有机生态型无土栽培是指不用天然土壤、不用营养液灌溉植物根系，而使用有机栽培基质和有机固态肥，并直接用清水灌溉作物的一种无土栽培技术。该技术是中国农业科学院蔬菜花卉研究所自主研制、开发的一项适合中国国情、符合有机农业和农业可持续发展目标的低成本、高效益，并具有显著经济、社会、生态效益的实用的无土栽培新方法。现对该方法基质和施肥技术的研究和应用情况进行综述。
1 有机生态型无土栽培的特点
1) 基质原料来源广，可实现自然资源的循环利用。基质原料是种植业与养殖业的副产品或废弃物，来源广，成本低，其成本比最简单的营养液基质槽式栽培低60%。该技术所施用的肥料以有机肥为主，将无土栽培与有机农业相结合，不污染环境，且有利于自然资源的循环利用和农业生态环境的改善与提高。
2) 有机基质含有丰富的可供作物利用的营养元素，不仅是植物生长发育重要的营养来源，而且具有较强的吸收性能和缓冲作用，使得在施固态肥料时能够调节植物养分的均衡供应。在作物生长过程中，有机基质还能不断转化、释放养分，具有持续供应作物养分的能力。有机基质中Ca、Fe、Mn、Zn、Cu 等营养元素齐全，在作物栽培过程中基本不需要添加微量元素。
3) 栽培操作简单，易于推广。有机生态型无土栽培中用有机固态肥取代化学营养液，在作物生长过程中定期追施固态肥料，灌溉系统只灌溉清水，突破了无土栽培必须使用化学营养液的传统模式，因而其成本和操作难度大大降低，管理上与土壤栽培相似，一般只考虑N、P、K 的供应总量及平衡。
4) 有效避免土壤连作障碍和土传性病害的蔓延。有机生态型无土栽培切断了土传病虫原的传播渠道，是克服设施栽培连作障碍最有效、最经济和最彻底的方法，基质的消毒也比土壤消毒更经济、更方便，并且可利用非耕地生产，减少农药用量，节水、节肥、省工，能提高作物的产量与品质。
2 有机生态型无土栽培的基质
2.1 基质材料的选择
基质材料包括有机材料和无机材料两大类。有机材料来源很广，包括各种农作物秸秆、炭化稻壳、麦壳、玉米芯、花生壳、棉籽壳、菇渣、椰子壳、树皮、锯末、刨花、甘蔗渣、酒糟、废棉花、芦苇末、废纸浆、中药渣、豆渣、菜籽饼、棉子饼、豆饼、畜禽粪便以及城市垃圾等。无机材料主要有河沙、炉渣、蛭石、珍珠岩等。一般选取廉价易得、无重金属污染、理化性状良好且性状较稳定、营养全面的基质，可根据当地资源优势因地制宜地选择。
2.2 基质材料的处理
对有机基质材料的处理要求易分解的有机物要大部分分解，酚类等有害物质要大部分降解，病原菌、虫卵和杂草种子要杀灭，所以，有机基质材料在使用前必须进行破碎与堆制发酵处理，即形态和大小不符合要求的农业废弃物要经过破碎处理，如农作物秸秆在堆制发酵前要切至长1～2.5 cm，菇渣在堆制发酵前要破碎等；有机材料在使用前必须通过堆沤发酵降解，以除去酚类等有害物质，杀灭病原菌、虫卵和杂草种子等；具有较高碳氮比的基质材料，如农作物秸秆、锯末、芦苇末等，一般用加氮发酵的方式来降低基质原料的碳氮比。林天杰等[2]在新鲜稻草中添加一定量的有机肥和氮素化肥进行发酵，结果表明，发酵过程中碳氮比下降，EC 值升高，N、P、K、Ca、Mg 的总含量上升, 各养分速效态含量除氮外均增大。为了加快基质发酵速率，可以添加有效微生物，如郑奕对菇渣进行发酵时每1 m3 菇渣加入0.2 kg 发酵微生物(百成生物菌肥)。
无机基质材料的处理较简单。河砂在使用时只需过筛除去较大的石砾。炉渣使用前需打碎过1～2 cm2筛。基质如呈碱性，可用清水冲洗，使其pH 达到7以下。商品蛭石、珍珠岩等不必处理即可直接使用。
2.3 基质的配制
有机基质可以单独使用，也可以二三种配合使用。有机基质都有其自身的特点，其透气性、保水性、pH、微量元素含量、分解速率均不相同，将基质混合可以起到各组分性能互补的作用。有机基质具有较高的盐基交换量，缓冲能力较大，容重小，孔隙度大，若与无机基质材料复配更能优化其理化性状，所以，常在有机基质中加入一定量的无机基质，如河沙、炉渣、蛭石、珍珠岩等。
基质混配时，有机物与无机物之比按体积计最大可达8∶2，有机质占40%～50%，容重0.30～0.64g/cm3，总孔隙度大于85%，碳氮比为30 左右，pH5.8～6.4，总养分质量浓度3～5 kg/m3。充分发酵后的有机基质材料，如果在发酵前已经对其组分进行了配制，发酵后其理化性状适合作物栽培，可直接作为基质使用；如果发酵后其理化性状不适合作物栽培，那么需与其他材料混合后使用，如菇渣发酵后其全N、全P、全K 含量较高，不宜直接作为基质使用，应与河沙、炉渣、珍珠岩、蛭石等无机基质混合使用，且菇渣比例一般不超过70%。
2.4 基质的理化性状
基质的主要理化性状参数包括容重、比重、孔隙度、pH、电导率(EC)、阳离子交换量(CEC)、含水量等，其中，总孔隙度、通气孔隙度，pH 和电导率是重要的理化参数。国内对栽培基质理化性状研究的报道较多，但缺乏比较系统的研究。程斐等认为芦苇末有机基质的密度偏小，孔隙度偏大，保水性较弱，阳离子交换量为80.13 cmol/kg，EC 值为1.83mS/cm，pH 为7.87，其缓冲性强，N、P、K 含量显著高于其他基质，中、微量元素含量能够保证作物生长的需要，在实际应用中应与其他基质按一定比例混配使用。李谦盛等[5]认为，当芦苇末基质与10%~25%蛭石混合时, 复配基质的总孔隙度约为75%，持水孔隙约为55%，通气孔隙为15%～20%，固、液、气三相比例适合作物生长。菇渣单一使用作栽培基质时虽然存在pH 偏大、EC 值偏高、保肥性较差和容重较小的缺点，但菇渣与其他基质合理混配后可以部分替代泥炭。
生产上常用栽培基质的理化性状为：容重0.1～0.8 g/cm3，总孔隙度75% 以，大小孔隙比0.5 左右，阳离子交换量大，保肥性好，pH 接近中性，并有一定的缓冲能力，具一定的碳氮比。关于有机基质理化性状的质量标准虽有报道，但参数太多，标准不一，可操作性差，目前国内还没有统一标准。李谦盛[7]认为理想的有机基质的理化性状为：容重0.15～0.8 g/cm3，总孔隙度70%～90%，通气孔隙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)。但当基质的EC值为2.6~2.7 mS/cm 时，蔬菜的根系会受损，生长受到抑制；如果EC 值为2.8 mS/cm 以上时，则蔬菜不能生长。
来源：湖南园艺研究所 作者:李赛群 1，肖光辉2*，王志伟2
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