一、目的

    1.用水培法栽培植物，不仅生长快，产量高，品质好，而且还能将人类的种植活动从土壤的束缚下解放出来，为实现农业生产的工厂化和自动化开辟广阔的前景。因此，通过本项活动可以扩大学生现代化科技视野，增加番茄水培方面的知识。教师在辅导时，应该有意识地贯彻这一目的。

    2.开展番茄水培，要进行配制营养液、育苗、定植，还要进行日常管理等工作。这就意味学生在活动中要进行大量的操作，尤其是营养液的配制，需要使用多种实验器皿，称量多种化学药品，要细致、准确地进行操作。所有这些，都有利于学生操作能力的培养。

    二、内容要点

    番茄水培活动内容有：准备用具用品、配制营养液、育苗、定植、日常管理、观察记录和总结等内容。其中的要点为配制营养液、育苗、定植和日常管理。

    1.配制营养液

    本项内容包括选择营养液的配主和配制浓液（母液）两项内容。关于番茄营养液的配方，各地常不相同，因此，虽然本篇活页中有关于配方的介绍（配方中的螯合铁是Fe－EDTA，即乙二胺四乙酸铁），也可改用其他配方。

    2.育苗

    本项内容包括选择番茄品种和种子、准备育苗容器和人工基质、播种三项。其中以第二项内容最为重要。

    3.定植

    本项内容包括组装水培器和定植幼苗两项。关于水培器，本篇活页提供了一种装置，也可改用其他类型的装置。

    4.日常管理

    本项内容包括补充营养液、调节pH值和补充氧气三项。这三项内容同等重要，不能有所偏废。

    三、活动形式与方法

    1.活动形式

    本项活动可以采用活动小组的形式开展。如果学校有足够的仪器用品和化学药品，也可组织一个班的学生参加，但最好组成若干小组开展活动。

    2.活动方法

    （1）关于营养液的配制 在本篇活页中，对配制营养液所需的化学药品，提出了既可使用纯的化学药品，也可使用粗制的化学药品或商品肥料。需要指出，这两类药品在使用时各有优缺点。使用纯的化学药品，优点是营养液成分准确，有利于番茄的生长发育，而且由于配制规范，对使学生养成正确的操作习惯十分有利，另外，由于使用分析天平称取药品，也有利于培养学生的操作能力；但是纯的化学药品（化学纯药品）售价较高，会使本项活动的开支增加。使用粗制的化学药品或商品肥料，优点是能大幅度地降低开支，但缺点是营养液的成分不准确，或多或少地会影响番茄的生长发育，而且不利于学生的正确操作方法和操作能力的培养。各校可根据本校条件，从中选择一类药品进行配制。

    （2）关于育苗 在本篇活页中提出了使用人工基质育苗。用人工基质育苗，能使幼苗根系得到很好的固定，比单纯用营养液育苗效果要好。

    是否可以用天然土壤育苗呢？不可以。因为土壤育苗容易使幼苗感染病虫害，影响番茄的生长发育，而且如果用土壤育苗，就无法区分无土栽培与土壤栽培，会使学生产生一种错觉，即农业生产仍然无法摆脱土壤的束缚，因此不要用土壤培育幼苗。如果因设备和时间的限制，无法用人工基质育苗，可改用小型水培器进行培育。其方法是：将番茄种子在培养皿中发芽，3天后，移入小型水培器中，注入营养液，待幼苗长出7片叶时进行定植。

    四、注意事项

    本项活动是一项实践性很强的活动，整个活动自始至终，学生都要进行操作，非常有利于能力的培养。教师应引导学生动手操作，使他们取得对水培法的亲身体验。在活动中，教师还要引导学生发挥创造性，例如营养液配方的选择、幼苗培育方法、水培器的组装、向营养液补充氧气的方法等，都可以引导学生开动脑筋，标新立异，使学生学会如何思考和如何解决问题，形成创新意识。
开展番茄水培活动，需要进行准确而细致的操作，例如配制营养液时，各种药品的称量必须准确；充苗时，所用的人工基质必须消毒；在日常管理中，必须按时调整营养液的pH值和及时补充氧气等。因此，在活动中，教师应要求学生操作时要一丝不苟，认真负责，以培养他们的严谨细致的科学态度。

    开展本项活动，应教育学生爱护各种用具用品。在使用分析天平时，应严格按操作规则进行操作；使用玻璃器皿时，要轻拿轻放，不要损坏。

    本项活动结束后，教师应根据学生参加活动的表现，进行成绩评定。本项活动的成绩可分为优秀、良好和及格三项。凡参加本项活动，积极进行操作，并能认真总结的，评为优秀；凡参加本项活动，积极进行操作，总结表现一般的，评为良好；凡参加本项活动，操作和总结表现一般或不参加总结的，评为及格。

知识背景材料

    一、无土栽培的产生与发展

    土壤是植物的生活条件之一，它为植物提供了不断需要的矿物营养和水分。除水生植物以外，大部分植物都生长在土壤里，土壤对植物也起着支持和固定的作用，是植物生存的基础。

    无土栽培，顾名思义是不用土壤来栽培植物。无土栽培是当前世界上新兴起的用于栽培蔬菜、花卉和树木育苗的一种新的种植方法，在农业和园艺生产上显示出无限的生命力，是今后近代化生产发展的一个方面。

    300多年前，人们用种种研究方法探求构成植物体的物质是什么，发现植物体内含有大量的化学元素，并证明17种化学元素是植物生命活动不可缺少的营养元素。在1860年以后，德国科学家萨克斯（Sachs）和科诺普（Knop）先后应用植物必需的营养元素的无机盐配制成人工的营养液，用来栽培植物获得成功，为研究植物树矿质元素的必需性和元素的生理功能提供了方法和技术，推动了营养科学的发展。这一方法称为水培或水耕（water culture）。1929年，美国加利福尼亚大学格里克（Gericke）教授，根据前人研究结果，用无土栽培方法成功地生产了番茄。从那时以来，世界各国，特别在西欧、北美，无土栽培的面积不断加大，栽培类型和方法不断增多。

    二、无土栽培的分类

    人们通常按照无土栽培中固定根系的方法，大体上将它分为无基质栽培和基质栽培两大类型。

    1.无基质栽培

    无基质栽培是指作物根系不用基质固定，根系直接和营养液接触。按照根系与营养液的状态不同，无基质栽培又可分为水培和喷雾栽培两种类型。

    （1）水培 水培是将营养液以液体状态接触根系。水培的方法也有很多种，其中应用比较普遍的是营养膜法（简称NFT）。这种方法是用大约0.5厘米的浅层营养液不断地流过作物根系，由于营养液层很浅，像一层水膜，因而获得了营养液膜这一名称。营养膜法能较好地解决根系同时吸氧和吸收营养液的问题。目前它主要用于种植莴苣、草莓、柿子椒、番茄、茄子和甜瓜等作物。

    （2）喷雾栽培 喷雾栽培简称雾培或气培。它是将营养液以喷雾状态接触根系。在喷雾栽培中为了保持根系环境的高温度和避免根系上滋生绿藻，接受喷雾栽培的作物根系必须悬空在密闭、黑暗的容器中。通常在容器内的根系下方安装自动定时喷雾装置，每隔2～3分钟，喷营养液几秒钟。喷雾栽培在解决根系同时吸收氧和营养液的问题上，效果比水培更为理想。这一栽培方法适用于番茄、黄瓜和某些观赏植物的种植。

    2.基质栽培

    基质栽培是用基质固定根系，使作物根系通过基持吸收营养液和氧。基质栽培的类型和方法繁多，大体上可分为有机基质和无机基质两类。目前，世界各国大多采用无机基质。

    （1）有机基质 有机基质是采用草炭、锯末、树皮、稻草和稻壳等物质作基持。这些基质或来自有机物，或本身就是有机物。在各种有机基质中，以草炭的应用最广，其次是锯末。草炭大多被用于栽培各种园艺作物。

    （2）无机基质 无机基质是采用岩棉、蛭石、砂、陶粒、珍珠岩等无机物质作基质。在种无机基质中，以岩棉用得最多，岩棉普遍用于蔬菜、花卉育苗和栽培上。

    无论是有机基质，还是无机基质，在大面积无土栽培中，通常都是放进栽培床或塑料袋中，将植株定植在基质上，再配置相应的营养液灌溉系统进行灌溉。

    三、无土栽培的原理

    植物在土壤里能正常的生长发育是因为土壤给植物提供了所必需的或营养元素和水分。如果脱离土壤，但能充分满足植物必要的养分和水分时，植物也能正常的生长。无土栽培时所用的营养液，是一个养分平衡的完全溶液，可保证对植物营养的充分供应，同时也保证了水分的供应，是植物生长的良好环境。植物根系的生理活动与对根系的氧气的供应有密切的关系。因之，在水培的条件下，要不断地向营养液中输送氧气，使根系的生长和吸收活动获得充分氧供应，否则对根的生理活动是不利的。一般在水培条件下，植物根系的生长是差的，侧根少，无根毛。原因是吸收条件比较好，根系不发达。水培方法的进一步发展开形成了砂培（sand culture），它是用石英砂支持植物，向砂中浇灌营养液；也有用蛭石（vermiculate）的，蛭石的保水性能比较好。在这两种培养方法的条件下，植物根系的生长和发展都比较好，近似在土壤中生长的状况，因根系不是浸泡在水溶液中，并有充发的氧气供应。

    （摘自《花卉园工艺技术》）

教学研讨

·教学体会·

天津市第四中学 王锡秋

    无土栽培种植蔬菜是一项现代高新技术，自80年代在我国兴起，经实验到推广，已经从科研部门走向了广大农户，具有广阔的发展前景和强大的生命力。中学生了解并通过实践来掌握这一高新技术是很必要也是可行的。在活动开始时，可以通过放映有关录像和幻灯片使学生知道，不用土壤可以种植蔬菜，而且清楚只要采用正确的科学方法，自己动手用水培方法种植番茄完全可以成功。
在“番茄水培”这一活动中，育苗是很重要的一步。

    在播种前对番茄种子要进行浸种和催芽的准备工作。这里介绍先进的“温汤浸种”方法。准备15厘米见方白布数块，白棉线若干根，100毫升左右容量的洁净玻璃容器（也可用洁净的磁碗替代）一个，温度计一支。具体操作方法如下：

    1.将番茄种子10～15粒为一包，用白布包住，然后用白棉线捆紧，待用。

    2.将水加热至70～80℃（或100℃也可以），倒入洁净容器中，放入温度计。当水温降至45℃时，将包好的种子放入水中浸透，同时用干净木昆不断地搅动种子包。待水温降至42℃时停止搅动，种子包在水中浸泡24小时后捞出。容器中水的体积应为种子包体积的20倍。此步操作的作用是使种子表皮软化，并烫死种子表皮的细菌、病毒。一定要严格掌握水温，过高会烫坏种子，过低则不能起杀菌作用。

    3.催芽是指种子包从水中捞出后，放在25℃恒温处，大约2～3天后即可见种子萌发出白色小根。这时催芽完成，可以播种。

    注意催芽过程中，种子包应放在阴凉处，不要被阳光直接照射，要保持布包湿润。夏季放在桌面即可，冬季可放入恒温箱中催芽。

    4.播种时最好单一使用蛭石基质，也可以2：1混入炉渣或锯末（炉渣和锯末一定要过筛）。播种盘可以用自制木盘，尺寸见图1。

    步骤：

    （1）用清水搅拌基质，拌匀后，用手攥住湿基质，指缝间能有水流出均为合适湿度。

    （2）将湿基质平铺在基质盒中，厚度4厘米。

    （3）将催芽后的番茄种子间隔2厘米左右放在基质上面。

    （4）用湿基质盖在种子上，用刮板将基质面刮平，使种子的覆盖层为1厘米（如图2）。

    （5）出苗前不用浇水，出苗后每7～10天浇一次水。定植前可浇一次水，然后间隔浇一次营养液，所浇的营养液应加一倍清水稀释。