠采用密閉式生產系統，可極大降低繁育空間內病蟲害的發生。此外，通過培養環境的優化配置，生產出來的秧苗將具有更高的抗性，可極大減少秧苗繁育和栽植過程中的農藥噴施。4.密閉式生產系統，無公害無污染由于各種環境因子精確控制，秧苗繁育周期比傳統方式縮短30%~50%，發育周期縮短可以增加種苗生產批次，增加生產者效益。2.作物生育期明顯縮短，秧苗質量高，可以多層立體式進行，極大提高單位土地的秧苗繁育效率，顯著提升空間利用效率。在植物工廠環境下，通過種子前處理、精細化播種及培養環境的精密控制，種子利用效率大大提高。3.立體化栽培，資源利用效率高1、如何實現農業生產廢棄物生態循環利用？

2、省工、省力、省水、省肥、生產周期短？

3、如何幫助農民增收致富，助力鄉村振興？想一想在植物工廠條件下，光、溫、水、氣、肥及CO2等環境因子受控程度高，可以為秧苗繁育提供最佳生長環境，不受季節和地域限制。1.環境受控程度高，可實現周年生產（二）植物工廠的關鍵技術【課堂討論】植物對光的吸收（P28）1.LED光源及節能運行技術2.可分離式多層立體育苗技術裝備3.環境調控技術裝備4.自動化輔助作業裝備小案例：P29（荒漠戈壁LED植物工廠為哨所官兵供應新鮮蔬菜）（