有机生态型无土栽培技术
传统无土栽培都是用无机化肥配制的营养液来灌溉作物的，营养液的配制和管理需要具有一定文化水平并受过专门训练的技术人员来操作，难以被一般生产者所掌握。在我国，配制营养液的一些专用化肥，如硝酸钙、硝酸钾、硫酸镁以及微量元素肥料，不象普通化肥那样容易获得，而且成本较高。另外，营养液中硝态氮的含量占总氮量的90％以上，导致蔬菜产品中硝酸盐含量过高，不符合绿色食品的生产标准。上述这些因素都限制了无土栽培这一高新农业技术在我国的进一步普及和推广应用，因此，研究简单易行有效的基质栽培施肥技术，是加速无土栽培在我国推广应用的关键。“八五”期间中国农科院蔬菜花卉研究所无土栽培组经过几年的探索，首先研究开发出了一种以高温消毒鸡粪为主，适量添加无机肥料的配方施肥来代替用化肥配制营养液的有机生态型无土栽培技术。这样，有机生态型无土栽培技术在我国得以开发并迅速应用于生产。
第一节 有机生态型无土栽培的特点
有机生态型无土栽培是指用基质代替土壤，用有机固态肥取代营养液，并用清水直接灌溉作物的一种无土栽培技术。因而有机生态型无土栽培仍具有一般无土栽培的特点，例如提高作物的产量和品质，减少农药用量，产品洁净卫生，节水、节肥、省工，可利用非耕地生产蔬菜等等。此外，它还具有如下特点：
一、用有机固态肥取代传统的营养液
传统无土栽培是以各种无机化肥配制成一定浓度的营养液，以供作物吸收利用。有机生态型无土栽培则是以各种有机肥或无机肥的固体形态直接混施于基质中，作为供应栽培作物所需营养的基础，在作物的整个生长期中，可采取类似于土壤栽培追肥的方式分若干次将固态肥直接追施于基质中，以保持养分的供给强度。
二、操作管理简单
有机生态型无土栽培操作管理简单，它采取在基质中加入固态有机肥，在栽培中用清水灌溉的方法，较一般营养液栽培省去了营养液配制和复杂管理，一般人员只要通过简单培训，即可掌握。
三、大幅度降低设施一次性投资成本，大量节省生产费用
由于有机生态型无土栽培不使用营养液，从而可全部取消配制营养液所需的设备、测试系统、甚至定时器、水泵、贮液池等设施，从而大幅度降低设施系统的一次性投资成本。而且有机生态型无土栽培主要施用消毒的有机肥，与使用营养液相比，其肥料成本降低60～80％。从而大大节省了无土栽培的生产开支。
四、对环境无污染
在无土栽培的条件下，灌溉过程中有20％左右的营养液排到系统外是正常现象，但排出液中盐浓度过高，易污染环境，如岩棉栽培系统排出液中硝酸盐的含量高达212mg／L，对地下水有严重污染。而有机生态型无土栽培系统排出液中硝酸盐的含量只有l～4mg／L，对环境无污染。
五、产品质量可达“绿色食品”标准
有机生态型无土栽培从基质到肥料均以有机物质为主，其有机质和微量元素含量高，在养分分解过程中不会出现有害的无机盐类，特别是避免了硝酸盐的积累。植株生长健壮，病虫害发生少，减少了化学农药的污染，产品洁净卫生、品质好，可达A级或AA级“绿色食品”标准。
综上所述，有机生态型无土栽培具有投资少、成本低、省工、易操作和产品高产优质的显著特点。它把有机农业导入无土栽培，是一种有机与无机农业相结合的高效益、低成本的简易无土栽培技术，非常适合我国目前的国情。自从该技术推出以来，深受广大生产者的青睐。目前已在北京、新疆、甘肃、广东、海南等地有了较大面积的应用，起到了良好的示范作用，获得了较好的经济和社会效益。
第二节 有机生态型无土栽培技术的实施步骤
一、配制适宜的栽培基质
有机生态基质的原料资源丰富易得，处理加工简便，如玉米、向日葵秸秆，农产品加工后的废弃物如椰壳、蔗渣、酒糟，木材加工的副产品如锯末、树皮、刨花等等，都可按一定配比混合后使用。为了调整基质的物理性能，可加入一定量的无机物质，如蛭石、珍珠岩、炉渣、沙等，有机物与无机物之比按体积计可自2比8至8比2。混配后的基质容重约在0.30～0.65g/cm3左右，每m3基质可供净栽培面积6～9m2用（假设栽培基质的厚度为11～16cm）。常用的混合基质有：4份草炭：6份炉渣；5份葵花秆：2份炉渣：3份锯末；7份草炭：3份珍珠岩等等。基质的养分水平因所用有机物质原料不同，可有较大差异，以后通过追肥保证作物对养分的总体需求。
二、建造设施系统
（一）栽培槽
有机生态型无土栽培系统采用基质槽培的形式（图9－1）。在无标准规格的成品槽供应时，可选用当地易得的材料建槽，如用木板、木条、竹竿甚至砖块。实际上只建没有底的槽框，所以不须特别牢固，只要能保持基质不散落到过道上就行。槽框建好后，在槽的底部铺一层0.1mm厚的聚乙烯塑料薄膜，以防止土壤病虫传染。槽边框高15～20cm，槽宽依不同栽培作物而定。如黄瓜、甜瓜等蔓茎作物或植株高大需有支架的番茄等作物，其栽培槽标准宽度定为48cm，可供栽培两行作物，栽培槽距0.8～1.0m。如生菜、油菜、草莓等植株较为矮小的作物，栽培槽宽度可定为72或96cm，栽培槽距0.6～0.8m，槽长应依保护地棚室建筑状况而定，一般为5～30m。
图9－1 有机基质培设施系统（单位：cm）
1．贮液罐 2．过滤器 3．供液管 4．滴灌带
5．砖 6．有机基质 7．塑料薄膜
（二）供水系统
在有自来水基础设施或水位差1m以上储水池的条件下，按单个棚室建成独立的供水系统。输水管道和其他器材均可用塑料制品以节省资金。栽培槽宽48cm，可铺设滴灌带l～2根，栽培槽宽72～96cm，可铺设滴灌带2～4根。
三、制定操作管理规程
（一）栽培管理规程
主要根据市场需要、价格状况，确定适合种植的蔬菜种类、品种搭配、上市日期，制定播种育苗、种植密度、株形控制等技术操作规程表。
（二）营养管理规程
肥料供应量以氮磷钾三要素为主要指标，每m3基质所施用的肥料内应含有：全氮（N）1．5～2.0kg，全磷（P2O5）0.5～0.8kg，全钾（K2O）0.8～2.4kg。这一供肥水平，足够一茬番茄亩产8000～10000kg的养分需要量。为了在作物整个生育期内均处于最佳供肥状态，通常依作物种类及所施肥料的不同，将肥料分期施用。应在向栽培槽内填入基质之前或前茬作物收获后、后茬作物定植前，先在基质中混入一定量的肥料（如每m3基质混入10kg消毒鸡粪、1kg磷酸二铵、1.5kg硫铵和1.5kg硫酸钾）作基肥。这样番茄、黄瓜等果菜在定植后20天内不必追肥，只需浇清水，20天后每隔10～15天追肥1次，均匀地撒在离根5cm以外的周围。基肥与追肥的比例为25：75至60：40，每次每m3基质追肥量：全氮（N）80～150g，全磷（P2O5）30～50g，全钾（K2O）50～180g。追肥次数以所种作物生长期的长短而定。
（三）水分管理规程
根据栽培作物种类确定灌水定额，依据生长期中基质含水状况调整每次灌溉量。定植前一天，灌水量以达到基质饱和含水量为度，即应把基质浇透。定植以后，每天灌溉l次或2～3次，保持基质含水量达60～85％（按占干基质计）。一般在成株期，黄瓜每天每株浇水1～2L，番茄0.8～1.2L，甜椒0.7～0.9L。灌溉的水量必须根据气候变化和植株大小进行调整，阴雨天停止灌溉，冬季隔1天灌溉1次。
第三节 温室番茄长季节有机生态型无土栽培技术规程
一、栽培设施
（一）栽培槽
1．技术指标 栽培槽深20cm，宽48cm（内径），间距98cm，坡降为0.5％，隔离土壤的薄膜厚0.lmm，宽120cm，长度依栽培槽的长度而定，用砖等材料制作栽培槽。
2．说明 槽内隔离膜可选用普通聚乙烯棚膜，槽间走道可用水泥砖、红砖、编织布、塑料膜、沙子等与土壤隔离，保持栽培系统清洁。
（二）栽培基质
1．技术指标 栽培基质有机质占40～50％，容重0.35～0.45g/cm3，最大持水量240～320％，总孔隙度85％，C：N为30：1，pH5.8～6.4，总养分含量3～5kg／m3，基质厚度15cm，底部粗基质粗径1～2cm，厚度5cm。
2．参考配比 草炭：炉渣＝4：6；炉渣：菇渣：玉米秸＝3：5：2；炉渣：锯末＝3：4等。
3．说明 基质的选材广泛，可因地制宜，就地取材，选择价格低廉的原材料，原材料应注意消毒。粗基质主要作贮水排水，可选用粗炉渣、石砾等，应用透水编织布与栽培基质隔离。栽培基质用量30m3/667m2。
（三）供水系统
1．技术指标 水源水头压力为1～3m水柱，滴灌管每米流量12～22L／h，每孔10min供水量为400～600mL，出水方式为双上微喷，也可用其他滴灌形式。
2．参考产品 双翼薄壁软管微灌系统。
3．说明 供水水源可采用合适压力的自来水或高1.5m的温室水箱，也可选用功率为1100W、出水口直径为50mm的水泵。
（四）养分供给
以固态缓效肥代替营养液，固态肥按N：P2O5：K2O＝1：0．25：1．14配制；基肥均匀混入基质，占总用肥量的37．5％，追肥分期施用。可用有机生态型无土栽培专用肥。
二、育苗
（一）品种
应选用无限生长类型，并具耐低温、弱光及抗病等特点。如卡鲁索、中杂9号、中杂11号、佳粉15、粉皇后等品种可供选用。
（二）育苗
1．技术要求 育苗环境良好，经消毒、杀虫处理，并与外界隔离；育苗方法采用穴盘进行无土育苗，种子应经消毒处理。从7月上旬至7月下旬开始育苗，苗龄控制在25d左右。成苗株高小于15cm，茎粗0.3cm左右，3叶1心。
2．操作方法
（1）育苗基质配制 用草炭和蛭石各50％配制育苗基质，并按每m3基质5kg消毒干鸡粪十0．5kg专用肥将肥料均匀混入，装入穴盘备用。
（2）浸种催芽 种子采用55℃热水浸泡10min后，取出流水沥干，放入1％的高锰酸钾溶液中浸泡10～15min，用清水洗净，并浸泡6h。然后置于放在28～30℃的条件下催芽，催芽期间注意保湿及每天清洗种子。
（3）播种 将装有基质的穴盘浇透清水，播入经催芽的种子。播后昼温25～28℃，夜温15～18℃，基质相对湿度维持在80％左右。
（4）苗期管理 出苗后昼温保持22～25℃、夜温12～15℃；光强大于20000lX；基质相对湿度维持70～80％左右。
三、田间管理
（一）定植前的准备
1．技术要求 定植前栽培槽、主灌溉系统等提前安装备用，栽培基质按比例均匀混合，并填入栽培槽中。温室保持干净整洁，经消毒处理，无有害昆虫及绿色植物，与外界基本隔离。备好有机固体肥料。
2．操作方法
（1）消毒处理 提前一个月准备好栽培系统，用水浇透栽培基质，使基质含水量超过80％，盖上透明地膜。整理温室，并用1％的高锰酸钾喷施架材，密封温室通过夏季强光照和高温消毒。
（2）施入基肥 定植期前2d打开温室，撤去地膜，按10kg／m3的用量将有机肥均匀洒施在基质表面，并用铁锹等工具将基质和肥料混匀，将基质浇透水备用。
（二）定植
播种后25d左右定植，即7月底至8月上中旬。定植苗应尽量选择无病虫苗，大小苗分区定植，以便管理。采用双行错位定植法定植，株距30cm左右，每行植株距栽培槽内边10cm左右，定植后立即按每株200mL的量浇灌定植水。
（三）定植后管理
1．灌溉软管的安装 小心将滴灌软管放入栽培槽中间，并使出水孔朝上，与主管出水口连接固定，堵住软管另一端。开启水源阀门，检查软管的破损及出水情况。用宽40cm、厚0.lmm的薄膜覆盖在软管上。
2．水分管理
（1）技术要求 根据植株生长发育的需要供给水分。定植后前期注意控水，以防高温、高湿造成植株徒长，开花坐果前维持基质湿度60～65％，开花坐果后以促为主，保持基质湿度在70～80％。冬季要求基质温度在10℃以上。
（2）操作方法 定植后3～5d开始浇水，每3～5dl次，每次10～15min。8月底或9月上旬，开始开花坐果后，植株生长发育旺盛，以促秧为主，只要是晴天，温度等条件也合适，每天灌溉1～2次，每3d检查1次基质水分状况，如基质内积水超过基质厚度的5％，则停浇1～2d后视情况给水。进入10月中下旬以后，温度下降，光照减弱，植株生长缓慢时，要注意水分供给，晴天2～3dl次，阴天一般不浇水，但连阴数天后，要视情况少量给水。2～3月份气温开始上升，温室环境随外界条件的改善而改善，植株再次进入旺盛生长期，水分消耗量开始逐渐上升，可按每天1次、2次、3次逐渐增加供水，以满足作物生长发育的需要。
四、温室环境管理
（一）温度
1．技术要求 根据番茄生长发育的特点，通过加温系统，降温系统及放风来进行温度管理，白天室内维持25～30℃，基质温度保持15～22℃。
2．操作方法 北京地区8～9月以防高温为主，温室的所有放风口全天开启，并在中午视温度情况拉上遮阳网降温，必要时进行强制通风降温。10月上旬白天根据温度情况开、闭放风口调节温度，夜间关闭放风口。10月中下旬到11月上旬，应注意天气变化，特别是注意加温前的寒潮侵袭，正常晴天情况下，上午9：00左右开始启放风口，下午16：00关闭；寒潮来临时，应加盖二道幕保温，必要时应采取熏烟及临时加温措施。正式加温后，根据温度情况，抢时间通风。春夏季温度逐渐升高，通过放风、遮阳网、强制降温系统来达到所要求的温度条件。基质温度过高时，通过增加浇水次数降温；过低时，减少浇水或浇温水提高基质温度。
（二）光照
1．技术要求 番茄正常生长发育要求30000～35000lx的光照条件。温室覆盖材料透光率要求维持在60％以上。
2．操作方法 苗期或生长后期高温、高光强时可启用遮阳网，采取双干整枝方式增加植株密度；秋冬季弱光条件下可通过淘汰老、弱、病株，及时整枝摘叶等植株调整手段改善整体光照状况；可通过定期清理薄膜或玻璃上的灰尘增加透光率；通过张挂、铺设反光幕等手段提高光照强度。
（三）湿度
1．技术要求 应尽量减少秋季温室的空气湿度，维持空气相对湿度60～70％。
2．操作方法 秋冬季节通过采取减少浇水次数、提高气温。延长放风时间等措施来减少温室内空气湿度。
（四）二氧化碳
1．技术要求 通过加强放风使温室内二氧化碳浓度接近外界空气二氧化碳含量，有条件时应采取二氧化碳肥来提高二氧化碳浓度，温室适宜二氧化碳浓度为600～1000mg／L。
2．操作方法 生产上一般采用硫酸与碳酸氢铵反应产生二氧化碳。每667m2温室每天约需要2.2kg浓硫酸（使用时加3倍水稀释）和3.36kg碳酸氢铵。每天在日出0.5h后施用，并持续2h左右，或施用液化二氧化碳2kg左右，也可通过燃煤产生二氧化碳。
3．说明 应将二氧化碳气体通过管道均匀输送到温室上部空间，采用燃煤产生二氧化碳应防止有害气体如二氧化硫、二氧化氮等伤害植株。
知识窗
有机农业的生产方式
有机农业是适应农业可持续发展要求和建立和谐的人与自然关系的需要而应运诞生，并正在全世界范围内兴起。有机农业的生产方式有两种：其一，按有机农业规范，采用洁净的、回归自然的土壤栽培方式；其二，采用有机无土栽培方式。通过有机农业方式，才能真正生产出绿色食品蔬菜。
第四节 有机生态型无土栽培的发展前景
有机生态型无土栽培技术为我国首创，目前已在广州、深圳、北京、甘肃、山西等地有了较大面积的应用，取得了良好的经济效益和社会效益，为我国无土栽培的发展开辟了一条新的途径。如中国农科院蔬菜花卉所设施园艺研究开发中心采用有机生态型无土栽培技术种植番茄年亩产已突破4万斤，在国内处于领先地位。
但该技术毕竟研究年限尚短，从表面上看有机生态型无土栽培设施极其简单，给人的感觉似乎没有传统营养液无土栽培设备复杂、技术深奥。实际上，目前只有用有机生态型无土栽培，才能生产出“有机食品”，也就是中国绿色食品发展中心规定的“绿色食品”；用化肥配制营养液来生产蔬菜，不符合“绿色食品”的生产要求，只能是花钱多，相对产品质量低，事倍功半。另外，经过多年的研究、比较、总结、归纳而成的现可在生产上应用的有机生态型无土栽培系统，其内涵要比营养液无土栽培深刻得多。众所周知，有机物质的生物转化及其养分供应远较无机物质要复杂得多。因此，有机生态型无土栽培技术仍有待于更深入地研究、提高和完善，从而创造出更高的产量记录。
有机生态型无土栽培技术作为设施园艺的一部分，随着我国设施园艺的发展和世界有机农业的发展，以及社会对优质、高档、安全、卫生的健康绿色食品的需求，以其适用性广、成本低廉、操作管理简单、产品高产优质等特点，必将成为下一世纪设施农业的主导技术，其发展前景广阔，社会与经济效益显著。
复习思考题
1．何谓有机生态型无土栽培技术？实施此项技术在农业生产上有何意义？
2．有机生态型无土栽培技术与传统的无土栽培技术、土壤栽培有何区别？
3．有机生态型无土栽培操作规程包括哪几项？其具体内容是什么？
4．请设计一种蔬菜有机生态型无土栽培的设施系统和制定全套的栽培管理技术？
5．结合目前我国农业现状，谈谈有机生态型无土栽培的发展前景？
