有機生態(tài)型無土栽培是指不用天然土壤、不用營養(yǎng)液灌溉植物根系，而使用有機栽培基質和有機固態(tài)肥，并直接用清水灌溉作物的一種無土栽培技術。該技術是中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所自主研制、開發(fā)的一項適合中國國情、符合有機農業(yè)和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的低成本、高效益，并具有顯著經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益的實用的無土栽培新方法。現(xiàn)對該方法基質和施肥技術的研究和應用情況進行綜述。
1 有機生態(tài)型無土栽培的特點
1) 基質原料來源廣，可實現(xiàn)自然資源的循環(huán)利用。基質原料是種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的副產(chǎn)品或廢棄物，來源廣，成本低，其成本比最簡單的營養(yǎng)液基質槽式栽培低60%。該技術所施用的肥料以有機肥為主，將無土栽培與有機農業(yè)相結合，不污染環(huán)境，且有利于自然資源的循環(huán)利用和農業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善與提高。
2) 有機基質含有豐富的可供作物利用的營養(yǎng)元素，不僅是植物生長發(fā)育重要的營養(yǎng)來源，而且具有較強的吸收性能和緩沖作用，使得在施固態(tài)肥料時能夠調節(jié)植物養(yǎng)分的均衡供應。在作物生長過程中，有機基質還能不斷轉化、釋放養(yǎng)分，具有持續(xù)供應作物養(yǎng)分的能力。有機基質中Ca、Fe、Mn、Zn、Cu 等營養(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) 栽培操作簡單，易于推廣。有機生態(tài)型無土栽培中用有機固態(tài)肥取代化學營養(yǎng)液，在作物生長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營養(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，是克服設施栽培連作障礙最有效、最經(jīng)濟和最徹底的方法，基質的消毒也比土壤消毒更經(jīng)濟、更方便，并且可利用非耕地生產(chǎn)，減少農藥用量，節(jié)水、節(jié)肥、省工，能提高作物的產(chǎn)量與品質。
2 有機生態(tài)型無土栽培的基質
2.1 基質材料的選擇
基質材料包括有機材料和無機材料兩大類。有機材料來源很廣，包括各種農作物秸稈、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。無機材料主要有河沙、爐渣、蛭石、珍珠巖等。一般選取廉價易得、無重金屬污染、理化性狀良好且性狀較穩(wěn)定、營養(yǎng)全面的基質，可根據(jù)當?shù)刭Y源優(yōu)勢因地制宜地選擇。
2.2 基質材料的處理
對有機基質材料的處理要求易分解的有機物要大部分分解，酚類等有害物質要大部分降解，病原菌、蟲卵和雜草種子要殺滅，所以，有機基質材料在使用前必須進行破碎與堆制發(fā)酵處理，即形態(tài)和大小不符合要求的農業(yè)廢棄物要經(jīng)過破碎處理，如農作物秸稈在堆制發(fā)酵前要切至長1～2.5 cm，菇渣在堆制發(fā)酵前要破碎等；有機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，殺滅病原菌、蟲卵和雜草種子等；具有較高碳氮比的基質材料，如農作物秸稈、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肥和氮素化肥進行發(fā)酵，結果表明，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。為了加快基質發(fā)酵速率，可以添加有效微生物，如鄭奕對菇渣進行發(fā)酵時每1 m3 菇渣加入0.2 kg 發(fā)酵微生物(百成生物菌肥)。
無機基質材料的處理較簡單。河砂在使用時只需過篩除去較大的石礫。爐渣使用前需打碎過1～2 cm2篩?；|如呈堿性，可用清水沖洗，使其pH 達到7以下。商品蛭石、珍珠巖等不必處理即可直接使用。
2.3 基質的配制
有機基質可以單獨使用，也可以二三種配合使用。有機基質都有其自身的特點，其透氣性、保水性、pH、微量元素含量、分解速率均不相同，將基質混合可以起到各組分性能互補的作用。有機基質具有較高的鹽基交換量，緩沖能力較大，容重小，孔隙度大，若與無機基質材料復配更能優(yōu)化其理化性狀，所以，常在有機基質中加入一定量的無機基質，如河沙、爐渣、蛭石、珍珠巖等。
基質混配時，有機物與無機物之比按體積計最大可達8∶2，有機質占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)分質量濃度3～5 kg/m3。充分發(fā)酵后的有機基質材料，如果在發(fā)酵前已經(jīng)對其組分進行了配制，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，不宜直接作為基質使用，應與河沙、爐渣、珍珠巖、蛭石等無機基質混合使用，且菇渣比例一般不超過70%。
2.4 基質的理化性狀
基質的主要理化性狀參數(shù)包括容重、比重、孔隙度、pH、電導率(EC)、陽離子交換量(CEC)、含水量等，其中，總孔隙度、通氣孔隙度，pH 和電導率是重要的理化參數(shù)。國內對栽培基質理化性狀研究的報道較多，但缺乏比較系統(tǒng)的研究。程斐等認為蘆葦末有機基質的密度偏小，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，N、P、K 含量顯著高于其他基質，中、微量元素含量能夠保證作物生長的需要，在實際應用中應與其他基質按一定比例混配使用。李謙盛等[5]認為，當蘆葦末基質與10%~25%蛭石混合時, 復配基質的總孔隙度約為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。菇渣單一使用作栽培基質時雖然存在pH 偏大、EC 值偏高、保肥性較差和容重較小的缺點，但菇渣與其他基質合理混配后可以部分替代泥炭。
生產(chǎn)上常用栽培基質的理化性狀為：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。關于有機基質理化性狀的質量標準雖有報道，但參數(shù)太多，標準不一，可操作性差，目前國內還沒有統(tǒng)一標準。李謙盛[7]認為理想的有機基質的理化性狀為：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)。但當基質的EC值為2.6~2.7 mS/cm 時，蔬菜的根系會受損，生長受到抑制；如果EC 值為2.8 mS/cm 以上時，則蔬菜不能生長。
來源：湖南園藝研究所 作者:李賽群 1，肖光輝2*，王志偉2
