初一生物 某同学为西部农村设计的生态农业大棚温室失示意图（有图有真相）
2007～2008学年度第一学期七年级生物期中质量检测
本试卷考试时间为60分钟，满分100分。
一、请你选一选。（每小题2分，共50分。每小题只有一个最佳的选项，请将它选出并填入表格内。）
1. 古人云：“橘生淮南则为橘，橘生淮北则为枳。”就是说，淮南的橘子移种到淮北就不甜美了。想一想，产生这一差异的主要因素是
A. 土壤 B. 空气 C. 温度 D. 阳光
2. 近年来，沙尘暴仍然频繁在我国北方发生，严重干扰和危害了人们正常的生产生活。引起沙尘暴的主要原因是 破坏了生态平衡。
A. 人类盲目的开发森林和草原 B. 北方地区降水量低，常年干旱
C. 环境污染导致植被大量死亡 D. 野生动物的种类和数量锐减
3. 在农田生态系统中，生产者是指
A. 农民 B. 农作物 C. 耕地 D. 耕牛
4. 在下列生态系统中，自动调节能力最大的是
A. 温带草原 B. 热带雨林 C. 北方针叶林 D. 南方阔叶林
5. “千里之堤，溃于蚁穴”说明
A. 生物适应环境 B. 生物影响环境 C. 环境影响生物 D. 环境适应生物
6. 下列①草 ②煮熟的鱼 ③珊瑚 ④钟乳石 ⑤冬眠的蛇 ⑥恐龙化石 ⑦蘑菇 ⑧家鸽，其中属于生物的是
A. ①⑤⑦⑧ B. ①③④⑧ C. ②③④⑥ D. ②⑤⑥⑦
7. 一个池塘被农药污染，在池塘中有一个食物链：浮游植物→水蚤→鱼→鱼鹰，则体内农药含量最多的生物是
A. 浮游生物 B. 水蚤 C. 鱼 D. 鱼鹰
8. 在下列各项中，与动物捕食有相同生理功能的是
A. 植物的光合作用 B. 排除体内的废物 C. 给汽车加油 D. 树苗长大
9. 下列现象中，不是主要由人类活动引起的是
A. 酸雨 B. 竹子开花 C. 温室效应 D. 水土流失
10. 下列不属于一个生态系统的是
A. 一片森林 B. 海洋生态系统 C. 森林里所有的动物 D. 一块草地
11. 在一个草原生态系统中，最多的生物是
A. 狼 B. 禾本科植物 C. 羊 D. 老鼠12. 对生物的生存来说，不是它生长的基本条件的是
A. 空间 B. 温度 C. 营养 D. 时间
13. 在生态系统中，如果没有分解者，那么
A. 动物和植物将会越长越繁盛 B. 动物和植物的遗体残骸就会堆积如山
C. 生态系统就会越来越大 D. 生态系统依旧能够维持
14. 蛇为变温动物，也就是体温随着外界的温度而变化，故推测其较不合适生活于何种生活环境
A. 热带雨林 B. 亚热带森林 C. 温带草原 D. 寒带冻原
15. 用下列四台显微镜观察洋葱表皮细胞，视野中的细胞数目最多的一台显微镜是
A. 目镜5×，物镜10× B. 目镜10×，物镜10×
C. 目镜10×，物镜40× D. 目镜15×，物镜40×
16. 某同学习惯用右手写字，他使用显微镜时眼睛和镜筒的相对位置应该是
17. 右图为显微镜观察中的两个视野，其中细胞甲为主要观察对象，由视野（1）到视野（2）时，操作过程的正确顺序是 ①转动转化器 ②移动载玻片 ③转动粗准焦螺旋 ④转动细准焦螺旋 ⑤调节光圈
A. ①②③④ B. ②①⑤④ C. ①④②⑤ D. ②①⑤③
18. 医院的化验员用患者的血液制成玻片标本，这种标本属于
A. 推片 B. 涂片 C. 切片 D. 装片
19. 洋葱鳞片叶内表皮细胞与黄瓜表层果肉细胞的区别是洋葱鳞片叶内表皮细胞没有
A. 细胞壁 B. 细胞膜 C. 细胞质 D. 叶绿体
20. “停车坐爱枫林晚，霜叶红于二月花”，从细胞知识来看，引起枫叶颜色变化的物质存在于
A. 叶绿体 B. 细胞核 C. 液泡 D. 细胞壁
21. 构成人体的细胞有1014个，这些细胞的哪方面是一样的
A. 大小 B. 形状 C. 基本结构 D. 基本功能
22. 某同学制作的临时装片在视野中有少量气泡，应选下列哪种方法消除
A. 将盖玻片揭下来重新盖上 B. 用铅笔的橡皮一端垂直轻轻敲打盖玻片
C. 从盖玻片的一侧滴水 D. 把已制成的装片丢弃，重新再来
23. 把一粒玉米放在火上烧，烧掉的物质和剩下的物质分别是
A. 无机物、有机物 B. 有机物、无机物 C. 无机物、无机物 D. 有机物、有机物
24. 一个受精卵能够发育成我们现在的身体，是因为受精卵内具有指导自身发育的全部信息，它是
A. 生命信息 B. 遗传信息 C. 染色体 D. 细胞膜
25. 中国等六国科学家实施的“人类基因组计划”，要对人类全部的染色体的基因进行测序，你认为该计划要测定的人类染色体数目应是
A. 46条 B. 23条 C. 24条 D. 2条
二、 填空和简答题：（每空1分，共18分）
26. 在生态系统中的物质和 就是沿着食物链和食物网流动的。
27. 地球为生物提供了生存的基本条件有 、 、 、 、 和 。
28. 在用低倍物镜观察蚕豆叶下表皮实验时，甲、乙、丙、丁四位同学分别在视野中看到的物像如图所示。你认为
同学的观察效果最好。请你指导另一位同学操作以获得最好的观察效果。你指导的是 同学，采取的措施是 。
29. 下图是制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片的步骤图，据图回答下列问题
（1）正确的实验操作顺序是 。
（2）图E的操作方法可以避免 。
（3）图D和图G所滴的液体分别是 和 。
（4）图C撕取的是洋葱鳞片叶的 表皮。
（5）在显微镜下观察洋葱鳞片叶表皮细胞时，颜色最深的是细胞内的 部分，看不清楚的是细胞内的 部分
三、 识图分析题：（每空1分，共22分）
30. 右图为某生态系统中的食物网，根据图回答有关问题：
(1)、 图中生产者是 ，属于生态系统的 部分。该食物网中共有 条食物链，最长的一条食物链可表示为: 。
(2)该食物网中数量最多的生物是________，数量最少的生物是_______。通过食物链和食物网，生态系统进行着_____________和能量流动。
(3)在这个生态系统中，各种生物的数量和所占比例总量维持在 的状态，说明生态系统有一定___________。如果由于人类大量围捕猎狐狸，野兔和老鼠的数量会_______，最后会导致_______的破坏。
(4)、图中所有动物可统称为 。其中，兔与草、鹰与鼠的关系是_______。
(5)、若要构成一个生态系统，图中还缺少的是__________ 和____________ 。
31. 请根据“小羊多莉的身世”图，回答下列问题：
（1）小羊多莉有几位妈妈？
（2）发育成小羊多莉的卵细胞的细胞核来自于
妈妈。细胞的其他部分来自于 妈妈 ，卵细胞在 妈妈的子宫中发育。生出来的小羊多莉几乎跟 妈妈一模一样。
（3） 小羊多莉为什么会像这位羊妈妈？
（4）由此你可以得出什么结论
四、 实验探究题：（本题满分10分）
32. 修正液是同学们常用的一种文具，打开盖后，有刺激性的气味。我们不禁要问：修正液对人体有伤害吗？
请你设计一个实验，对这个问题进行探讨。
实验材料：修正液、小白鼠6只、老鼠的食物——米饭、水以及关小白鼠的笼子
提出问题：
作出假设：
设计方案
你觉得可能会出现的现象：
分析结果，得出结论：
2
七年级生物上册期中复习题及答案
一、选择题(40题，每题1分，共40分)
1．假若一个鱼缸里只有金鱼和金鱼藻两种生物，那么影响金鱼生活的生物因素是
()。
A.水B．阳光C．空气D．金鱼藻
2．生态系统的组成成分中，属于非生物部分的是()。
A.阳光B．植物C．动物D．细菌、真菌
3．把两种草履虫放在一起培养，它们会争夺食物，其中一种会死亡。这两种生物之间
的关系是()。
A.合作B．捕食C．竞争D．寄生
4．下列植物组织中，细胞小、细胞壁薄、细胞核大、细胞质浓的是()。
A.分生组织B．营养组织C保护组织D．输导组织
5．下列生物中，属于多细胞生物的是()。
A.细菌B．洋葱C草履虫n疟原虫
6．单细胞生物对人类有利的方面如()。
A.形成赤潮B．寄生在人体内
C产生神经毒素D．作为鱼类的天然饵料
7．动物细胞和植物细胞都有()。
A.液泡B．叶绿体C．细胞核D．细胞壁
8．细胞中的能量转换器是()。
A.线粒体、叶绿体B．液泡C.细胞膜D.细胞核
9．艾滋病病毒、鸡瘟病毒都属于()。
A.动物病毒B．植物病毒
C.噬菌体D．朊病毒
10．下列结构中，属于器官的是()。
A.血液B．心脏C.受精卵D．运动系统
11．观察大肠杆菌噬菌体要用()。
A．肉眼B．放大镜
C．光学显微镜D．电子显微镜
12．人口普查属科学探究常用方法中的()。
A.观察B．调查C.测量D．实验
13．我们在做“观察植物细胞”实验时，是把黄瓜表层果肉细胞制成()
A．临时涂片B．临时切片C．临时装片D．永久装片
14．制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片过程的正确步骤是()：
①在载玻片中央滴一滴清水②把载玻片、盖玻片擦干净
③盖好盖玻片④把撕下的洋葱鳞片叶内表皮浸入载玻片上的水滴中展平
⑤染色
A．①②③④⑥B．②①④③⑤ C．①④⑤②③D．③①②④⑤
15．草原上狼正在追杀羚羊。这两个物种之间的关系是()
A.合作B．捕食C．竞争D．寄生
16．观察和调查的一般步骤是()。
①制订合理的方案②做好记录，积累资料
③明确目的、对象、范围④对资料进行整理分析
A．③①②④B．①②④③C．②①④③D．③④①②
17．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，造成这一差异的环境因素是()；
A.光B．水C.温度D．湿度
18．下列不属于生态系统的是()。•
A.一片农田B．一块草地C．生物圈D．一条河中的所有鱼
19．草原上放养的牲畜太多，就会严重破坏草场植被，造成土地沙化，草场就很难恢复
原样了，这一事实说明()。
A生态系统的调节能力是巨大的
B生态系统的调节能力是有一定限度的
C．生态系统中，生物的数量只能一成不变，否则生态系统就会遭到破坏
D．草原上放养的牲畜越少越好
20．地球上最大的生态系统是()。
A.生物圈 B．森林生态系统C．草原生态系统D．海洋生态系统
21．在下列结构中，动、植物细胞都有的是()：
①叶绿体②细胞壁③细胞膜
④细胞质⑤线粒体⑥细胞核
A．①②④B．③④⑥ c．①⑤⑥D．②④⑤
22、细胞膜的功能是()。
A.支持、保护细胞 B．储藏遗传信息
C．转换细胞内的能量 D．控制物质进出细胞
23下列关于染色体的叙述中，错误的是()；
A.染色体是DNA的主要载体
B．染色体主要是由DNA和蛋白质组成
C．染色体是存在于细胞核中被碱性染料染成深色的物质
D．每一种生物的细胞内染色体数量都是一样的
24．克隆羊多莉长得像谁?()。
A.提供细胞核的母羊B．提供无核卵细胞的母羊
C．代孕母羊 D．三种羊都像一点
25．下列结构中，不属于器官的是()：
A 导管B．叶 C．花D．根
26．我们在做“观察植物细胞”实验时，是把黑藻细胞制成()。
A临时涂片B．临时切片C临时装片D．永久装片
27．在模拟制作动物细胞时，塑料袋相当于动物细胞的()。
A细胞膜B．细胞质C．细胞核D．线粒体
28．草履虫逃避食盐水，这一现象属于生物特征中的()：
A生物的生活需要营养B．生物需要呼吸
C．生物对外界刺激作出反应D．生物能生长和繁殖
29．在生态系统中，生产者与消费者之间的关系是()：
A植物和动物的关系B．生卢和消费的关系
C．生物和环境的关系D．吃与被吃的关系
30．在一个池塘中，属于生产者的是()：
A虾B．水草
C小鱼D．青蛙
31．某台显微镜配有两个5X和10X的目镜、两个10X和45X的物镜，若用这台显微镜观察标本，最大放大倍数是()。
A50倍B．100倍C．450倍D．1000倍
32．西瓜之所以甘甜可口，主要是因为西瓜的哪部分含有大量的糖分?()：
A细胞壁B．细胞质C细胞核D．细胞液
33．对动物细胞起保护作用的是()。
A．细胞膜B．细胞核C．细胞壁、细胞膜D．液泡、细胞质
34．植物细胞中位于细胞质中的结构是()。
A．细胞核、液泡B．细胞壁和液泡
C细胞质和细胞核D．细胞壁和细胞膜
35．动物细胞与植物细胞相比，缺少()：
A\细胞膜、细胞核B．细胞质、细胞壁
C．液泡、细胞壁D．线粒体、细胞核
36．植物体中具有保护内部柔嫩部位的组织是()
A分生组织B．保护组织C．营养组织D．输导组织
37．动物组织中具有保护、分泌功能的是()。
A上皮组织B．肌肉组织C．神经组织D．结缔组织
38．细胞分化的结果首先形成()。
A新细胞B．组织C．器官D．植物体
39．寄生在大肠杆菌细胞内的病毒，叫做()：
A植物病毒B．动物病毒C噬菌体D．朊病毒
40．有机物中储存的能量来自()。
A阳光B．电能C．无机能n空气
二、判断题(20题，共10分)
41．大多数生物能进行呼吸，吸人氧气，呼出二氧化碳。()
42．地球上只有在空气中才有生物生存。()
43．生物圈是一个最大的生态系统。()
44．只要给予充足的阳光和空气，鱼就能生存下去。()
45．生活在沙漠中的植物骆驼刺地下根比地上部分长得多，是对环境的适应：()
46．若在显微镜下观察到的物像在视野的右方，要想把物像调到视野中央，应将标本移向左方。()
47．生态系统是由生产者和消费者组成的。()
48．平时吃的葡萄是植物的一种器官。()
49．保护自然资源就是禁止开发任何资源。()
50．有特定遗传功能的DNA片段叫基因。•()
51．遗传信息是指导和控制细胞中物质和能量变化的一系列指令、生物体建造自己生
命大厦的蓝图。()
52．引起疯牛病的朊病毒是一种结构特殊的蛋白质，它能像病毒一样传播疾病，因此它属病毒一类生物。()
53．现在生存的每一种生物的形态、结构、生活方式，都是与其生活环境相适应的。
54．病毒寄生在活细胞中，靠细胞的遗传信息，利用细胞的物质，制造新的病毒：
55．构成一个器官的几种组织，彼此在形态、结构、功能方面都是相同的：()
56．生态系统无自动调节能力，所以容易遭到破坏。()
57．不同地方的不同生物对环境的影响是相同的。()
58．动物随季节变化而进行换羽、换毛，是动物对环境的适应。()
59．在科学研究过程中记录数据时，每次应多记录几组数据，算出其平均值作为一次测量的数值，这可减少观测的误差：()
60．在设计“湿度对鼠妇影响”的对照实验时，还要考虑把鼠妇分成黑暗和明亮两组：
三、简答题(共50分)
61．下面是生态系统中的组成成分，请你用箭头把这三者连起来以表示它们之间的关
系。
生产者消费者
分解者
62．下面列举的是温带草原生态系统中的几种生物：
鹰
蛇食虫的鸟
鼠青蛙食草昆虫
草
(1)请你用箭头把它们连起来形成食物链。
(2)你连接的食物链有（）条。它们彼此连接形成（）
(3)在这个生态系统中，能量和（）是沿着食物链和（）流动的：
(4)有毒物质DDT沿着食物链积累。该生态系统中，DDT积累得最多的生物是（）
(5)假若该系统中青蛙被人类大量捕杀，草会（）；若人类过度放牧，造成草原
沙化，草几乎全无，那么这个系统将（）
63．有一同学进行了下列“温度对鼠妇生活的影响”实验活动：请你把他这些活动分别归于科学探究过程的相应步骤中去。
①温度对鼠妇生活有影响吗?A．提出问题
②向全班同学汇报他的实验过程和结果。B•做出假设
③温度对鼠妇生活有影响，鼠妇适于生活在温暖的环境：C•制定汁划
④按实验方案做实验，仔细观察，认真记录实验数据：D．实施计划
⑤设计对照实验：将10只鼠妇依次放到解剖盘的中央：E得出结论
⑥统计鼠妇在有无冰块的一侧的数目，统计10次：F•表达交流
⑦发现解剖盘无冰块的一侧鼠妇数目多，支持了假设：
64．下列动物组织的功能各是什么?
①上皮组织A能收缩、舒张
②结缔组织B．能产生和传导兴奋
③肌肉组织C．具有保护、分泌等功能
④神经组织D．有支持和连接、保护、营养等功能
65．下列植物组织的功能各是什么?
①分生组织A储藏营养物质
②保护组织B．运输水、无机盐
③营养组织C．保护内部柔嫩部分
④输导组织D．不断分裂产生新细胞
66．请将细胞中下列结构与相应的功能用线连起来。
①线粒体A动力车间
②细胞膜B．内含遗传物质
③细胞核C．控制物质的进出
④叶绿体D．使光能变成化学能
67．下列物质各属于哪类物质?
水
氧
糖类无机物
脂类
核糖
无机盐有机物
蛋白质
二氧化碳
68．只有一个细胞的生物叫做，如()。
69．细胞构成植物体的结构层次依次是：()
70．草履虫靠在水中运动，靠()进行呼吸，它体内能消化食物的结构是()。
71．染色体是由•和组成的。
72．病毒不能()生活，必须在其他生物细胞里，否则不会有任何生命活动。
73、疫苗就是经过人工处理的减毒——。
74将来有一天，你也许会到太空中去生活。那时你必须携带维持你生命所需的物质：
——、——和——等。
75、请画一个动物细胞图(按生物图的画法)，并标出细胞各结构的名称。
76．请你回答：
在草原的一个大牧场上，生活着鹰、狼、兔、蛇、鼠、食虫鸟、食草昆虫等动物，牧民养着很多的牛、羊、马等家畜，草长得非常好，但狼常来危害牧民的家畜，于是牧民们大量地杀狼，结果狼少了，家畜也很少丢失了，可草原出现了沙化，不能再放养那么多家畜了：对此你能用生物学观点作出解释吗?大胆尝试吧!
3
七年级上册生物期中测试试卷
一、你会选（每空2分，共50分）下列各题只有一个选项符合题意
1、“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，造成这一差异的环境因素是
A、光B、水C、温度D、湿度
2、鱼必须生活在水中，离开水一段时间就会死亡。对此最恰当的解释是
A、生物影响环境B、生物适应环境C、生物改变环境D、生物依赖环境
3、我们在养花的过程中，经常给花浇水、施肥、松土、放在阳光下，天气冷了，我们还要把花放在屋里，而且一般一个花盆只栽一株植物，这体现了生物生存所需的基本条件，与上述顺序相对应，分别是
①营养物质②空气③阳光④适宜的温度⑤一定的生存空间⑥水
A、①③②⑤⑥④B、⑥①②③④⑤C、④⑤③⑥①②D、③⑥④⑤②①
4、下列食物链正确的是
A、草蚱蜢食虫鸟蛇鹰B、蚱蜢草食草子的鸟鹰狐C、狐鹰食虫鸟蚱蜢草D、草蚱蜢食虫鸟鹰蛇
5、下列不属于生物的是
A、蘑菇B、珊瑚C、珊瑚虫D、海带
6、除下列哪项外，都是由细胞构成的
A、棉花B、水稻C、玉米D、病毒
7、影响生物生活的环境因素是
A、温度和空气B、生物因素和水C、生物因素和非生物因素D、光和水
8、下列不属于生态系统的是
A、一块草地B、生物圈C、一条河中的所有的鱼D、一片农田
9、克隆羊多莉长得像
A、供无核卵的母羊B、代孕母羊C、供细胞核的母羊D、A、B、C三种羊的一部分
10、下列环境中动植物种类繁多的是
A、沙漠B、热带雨林C、农田D、河流
11、被誉为杂交水稻之父的是
A、司马迁B、达尔文C、袁隆平D、李时珍
12、生态系统中，绿色植物固定的太阳能沿着食物链的单向传递叫做
A、能量输出B、能量流动C、能量交换D、能量输入
13、在绿草地中生活的蚱蜢的体色往往是
A、绿色B、黄色C、褐色D、灰色
14、有人做过这样的实验：把大小两个品种的草履虫分开培养，它们都能正常生长，可是把两者放在一起培养的时候，经过16天，其中的一种正常生长，另一种却全部死亡，这个现象说明这两种草履虫之间存在着什么关系
A、捕食B、竞争C、合作D、寄生
15、指出下列哪项属于生物
A、会踢球的机器人B、正在生长的钟乳石C、美丽的珊瑚D、水池中的绿苔
16、动植物细胞都具有的细胞结构是
A、细胞壁B、细胞膜C、液泡D、叶绿体
17、西瓜之所以甘甜可口，主要是因为西瓜的什么含有大量的糖分
A、细胞膜B、细胞液C、细胞核D、细胞壁
18、当你发现显微镜镜头不清洁时，除去污物的正确方法是
A、用手擦B、用餐巾纸擦C、用擦镜纸擦D、用纱布擦
19、染色体存在于
A、细胞膜B、细胞核C、液泡D、细胞质
20、下列结构不属于组织的是
A、洋葱表皮B、玉米种子C、黄瓜叶表皮D、番茄果肉
21、动物中的能量转换器是
A、染色体B、线粒体C、叶绿体D、液泡
22、已知四台显微镜的目镜和物镜的倍数如下，在观察洋葱表皮细胞时，视野中细胞数目最少的显微镜可能是
A、20X、35XB、10X、40XC、5X、10XD、5X、5X
23、某生物体细胞中含有12对染色体，在细胞分裂后形成的子细胞中，染色体的数目是
A、12对B、6对C、24对D、4对
24、要将显微镜视野中右上方的物象移到视野中央，应向什么方向移动装片或切片
A、右下方B、左下方C、右上方D、左下方
25、爱滋病是由什么引起的
A、真菌B、霉菌C、病毒D、细菌
二、你会分析（共18分）
1、仔细辨认下面图中的操作，指出错误的原因并说出正确的操作方法。（8分） 正确的操作方法：
2、李洁如此制作并观察洋葱的表皮细胞：取一块清洁的载玻片，在其中央滴一滴0.7%的生理盐水，用手从洋葱鳞片叶内侧撕下一小块表皮，平展在生理盐水中，然后放在显微镜下观察。问：
⑴他的操作有不正确的地方吗？请纠正：（6分）
⑵为了看清楚细胞的结构，可以用 给细胞染色。（2分）
⑶在高倍镜下，李洁发现细胞核中有一些结构被碱性染料染成了深色，这些结构的名称是 。（2分）
三、你会连线（7分）请将左右两列中相关联的内容用线段连接在一起
1、A、动物的取食 a应激性 2、A、老虎吃野猪 a合作关系
B、向日葵向太阳 b生长 B、许多蜜蜂在酿蜜 b竞争关系
C、植物的开花结果 c营养 C、田里的水稻与杂草 c捕食关系
D、蘑菇由小长大 d繁殖
四、你会制作（每空2分，共10分）
事先准备豆浆、煮熟的蛋黄、小塑料袋、线等物品，然后将豆浆倒入塑料袋，再放入煮熟的蛋黄，用线扎好袋口，这样一个细胞膜型就做好了。
⑴你所做的模型中，塑料袋相当于 ，蛋黄相当于 ，豆浆相当于 ，此模型相当于 （动物或植物）细胞。
⑵细胞是平面还是立体的？ 。
五、你会探究（15）
李想在家里栽了一盆韭菜，放在阳台上绿油油的，可妈妈从市场买回的韭菜黄是黄色的，李想思考着，韭菜的绿色与黄色可能与生长期的光照有关，请和他一起设计一个探究方案。
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。
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21.7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50-66.7％。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（0.5－1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0.005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0.5-10毫米，总孔隙度>55％，容重为0.1-0.8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1－1.5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。
（2）无氧环境遏制病毒、虫卵有氧呼吸作用；无氧呼吸作用
（3）①增高CO2浓度
②延长光照时间
③增大昼夜温差
④合理密植
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