有機(jī)生態(tài)型無土栽培是指不用天然土壤、不用營(yíng)養(yǎng)液灌溉植物根系，而使用有機(jī)栽培基質(zhì)和有機(jī)固態(tài)肥，并直接用清水灌溉作物的一種無土栽培技術(shù)。該技術(shù)是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所自主研制、開發(fā)的一項(xiàng)適合中國國情、符合有機(jī)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的低成本、高效益，并具有顯著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益的實(shí)用的無土栽培新方法?，F(xiàn)對(duì)該方法基質(zhì)和施肥技術(shù)的研究和應(yīng)用情況進(jìn)行綜述。
1 有機(jī)生態(tài)型無土栽培的特點(diǎn)
1) 基質(zhì)原料來源廣，可實(shí)現(xiàn)自然資源的循環(huán)利用。基質(zhì)原料是種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的副產(chǎn)品或廢棄物，來源廣，成本低，其成本比最簡(jiǎn)單的營(yíng)養(yǎng)液基質(zhì)槽式栽培低60%。該技術(shù)所施用的肥料以有機(jī)肥為主，將無土栽培與有機(jī)農(nóng)業(yè)相結(jié)合，不污染環(huán)境，且有利于自然資源的循環(huán)利用和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善與提高。
2) 有機(jī)基質(zhì)含有豐富的可供作物利用的營(yíng)養(yǎng)元素，不僅是植物生長(zhǎng)發(fā)育重要的營(yíng)養(yǎng)來源，而且具有較強(qiáng)的吸收性能和緩沖作用，使得在施固態(tài)肥料時(shí)能夠調(diào)節(jié)植物養(yǎng)分的均衡供應(yīng)。在作物生長(zhǎng)過程中，有機(jī)基質(zhì)還能不斷轉(zhuǎn)化、釋放養(yǎng)分，具有持續(xù)供應(yīng)作物養(yǎng)分的能力。有機(jī)基質(zhì)中Ca、Fe、Mn、Zn、Cu 等營(yíng)養(yǎng)元素齊全，在作物栽培過程中基本不需要添加微量元素。
3) 栽培操作簡(jiǎn)單，易于推廣。有機(jī)生態(tài)型無土栽培中用有機(jī)固態(tài)肥取代化學(xué)營(yíng)養(yǎng)液，在作物生長(zhǎng)過程中定期追施固態(tài)肥料，灌溉系統(tǒng)只灌溉清水，突破了無土栽培必須使用化學(xué)營(yíng)養(yǎng)液的傳統(tǒng)模式，因而其成本和操作難度大大降低，管理上與土壤栽培相似，一般只考慮N、P、K 的供應(yīng)總量及平衡。
4) 有效避免土壤連作障礙和土傳性病害的蔓延。有機(jī)生態(tài)型無土栽培切斷了土傳病蟲原的傳播渠道，是克服設(shè)施栽培連作障礙最有效、最經(jīng)濟(jì)和最徹底的方法，基質(zhì)的消毒也比土壤消毒更經(jīng)濟(jì)、更方便，并且可利用非耕地生產(chǎn)，減少農(nóng)藥用量，節(jié)水、節(jié)肥、省工，能提高作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。
2 有機(jī)生態(tài)型無土栽培的基質(zhì)
2.1 基質(zhì)材料的選擇
基質(zhì)材料包括有機(jī)材料和無機(jī)材料兩大類。有機(jī)材料來源很廣，包括各種農(nóng)作物秸稈、炭化稻殼、麥殼、玉米芯、花生殼、棉籽殼、菇渣、椰子殼、樹皮、鋸末、刨花、甘蔗渣、酒糟、廢棉花、蘆葦末、廢紙漿、中藥渣、豆渣、菜籽餅、棉子餅、豆餅、畜禽糞便以及城市垃圾等。無機(jī)材料主要有河沙、爐渣、蛭石、珍珠巖等。一般選取廉價(jià)易得、無重金屬污染、理化性狀良好且性狀較穩(wěn)定、營(yíng)養(yǎng)全面的基質(zhì)，可根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì)因地制宜地選擇。
2.2 基質(zhì)材料的處理
對(duì)有機(jī)基質(zhì)材料的處理要求易分解的有機(jī)物要大部分分解，酚類等有害物質(zhì)要大部分降解，病原菌、蟲卵和雜草種子要?dú)?，所以，有機(jī)基質(zhì)材料在使用前必須進(jìn)行破碎與堆制發(fā)酵處理，即形態(tài)和大小不符合要求的農(nóng)業(yè)廢棄物要經(jīng)過破碎處理，如農(nóng)作物秸稈在堆制發(fā)酵前要切至長(zhǎng)1～2.5 cm，菇渣在堆制發(fā)酵前要破碎等；有機(jī)材料在使用前必須通過堆漚發(fā)酵降解，以除去酚類等有害物質(zhì)，殺滅病原菌、蟲卵和雜草種子等；具有較高碳氮比的基質(zhì)材料，如農(nóng)作物秸稈、鋸末、蘆葦末等，一般用加氮發(fā)酵的方式來降低基質(zhì)原料的碳氮比。林天杰等[2]在新鮮稻草中添加一定量的有機(jī)肥和氮素化肥進(jìn)行發(fā)酵，結(jié)果表明，發(fā)酵過程中碳氮比下降，EC 值升高，N、P、K、Ca、Mg 的總含量上升, 各養(yǎng)分速效態(tài)含量除氮外均增大。為了加快基質(zhì)發(fā)酵速率，可以添加有效微生物，如鄭奕對(duì)菇渣進(jìn)行發(fā)酵時(shí)每1 m3 菇渣加入0.2 kg 發(fā)酵微生物(百成生物菌肥)。
無機(jī)基質(zhì)材料的處理較簡(jiǎn)單。河砂在使用時(shí)只需過篩除去較大的石礫。爐渣使用前需打碎過1～2 cm2篩。基質(zhì)如呈堿性，可用清水沖洗，使其pH 達(dá)到7以下。商品蛭石、珍珠巖等不必處理即可直接使用。
2.3 基質(zhì)的配制
有機(jī)基質(zhì)可以單獨(dú)使用，也可以二三種配合使用。有機(jī)基質(zhì)都有其自身的特點(diǎn)，其透氣性、保水性、pH、微量元素含量、分解速率均不相同，將基質(zhì)混合可以起到各組分性能互補(bǔ)的作用。有機(jī)基質(zhì)具有較高的鹽基交換量，緩沖能力較大，容重小，孔隙度大，若與無機(jī)基質(zhì)材料復(fù)配更能優(yōu)化其理化性狀，所以，常在有機(jī)基質(zhì)中加入一定量的無機(jī)基質(zhì)，如河沙、爐渣、蛭石、珍珠巖等。
基質(zhì)混配時(shí)，有機(jī)物與無機(jī)物之比按體積計(jì)最大可達(dá)8∶2，有機(jī)質(zhì)占40%～50%，容重0.30～0.64g/cm3，總孔隙度大于85%，碳氮比為30 左右，pH5.8～6.4，總養(yǎng)分質(zhì)量濃度3～5 kg/m3。充分發(fā)酵后的有機(jī)基質(zhì)材料，如果在發(fā)酵前已經(jīng)對(duì)其組分進(jìn)行了配制，發(fā)酵后其理化性狀適合作物栽培，可直接作為基質(zhì)使用；如果發(fā)酵后其理化性狀不適合作物栽培，那么需與其他材料混合后使用，如菇渣發(fā)酵后其全N、全P、全K 含量較高，不宜直接作為基質(zhì)使用，應(yīng)與河沙、爐渣、珍珠巖、蛭石等無機(jī)基質(zhì)混合使用，且菇渣比例一般不超過70%。
2.4 基質(zhì)的理化性狀
基質(zhì)的主要理化性狀參數(shù)包括容重、比重、孔隙度、pH、電導(dǎo)率(EC)、陽離子交換量(CEC)、含水量等，其中，總孔隙度、通氣孔隙度，pH 和電導(dǎo)率是重要的理化參數(shù)。國內(nèi)對(duì)栽培基質(zhì)理化性狀研究的報(bào)道較多，但缺乏比較系統(tǒng)的研究。程斐等認(rèn)為蘆葦末有機(jī)基質(zhì)的密度偏小，孔隙度偏大，保水性較弱，陽離子交換量為80.13 cmol/kg，EC 值為1.83mS/cm，pH 為7.87，其緩沖性強(qiáng)，N、P、K 含量顯著高于其他基質(zhì)，中、微量元素含量能夠保證作物生長(zhǎng)的需要，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)與其他基質(zhì)按一定比例混配使用。李謙盛等[5]認(rèn)為，當(dāng)蘆葦末基質(zhì)與10%~25%蛭石混合時(shí), 復(fù)配基質(zhì)的總孔隙度約為75%，持水孔隙約為55%，通氣孔隙為15%～20%，固、液、氣三相比例適合作物生長(zhǎng)。菇渣單一使用作栽培基質(zhì)時(shí)雖然存在pH 偏大、EC 值偏高、保肥性較差和容重較小的缺點(diǎn)，但菇渣與其他基質(zhì)合理混配后可以部分替代泥炭。
生產(chǎn)上常用栽培基質(zhì)的理化性狀為：容重0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度75% 以，大小孔隙比0.5 左右，陽離子交換量大，保肥性好，pH 接近中性，并有一定的緩沖能力，具一定的碳氮比。關(guān)于有機(jī)基質(zhì)理化性狀的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)雖有報(bào)道，但參數(shù)太多，標(biāo)準(zhǔn)不一，可操作性差，目前國內(nèi)還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。李謙盛[7]認(rèn)為理想的有機(jī)基質(zhì)的理化性狀為：容重0.15～0.8 g/cm3，總孔隙度70%～90%，通氣孔隙15%～30%，持水孔隙40%～75%，EC 值0.75～2.00mS/cm(育苗)或0.75～3.5 mS/cm(栽培)，pH 5.8～7.0，CEC 值大于6 me/(100 cm3)。但當(dāng)基質(zhì)的EC值為2.6~2.7 mS/cm 時(shí)，蔬菜的根系會(huì)受損，生長(zhǎng)受到抑制；如果EC 值為2.8 mS/cm 以上時(shí)，則蔬菜不能生長(zhǎng)。
來源：湖南園藝研究所 作者:李賽群 1，肖光輝2*，王志偉2
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