由來,特點,設施系統構造,營養管理,推廣狀況,我國發展無土栽培的必要性,有機生態型無土栽培的推廣前景,
由來
在80年代中期，農業部把無土栽培列為重點攻關課題，組織全國攻關。在七·五期間，無土栽培系統的研究主要集中在引進和比較各種無土栽培系統的優劣，至七·五期末，我國基本形成了北方以基質栽培為主，江浙東南沿海地區以NFT栽培為主，華南熱帶地區以深水培為主的無土栽培發展格局。無土栽培這一農業高新技術在我國從無到有，獲得了一定的發展。但無論是北方的基質栽培，還是東南沿海的NFT栽培和華南的深水培，都是用營養液來灌溉作物根系的。植物需要的16種元素，除了碳、氫、氧是從空氣和水中獲得外，其餘的13種元素如大量元素氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和微量元素鐵、硼、錳、鋅、銅、鉬和氯，都是從化肥配製的營養液中吸收。營養液的配製和管理需要具有一定文化水平並受過專門訓練的技術人員來操作，它難以被一般生產者掌握。在我國，一些配製營養液用的專用化肥，如硝酸鈣、硝酸鉀、硫酸鎂以及微量元素肥料不象普通化肥那樣容易獲得，而且成本較高，以1990年的價格計每年每畝地營養液的成本需2000元。另外，營養液中硝態氮(N-NO3-)的含量占總氮量的90%以上，導致蔬菜產品器官中硝酸鹽含量過高，不符合綠色食品的生產標準。所有這些因素都限制了無土栽培這一高新農業技術在我國的進一步普及和推廣套用。因此，研究簡單易行有效的基質栽培施肥技術，是加速無土栽培在我國推廣套用的關鍵。
要簡化基質栽培施肥技術，首先要考慮改變通常的用化肥配製營養液來灌溉作物的做法，而應採用施肥效果與用營養液相當、養分含量充分、不帶病菌蟲卵、無污染、來源廣泛和價格低廉的固體有機肥。按照這個思路，1990年秋，鄭光華等人進行了番茄、黃瓜、甜瓜三種作物的消毒有機肥套用效果的試驗，試驗面積共200米2。試驗結果表明:番茄施消毒有機肥與土壤栽培相比增產78.95%，與營養液栽培相比增產61.18%，黃瓜施消毒有機肥與日本菸草公司的營養液栽培自動控制系統相比增產63.04%，也比用蛭石複合肥的產量高；甜瓜施用消毒有機肥比蛭石肥增產17.65%。在1990年試驗的基礎上，汪浩等又在1991年春季進行了大面積的"卡魯索"番茄的生產試驗，試驗總面積為10.8畝，其中消毒雞糞栽培面積為6.6畝，營養液栽培4.2畝。試驗結果是，消毒雞糞栽培番茄的前期產量較營養液栽培的番茄產量每畝低38公斤，但是中期產量、後期產量和總產量每畝分別高出667公斤、1236公斤和1864公斤。由此可見，消毒雞糞是一種緩效肥料，能夠獲得番茄的高產。此後，經過進一步的試驗研究和對配套技術的不斷完善，至八·五期末，中國農業科學院蔬菜花卉所無土栽培組成功地研究開發出了一種以高溫消毒雞糞為主，適量添加無機肥料的配方施肥來代替用化肥配製營養液的有機生態型無土栽培技術。
特點
有機生態型無土栽培技術具有一般無土栽培的特點，如：提高作物的產量與品質、減少農藥用量、產品潔淨衛生、節水節肥省工、利用非可耕地生產蔬菜等等。此外，有機生態型無土栽培還具有以下特有的特點
① 用有機固態肥取代傳統的營養液：傳統無土栽培是以各種無機化肥配製成一定濃度的營養液，以供作物吸收利用。有機生態型無土栽培則是以各種有機肥或無機肥的固體形態直接混施於基質中，作為供應栽培作物所需營養的基礎，在作物的整個生長期中，可隔幾天分若干次將固態肥直接追施於基質表面上，以保持養分的供應強度。
② 操作管理簡單：傳統無土栽培的營養液，它需維持各種營養元素的一定濃度及各種元素間的平衡，尤其是要注意微量元素的有效性。有機生態型無土栽培因採用基質栽培及施用有機肥，不僅各種營養元素齊全，其中微量元素更是供應有餘，因此在管理上主要著重考慮氮、磷、鉀三要素的供應總量及其平衡狀況，大大地簡化了操作管理過程。
③ 大幅度降低無土栽培設施系統的一次性投資：由於有機生態型無土栽培不使用營養液，從而可全部取消配製營養液所需的設備、測試系統、定時器、循環泵等設施。
④ 大量節省生產費用:有機生態型無土栽培主要施用消毒有機肥，與使用營養液相比，其肥料成本降低60-80%。從而大大節省無土栽培的生產成本。
⑤ 對環境無污染:在無土栽培的條件下，灌溉過程中20%左右的水或營養液排到系統外是正常現象，但排出液中鹽濃度過高，則會污染環境。有機生態型無土栽培系統排出液中硝酸鹽的含量只有1～4mg/升，對環境無污染，而岩棉栽培系統排出液中硝酸鹽的含量高達212mg/升，對地下水有嚴重污染。由此可見，套用有機生態型無土栽培方法生產蔬菜，不但產品潔淨衛生，而且對環境也無污染。
⑥ 產品質優可達"綠色食品"標準：從栽培基質到所施用的肥料，均以有機物質為主，所用有機肥經過一定加工處理(如利用高溫和嫌氧發酵等)後，在其分解釋放養分過程中，不會出現過多的有害無機鹽，使用的少量無機化肥，不括硝態氮肥，在栽培過程中也沒有其他有害化學物質的污染，從而可使產品達到"A級或AA級綠色食品"標準。
綜上所述，有機生態型無土栽培具有投資省、成本低、用工少，易操作和產品高產優質的顯著特點。它把有機農業導入無土栽培，是一種有機與無機農業相結合的高效益低成本的簡易無土栽培技術，自從該技術推出以來，深受廣大生產者的青睞。目前已在北京、山西、山東、河南、遼寧、新疆、甘肅、廣東、海南等地獲得了較大面積的套用，起到了良好的示範作用，獲得了較好的經濟和社會效益。
設施系統構造
有機生態型無土栽培系統採用基質槽培的形式。在無標準規格的成品槽供應時，可選用當地易得的材料建槽，如用木板、木條、竹竿、甚至磚塊，實際只建沒有底的槽的框線，所以不須特別牢固，只要能保持基質不散落到走道上就行。槽框建好後，在槽的底部鋪一層0.1毫米厚的聚乙烯塑膠薄膜，以防止土壤病蟲傳染。槽框線高15-20厘米，槽寬依不同栽培作物而定，如黃瓜、甜瓜等蔓莖作物或植株高大需有支架的番茄等作物的栽培槽標準寬度定為48厘米，可供栽培兩行作物，栽培槽距0.6-1米。如生菜、油菜、草莓等植株較為矮小的作物，栽培槽寬度可定為72或96厘米，栽培槽距0.5-0.8米，槽長應依保護地棚室建築狀況而定，一般為5-30米。在有自來水基礎設施或水位差1米以上儲水池的條件下，以單個棚室建成獨立的供水系統。栽培槽寬48厘米，可鋪設滴灌帶1-2根，栽培槽寬在72-96厘米，可鋪設滴灌帶2-4根。
營養管理
有機生態型無土栽培的肥料供應量以N、P、K三要素為主要指標，每立方米基質所施用的肥料內應含有：全氮(N)為1.5～2.0公斤，全磷(P2O5)為0.5～0.8公斤，全鉀(K2O)為0.8～2.4公斤。這一供肥水平，足夠一茬番茄畝產8000～10000公斤的養分需要量。為了在作物整個生育期內均處於最佳供肥狀態，通常依作物種類及所施肥料的不同，將肥料分期施用。向栽培槽內填入基質之前或在前茬作物收穫後，在後茬作物定植之前，應先在基質中混入一定量的肥料作基肥，這樣番茄、黃瓜等果菜在定植後20天內不必追肥，只需澆清水，20天后每隔10～15天追肥一次，均勻地撒在離根5厘米以外的周圍。基肥與追肥的比例為25∶75至60∶40，每次每立方米基質追肥量：全氮(N)80～150克，全磷(P2O5)30～50克，全鉀(K2O)50～180克。追肥次數以所種作物生長期的長短而定。
推廣狀況
按照邊研究、邊示範、邊推廣的方式，自90年代初即開始進行有機生態型無土栽培的技術推廣工作，編印並散發了大量的相關技術資料，採用函授教學和定期舉辦技術培訓班的方式，目前，有機生態型無土栽培技術已在全國十多個省市自治區進行了布點試驗，推廣面積達181公頃以上，超過全國無土栽培總面積的60%，各地 反饋信息均充分證明其簡單、實用、高效等特點。廣東省廣州市明興電纜廠從1993年的不足1畝地，發展到目前100餘畝的有機生態型無土栽培；山西省河津市農業局從1996年進行面積僅1畝的有機生態型無土栽培示範，迅速擴大到目前的1600多畝地，充分顯示了有機生態型無土栽培的強大生命力。
表 3 有機生態型無土栽培的推廣分布狀況
地名 Location | 面積（公頃） Area (ha) | 地名 Location | 面積（公頃） Area (ha) |
北京 Beijing | 7.0 | 山西 Shanxi | 120.0 |
廣東 Guangdong | 15.0 | 山東 Shandong | 2.0 |
遼寧 Liaoning | 40.0 | 河北 Hebei | 8.0 |
天津Tianjin | 4.0 | 大港Dagang | 1.0 |
吉林 Jilin | 2.0 | 河南 Henan | 1.0 |
新疆 Xingjiang | 2.0 | 甘肅 Gansu | 20.0 |
內蒙古 Inner-Mongolia | 3.0 | 其它 The others | 15.0 |
合計 Total | 232.0 |
我國發展無土栽培的必要性
90年代以來，我國日光溫室發展迅猛，目前已超過30萬公頃，成為我國北方地區農村的支柱產業，通常溫室在使用3-4年以後，都會不同程度地出現蔬菜產量、品質和效益下降的現象，為了維持溫室蔬菜一定的產量水平，目前國內普遍採用的措施是不斷增加化肥用量和不加節制地大量使用農藥，從而造成生產成本不斷上升，而蔬菜產量和品質不斷下降的惡性循環。而採用無土栽培技術則是克服溫室連作障礙最有效、最經濟和最徹底的辦法。
隨著農村產業結構調整，自1986年以來，蔬菜面積增加約1億畝，而蔬菜面積的增加是以犧牲糧田為代價的。隨著我國工業化進程的不斷深入，每年占用耕地達千萬畝之巨，糧菜爭地和工業用地造成人地矛盾不斷加劇。而我國存在大量的荒灘、荒溝、沙荒地、廢棄礦區，利用無土栽培則可以在這些傳統農業無法耕作的地區和中低產地區、鹽鹼地區等進行蔬菜生產，從而可以在減輕糧菜爭地矛盾的同時，緩解人地矛盾。
我國是缺水大國，人均水資源只有世界人均水資源的四分之一，採用無土栽培技術則可節水50-70%，無土栽培是最節水的農業。
無土栽培可以減少化肥、農藥的使用，在減輕環境污染、減少生產成本的同時，可以提高蔬菜的產量和品質。
有機生態型無土栽培的推廣前景
我國目前具有30萬公頃日光溫室，但無土栽培面積只有300公頃，僅占我國溫室面積的千分之一，而日本無土栽培面積則占溫室面積的20%，荷蘭等國則占溫室面積的80%以上，無可置疑，無土栽培這一農業新技術在我國具有廣闊的發展前景，日光溫室需要符合國情的無土栽培技術.
有機生態型無土栽培技術突破了無土栽培必須使用營養液的傳統觀念，而以固態肥代替營養液，從而不但大大降低了無土栽培的一次性投資成本、運轉成本，而且大大簡化了無土栽培的操作管理規程，使無土栽培技術在廣大農民心目中由深不可測變得簡單易學，有機生態型無土栽培系統與深液流栽培系統(DFT)、營養液膜栽培系統(NFT)等水培系統相比，一次性投資節省60%，與袋培、岩棉培系統相比，一次性投資節省40%，與槽培系統相比，一次性投資節省20%。與傳統的營養液無土栽培相比，每年的肥料成本節省60%(每畝每年可節省1500-2000元)，充分利用農產廢棄物(如：玉米稈、向日葵稈、磨菇渣等)作為基質的來源，混合基質的成本較岩棉降低50%，並且系統排出液對環境無污染，可達"綠色食品"的施肥標準。由於大量施用有機肥，產品品質也大大提高.
有機生態型無土栽培作為一種廣大農民學而能會、會而能用、用而能掙錢的實用致富新技術，為無土栽培在我國的發展推廣開闢了一條全新的途徑。目前有機生態型無土栽培已在山西、遼寧、廣東等地獲得了較大面積的推廣，在河南、河北、山東、甘肅、北京等地也有小面積的示範試驗，從各地返饋的信息都證明，有機生態型無土栽培具有簡單、實用、有效的特點。
