無土栽培學（SoillessCulture）課程基本信息課程編號：19011133h課程總學時：40實驗學時：12課程性質：必修課程屬性:專業類開設學期：第5學期適用專業：設施農業科學與工程（核心）對先修的要求：對植物分類、生長特性、生命活動等有基本的認知，對園藝作物的分類、生長特性、栽培基礎、設施結構有基本的了解。先修課程：植物學、植物生理學、分析化學、設施蔬菜栽培學、工廠化育苗原理與技術。對后續的支撐：無一、課程的教學理念、性質、目標和任務理念：以問題為導向，以實踐為抓手，以育人為目標。性質：《無土栽培學》是一門研究無土栽培技術原理、栽培方式和管理技術的一門綜合性應用科學，是設施農業科學與工程專業的專業核心課程。目標和任務：知識方面，認識植物在無土栽培條件下對養分、水分、氧氣的需求規律，掌握營養液的配制及管理技術、固體基質的性質及選配原則、常用無土栽培生產設施與管理辦法，常見無土栽培作物的種植管理方法。能力上：培養學生獨立指導及從事蔬菜、花卉作物無土栽培生產的能力，加強學生熟練掌握現代化高新技術并將其有效應用于農業生產的潛能，最終使學生具備勇于探索、樂于創新、勤學務實、扎實肯干的素質，培養新時代“三農”人才，從而服務于鄉村振興。二、課程教學的基本要求

1.理論知識方面：掌握無土栽培營養液的配制及管理技術，固體基質的性質、作用及選用原則，常見水培、霧培、基質栽培的設施與管理及栽培技術，并了解無土栽培的應用領域及前景。

2.實驗技能方面：能夠配制無土栽培營養液及固體基質，設計簡易無土栽培裝置，掌握無土栽培的基本技術環節及管理技能，培養學生的管理、開發及設計的能力。三、課程的教學設計1.教學設計說明理論教學以問題為導向，采用線上線下混合式教學。教師在課前提出一個小問題，引導學生個性化自主學習。課中為知識內化階段，教師利用翻轉課堂等形式檢驗學習成果，解析重點難點問題，同時融入課程思政，升華主題。課后為知識遷移階段，教師分析總結課堂教學過程并借助交流平臺引導學生復習，同時組織開展課外實踐，學生將所學知識遷移應用到實際情境中解決問題，達到對知識的深層應用。實驗教學以“項目教學法”為主，以學生為中心進行。將實驗分為基礎類實驗和綜合類實驗，在教師指導下，學生完成項目，在此過程中，同學們不但熟練掌握了基本實驗技能，而且在實踐操作時發現生產中存在的問題，團隊成員共同努力，通過查閱文獻、咨詢老師最終解決問題，收獲喜悅。2.課程目標及對畢業要求的支撐序號課程目標畢業要求1培養學生獨立指導及從事蔬菜、花卉作物無土栽培生產的能力52加強學生熟練掌握現代化高新技術并將其有效應用于農業生產的潛能343培養學生勇于探索、樂于創新、勤學務實、扎實肯干的素質68四、理論教學內容及學時分配（28學時）第一章緒論學時數：2教學目的：了解無土栽培的發展歷史、現狀及趨勢，掌握無土栽培的概念、分類及特點。意識到掌握無土栽培技術對現代農業發展的重要性。教學重點和難點：無土栽培的概念、優缺點及分類。主要教學內容及要求：了解無土栽培技術的發展歷史及現狀；理解無土栽培的未來趨勢；掌握無土栽培的應用領域；熟練掌握無土栽培的分類與特點。無土栽培的分類與特點無土栽培技術的發展歷史無土栽培的現狀與展望

教學組織與實施：1.課前在超星學習通上發布討論“你所了解的無土栽培是什么樣的?”,并上傳課件等學習資料，讓學生進行自學。2.采用導入課程等手段，使學生認識到本課程的地位、對生產的意義，并檢驗課前自學情況。3.以比較、歸納的方法總結知識點，采用多媒體教學，形象地向學生展示、講解重點難點問題。4.采用歸納、提問的形式，總結章節知識點，引入課程思政，并引出下節學習內容。

第二章

無土栽培的理論基礎學時數：2教學目的：理解無土栽培的理論基礎；掌握根系吸水吸肥特性；了解各營養元素的功能。教學重點和難點：根系吸水吸肥特性；礦質營養學說。主要教學內容及要求：理解無土栽培的理論基礎是礦質營養學說；掌握根系對水分和養分的吸收過程和影響因素；了解植物必需營養元素的功能及缺乏所產生的功能障礙；了解表觀吸收組成濃度在作物專用營養液配方研究中的原理與技術。第一節植物的礦質營養學說第二節植物對礦質營養元素的吸收和利用教學組織與實施：1.課前在超星學習通上上傳文獻等學習資料，讓學生自學，了解植物營養相關的研究進展。2.課上以講解、拓展、討論等形式，了解學生學習效果，強化重點、難點的學習。3.總結、歸納知識點，理論聯系實踐解決生產中存在的問題，引出下節內容。第三章

營養液學時數：6教學目的：理解無土栽培的理論基礎是礦質營養學說；掌握營養液的原料及其要求，掌握營養液的組成、配制方法及管理技術。認識到營養液在無土栽培過程中的關鍵作用。教學重點和難點：營養液的組成原則和確定方法；營養液的配制及管理技術。主要教學內容及要求：了解營養液的變化規律、調控措施及其循環利用技術，了解營養液的多種配方；理解礦質營養學說與無土栽培的關系，理解營養液對水質和化合物的要求及營養液原料的理化性質；掌握營養液的表示方法、組成原則和確定方法；熟練掌握營養液的配制方法及管理技術。植物的礦質營養學說與無土栽培營養液的原料及其要求營養液的組成營養液的配制營養液的管理教學組織與實施：1.課前在超星學習通上發布討論及問題,并上傳課件等學習資料，讓學生進行自學。2.采用引導法，引出本章的學習內容，激發學習興趣，明確學習目標；以多媒體的形式，形象地向學生展示、講解知識點，并結合具體的生產案例進行分析，有助于學生發散思維，提高學習興趣及主動性。3.最后歸納本章知識點，強調重點、難點，并以提問的形式，總結及檢驗學習效果；提出問題，鼓勵學生自主學習，查閱相關資料，為下一章的學習做鋪墊。第四章水培和霧培設施與管理技術學時數：4教學目的：了解水培和霧培的應用現狀，掌握主要的水培和霧培類型、特點及應用領域。教學重點和難點：主要水培和霧培類型的特征及組成結構，以及管理技術要點。主要教學內容及要求：了解水培和霧培設施在現代農業生產中的應用情況及栽培管理技術要點；理解各種水培和霧培設施的區別；掌握水培和霧培設施的主要類型、基本特征及組成結構；熟練掌握深夜流水培技術、營養液膜水培技術及霧培技術。深夜流技術營養液膜技術霧培技術其他水培技術教學組織與實施：1.課前在超星學習通上發布問題及討論,并上傳課件等學習資料，引導學生進行自學。2.回顧舊知識，并通過觀察圖片、視頻等形式直觀導入新的學習內容，學習目標；以多媒體的形式，利用生動的圖片及具有代表性的視頻文件形象地向學生展示、講解知識點，同時注重與學生的互動，并結合具體的生產案例進行分析，提高學習興趣及主動性；學習過程中，鼓勵學生發散思維，并以討論的形式強化學習內容。3.最后歸納本章知識點，強調重點、難點，并以提問及回顧的形式，總結和檢驗學習效果。第五章固體基質學時數：4教學目的：了解常見無土栽培固體基質的種類及特性，能夠根據基質的性質正確選擇固體基質，并掌握配制植物生長所需混合基質的方法，基質最新研究進展。教學重點和難點：植物對固體基質的要求，基質的選用原則及固體混合基質的配制方法；基質中的微生物及其對植物生長發育的影響。主要教學內容及要求：了解常用固體基質的種類；理解固體基質的作用、選用原則及固體基質的分類；掌握固體基質的消毒與再利用方法；熟練無土栽培中對固體基質的要求以及固體混合基質的配制方法；了解基質中微生物的作用。固體基質的種類與特性固體基質的配制新型無土栽培基質的研發基質中的微生物及其對植物生長發育的影響教學組織與實施：1.課前在超星學習通上發布討論及問題,并上傳課件等學習資料，讓學生進行自學。2.回顧舊知識，發現問題，引出本章的學習內容，學習目標；以多媒體的形式，形象地向學生展示、講解知識點，在講解的過程中靈活設置問題，注重與學生的互動，并結合具體的生產案例進行分析，提高學習興趣及主動性。3.最后歸納本章知識點，強調重點、難點，并以提問的形式，總結及檢驗學習效果。第六章固體基質栽培設施構成與管理技術學時數：4教學目的：掌握固體基質栽培的種類及特點，了解基質栽培的技術要點。教學重點和難點：常見基質栽培設施結構特點，巖棉栽培床結構及供液和排液方式。主要教學內容及要求：了解固體基質栽培管理技術要點；理解固體基質栽培與水培的區別；掌握固體基質設施的主要類型、特征及其結構，有機生態型無土栽培的特點及應用；熟悉掌握開放式和封閉式巖棉栽培床結構及供液和排液方式。袋培槽培巖棉栽培其他基質栽培方式教學組織與實施：1.課前在超星學習通上發布問題及討論,并上傳課件等學習資料，引導學生進行自學。2.回顧舊知識，設置懸念，導入本章學習內容，學習目標；以多媒體的形式，利用生動的圖片及具有代表性的視頻文件形象地向學生展示、講解知識點，同時注重與學生的互動，并結合具體的生產案例進行分析，提高學習興趣及主動性；學習過程中，鼓勵學生發散思維，并以討論的形式強化學習內容。3.最后歸納本章知識點，強調重點、難點，并以提問及回顧的形式，總結和檢驗學習效果。第七章無土育苗技術學時數：1教學目的：了解無土育苗的概念、優點、操作與管理技術；掌握其主要方式、設施條件、養分管理要點。教學重點和難點：穴盤無土育苗的工藝流程及其對基質的要求，基質養分、營養液的管理要點。主要教學內容及要求：了解無土育苗的主要設施設備及特點；理解無土育苗的幾種主要方式及管理技術要點；掌握無土栽培與土壤育苗相比的優點，水培育苗的關鍵技術；熟練掌握無土育苗對育苗基質的要求及養分管理技術要點。無土育苗的設施設備無土育苗的操作技術及管理教學組織與實施：引出育苗的重要性；以多媒體的形式，利用生動的圖片及具有代表性的視頻文件形象地向學生展示產業的發展情況，并結合具體的生產案例進行分析，提高學習興趣及主動性；最后歸納本章知識點，強調重點、難點，并以提問及回顧的形式，總結和檢驗學習效果。第八章蔬菜及花卉無土栽培技術學時數：3教學目的：了解常見果菜類、葉菜類蔬菜的無土栽培形式，掌握其無土栽培關鍵技術。教學重點和難點：無土栽培方式的選擇及基質、營養液的管理技術。主要教學內容及要求：了解常見果菜類及葉菜類蔬菜無土栽培方式；理解選擇不同無土栽培方式的原因；掌握果菜類蔬菜、葉菜類蔬菜的無土栽培關鍵管理技術；熟練掌握果菜類基質栽培技術、葉菜類水培技術。果菜類蔬菜無土栽培技術葉菜類蔬菜無土栽培技術教學組織與實施：1.課前在超星學習通上發布問題“如何進行生菜的無土栽培”,并上傳課件等學習資料，引導學生進行自學。2.導入本章學習的必要性，學習內容及學習目標；以多媒體的形式，利用生動的圖片及具有代表性的視頻文件形象地向學生展示、講解知識點，并結合具體的生產案例進行分析，提高學習興趣及主動性，加強學習效果；學習過程中，鼓勵學生發散思維，提出并解決生產中存在的問題。3.最后歸納本章知識點，強調重點、難點，并以提問及回顧的形式，總結和檢驗學習效果。第九章無土栽培技術的拓展應用學時數：2教學目的：了解無土栽培技術在新領域中的應用，掌握家庭小型裝置、屋頂綠化、觀光農業的無土栽培關鍵技術。教學重點和難點：觀光型無土栽培類型及觀光型作物樹式栽培關鍵技術，家庭無土栽培的類型及特點。主要教學內容及要求：了解屋頂綠化對建筑的要求及適宜屋頂綠化的無土栽培方式，植物工廠栽培系統的特點及存在的問題和發展的方向；理解觀光型霧培技術、立柱栽培技術、管道栽培技術；掌握蔬菜樹式栽培關鍵技術；熟練掌握家庭無土栽培的類型及特點。家庭小型無土栽培技術無土栽培技術在屋頂綠化中的應用觀光型無土栽培技術教學組織與實施：1.課前在超星學習通上發布問題“你發現了哪些新型無土栽培形式?”,并上傳課件等學習資料，引導學生進行自學。2.以圖片、視頻的形式導入本章的學習內容及學習目標；以多媒體的形式，利用生動的圖片及具有代表性的視頻文件形象地向學生展示無土栽培的新領域，并結合具體的生產案例進行分析，提高學習興趣及主動性，加強學習效果；學習過程中，鼓勵學生發散思維，提出并解決生產中存在的問題.3.最后歸納本章知識點，強調重點、難點，并以提問及回顧的形式，總結和檢驗學習效果。五、實驗教學內容及學時分配

（12學時）（無實驗的課程該項不列，序號順延）（一）實驗課程簡介《無土栽培學》是設施農業科學與工程專業的骨干課之一，是一門以課堂講授為主結合課程實踐的專業課程。該門課程以植物生理學和園藝作物栽培學為基礎，結合設施環境調控技術，重點掌握現代無土栽培技術的核心技術（包括營養液及其配制管理、無土栽培基質類型及其應用），了解現代無土栽培技術的基本類型，掌握無土育苗技術及幾種主要園藝作物的無土栽培技術。（二）實驗教學目的和基本要求通過本實驗課程的學習使學生能夠了解并掌握現代園藝生產技術，掌握有關無土栽培的基本技術環節，以便在其畢業后能夠適應現代社會對人才的要求；培養學生的管理、開發及設計的能力。（三）實驗安全操作規范學生嚴格遵守實驗室安全管理規范，在老師的監督下正確操作及使用相關儀器設備、化學試劑，嚴謹不規范操作，禁止將藥品帶出實驗室。（四）實驗項目名稱與學時分配序號實驗名稱學時類型實驗要求每組人數19011133h01無土栽培營養液的配制2基礎型必做619011133h02基質理化性質測定及無土育苗技術2基礎型必做619011133h03無土栽培裝置設計及制作4設計性必做619011133h04水培綜合實驗4綜合型必做6（五）實驗方式及基本要求實驗分組進行，要求學生在實驗前預習，教師提問檢查預習情況，實驗中注意安全，認真操作，做好原始記錄，課后一周內完成實驗報告。(六)實驗內容安排【實驗一】無土栽培營養液的配制1.實驗學時：22.實驗目的：營養液管理是無土栽培的關鍵性技術，營養液配置則是基礎。本實驗運用所學理論知識，通過具體操作，掌握一種常用營養液的配制方法。3.實驗內容：1．母液（濃縮液）配制：分成A、B、C三個母液，A液包括Ca(NO)·4HO和KNO，濃縮200倍；B液包括NHHPO和MgSO·7HO，濃縮200倍；C液包括NaFe-EDTA和各微量元素，濃縮1000倍。2．按園試配方要求計算各母液化合物用量：按上述濃度要求配制1000ml母液，計算各化合物用量為：A液HOB液NHHPO30.60gMgSO·7HO98.60gC液NaFe-EDTA20.0gHBO2.86gMnSO·4HO2.13gZnSO·7HO0.22gCuSO·5HO0.08g（NH）6MO·4HO0.02gNaFe-EDTA也可用FeSO·7HO和NaEDTA自制代替。方法是按1000倍母液取FeSO·7HO13.9g與NaEDTA18.6g混容即可。3．母液的配制：按上述計算結果，準確稱取各化合物用量，按A、B、C種類分別溶解，并定容至1000ml，然后裝入棕色瓶，并貼上標簽，注明A、B、C母液。4．工作營養液的配制：用上述母液配制50L的工作營養液。分別量取A母液和B母液各0.25L、C母液0.05L，在加入各母液的過程中，務必防止出現沉淀。方法如下：①在貯液池內先放入相當于預配工作營養液體積40%的水量，即20L水，再將量好的A母液倒入其中。②將量好的B母液慢慢倒入其中，并不斷加水稀釋，至達到總水量的80%為止。③將C母液按量加入其中。然后加足水量并不斷攪拌。4.實驗要求：（1）根據營養液配方計算所需各種化合物的用量。（2）按操作規程進行營養液的配制。5.實驗設備及器材：1．材料：以日本園試通用配方為例，準備下列大量和微量元素。（1）大量元素Ca(NO3)2·4H2O、KNO3、NH4H2PO4、MgSO4·7H2O（2）微量元素Na2Fe-EDTA、H3BO3、MnSO4·4H2O、ZnSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、（NH4）6MO7O24·4H2O2．用具：百分之一和萬分之一的電子天平、燒杯（100ml、200ml各1個）、容量瓶（1000ml）、玻璃棒、貯液瓶（3個1000ml棕色瓶），記號筆、標簽紙、貯液池（桶）等。【實驗二】基質理化性質測定及無土育苗技術1.實驗學時：22.實驗目的：學習無土栽培各類栽培基質理化特性測定的方法，了解常用無土育苗的設施與方法。3.實驗內容：無土栽培栽培基質理化特性測定的方法：沙子、蛭石、珍珠巖等（1）容重（g/cm3）將自然狀態（或生產狀態）下的基質放入一已知體積的容器（燒杯或量筒）后倒出稱基質重，用重量除以體積。（2）總孔隙度（%）指基質中包括大小孔隙（通氣孔隙和持水孔隙）在內的所有孔隙的總和。以占有基質體積的百分比表示。總孔隙度（%）=（1-容重/比重）×100（3）大小孔隙度取一已知體積（V）的容器，加滿待測的風干基質稱重（W1），然后加入蒸餾水放入真空干燥器用真空泵抽氣30min，再加滿水稱重（W2）后，將容器上口用一已知重量的濕潤紗布（W3）包住，把容器倒置，讓容器中的水分流出，放置2h左右，直至容器中沒有水分滲出為止，稱重（W4）大孔隙（%）=（W2+W3-W4）×100/V小孔隙（%）=（W4-W1-W3）×100/V（4）pH和電導率的測定把電極插入與基質浸提液pH接近的緩沖液中，校正待用；取風干自然狀態基質150ml，加入去離子蒸餾水750ml，振蕩浸提10min，過濾，取其濾液用pH計測pH值、電導率儀來測電導率（ms/cm）。無土育苗技術（1）混合基質的配制：按照草炭：蛭石=1：1（體積比），草炭：蛭石：珍珠巖=1：1：1，充分混合均勻。（2）基質的裝盤：將混合基質裝入穴盤內噴濕基質壓穴：用壓穴器壓穴1厘米，播種：每穴播1粒種子，巖綿，插花泥直接插孔播入覆蓋基質：播種后上面覆蓋約1厘米厚的蛭石，然后用刮板磨平噴水覆蓋薄膜4.實驗要求：通過具體操作，掌握常見固體基質的理化性狀的測定方法，觀測幼苗出土及長勢情況，查看基質水分情況，及時去掉覆蓋的薄膜，幼苗出土后進行綠化。將測定結果寫出實驗報告。5.實驗設備及器材：天平（感量0.001g）、溫度計（±0.1℃）、濾紙、紗布、燒杯（50ml）、量筒（50ml）、pH計、玻璃電極、飽和甘汞電極、電導率儀。草炭、蛭石、珍珠巖等材料；穴盤（72、128等穴孔）、塑料薄膜、撒水壺、生菜種子。【實驗三】無土栽培裝置設計及制作1.實驗學時：42.實驗目的：根據所學理論知識及對生產中無土栽培存在問題的了解，以小組為單位設計一套無土栽培裝置，達到以賽促學的目的，培養學生的團隊合作精神、創新意識、動手能力。3.實驗內容：（1）幾個人為一個小組，自行設計一套無土栽培裝置。該裝置應該用到所學無土栽培的原理和技術，綜合考慮營養、水分、氧氣的供應以及自動化等。（2）設計的裝置可適用于家庭、觀光或是生產；設計合理，團隊分工明確，并體現協作精神；畫出設計圖，闡明設計思路、運行過程及創新性。4.實驗要求：實習結束，每個（組）將所做的裝置進行展示，大家（學生和教師）集中評定成績，根據裝置的優劣和參與度評定成績，分為及格、良好和優秀三個檔次。5.實驗設備及器材：硬質塑料板、塑料盆、管子、水泵等。【實驗四】蔬菜水培實驗1.實驗學時：42.實驗目的：掌握蔬菜水培定植技術、栽培管理技術、營養液調控技術。3.實驗內容：（1）葉菜類幼苗的培育采用巖棉或海綿水培育苗，或穴盤育苗（參考實驗四）。（2）水培槽的準備實踐教學基地的深水培槽、立體栽培槽和營養液膜栽培槽，對槽子進行清理、消毒。（3）配制營養液（參考實驗一）、準備定植板與定植杯。（4）移苗將已育好的生菜幼苗除去根部基質后，用巖棉或海綿包住根莖部，移植帶孔育苗缽內，并定植到定植板的定植孔中。要使育苗塊觸及槽底、葉片伸出定植板。（5）營養液的管理要認真定時或隨時檢查營養液的電導率、酸堿度和溫度的變化及其溶解氧的情況，并及時更換營養液，保證植株的正常生長。4.實驗要求：根據全班人數分成若干小組，每組按實驗內容要求進行，保障植株日常管理，調查營養液管理及植株長勢情況，將調查結果寫出實驗報告。5.實驗設備及器材：已育好待移植的生菜幼苗；pH計、電導率儀、溫度計、溶氧儀等。（五）考核方式及成績評定實驗成績以考核方式評定。考核內容包括出勤；實驗過程的認真程度；實際操作能力；實驗報告書寫情況等。成績采用百分制或優秀、良好、中等、及格、不及格五級記分制。六、課程思政表無土栽培課程思政融入理論教學內容一覽表標題課程內容思政內容緒論無土栽培發展歷史及現狀為學生傳輸我國現代農業的迅速發展，使他們為日益強大的祖國、逐漸增強的科技力量和勞動人民智慧感到自豪。無土栽培的營養液了解營養液的原料及性質、掌握營養液的配制方法及管理技術栽培一棵蔬菜，就像培育一個人一