第一节 植物的营养 （第一课时）-植物所需的水和矿物质
文档属性
| 名称 | 第一节 植物的营养 （第一课时）-植物所需的水和矿物质 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 40.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北京版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2008-10-10 08:08:00 | ||
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文档简介
一、教学内容 北京版 生物学 第一册（七年级上学期）第四章 生物的营养 第一节 植物的营养 （第一课时） 植物所需的水和矿物质
二、教学目标知识目标（1）说出自养和异养的概念（2）说出植物的无机营养物质是水和矿物质（3）复述水和矿物质的主要作用和来源（4）说出氮、磷、钾三中矿物质的作用及其缺乏症能力目标（1）培养学生利用表格对比总结知识的能力情感目标（1）使学生明确水的重要作用，意识到节约用水的重要性
三、教学重点：1. 自养和异养的概念2. 水和矿物质的主要作用和来源
四、教学难点：1. 水和矿物质的主要作用和来源2. 氮、磷、钾三中矿物质的作用及其缺乏症
五、教学媒体：1. 萎蔫的花 2. 失水的苹果 3. 分别缺少氮、磷、钾矿物质的植株挂图
教学内容 设计思想 教学行为 具体教学内容及过程
教师主导活动 学生主体活动
导入 通过问题引起兴趣 讲述 万物的生长都需要营养。
设问 营养物质包括那些？生物是如何获得营养物质？这些营养物质又是如何被生物利用的？ 质疑、思考
讲述 学习有关生物营养的知识。
自养和异养的概念 通过对比学习 讲述 营养物质可以分为无机营养物质包括：水和矿物质；有机营养物质包括：糖类、脂肪、蛋白质、维生素。生物种类多种多样，摄取营养物质的方式可归纳为自养和异养2种类型：自养：绿色植物通过光合作用把无机物合成有机物，作为自身营养的方式。（除绿色植物外，有些细菌也是光合自养的称为光合细菌）异养：通过摄取现成的有机物作为自身的养料，这种营养方式叫异养。动物、真菌和大多数细菌都是异养生物。
设问 绿色植物是如何获得营养和制造有机物的？
讲述 首先介绍植物的营养，植物必需的无机营养
水的作用 通过分析实际问题学习 演示 萎蔫的花和失水的苹果
提问 为什么会变成这样？ 失水
讲述 这些现象说明植物的生活离不开水，水对植物很重要：水是细胞的重要组成成分之一水维持植物体的正常形态 例如：失水的苹果皱缩、鲜葡萄与葡萄干相比体积大而硬挺水维持植物体正常生理功能 例如：植物失水萎蔫导致死亡水具有溶解和运输各种物质的作用水是绿色植物进行光合作用的必需原料
讲述 水是植物必需的无机营养之一，对植物有重要的作用
矿物质的作用 通过分析对照实验学习 提问 植株在纯净水中培养能否正常生长？还需要什么？
观察 书p57 用土壤浸出液与用蒸馏水培养的幼苗比较图
讨论 比较两株幼苗生长状况有何不同？（从植株和根系比较）为什么会产生这种现象？说明了什么？ 1 A瓶幼苗生长茁壮，根系发达；B瓶幼苗生长弱小，根系不发达2土壤浸出液中含有多种矿物质，而蒸馏水中不含矿物质3植物在生活过程中需要矿物质。适量的矿物质维持植物的正常生长
氮、磷、钾三中矿物质的作用及其缺乏症 通过观察挂图与讲述学习，练习列表归纳的方法 讲述 植物在生长发育中需要多种矿物质，其中需求量较大的是含氮、含磷和含钾的矿物质。对植物的生活有不同的作用，缺乏时表象出不同的不良症状
演示 分别缺少氮、磷、钾矿物质的植株挂图（或看书彩图P58）
提问 缺乏症的表现分别表现为什么？ 根据作用推断缺乏症表现
讲述 三种矿物质的缺乏症表现和作用矿物质种类缺乏症表现作用含氮的矿物质植株矮小，新叶淡绿，老叶焦黄 加速细胞分裂和生长，促使植物枝叶茂盛含磷的矿物质植株矮小，生长缓慢，茎叶暗绿或成紫红色促进幼苗发育，促进开花、果实成熟含钾的矿物质茎杆细弱易倒，叶色变黄，叶缘焦黄是茎杆健壮，抗倒伏，促进淀粉的合成和运输
讲述 不同植物对氮、磷、钾的需要是不同的，比如：叶菜类作物应偏施氮肥，促使叶片肥大；禾谷类作物应多施磷肥，促使籽粒饱满；甘薯、马铃薯等根茎类作物应多施钾肥，促进地下部分积累养分。同意植物不同发育期对矿物质的需要也是不同的。萌发期几乎不需要从外界吸收矿物质。随着幼苗生长和发育，吸收的矿物营养增多。开花——结实期，吸收矿物质营养最多，成熟后停止吸收。
无土栽培 通过讲述使学生了解无土栽培技术 讲述 为实现工厂化栽培，人们开始研究一种新的栽培方法——无土栽培相信无土栽培这个名字大家一定并不陌生，可无土栽培究竟是怎样让植株更好的生长的呢？农谚说：“万物土中生”，“土为农之本”。古为种植农作物都离不开土壤。其实，土壤的作用无非是给植物供应养分和水分，并且帮助它们站稳脚跟。随着科技进步，明天很可能出现“全不靠地的农业”，实现“万物水中生”。80年代以来，一门崭新的“水耕农业”正在兴起，它只需要天然水流或含有某种矿质营养成分的水溶液，接受阳光，保持温度，不需要土壤就可以实行“无土栽培”了。我国古代传统的水发豆芽和种植水仙，可算是最原始的无土栽培了。但所用的是清水。豆芽和水仙生长所需要的养分，则是依靠它自身贮藏的营养物质供应。20世纪初，科学家开始试验水溶液培植植物，提出“无土栽培”的设想。80年代以来，无土栽培发展成为向阳光索取食物的重要措施之一。科学已根据农作物生长发育需要，研究配制出各类营养溶液。无土栽培的对象也由仅限于经济价值较高的作物，发展到一般的粮食作物或牧草作物。
无土栽培法可以分为5种，即水溶液培养法、砂培养法、培养基培养法、混合培养法和营养膜培养法，其中最常用的是水培法和培养基法。无土栽培法有以下几个优点：一是产量高。水培法比耕地栽培的作物或蔬菜，单位面积产量要高出几倍乃至几十倍。例如，一般农田种植的西红柿，亩产约800～1200公斤，而水培法亩产可达3万公斤，高的在5万公斤以上。二是品质好。水培法亩产可达3万公斤，高的在5万公斤以上。二是品质好。水培法可以根据作物需要施用各种矿质营养元素。传统的养植方法绝大部分蔬菜和花卉是靠土壤养植的，它有许多弊端，如易生病虫害，施肥产生异味，土壤和人争夺氧气，等等。无土栽培营养液含有植物生长发育所需的各种营养元素，它可以使离子浓度始终处于相对平衡状态，这就可以使用无底孔容器，解决了一般容器渗漏的问题。使用无土栽培技术，不仅可以使植物生长迅速、健壮，还可以节约用水，清洁卫生，既不污染环境，也不为环境污染。三是不受自然条件的约束。无土栽培向空间立体发展，只要保持适宜的阳光和温度，都可以应用此法。例如大城市高层住宅的阳台、窗台、楼顶、走廊以及空闲地段，都可以用无土栽培法种植蔬菜或花卉；边远地区的海岛、荒山、沙漠等非宜耕地，均可用来种植粮食、蔬菜乃至培植牧草，既增产食品，又美化环境。
实习 利用水培法培养喜欢的植物
结束 开放式结束 讲述 了解了营养的方式，知道水和矿物质是植物必需的无机营养，也了解了无土栽培
讲述 水和矿物质对植物的生长发育有重要的作用含氮、含磷和含钾的矿物质对植物有不同的作用，缺乏时产生不同的表现
设问 无机营养物质是如何被植物吸收利用的呢？
讲述 预习书p60-61 实验：观察根尖的结构；完成练习册p21-1、2、3、4 p23-19、20
第四章 生物的营养
营养物质：无机营养物质包括：水和矿物质；
有机营养物质包括：糖类、脂肪、蛋白质、维生素
自养：绿色植物通过光合作用把无机物合成有机物，作为自身营养的方式。
异养：通过摄取现成的有机物作为自身的养料，这种营养方式叫异养。例如：动物、真菌和大多数细菌
第一节 植物的营养
一、植物必需的无机营养
（一）水
生理作用
1. 水是细胞的重要组成成分之一
2. 水维持植物体的正常形态
3. 水维持植物体正常生理功能
4. 水具有溶解和运输各种物质的作用
5. 水是绿色植物进行光合作用的必需原料
（二）矿物质
三种矿物质的缺乏症表现和作用
矿物质种类 缺乏症表现 作用
含氮的矿物质 植株矮小，新叶淡绿，老叶焦黄 加速细胞分裂和生长，促使植物枝叶茂盛
含磷的矿物质 植株矮小，生长缓慢，茎叶暗绿或成紫红色 促进幼苗发育，促进开花、果实成熟
含钾的矿物质 茎杆细弱易倒，叶色变黄，叶缘焦黄 使茎杆健壮，抗倒伏，促进淀粉的合成和运输
附录2：相关资料
1、植物的含水量：
水是植物体的重要组成物质，其含量往往是控制生命活动强度的决定因素。但是，不同植物的含水量有很大的不同。例如：一些水生植物的含水量可达鲜重的90%以上，干旱环境中生长的地衣等仅占6%左右。草本植物地含水量约为70-85%，木本植物的含水量略低于草本植物。通一植株的不同器官和不同组织的含水量差异很大。例如：根尖、嫩茎、幼叶等生长活跃的部分的含水量为60-90%，树干为40-50%，休眠芽为40%，风干种子为12-14%。同一器官的含水量随着不同发育期和环境条件变化。例如：成熟的西瓜的含水量远远多余幼果期，生长在阴湿土地的西瓜比向阳干旱土地的含水量高。
2、无土栽培的发展史
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Ｗ.F.Gericke 教授，利用营养液成功地培育出一株高7.5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0.8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33.5％。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。
3、无土栽培的优点
（一）产量高、品质好
（二）节约水分和养分
（三）清洁卫生
（四）省力省工、易于管理
（五）避免土壤连作障碍
（六）不受地区限制、充分利用空间
（七）有利于实现农业现代化
4、无土栽培的类型和方式
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二、教学目标知识目标（1）说出自养和异养的概念（2）说出植物的无机营养物质是水和矿物质（3）复述水和矿物质的主要作用和来源（4）说出氮、磷、钾三中矿物质的作用及其缺乏症能力目标（1）培养学生利用表格对比总结知识的能力情感目标（1）使学生明确水的重要作用，意识到节约用水的重要性
三、教学重点：1. 自养和异养的概念2. 水和矿物质的主要作用和来源
四、教学难点：1. 水和矿物质的主要作用和来源2. 氮、磷、钾三中矿物质的作用及其缺乏症
五、教学媒体：1. 萎蔫的花 2. 失水的苹果 3. 分别缺少氮、磷、钾矿物质的植株挂图
教学内容 设计思想 教学行为 具体教学内容及过程
教师主导活动 学生主体活动
导入 通过问题引起兴趣 讲述 万物的生长都需要营养。
设问 营养物质包括那些？生物是如何获得营养物质？这些营养物质又是如何被生物利用的？ 质疑、思考
讲述 学习有关生物营养的知识。
自养和异养的概念 通过对比学习 讲述 营养物质可以分为无机营养物质包括：水和矿物质；有机营养物质包括：糖类、脂肪、蛋白质、维生素。生物种类多种多样，摄取营养物质的方式可归纳为自养和异养2种类型：自养：绿色植物通过光合作用把无机物合成有机物，作为自身营养的方式。（除绿色植物外，有些细菌也是光合自养的称为光合细菌）异养：通过摄取现成的有机物作为自身的养料，这种营养方式叫异养。动物、真菌和大多数细菌都是异养生物。
设问 绿色植物是如何获得营养和制造有机物的？
讲述 首先介绍植物的营养，植物必需的无机营养
水的作用 通过分析实际问题学习 演示 萎蔫的花和失水的苹果
提问 为什么会变成这样？ 失水
讲述 这些现象说明植物的生活离不开水，水对植物很重要：水是细胞的重要组成成分之一水维持植物体的正常形态 例如：失水的苹果皱缩、鲜葡萄与葡萄干相比体积大而硬挺水维持植物体正常生理功能 例如：植物失水萎蔫导致死亡水具有溶解和运输各种物质的作用水是绿色植物进行光合作用的必需原料
讲述 水是植物必需的无机营养之一，对植物有重要的作用
矿物质的作用 通过分析对照实验学习 提问 植株在纯净水中培养能否正常生长？还需要什么？
观察 书p57 用土壤浸出液与用蒸馏水培养的幼苗比较图
讨论 比较两株幼苗生长状况有何不同？（从植株和根系比较）为什么会产生这种现象？说明了什么？ 1 A瓶幼苗生长茁壮，根系发达；B瓶幼苗生长弱小，根系不发达2土壤浸出液中含有多种矿物质，而蒸馏水中不含矿物质3植物在生活过程中需要矿物质。适量的矿物质维持植物的正常生长
氮、磷、钾三中矿物质的作用及其缺乏症 通过观察挂图与讲述学习，练习列表归纳的方法 讲述 植物在生长发育中需要多种矿物质，其中需求量较大的是含氮、含磷和含钾的矿物质。对植物的生活有不同的作用，缺乏时表象出不同的不良症状
演示 分别缺少氮、磷、钾矿物质的植株挂图（或看书彩图P58）
提问 缺乏症的表现分别表现为什么？ 根据作用推断缺乏症表现
讲述 三种矿物质的缺乏症表现和作用矿物质种类缺乏症表现作用含氮的矿物质植株矮小，新叶淡绿，老叶焦黄 加速细胞分裂和生长，促使植物枝叶茂盛含磷的矿物质植株矮小，生长缓慢，茎叶暗绿或成紫红色促进幼苗发育，促进开花、果实成熟含钾的矿物质茎杆细弱易倒，叶色变黄，叶缘焦黄是茎杆健壮，抗倒伏，促进淀粉的合成和运输
讲述 不同植物对氮、磷、钾的需要是不同的，比如：叶菜类作物应偏施氮肥，促使叶片肥大；禾谷类作物应多施磷肥，促使籽粒饱满；甘薯、马铃薯等根茎类作物应多施钾肥，促进地下部分积累养分。同意植物不同发育期对矿物质的需要也是不同的。萌发期几乎不需要从外界吸收矿物质。随着幼苗生长和发育，吸收的矿物营养增多。开花——结实期，吸收矿物质营养最多，成熟后停止吸收。
无土栽培 通过讲述使学生了解无土栽培技术 讲述 为实现工厂化栽培，人们开始研究一种新的栽培方法——无土栽培相信无土栽培这个名字大家一定并不陌生，可无土栽培究竟是怎样让植株更好的生长的呢？农谚说：“万物土中生”，“土为农之本”。古为种植农作物都离不开土壤。其实，土壤的作用无非是给植物供应养分和水分，并且帮助它们站稳脚跟。随着科技进步，明天很可能出现“全不靠地的农业”，实现“万物水中生”。80年代以来，一门崭新的“水耕农业”正在兴起，它只需要天然水流或含有某种矿质营养成分的水溶液，接受阳光，保持温度，不需要土壤就可以实行“无土栽培”了。我国古代传统的水发豆芽和种植水仙，可算是最原始的无土栽培了。但所用的是清水。豆芽和水仙生长所需要的养分，则是依靠它自身贮藏的营养物质供应。20世纪初，科学家开始试验水溶液培植植物，提出“无土栽培”的设想。80年代以来，无土栽培发展成为向阳光索取食物的重要措施之一。科学已根据农作物生长发育需要，研究配制出各类营养溶液。无土栽培的对象也由仅限于经济价值较高的作物，发展到一般的粮食作物或牧草作物。
无土栽培法可以分为5种，即水溶液培养法、砂培养法、培养基培养法、混合培养法和营养膜培养法，其中最常用的是水培法和培养基法。无土栽培法有以下几个优点：一是产量高。水培法比耕地栽培的作物或蔬菜，单位面积产量要高出几倍乃至几十倍。例如，一般农田种植的西红柿，亩产约800～1200公斤，而水培法亩产可达3万公斤，高的在5万公斤以上。二是品质好。水培法亩产可达3万公斤，高的在5万公斤以上。二是品质好。水培法可以根据作物需要施用各种矿质营养元素。传统的养植方法绝大部分蔬菜和花卉是靠土壤养植的，它有许多弊端，如易生病虫害，施肥产生异味，土壤和人争夺氧气，等等。无土栽培营养液含有植物生长发育所需的各种营养元素，它可以使离子浓度始终处于相对平衡状态，这就可以使用无底孔容器，解决了一般容器渗漏的问题。使用无土栽培技术，不仅可以使植物生长迅速、健壮，还可以节约用水，清洁卫生，既不污染环境，也不为环境污染。三是不受自然条件的约束。无土栽培向空间立体发展，只要保持适宜的阳光和温度，都可以应用此法。例如大城市高层住宅的阳台、窗台、楼顶、走廊以及空闲地段，都可以用无土栽培法种植蔬菜或花卉；边远地区的海岛、荒山、沙漠等非宜耕地，均可用来种植粮食、蔬菜乃至培植牧草，既增产食品，又美化环境。
实习 利用水培法培养喜欢的植物
结束 开放式结束 讲述 了解了营养的方式，知道水和矿物质是植物必需的无机营养，也了解了无土栽培
讲述 水和矿物质对植物的生长发育有重要的作用含氮、含磷和含钾的矿物质对植物有不同的作用，缺乏时产生不同的表现
设问 无机营养物质是如何被植物吸收利用的呢？
讲述 预习书p60-61 实验：观察根尖的结构；完成练习册p21-1、2、3、4 p23-19、20
第四章 生物的营养
营养物质：无机营养物质包括：水和矿物质；
有机营养物质包括：糖类、脂肪、蛋白质、维生素
自养：绿色植物通过光合作用把无机物合成有机物，作为自身营养的方式。
异养：通过摄取现成的有机物作为自身的养料，这种营养方式叫异养。例如：动物、真菌和大多数细菌
第一节 植物的营养
一、植物必需的无机营养
（一）水
生理作用
1. 水是细胞的重要组成成分之一
2. 水维持植物体的正常形态
3. 水维持植物体正常生理功能
4. 水具有溶解和运输各种物质的作用
5. 水是绿色植物进行光合作用的必需原料
（二）矿物质
三种矿物质的缺乏症表现和作用
矿物质种类 缺乏症表现 作用
含氮的矿物质 植株矮小，新叶淡绿，老叶焦黄 加速细胞分裂和生长，促使植物枝叶茂盛
含磷的矿物质 植株矮小，生长缓慢，茎叶暗绿或成紫红色 促进幼苗发育，促进开花、果实成熟
含钾的矿物质 茎杆细弱易倒，叶色变黄，叶缘焦黄 使茎杆健壮，抗倒伏，促进淀粉的合成和运输
附录2：相关资料
1、植物的含水量：
水是植物体的重要组成物质，其含量往往是控制生命活动强度的决定因素。但是，不同植物的含水量有很大的不同。例如：一些水生植物的含水量可达鲜重的90%以上，干旱环境中生长的地衣等仅占6%左右。草本植物地含水量约为70-85%，木本植物的含水量略低于草本植物。通一植株的不同器官和不同组织的含水量差异很大。例如：根尖、嫩茎、幼叶等生长活跃的部分的含水量为60-90%，树干为40-50%，休眠芽为40%，风干种子为12-14%。同一器官的含水量随着不同发育期和环境条件变化。例如：成熟的西瓜的含水量远远多余幼果期，生长在阴湿土地的西瓜比向阳干旱土地的含水量高。
2、无土栽培的发展史
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Ｗ.F.Gericke 教授，利用营养液成功地培育出一株高7.5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0.8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33.5％。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。
3、无土栽培的优点
（一）产量高、品质好
（二）节约水分和养分
（三）清洁卫生
（四）省力省工、易于管理
（五）避免土壤连作障碍
（六）不受地区限制、充分利用空间
（七）有利于实现农业现代化
4、无土栽培的类型和方式
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