宇宙景观与纤维艺术研究论文

随着艺术观念的更新及科技的融入，材料是纤维艺术家关注的焦点，材料的突破很大程度推动了纤维艺术的发展，所以，我们有必要对纤维艺术材料进行专门的系统的研究。纤维艺术材料可分为天然纤维，如竹、藤、棕、柳、葵、苇、稻、麦、高粱、玉米、麻、棉、植物的杆、茎、韧皮或花、叶、蚕丝、毛发、马尾及鬃、毛、绒等。这些纤维艺术传统材料，有的温暖轻柔，有的朴实深厚，富有极强的亲和力。还有化学纤维，人造纤维和有机合成纤维，如尼龙、涤纶、乙纶、丙纶、氯纶、氨纶、氟纶等。这些纤维各有特性，他们不仅在数量上为天然纤维做了补充，而且许多化纤品种，在性能和观感上都有天然纤维所不及的品质。如黏胶纤维手感柔软、光泽明亮、易染色、防蛀等；涤纶抗皱、耐热、光滑等。

艺术形象是艺术家选择特定的材料和方法创造出来的，它既作为艺术家审美的结果，又成为艺术接受者的审美对象。如果离开了艺术家所采取的独特的艺术表现途径与艺术造型语言去评价艺术作品，就难以把握艺术审美的完整性，而完整性即指构成艺术内在诸元素的高度有机的联系。纤维艺术现代纤维艺术以其特有的材质肌理与极富个性的表现魅力，构成了其他艺术无以伦比的审美特征。这种美的特征即由纤维艺术的材料、肌理、形态、色彩等要素在空间形成的完整性，经视觉传达由人的审美心理感应来完成的。它们之间既有相对独立的审美特色又是相互渗透、交融统一的审美整体。 物体的形状是由它的基本空间特征所构成的，而区别不同基本空间特征的物体，首先取决于使用材料的不同，其次才是表现方法的不同。材料间物理性的差异在表现中能产生各不相同的美感：金属材料构成的环境给人冷漠的洁净感；木石材料营造的环境显得质朴无华；而柔软的织物绷成的空间则洋溢着温馨随和的气氛。纤维艺术的材料由动植物纤维材料、人造纤维材料和实物材料三大类组成。每一类材料所具有的物理属性形成了不同的心理感应，如：动植物纤维材料一般具有朴实天然的美；人造纤维材料一般具有弹性光亮的美；而实物材料则有实物特具的内函信息的美。它们除了共同具有的柔韧的共性美以外，又具有不同质感的个性美。不同自然属性的材料美，在艺术家的视觉中转化成美的心理感应，经过恰当的艺术表现，赋予材料一种特定意义的审美价值，产生了极其丰富的心理效应。如艺术大师米罗，擅长运用麻、毛、纱线的材料来表达他的艺术符号，不管要表现的形象有多复杂他总能恰到好处地用简洁的编织语言去突出色泽鲜明、质地柔和、淳朴天然的材料美。克里斯托，则热衷于选用尼龙织物去包裹自然景观中的物体，表现人造材料闪烁、缥缈的空间美，以此创造新的人文景观。波谱艺术家劳审堡更新奇，他直接把被子挂到展览的墙上命题为《床》，艺术家没有改变实物材料的物理性质，只是从观念与空间上改变了实物的实用功能，实物材料特有的信息使作品产生了特定意义的审美价值。可以意料，现代纤维艺术在日益进步的社会与人的审美需求中，在快速发展的现代科学的作用下，会涌现更多更新的材料。材料的美将永远是艺术家首要表现的纤维艺术审美特征之一。 不同质感的纤维材料因为柔软，才可以人为地自由地加工处理，由此产生了一种千变万化的美的视觉状态——肌理。正是这种肌理美造就了纤维艺术独特的空间美。首先，肌理美是一种视觉形态。它具有的物理倾向性的张力在不同组织结构中的穿行延伸是创造肌理美的表现因素，并同时影响着人的心理感受。比如稀疏与密集的肌理，因为张力的强弱变化而产生了松弛与紧张的心理感受；凹凸与起伏的肌理，因张力的变化冲突而诱导了退缩与扩展的心理感受；条理与节奏的肌理，因张力的规则有序给人以整齐舒展的心理感受；细腻与粗犷的肌理，则是张力在结构的隐与露中形成了含蓄明快的心理感受。视觉形态的肌理感受与不同质感的材料密切相关。同一种色彩同一种形态的肌理在两种不同质地材料的组合中，因为色线反光的差别产生不同肌理效果；同时视觉形态的肌理感受又与艺术家赋予材质的特殊表现密切相关。比如作品《蘑菇》，是美国艺术家查利·迈尔斯选择高级棉花与蕉麻纤维经真空铸造而成的一种特殊纹理纸，经丙烯颜料上色后，纸质的作品已成为墙上极具厚重感的浮雕。这是由于艺术家对材质的独特处理，使其表层肌理产生了一种超脱于材料本身质地之外的新的视觉感受。其次，肌理美又具有不同的质量感，一种材质肌理的体量感。它们与光影、色泽、形态相融；与人的心理感应交汇混合为一种美的质量感，一种不同于物理性能的质量感。色泽暗淡、反光微弱、表面粗糙的形态肌理，能产生厚重收缩的心理效应。比如美国艺术家罗伯.W.亚历山大选用彩色的人造纤维包缠金属软管的肌理造型语言，经层层交错挂叠在大空间形成厚实、垂重、注目的艺术形象。色泽明亮，反光强烈，表面光滑的形态肌理则产生轻灵扩张的心理效应，因而在较小的空间选用浅色光滑、具有虚实透漏、肌理细腻的壁挂作点缀能使人的心理空间产生空灵与宽畅，就是相同材质经不同体量感的表层肌理处理，也会形成截然不同的肌理美感。由此，纤维艺术的创作需要作者把握好材质肌理的表现，使单纯的材料美升华为丰富多变的具有一定质量感的肌理美。 阿恩海姆在《艺术与视知觉》中论述艺术“最优美的地方和最大的生命力，就在于它能够表现运动。”因此，具有倾向性的张力是构成纤维艺术形态美的灵魂。现代纤维艺术常运用力的重叠获得深度，产生比物理距离还要强烈的空间形态美；运用力的渐变获得序列，创造具有节奏韵律的形态美；运用透视的抽象变形获得张力，形成具有动感的形态美；更由于新材料的介入，使其具有不定空间、不定动静、不定虚实的形态特征。时而粗犷浑厚、时而细腻逼真、时而飘逸朦胧，可以说纤维艺术的形态美构成了纤维艺术的空间美。形态美是因为形态的各部分力的和谐。形态包括外部形态与内部形态，外部形态是指单纯的空间特征，一般指形态的外部轮廓；内部形态则表示形态中各部分之间界限的形态，即结构形态。外部形态与内部形态是局部与整体、背景与前景的层次关系，它们间的张力在相互辉映中达到平衡。有时外部形态的轮廓可以衬托内部形态结构的轮廓，比如阿德姆斯的纤维艺术作品，简洁的长方形轮廓有力地对比了明亮柔和的色泽与如流水般卷曲的内部形态结构轮廓；有时内部形态的结构轮廓也可以限定制约外部形态的轮廓，比如艺术家库艾玛琳的作品，作者选用粗糙的亚麻线和柔和的纱线，在壁挂的上部塑造了一个结实的圆的内聚张力结构，它不仅规定了圆的外部形态轮廓，而且自然形成了下部拖挂、垂荡的外部形态轮廓，壁挂那一松一紧的张力得到整体的平衡，造就了和谐统一的视觉美感。有时内外结构的张力是相互影响的、形态轮廓模糊不定，比如万曼的一些作品就是着重表现形态内外结构的张力与周围空间交融美的典范。不同材料的质地能改变外部与内部结构轮廓线的质感，从而更丰富了形态的视觉美感。比如硬质的竹、藤、金属等纤维材料，其共同具有的弹性张力在外形与内形的结构组合中，形成比较明确的结构轮廓继而产生了爽利挺拔的形态美；软质的棉、麻、丝、毛等纤维材料，其共同的柔软属性在不同编织的交织中形成了模糊的随意的张力结构轮廓，从而表现了柔美和谐的形态美；软硬材料的组合，其对比的张力在各部分形态间的表现则是一种曲直刚柔的形态美。因此，在纤维艺术的创作中作者对材料的选择与对结构形态的把握，是决定作品在空间造就视觉美的成败所在。 色彩美的创造应该以人为本，把营造整体空间色彩的审美心理为最终目的。纤维艺术的色彩美是通过纤维艺术自身的色彩表现和纤维艺术的色彩与周围环境的色彩两方面关系的协调对比而共同完成的。色彩在纤维艺术中，是经过经纬色线的组合配置、在交织形成的点线面肌理的层次中体现的。纤维艺术的色彩不同于绘画对色光的追求，它强调的是空间混合的色彩交织效果。因此在经纬交织中，色彩不但是形态的一部分，而且在形态结构中它又是最显要、最直观的部分。可以说色彩是一种重要的构成语言，它在材与质的交融汇合，形与色的相得益彰中创造了纤维艺术的空间美。传统纤维艺术的色彩表现是在逼真地再现绘画的效果中达到的，完全是一种符和的被动的表现因素。现代纤维艺术的色彩在包豪斯艺术家的探索实践中取得了突破性进展，他们强调材质、肌理、色彩在组织结构中相对独立性与统一性。至此，把色彩从上万种“色线的绘画”中抽离出来，作为一种独立的构成语言来研究。色彩在纤维艺术的组织结构中被艺术家简练准确地表达在一种抽象装饰的形式中，而这种装饰性的纤维艺术色彩表现恰恰与现代建筑空间讲究简洁、整体的环境基调十分协调。现代纤维艺术的色彩表现是在追求整体空间美的关系中体现的，一般具有两大类的特点。一类是运用材料的本色或邻近色彩的构成语言，这种色彩构成适宜表达凹凸明显、肌理厚实、抽象风格的纤维艺术，微妙的色彩在肌理层层叠叠的变化中升华得更为单纯更为整体；一类是运用材料对比色彩的构成语言，这种色彩构成适宜表达装饰风格浓郁的纤维壁挂，注重编织结构的肌理变化，追求面与面、面与线、线面结合的色彩对比效果，如日本艺术家潮隆雄创作的大型壁挂《清新交流》，即运用了黄蓝对比两色通过圆与曲线的搭配，给人一种强烈的视觉吸引。现代纤维艺术有着诸多的表现因素，然而色彩的因素与环境的关系最为密切，最为直观。艺术家必须首先考虑纤维艺术色彩与环境色彩两方面关系的统一，方能营造整体空间的色彩美。如美国艺术家亚历山大，他选择纱线与工业纤维包缠金属软管为纤维艺术的肌理语言，在一公共大厅的墙上创作了大型壁挂。在灯光的映衬下，那垂直的蓬松的白色纱线和紧缠的红色纤维，与大厅中呈曲线的红色沙发交相呼应；又与单一整体的环境色调形成对比，造就了强烈的视觉中心。 纤维艺术作品无论是二维的壁面形态还是三维的空间形态只要一经挂起，它的形态、色彩及肌理等因素就与周围空间的众多因素发生关系，艺术家必须从中去平衡协调，并使人们在视觉心理中产生审美联想，这样才最终完成整体的空间美。纤维艺术的形态与环境空间美的构造始终是艺术家关注的问题，如何去创造具有生命力的空间更是艺术家为之追求的目的。空间与形态，形态与空间在相互制约中限定了纤维艺术“运动式样”的形态；同时又在互相辉映中营造升华了整体空间的美，具体表现在两方面。首先是形态与背景。这里的形态指二维的纤维艺术形态，背景理解为墙，也就是壁挂与墙的关系。空间环境中大面积的墙是我们的视觉舞台，因此环境的墙不但限制了壁挂的形态而且最终壁挂将固定于墙与它的背景融为一体。这种限制性促使艺术家在处理墙面的宽窄高低与壁挂的比例尺寸间的关系必须适度；壁挂的肌理形态轮廓与背景墙的形态方向必须协调，在限定与适度、限定与协调中发挥艺术家的能动性，营造无限的空间美。其次是形态与空间。这里的形态指三维的纤维艺术形态，空间理解为周围的环境，也就是立体的纤维构成与空间环境的关系。在我们的视觉中平面的壁挂被固定于墙，而立体的纤维艺术构成的视线则是多方位的，其营造的美的氛围能弥漫在我们四周。比起墙上的壁挂虽然三维的纤维艺术形态似乎有更大的空间自由度，但却受到室内空间、建筑构件以及环境色调诸多因素的影响，因此要求艺术家在纤维艺术的形态、肌理、色泽在整体环境中作多视角的把握。如美国艺术家特罗帕在开放式的公共大厅顶部，营造了一个用红黄蓝三色人造纤维缠绕金属钢管的组合装置，在室内顶部天窗的映照下形成了一个挺拔亮丽而又弯曲柔和的空中形态，它与稳固的建筑构件动静相融十分协调，共同升华成明快、活泼的整体空间美。此外，空间美的创造与纤维艺术作品特定的灯光照明分不开。几乎所有优秀的室内壁挂都离不开特定的照明，它不仅能使作品的色彩鲜艳、肌理饱满、层次丰满，而且能使作品产生形态结构所不能起到的偶然的视觉效果。因为很多公共环境中的壁挂作品都有特定的灯光配置，所以灯光照明已经成为纤维艺术与环境创造空间美的一种最有效的方法。由此可见，艺术家对不同环境空间的积极能动的把握是创造纤维艺术空间美的关键。综上所述，纤维艺术美的特征：材料美、肌理美、形态美、色彩美、空间美，是艺术家把握纤维艺术整体美时缺一不可的重要元素，只有当它们自身的美被恰到好处地成为整体艺术形象的有机组成部分时；也只有当它们成为了艺术接受者的审美情感共鸣时，才能最终体现纤维艺术完整的审美价值。

现代纤维艺术设计创意特征分析

纤维艺术采用传统样式的平面织物(壁挂)、现代流行的立体织物(软雕塑)、日用工艺美术品，以及在现代建筑空间中用各种纤维材料造型语言的作品，体现现代纤维艺术在环境关系，在空间展示形态，在设计的创意，在色彩以及装饰图案的风格等方面。以下是我和大家分享的现代纤维艺术设计创意特征分析，更多内容请关注毕业论文网。

摘要： 纤维艺术设计在现代艺术设计中占有重要地位，在小至手帕、布偶，大至大型艺术品的摆设。传统艺术设计作品制作精美，现代纤维艺术的设计在传承了传统的纤维艺术设计的基础上又有了新的发展。本文首先介绍了现代纤维艺术设计的创意特征，最后分析了现代纤维艺术设计的创新表现

关键词： 纤维艺术;现代设计;创意与表现

纤维艺术起源于西方古老的壁毯艺术，其传承和演变经历了漫长的过程，是一种历史悠久的设计艺术，可以与我国的刺绣艺术相联系起来，它主要用于装饰，不仅过去在人们的日常生活中有着重要地位，现在依然有着旺盛的生命力，同时现代纤维艺术设计在继承了传统设计优点的基础上又有着新的创意与表现。

一、现代纤维艺术设计的创意特征

在全球化的影响下，对纤维艺术的文化而言，各民族的文化交流与冲突愈加频繁，并非强势文化、主流文化对弱势文化、非主流文化的重新编码，而是双方在互动结构中相互补益和相互发展。文化互动结构既强调各民族文化的融合，又体现对不同民族文化价值观、语言方式和审美趣味的尊重。各个民族在其沃土中，不断探寻贴近艺术语言的真诚情感、开拓人文情怀和精神品格，创造出好的作品，给人类带来了可贵的创造性的艺术价值。纤维艺术采用传统样式的平面织物(壁挂)、现代流行的立体织物(软雕塑)、日用工艺美术品，以及在现代建筑空间中用各种纤维材料造型语言的作品，体现现代纤维艺术在环境关系，在空间展示形态，在设计的创意，在色彩以及装饰图案的风格等方面，证明了现代纤维艺术是集实用功能与审美价值于一体的独特时尚艺术。

1、创新的技法及形式风格多元化

现代纤维艺术在技法的处理形式中展现对纤维刻意的加工与变形。在同一类的图案或形象中使用重复与节奏技法能在视觉中产生强烈冲击力，使纤维艺术如同音乐一样具有流动感，色彩有重复、渐变、起伏、低落如同生命过程，是一种抽象的叙述，能够唤起人们对美的真实感受。现代纤维艺术的色彩关系、装饰图案的风格都与纤维艺术的空间展示形态密不可分。另外，利用纤维组织形态的曲直与屈伸、疏密与集中、发散与聚合、凌乱与整齐等方式作对比，产生反常化的视觉对比效果。如波兰艺术家阿巴康诺维兹的作品红色的阿巴康是壁挂走向雕塑，走向空间的里程碑式作品。向前锐进的尖角与其后饱满深厚的卵圆形，形成强烈的对比，像一股抑制不住的激情勃然喷发。这种立体的壁挂，超越传统壁挂原来平面局限，糅合了现代雕塑的造型并与建筑紧密结合，成为一种新的艺术形式。从此现代纤维艺术迎来了质的飞跃一个形式风格多元的时代。

2、颠覆性和反叛性思维

颠覆性和反叛性思维是纤维艺术对人类最大的贡献。20世纪是人类发展最快、成就最高的时期，科技带给人类前所未有的进步，生产、交通、通讯以无法设想的速度改变着。随之而来，人与自然、人与人等关系出现一系列问题:现代社会紧张、快节奏、大强度使人感到压抑、不适，现代社会的人类精神和心理问题也引起关注。与其他艺术相比，纤维艺术以其非凡的想象空间、烦琐的工艺、耗费大量时间和精力的制作与现代社会快节奏、高效、规范、以及烦躁压抑的心态形成对比，正如美国壁毯艺术家茹斯斯古尔说:现代纤维艺术是我们生活的匆忙世界的一种反叛活动。

二、现代纤维艺术的设计创新表现

1、突破材料方面的限制

纤维材料是纤维艺术的基础，就像石刻艺术中的石料一样，脱离其的作品便不是纤维艺术的范畴，材料的选取对作品含义的表达至关重要。传统的纤维艺术由于技术的限制，多只能用自然纤维(棉、麻、毛等)和人造纤维，巧妇难为无米之炊，材料方面的`限制约束了艺术家们的能力使其作品表达的内容有限。

随着科技的发展，人们能制造出更多的纤维材料，如合成材料、有机化学纤维、金属纤维、光纤等，为现代纤维艺术提供了大量可选择的素材，各种材料质地的不同给了艺术家广阔选择和发挥的空间，他们可以运用多样的手法将材料进行处理给人带来新奇的视觉和审美体验，比如棉麻等柔软材料的制品总是给人柔美自然的感觉，而将钢丝等有硬度的材料与其结合处理却能形成富有力度的艺术形象。不仅如此，先进的材料还能让艺术作品有不同以往的性能，如纳米材料的应用可以使作品有很好的防火防水功效。

2、设计理念的创意

中国传统的纤维设计重技法和精致的图案，其中以四大名绣为代表，作品给人细腻的感受，在有强烈的视觉享受的同时也可以通过图案与颜色的搭配与人们心灵达到相应契合，传达出作者想要表达的人文内涵，具有独特的中国特色。现代纤维艺术设计理念在借鉴中国传统纤维设计时引入现代元素，推陈出新，不是一味的模仿和还原，而是在此基础上进行创造，赋予传统文化新的生命力，引起人们的怀古思幽之情时又不会与现代思维形成过大的反差而产生突兀之感。

具体表现为将富有中国特色的传统形象抽象出来直接与现代制品结合，如引用龙凤等具有中国特色审美和情感寄托的图案，或是更进一步将中国传统文化中的某种思维方式表现在现代制品中，如中国山水画和刺绣作品中独树一帜的散点视角，即使不是运用具有代表性的传统形象，也因其普遍的文化认同感而让人感受到古典的传统的魅力。这是现代纤维艺术设计理念的创意中体现的一种，还有一种被普遍认可的是西方抽象主义理念的运用。

西方传统纤维设计曾一度沦为绘画的附庸而失去其独特的艺术创造力，人们追求其装饰效果的华丽，多以著名画家的绘画作品为范本，虽是色彩饱满，构图严谨让人视觉上较为满意，然而毕竟是绘画的临摹，相比起原作来总是有着差距，且没有发挥出其材料本身的特质，使纤维设计流于俗套。后来抽象表现主义画派兴起，引起了人们审美的又一次发展，此时，纤维设计艺术家们吸收过往的经验，不再单纯模仿画家的作品，而是将抽象主义概念和内涵内化为自己的产物，在纤维设计作品中进行艺术创造，利用丰富的想象力将材料编织处理成夸张的形象，给人造成强烈的视觉冲击，传达出艺术家独特的个性和艺术领悟。具体表现为对自然形象进行解构重组再创造性的结合使平凡事物焕发出新的魅力，或是抽象出不同事物中的共性构造新事物带来不一样的视觉体验，又或是用具有象征性的形象符号代替自然事物引起人们思考，以及通过重复的形象的排列进行强调来突出主题等创作手法表现艺术家对美的领悟和起伏的心绪。

3、表现形式的创意

现代纤维艺术设计的表现形式不在拘泥于以往的平面形态，逐渐向立体化空间化方向发展。平面形态的纤维艺术设计主要表现为地毯、挂毯等作品，形式较为单一，立体化则能够更好地挖掘材料本身的形态美，如果说平面形态的纤维设计像在材料的表面作画，那立体化便是像在塑造一件雕塑作品，所以立体化形态的纤维艺术作品又被称为软雕塑。它有着雕塑作品的严谨的结构美又因其材料的不同而有着独特的触感和自然亲和力，舒缓了雕塑所具有的冰冷尖锐的特性，让人在忙绿的现代生活中有着亲近自然的感觉。空间化则是将纤维艺术作品给人带来的视觉审美享受与建筑设施紧密联系在一起，艺术品不仅仅是独立存在的个体，而是与周围的空间环境密切相关，艺术家在进行创作时不能单纯以自己想象的艺术形象为主，要观察周围建筑的整体格调和布局，考虑纤维艺术品在哪个方位以哪种形态表现才能起到与空间环境相融又能有恰到好处的点缀作用。这几种表现形式的创意使现代纤维艺术作品分类更加专业化，也对艺术者提出了更高的要求。

三、结论

现代纤维艺术设计由于材料的丰富多样，借鉴了中国传统文化和西方抽象主义表现方法的设计理念，从平面化向立体化空间化方向的发展使其越来越能满足人们日益增长的精神需要而受到人们的喜爱，相较于其他现代设计艺术，纤维艺术以其材料具有的独特质感和自然亲和力脱颖而出，在新时期希望现代纤维艺术设计能有更多的创意发展，利用新科技在日益繁忙的现代社会中给人以美的慰藉。

无土栽培 无土栽培是在植物矿质营养学研究的基础上发展起来的一门新兴科学技术.它不用天然土壤,完全用化学溶液(营养液)栽培植物。 一、无土栽培的发展简史 人类对植物矿质营养的探索，可以追溯到公元前600年亚里斯多德的时代，但是目前比较公认的，有关植物矿质营养研究的最早科学报告是1600年Belgion Jan Van Helmant发表的著名的柳树实验。19世纪中叶（1842） Wiegmen 和 Polsloff第一次用重蒸馏水和盐类成功地培养植物，并证明了水中溶解的盐类是植物生长的必需物质。但这一时期的最杰出的代表人物，应当认为是 Van Liebig（1803－1873），他证明了植物体中的碳来自空气中的CO2，H和O来自NH3、NO3－，其它一些矿质元素均来自土壤环境。他的工作彻底否定了当时流行的腐殖质营养理论，建立了矿质营养理论的雏型，他的理论也是现代”营养耕作”理论的先导。 1838年德国科学家斯鲁兰格尔，鉴定出来植物生长发育需要15种营养元素。1859年德国著名科学家Sachs和Knop，建立了直到今天还沿用的、用溶液培养来植物矿质营养的方法。在此基础上，逐步演变和发展而成为今天的无土栽培实用科学技术。 1920营养液的制备达到标准化，但这些都是在实验室内进行的试验，尚未应用于生产。1929年美国加利福尼亚大学的 教授，利用营养液成功地培育出一株高米的番茄，采收果实14公斤，引起人们极大的关注。被认为是无土栽培技术由试验转向实用化的开端。 1935年一些蔬菜和花卉种植者，在Gericke的指导下，进行了大规模的生产实践。首次把无土栽培发展到商业规模，面积最大的有公顷。同时美国中西部发展了一些砂培和砾培的技术，水培技术也很快传到欧洲、印度和日本等地。Gericke教授并把无土栽培定义为”Hydroponics ”（hydor是”水”的意思，ponics意为”放置”）。 第二次世界大战期间，水培在生产上起了相当作用。在Gericke教授指导下，泛美航空公司在太平洋中部荒芜的威克岛上种植蔬菜，用无土栽培技术，解决了航班乘客和部队服务人员吃新鲜蔬菜问题。以后英国农业部也对水培发生兴趣，1945年伦敦英国空军部队在伊拉克的哈巴尼亚和波斯湾的巴林群岛开始进行无土栽培，解决了吃菜靠飞机由巴勒斯坦空运的问题。以后在圭亚那、西印度群岛、中亚的不毛沙地上，科威特石油公司等单位，都运用无土栽培为他们的雇员生产新鲜蔬菜。 由于无土栽培在世界范围内的不断发展，1955年9月，在荷兰成立了国际无土栽培学会。当时只有一个工作组、成员12人。而到了1980年召开的第五届国际无土栽培会议时，会员人数已发展到45个国家的300人。据不完全统计，全世界目前关于无土栽培的研究机构，大约在130个以上。栽培面积也不断扩大，在新西兰，50％的番茄靠无土栽培生产。在意大利的园艺生产中，无土栽培占有20％的比重。在日本无土栽培生产的草莓占总产量的66％、青椒占52％、黄瓜占37％、番茄占27％、总面积已达500公顷。荷兰是无土栽培面积最大的国家，1986年统计已有2500公顷。目前无土栽培技术，已在全世界100多个国家应用发展。 我国无土栽培技术在研究应用起步较晚，但较原始的无土栽培技术却有悠久历史。生豆芽、种水仙早有记载（至晚在宋代就有），但较正规的科学研究和生产试验，则是近十几年的事。山东农业大学于1975年开始用蛭石栽培西瓜、黄瓜、番茄等，均获成功，1987年在胜利油田推广面积达6000平方米。无土育苗技术已在我国广泛运用，北京市朝阳区1987年，无土育苗的数量，已占总育苗数量的％。1985年在河北省农科院蔬菜研究所，召开了全国会议，成立了中国的无土栽培学组，并于1986、1987、召开了全国性的学术讨论会，出席者多达百人。1988年5月，中国首次出席了在荷兰召开的第七届国际无土栽培学会的年会，并在会上发表了论文，引起了很多国家的重视。 二、无土栽培的优点 无土栽培之所以能迅速在全世界范围内发展，是因为这种新的栽培技术与常规土壤比较有许多优点。 （一）产量高、品质好 无土栽培能充分发挥作物的生产潜力，与土壤栽培相比，产量可以成倍或几十倍地提高，如4-4-1所示。 上表说明土壤栽培不仅产量低，而且消耗水分很多。 北京农业大学园艺系在北京地区秋季进行大棚黄瓜无土栽培试验，自7月30日播种至9月14日，共计46天，浇水（营养液）共立方米。若进行土培，46天中至少浇水5－6次，需用50－60立方米的水，统计结果，节水率为％。节水效果非常明显，是发展节水型农业的有效措施之一。 无土栽培不但省水，而且省肥，一般统计认为土栽培养分损失比率约50％左右，我国农村由于科学施肥技术水分低，肥料利用率更低，仅30－40％，一半多的养分都损失了，在土壤中肥料溶解和被植物吸收利的过程很复杂，不仅有很多损失，而且各种营养元素的损失不同，使土壤溶液中各元素间很难维持平衡。而无土栽培中，作物所需要的各种营养元素，是人为配制成营养液施用的，不仅不会损失，而且保持平衡，根据作物种类以及同一作物的不同生育阶段，科学地供应养分，所以作物生长发育健壮，生长势强，增产潜力可充分发挥出来。 （三）清洁卫生 无土栽培施用的是无机肥料，没有臭味，也不需要堆肥场地。土栽培施有机肥，肥料分解发酵，产生臭味污染环境，还会使很多害虫的卵孳生，危害作物，无土栽培则不存在这些问题。尤其室内种花，更要求清洁卫生，一些高级旅馆或宾馆，过去施用有机花肥，污染环境，是个难以解决的问题，无土养花便迎刃而解。 （四）省力省工、易于管理 无土栽培不需要中耕、翻地、锄草等作业，省力省工。浇水追肥同时解决，由供液系统定时定量供给，管理十分方便。土培浇水时，要一个个地开和堵畦口，是一项劳动强度很大的作业，无土栽培则只需开启和关闭供液系统的阀门，大大减轻了劳动强度。一些发达国家，已进入微电脑控制时代，供液及营养液成分的调控，完全用计算机控制，几乎与工业生产的方式相似。 （五）避免土壤连作障碍 设施栽培中，土壤极少受自然雨水的淋溶，水分养分运动方向是自下而上。土壤水分蒸发和作物蒸腾，使土壤中的矿质元素由土壤下层移向表层，常年累月、年复一年，土壤表层积聚了很多盐分，对作物有危害作用。尤其是设施栽培中的温室栽培，一经建设好，就不易搬动，土壤盐分积聚后，以及多年栽培相同作物，造成土壤养分平衡，发生连作障碍，一直是个难以解决的问题。在万不得已情况下，只能用耗工费力的”客土”方法解决。而应用无土栽培后，特别是采用水培，则从根本上解决了此问题。土传病害也是设施栽培的难点，土壤消毒，不仅困难而且消耗大量能源，成本可观，且难以消毒彻底。若用药剂消毒既缺乏高效药品，同时药剂有害成分的残留还危害健康，污染环境。无土栽培则是避免或从根本上杜绝土传病害的有效方法。 （六）不受地区限制、充分利用空间 无土栽培使作物彻底脱离了土壤环境，因而也就摆脱了土地的约束。耕地被认为是有限的、最宝贵的、又是不可再生的自然资源，尤其对一些耕地缺乏的地区和国家，无土栽培就更有特殊意义。无土栽培进入生领域后，地球上许多沙漠、荒原或难以耕种的地区，都可采用无土栽培方法加以利用。例如在中东和墨西哥，人们在海滨沙滩上建立起了很多塑料温室，与海水淡化系统相结合，采用无土栽培技术，生产新鲜蔬菜，成为沙漠中的绿洲，这为解决地球上许多贫瘠地区人民生活的困难，带来了福音。 此外，无土栽培还不受空间限制，可以利用城市楼房的平面屋顶种菜种花，无形中扩大了栽培面积。据1986年的卫星测定，北京市就有平面屋顶16000多亩，如果充分利用起来，可以产生很大的经济效益和社会效益。 （七）有利于实现农业现代化 无土栽培使农业生产摆脱了自然环境的制约，可以按照人的意志进行生产，所以是一种受控农业的生产方式。较大程度地按数量化指标进行耕作，有利于实现机械化、自动化，从而逐步走向工业化的生产方式。目前在奥地利、荷兰、苏联、美国、日本等都有水培”工厂”，是现代化农业的标志。我国航空工业进出口公司，曾在1986年引进了日本的无土栽培设备，也建立了一座小型的水增工厂，参观学习的人络绎不绝，反映出人们对这一新技术的兴趣。 三、无土栽培的类型和方式 无土栽培的方式方法多种多样，不同国家、不同地区由于科学技术发达水平不同，当地资源条件不同，自然环境也千差万别，所以采用的无土栽培类型和方式方法各异。 目前比较普遍的分类方法，是根据作物根系的固定方法来区分。大体上可以分为无基质（也称介质）栽培和有基质栽培两大类（表4－4－3）。 （一）水培 水培是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长，这种方式会出现缺O2现象，影响根系呼吸，严重时造成料根死亡。为了解决供O2 问题，英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式，简称”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液（－1厘米）层，不断循环流经作物根系，既保证不断供给作物水分和养分，又不断供给根系新鲜O2。NFT法栽培作物，灌溉技术大大简化，不必每天计算作物需水量，营养元素均衡供给。根系与土壤隔离，可避免各种土传病害，也无需进行土壤消毒。 （二）雾（气）培 又称气增或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上，根系悬挂于容器的空间内部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板，其上按一定距离钻孔，于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形，形成空间，供液管道在三角形空间内通过，向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔2－3分钟喷雾几秒钟，营养液循环利用，同时保证作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高，需要消耗大量电能，且不能停电，没有缓冲的余地，目前还只限于科学研究应用，未进行大面积生产。 （三）基质栽培 基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内，或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的，称为开路系统，这可以避免病害通过营养液的循环而传播。 基质栽培缓冲能力强，不存在水分、养分与供O2之间的矛盾，且设备较水增和雾培简单，甚至可不需要动力，所以投资少、成本低，生产中普遍采用。从我国现状出发，基质栽培是最有现实意义的一种方式。 欧洲许多国家目前应用较多的基质是岩棉（rockwool），它是由60％的辉绿岩，20％石灰石和20％的焦碳混合后，在1600℃的高温下煅烧熔化，再喷成直径为毫米的纤维，而后冷却压成板块或各种形状。岩棉的优点是可形成系列产品（岩棉栓、块、板等），使用搬运方便，并可进行消毒后多次使用。但是使用几年后就不能再利用，废岩棉的处理比较困难，在使用岩棉栽培面积最大的荷兰，已形成公害。所以，日本现在有些人主张开发利用有机基质，使用后可翻入土壤中做肥料而不污染环境。 四、无土栽培技术要点 不论采用何种类型的无土栽培，几个最基本的环节必须掌握，无土栽培时营养液必须溶解在水中，然后供给植物根系。基质栽培时，营养液浇在基质中，而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状，必须有所了解。 （一）水质 水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度（EC），pH值和有害物质含量是否超标。 电导度（EC）是溶液含盐浓度的指标，通常用毫西门子（mS）表示。各种作物耐盐性不同，耐盐性强的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4mS)，如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格，尤其是水培，因为它不象土栽培具有缓冲能力，所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低，否则就会发生毒害，一些农田用水不一定适合无土栽培，收集雨水做无土栽培，是很好的方法。无土栽培的水，pH值不要太高或太低，因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好，如果水质本身pH值偏低，就要用酸或碱进行调整，既浪费药品又费时费工。 （二）营养液 营养液是无土栽培的关键，不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方很多，但大同小异，因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中，差别最大的是其中氮和钾的比例。表4-4-4介绍了从50年代到80年代不同科学家所采用的配方，可供参考。 配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本，生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液（原源），再进行稀释，可以节省容器便于保存。需将含钙的物质单独盛在一容器内，使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合，尽量避免形成沉淀。营养液的pH值要经过测定，必须调整到适于作物生育的PH值范围，水增时尤其要注意pH值的调整，以免发生毒害。 （三）基质的理化性状 用于无土栽培的基质种类很多，已在表4-4-3中列举，可供参考。可根据当地基质来源，因地制宜地加以选择，尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质。无土栽培对基质的要求是： 1．具有一定大小的固形物质。这会影响基质是否具有良好的物理性状。基质颗粒大小会影响容量。孔隙度、空气和水的含量。按着粒径大小可分为五级、即：1毫米；1－5毫米；5－10毫米；10－20毫米；20－50毫米。可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资状况加以选择。 2．具有良好的物理性质。基质必须疏松，保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为，对蔬菜作物比较理想的基质，其粒径最好以毫米，总孔隙度>55％，容重为克•厘米－3，空气容积为25－30％，基质的水气比为1：4。 3．具有稳定的化学性状，本身不含有害成分，不使营养液发生变化。基质的化学性状主要指以下几方面： PH值：反应基质的酸碱度，非常重要。它会影响营养液的pH值及成分变化。PH＝6－7被认为是理想的基质。 电导度(EC)：反映已经电离的盐类溶液浓度，直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素的吸收。 缓冲能力：反映基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力，要求缓冲能力越强越好。 盐基代换量：是指在pH＝7时测定的可替换的阳离子含量。一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多；无机基质中蛭石可代换物质较多，而其它惰性基质则可代换物质就很少。 4．要求基质取材方便，来源广泛，价格低廉。浙江农科院园艺研究所选用南方农村广 为存在的砻糠灰（农村家庭饭用的燃料废渣），做无土栽培基质，栽培番茄，效果良好，大幅度降低了成本。 在无土栽培中，基质的作用是固定和支持作物；吸附营养液；增强根系的透气性。基质是十分重要的材料，直接关系栽培的成败。基质栽培时，一定要按上述几个方面严格选择。北京农业大学园艺系通过1986－1987年的试验研究，在黄瓜基质栽培时，营养液与基质之间存在着显著的交互作用，互为影响又互相补充。所以水培时的营养液配方，在基质栽培时，特别是使用有机基质时，会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响，而使配方的栽培效果发生变化，这是应当加以考虑的问题，不能生搬硬套。 （四）供液系统 无土栽培供液方式很多，有营养液膜（NFT）灌溉法、漫灌法、双壁管式灌溉系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法和人工浇灌等。归纳起来可以分为循环水（闭路系统）和非循环水（开路系统）两大类。目前生产中应用较多的是营养液膜法和滴灌法。 1． 营养液膜法（NET） （1）备三个母液贮液灌（槽）。一个盛硝酸钙母液，一个盛其它营养元素的母液，另一个盛磷酸或硝酸，用以调节营养液的pH。 （2）贮液槽。贮存稀释后的营养液，用泵将其液由栽培床高的一端的送入，由低的一端回流。液槽大小与栽培面积有关，一般1000平方米要求贮液槽容量为4－5吨。贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营养液。 （3）过滤装置。在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器，以保证营养液清洁，不会造成供液系统堵塞。 2． 滴灌系统的灌溉方法 （1）备两个浓缩的营养液罐，存放母液。一个液罐中含有钙元素，另一个是不含钙的其它元素。 （2）浓酸罐。用业调节营养液的PH。 （3）贮液槽。用来盛按要求稀释好的营养液。一般300－400平方米的面积，贮液槽的容积1－吨即可。贮液槽的高度与供液距离有关，只要高于1米，就可供30－40米的距离。如果用泵抽，则贮液槽高度不受限制。甚至可在地下设置。 （4）管路系统。用各种直径的黑色塑料管，不能用白色，以避免藻类的孳生。 （5）滴头。固定在作物根际附近的供液装置，常用的有孔口式滴头和线性发丝管。孔口式滴头在低压供液系统中流量不太均匀，发丝管比较均匀。但共同的问题是易堵塞，所以在贮液槽的进出口处，也必须安装过滤器，滤出杂质。 五、无土栽培前景展望 从历史上来看，农业文明标志，就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明，对作物地上部分的环境条件的控制，比较容易做到，但对地下部分的控制（根系的控制），在常规土培条件下很困难的。无土栽培技术的出现，使人类获得了包括无机营养条件在内的，对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力，从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，完全按照人的愿望，向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。 从资源的角度看，耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用，所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲，而且在不久的将来，海洋、太空也将成为新的开发利用领域。美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交流会上，就是关于宇宙空间植物栽培的研究报告，那只能是无土栽培。因而无土栽培技术在日本，已被许多科学家做为研究”宇宙农场”的有力手段，人们称为太空时代的农业，已经不再是不可思议的问题。 水资源的问题，也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区，就是在发达的人口稠密的大城市，水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长，各种水资源被超量开采，某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一，而无土栽培，避免了水分大量的渗漏和流失，使得难以再生的水资源得到补偿。它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。 诚然，无土栽培技术在走向实用化的进程中也存在不少问题。突出的问题是成本高、一次性投资大；同时还要求较高的管理水平，管理人员必须具备一定的科学知识，这也不是任何地方都能做到的。 从理论上讲，进一步研究矿质营养状况的生理指标，减少管理上的盲目性，也是有待解决的问题。此外，无土栽培中的病虫防治，基质和营养液的消毒，废弃基质的处理等等，也需进一步研究解决。 无土栽培在我国刚刚起步，还未广泛用于生产，特别是设施条件，供液系统工程本身，还未形成专门生产行业。由于种种因素限制，使得栽培技术与农业工程技术还不能协调同步，致使无土栽培技术在我国发展的速度，不如发达国家那样迅速。但是随着科学技术的发展、提高，更重要的是这项新技术本身固有的种种优越性，已向人们显示了无限广阔的发展前景。