農(nóng)林學類論文-我國農(nóng)業(yè)設(shè)施有機生態(tài)型無土栽培發(fā)展與展望.doc

農(nóng)林學類論文-我國農(nóng)業(yè)設(shè)施有機生態(tài)型無土栽培發(fā)展與展望摘要：綜述了中國無土栽培設(shè)施的由來和發(fā)展歷史、設(shè)施系統(tǒng)構(gòu)造、所使用的基質(zhì)類型以及具有的特點等。提出今后農(nóng)業(yè)設(shè)施有機生態(tài)型無土栽培研究的基本方向和發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)設(shè)施，有機生態(tài)，無土栽培，發(fā)展Abstract:Thispaperweresummarizedtheoriginationanddevelopment,theconstructionoffacilitiesSystem,substrategenotypes,andcharactersofeco-organicsoilessculture,andputforwardthedirectionandprospectofEco-organicSoillessCultureSysteminthefuture.目前世界上應(yīng)用無土栽培技術(shù)的國家和地區(qū)已達100多個。由于其栽培技術(shù)的逐漸成熟和發(fā)展,應(yīng)用范圍和栽培面積不斷擴大,經(jīng)營和技術(shù)管理水平得到很大提高,逐漸實現(xiàn)了集約化、工廠化生產(chǎn),現(xiàn)已形成一套完整的理論基礎(chǔ),并積累了大量的實踐經(jīng)驗。目前,用營養(yǎng)液灌溉的無土栽培不能生產(chǎn)出合格的AA級綠色食品,全國不少大中城市出現(xiàn)80%以上的蔬菜硝酸鹽含量超標。近年來隨著人們食品安全意識的增強對蔬菜等食品的品質(zhì)要求越來越高有機生態(tài)型無土栽培是近年來的一種新興技術(shù)，能生產(chǎn)出符合人們需要的產(chǎn)品，也是實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑之一。因此，了解和認識有機生態(tài)型無土栽培方法、途徑和方向?qū)τ谠O(shè)施園藝工作者有很重要的意義。1有機生態(tài)型無土栽培的定義有機生態(tài)型無土栽培是指不用天然土壤，而使用基質(zhì)，不用傳統(tǒng)的營養(yǎng)液灌溉植物根系，而使用有機固態(tài)肥并直接用清水灌溉作物的一種無土栽培技術(shù)。這種綠色環(huán)保型有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)是建立在充分利用農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中有機物質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，其物質(zhì)的投入與產(chǎn)出，循環(huán)與積累均從屬于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的存在與發(fā)展。對推動我國無公害食品行動計劃實施，促進有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展將起到重要作用。2有機生態(tài)型無上栽培的由來我國是一個古老的農(nóng)業(yè)大國，人為活動對土壤影響之深、強度之大是世界上其它國家不可比擬的。設(shè)施栽培是一種人為作用十分強的土地利用方式，由于其特定的環(huán)境條件、栽培方式以及偏施重施化肥，造成土壤理化性質(zhì)的改變，設(shè)施中土壤鹽漬化、連作障礙現(xiàn)象日趨嚴重，大大限制了設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展。20世紀80年代中期我國農(nóng)業(yè)部把無土栽培列為重點攻關(guān)課題，組織全國攻關(guān)。“七五”（19851990）期間我國無土栽培研究主要集中在引進和比較各種無土栽培系統(tǒng)的優(yōu)劣，至“七五”末期我國基本形成了北方以基質(zhì)栽培為主，東南沿海地區(qū)以薄層營養(yǎng)液膜法（NFT）栽培為主，華南熱帶地區(qū)以深液流水（DFT）栽培為主的無土栽培發(fā)展格局。但無論是北方的基質(zhì)栽培，還是東南沿海的NFT栽培和華南的DFT栽培，均用營養(yǎng)液灌溉作物根系。營養(yǎng)液的配制和管理要求生產(chǎn)者具有較高的水平，而且生產(chǎn)的產(chǎn)品硝酸鹽含量過高，不符合綠色食品的生產(chǎn)標準，所有這些因素都限制了無土栽培在我國的進一步普及和推廣應(yīng)用。那么能否找出其它方法來代替這種要求嚴格的無土栽培方法，同時又能獲得相似結(jié)果呢？因此研究簡單易行有效的基質(zhì)栽培技術(shù)，是加速我國推廣應(yīng)用無土栽培的關(guān)鍵。經(jīng)過不斷的探索研究，至“八五”末期中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所無土栽培組成功地研究開發(fā)出一種以高溫消毒雞糞為主，添加適量無機肥料的配方施肥來代替用化肥配制營養(yǎng)液的有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)。而有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)用有機固態(tài)肥取代了化學營養(yǎng)液，用廉價易得的農(nóng)作物秸稈、玉米芯、菇渣等農(nóng)產(chǎn)品廢棄物取代價格昂貴的草炭作為無土栽培基質(zhì)，可連續(xù)使用3-5年，操作起來簡單，易被廣大的農(nóng)民所接受。所以有機生態(tài)型無土栽培便逐步產(chǎn)生、發(fā)展，在實際生產(chǎn)中得到進一步的推廣與應(yīng)用。3有機生態(tài)型無土栽培的設(shè)施系統(tǒng)構(gòu)造3.1槽式栽培有機生態(tài)型無土栽培系統(tǒng)多采用基質(zhì)槽培的形式。在無標準規(guī)格的成品槽供應(yīng)時可選用當?shù)匾椎玫牟牧辖ú?，如用木板、木條、竹竿、磚塊等，槽框能保持基質(zhì)不散落到走道上即可。槽框建好后在槽底部鋪1層0.1mm厚的聚氯乙烯塑料薄膜防止土壤病蟲傳染。槽邊框高15-20cm，槽寬依不同栽培作物而定，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48cm，可供栽培2行作物，栽培槽距0.6-lm。生菜、油菜、草毒等植株較矮小的作物，栽培槽寬度可定為72-96cm，栽培槽距0.5-0.8m。槽長依保護地棚室建筑狀況而定，一般為5-30m。在有自來水設(shè)施或水位差1m以上儲水池的條件下，單個棚室建成獨立的供水系統(tǒng)。寬48cm，外徑72厘米，高度l8-20厘米的栽培槽，可鋪設(shè)滴灌管1-2根。3.2袋式栽培基質(zhì)中選一種或幾種按不同比例混裝入長90-100cm，寬30cm，高15cm的塑料袋，塑料袋宜選用黑色耐老化不透光筒狀薄膜袋,厚度0.15-0.2mm，直徑30-35cm。制成筒狀開口栽培袋，內(nèi)可裝基質(zhì)10-15L，可栽培一株番茄或黃瓜；也可剪制成70cm長的長方形枕頭袋，內(nèi)裝基質(zhì)20-30L，平置地面，開兩個洞栽培兩株作物。營養(yǎng)基質(zhì)袋順序排列置于溫室內(nèi)，每株苗設(shè)一個滴灌噴頭，在袋的底部和兩側(cè)各開0.5-1cm的孔洞2-3個，排出積存的水分或營養(yǎng)液，防止?jié)a根。3.3立體垂直栽培它分為柱狀或長袋狀栽培，可生產(chǎn)結(jié)球生菜，草莓及多種葉菜。柱狀有基質(zhì)無土栽培可用石棉水泥管或硬質(zhì)塑料管，內(nèi)充滿基質(zhì)，在其四周開口，作物定植在孔內(nèi)的基質(zhì)上；長袋狀栽培可用粗15cm，厚0.15-0.2mm，長2m米，內(nèi)充滿基質(zhì)的塑料薄膜袋，下端結(jié)扎，懸吊在溫室內(nèi)，在袋的四周開直徑為2.5-5.0cm的定植孔，孔內(nèi)定植作物。有基質(zhì)栽培柱或長袋擺放密度，行距可為1.2m，柱（袋）距0.8m，從袋或柱的頂端灌水。4有機生態(tài)型無土栽培的特點有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)具有一般無土栽培的特點，如：提高作物的產(chǎn)量與品質(zhì)、減少農(nóng)藥用量、產(chǎn)品潔凈衛(wèi)生、節(jié)水節(jié)肥省工、利用非可耕地生產(chǎn)蔬菜等。此外，有機生態(tài)型無土栽培還具有以下幾個特點：4.1大幅度降低無土栽培設(shè)施系統(tǒng)的一次性投資，節(jié)省生產(chǎn)費用，降低成本營養(yǎng)液灌溉的無土基質(zhì)栽培實際上是一種高投入高產(chǎn)出的生產(chǎn)方式，這種高投入也表現(xiàn)在水和肥料的使用上。目前，國內(nèi)外的基質(zhì)栽培大部分尚未實行水分養(yǎng)分的封閉式循環(huán)利用，過量灌溉的營養(yǎng)液和灌溉水排入溫室外的土壤中，水分和養(yǎng)分的利用率低于露地土壤栽培的水分和養(yǎng)分的利用率。由于有機生態(tài)型無土栽培不使用營養(yǎng)液，從而可全部取消配制營養(yǎng)液所需的設(shè)備、測試系統(tǒng)、定時器、循環(huán)泵，各種大量和微量元素等，降低無土栽培設(shè)施系統(tǒng)的一次性投資。它主要施用消毒有機肥，而由于基質(zhì)中有大量的有機肥，故追肥次數(shù)和數(shù)量很少，與使用營養(yǎng)液相比，其肥料成本降低60%80%，從而大大節(jié)省了生產(chǎn)成本。4.2對環(huán)境無污染在營養(yǎng)液栽培的條件下，灌溉過程中20%左右的水或營養(yǎng)液排到系統(tǒng)外是正常現(xiàn)象，但排出液中鹽濃度過高，對地下水有嚴重污染。有機生態(tài)型無土栽培系統(tǒng)排出液中硝酸鹽的含量只有l(wèi)4mg.L-1，由此可見，應(yīng)用有機生態(tài)型無土栽培方法生產(chǎn)蔬菜，不但產(chǎn)品潔凈衛(wèi)生，而且對環(huán)境也無污染。4.3可達“綠色食品”施肥標準從栽培基質(zhì)到所施用的肥料，均以有機物質(zhì)為主，所用有機肥經(jīng)過高溫和厭氧發(fā)酵處理后，在其分解逐步釋放養(yǎng)分過程中，產(chǎn)品中硝酸鹽的含量極低，使產(chǎn)品達到了A級綠色食品標準如果少使用化肥，還可以達到AA級綠色食品標準。例如，有研究表明，施用有機固態(tài)肥不僅可以提高產(chǎn)量、增加單果重，還可以明顯改善果實品質(zhì)，提高果實的還原糖、降低有機酸和提高糖酸比。因此如何使屬于純無機農(nóng)業(yè)的無土栽培納入有機農(nóng)業(yè)中，是當前亟待解決的課題。以多種無機鹽，尤其是硝態(tài)氮要占施氮總量達90%，所配成營養(yǎng)液的無土栽培，其農(nóng)產(chǎn)品均夠不上“綠色食品”檔次，全國不少大中城市出現(xiàn)80%以上的蔬菜硝酸鹽含量超標。為了與國際上擴展有機食品的生產(chǎn)方法接軌,應(yīng)盡快研究有機生態(tài)型基質(zhì)培或采取有機營養(yǎng)液全部代替無機營養(yǎng)液的辦法。適宜用作有機生態(tài)型無土栽培的基質(zhì)很多,如草炭、椰子殼、棉籽殼、樹皮、鋸末、葵花稈、蔗渣、爐渣、河沙、珍珠巖，鋸木屑、菌糠、沼渣、酒糟、各種農(nóng)作物秸稈及各種畜禽類肥等。這些基質(zhì)中含有豐富的營養(yǎng)成分,是供給植物養(yǎng)分的重要來源。有機生態(tài)型基質(zhì)是一個穩(wěn)定的、緩沖性較強、具有良好根系生長環(huán)境的系統(tǒng)。其微量元素含量豐富,一般不必考慮添加。對有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)進行了大量的研究和應(yīng)用,證實了有機生態(tài)型基質(zhì)培確實能生產(chǎn)出無污染、產(chǎn)品品質(zhì)和風味好等優(yōu)點.通過研究還獲得了一些實用技術(shù)。目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。4.4操作簡便，簡單易學，用工少傳統(tǒng)無土栽培是以各種無機化肥配制成一定濃度的營養(yǎng)液，且需要定期配制，所用元素和使用濃度要求十分嚴格需要有一定文化水平的人才能完成。有機生態(tài)型無土栽培則是以各種有機肥或無機肥的固體形態(tài)直接混施于基質(zhì)中，可以就地取材，操作方便，人們一學就會。它采用有機基質(zhì)和有機肥，不僅各種營養(yǎng)元素齊全，其中微量元素豐富。因此，管理上只需要著重考慮氮、磷、鉀、三要素的供應(yīng)量及其平衡狀況，無需嚴格考慮各種元素在施肥時的配制比例，大大簡化了操作管理過程，一般的人員就可完成。4.5原料資源豐富，處理加工簡便有機生態(tài)基質(zhì)的原料在我國廣大農(nóng)村可以就地取材，如玉米，向日葵，秸稈，椰殼，鋸末，樹皮等。都可以按一定配比混合后作為基質(zhì)使用。為了調(diào)整基質(zhì)的物理性能，也可以加入一定量的無機物質(zhì)。如蛭石，珍珠巖，爐渣，沙子等.無土栽培生產(chǎn)者應(yīng)根據(jù)當?shù)氐木唧w情況，就地取材，選擇適合本地區(qū)需要的基質(zhì).4.6避免土壤的連作障礙和土傳性病害的蔓延我國的設(shè)施蔬菜的栽培進行周年性生產(chǎn)，大量的礦物質(zhì)滯留在土壤中，雨水的淋溶作用減少，棚室長期處于高溫狀態(tài)，使土壤水分的蒸發(fā)和作物蒸騰量大，導(dǎo)致土壤表面積累很多的鹽分。而產(chǎn)生的化感物質(zhì)主要是通過植物地上部的淋洗和揮發(fā)、根的分泌以及植物殘體的分解等途徑向農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中釋放，從而影響周圍或后茬植物的生長發(fā)育，同時連作還會產(chǎn)生自毒作用抑制植株的生長，王倩已證實了西瓜自毒作用的存在。土傳病害也是土培的難點，土壤消毒很難殺菌徹底。有時土壤殘留的農(nóng)藥成分危害植株的生長、污染環(huán)境、影響人類的健康。5設(shè)施有機生態(tài)型基質(zhì)研制的發(fā)展方向有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)自推廣以來獲得了良好的經(jīng)濟社會和生態(tài)效益起到了良好的示范作用，為無土栽培技術(shù)在中國的推廣應(yīng)用開辟了一條新途徑。作為無土栽培整個環(huán)節(jié)一部分的栽培基質(zhì)的研制與生產(chǎn)也將受其影響而在中國有較大的發(fā)展，因此應(yīng)加強有機生態(tài)型栽培基質(zhì)的研制，發(fā)展綠色(有機)蔬菜生產(chǎn)。5.1基質(zhì)栽培是中國近期無土栽培發(fā)展的主要方向要加強對使用效果好成本低的基質(zhì)進行研究各地可以就地取材因地制宜研究與發(fā)展長江以南稻殼多可以研究稻殼炭化后的合理使用。華北應(yīng)加強爐渣并配合草炭、蛭石、鋸末等基質(zhì)混合實用的研究，東北草炭資源多的地方可以加強對草炭、鋸末等廉價基質(zhì)的研究，大西北則應(yīng)加強對沙培技術(shù)的研究。5.2向經(jīng)濟環(huán)保型基質(zhì)的研究方向發(fā)展近年來由于人們環(huán)保意識的提高除稻殼、砂、珍珠巖、纖維素、巖棉、泥炭、蛭石、泡沫塑料外各種有機廢棄物如椰子殼等已成為主要的無土栽培基質(zhì)材料，利用廢棄物生產(chǎn)多樣化，無害化無土栽培基質(zhì)實現(xiàn)資源的可循環(huán)利用，是無土栽培基質(zhì)選材的方向，利用工業(yè)生產(chǎn)的廢棄物作基質(zhì)是今后無土栽培的一個主要方向。目前在這些方面已從事了很多卓有成效的工作；王利英等在溫室中進行有機生態(tài)型和無機耗能型兩種無土栽培基質(zhì)的比較實驗；李國景等研究也表明椰子殼基質(zhì)比海棉基質(zhì)和巖棉基質(zhì)棉基質(zhì)根際環(huán)境中EC和pH值更穩(wěn)定。栽培的番茄的每株采果數(shù)、平均單果重、果實總重和果實質(zhì)量無明顯差異相對于傳統(tǒng)的巖棉基質(zhì)，海棉基質(zhì)對番茄產(chǎn)量和質(zhì)量無不良影響；劉洪鳳介紹的新型無土栽培基質(zhì)-秸桿型非織造布，是利用現(xiàn)代非織造生產(chǎn)技術(shù)，將農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈變廢為寶，充分利用農(nóng)村資源的一種蔬菜無土栽培基質(zhì)。這方面的工作還應(yīng)該加強與深化。5.3向快速、簡單、無公害的基質(zhì)消毒方向發(fā)展對設(shè)施無土栽培基質(zhì)消毒，可減少或杜絕下一茬病蟲害的發(fā)生，從經(jīng)濟、無害化方面考慮，急需研究應(yīng)用快速、簡單、無公害的基質(zhì)消毒方法。6有機生態(tài)型無土栽培枝術(shù)的發(fā)展前景20世紀90年代以來我國日光溫室發(fā)展迅猛，目前已超過20萬hm2，成為我國北方地區(qū)農(nóng)村的支柱產(chǎn)業(yè)，一般溫室、大棚連續(xù)使用3年以后，土壤都會產(chǎn)生次生鹽漬化，出現(xiàn)連作障礙，影響作物生長，經(jīng)濟效益下降，而無土栽培在克服土壤泛鹽、土傳病蟲害、連作障礙、減少農(nóng)藥用量、節(jié)約用水和提高單產(chǎn)等方面均較土壤栽培有無可比擬的優(yōu)越性，是未來農(nóng)業(yè)的理想模式?；|(zhì)培和水培是無土栽培的兩種主要形式。其中基質(zhì)培具有性能穩(wěn)定、一次性投資少、管理容易、不易傳染根系疾病等優(yōu)點被普遍接受。隨著人們對綠色食品和有機食品需求的不斷增加，20世紀90年代后各種有機廢棄物作為基質(zhì)的有機基質(zhì)栽培得到重視，從而使無土栽培進入一個新的發(fā)展階段。成為克服溫室連作障礙最有效、最經(jīng)濟和最徹底的辦法。有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)自推廣以來獲得了良好的經(jīng)濟社會和生態(tài)效益起到了良好的示范作用為無土栽培技術(shù)在中國的推廣應(yīng)