植物的生長髮育與周圍的環境條件有著密不可分的關係，其中基質的營養條件、溫度、水分、空氣成分等，都是十分重要的因素。土耕栽培情況下，採用一般的栽培措施就能較好地滿足植物對環境條件的需求。無土栽培是在沒有土壤的條件下，依靠人工創造的適合植物根系生長髮育的環境條件，並對其他環境因素進行調整和控制，以滿足植物對礦物營養、溫度、水分、光照、空氣條件等的需要，促進植物生長髮育，最大限度地發揮其生產能力。無土栽培可分為採用固體基質來固定根部的基質栽培和不用基質固定根部的水體栽培及氣霧栽培。
一、無土栽培為植物提供必需的礦質營養
植物生長髮育所需的礦質營養元素可分大量元素和微量元素。大量元素包括碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂和硫；微量元素有鐵、銅、錳、鋅、硼、氯、鉬。一般情況下，栽培植物主要是從土壤中吸收各種礦質元素。在無土栽培時，這些礦質元素依靠營養液供給。營養液為植物提供種類齊全、配比合理的礦質元素，最大限度地滿足植物生長髮育的需要。
二、無土栽培為植物提供生長髮育的其他環境條件
1、水
植物組織中70%～90%是水分，水分的供應情況對植物的生命活動是十分重要的。首先水為植物提供了兩個重要的必需營養元素氫和氧；其次各種營養元素都需溶解在水中才能被植物吸收，光合作用製造的有機物質也需在水的參與下由葉片輸送到其他部分。同時水是植株體內一切生化反應的介質，如供水不足，植物生長受阻，下部葉片發黃、萎蔫，甚至枯死。無土栽培時，植物從營養液中攝取水分，由於供水充足，植物生長迅速。此時水分還具有調節基質溫度、改善小氣候等作用。
2、溫度
植物的生長髮育有一定的適宜溫度，並且不同發育階段對溫度的要求不同，對基質和空氣溫度的要求及對晝溫與夜溫的要求也是不相同的。溫度過高或過低都不利於植物生長髮育，甚至出現傷害。無土栽培常利用溫室、塑料大棚等設施，在這些設施內通過加溫、覆蓋、通風、噴水等措施來調節溫度，為植物生長髮育創造良好的溫度條件。
3、光照
光是綠色植物賴以生存的最重要條件，植物依靠光合作用製造營養，完成自身的生長髮育及養分積累。在光飽和點限度內，隨著光照強度的增加，光合效率也將增加。除外，光照強度、光照長短對植物生長髮育也有很大影響。無土栽培時，可人為地調節光照條件，如採用電燈補光、遮陰等措施來滿足植物不同階段對光照的需求。
4、空氣
植物生長髮育離不開空氣，植物進行光合作用時需要二氧化碳，植物呼吸時需要氧氣。在土耕栽培情況下，氣體供應不成問題。但無土栽培時，植物根系常處於營養液中，能否滿足根系對氣體條件的需要，是無土栽培成敗的關鍵因素之一。因此，調整植物根系的空氣條件就成為無土栽培的關鍵技術之一。無土栽培時，通過對基質的定期供液和營養液循環等措施，來滿足根系對氣體的需求，同時通過通風換氣、施二氧化碳等方法滿足根莖以上部位對氣體的需求。
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