全 文 ：第 8卷 第 3期
2 0 0 0年 9月
生 态 农 业 研 究
Eco—agriculture Research
V o1．8
Sep．，
NO．3
20 O0
我国有机生态型无土栽培技术研究
蒋卫杰 刘 伟 余宏军 郑光华
面夏五磊 磊 研究所 北京 lO00g1)
摘 要 有机生寿型无土栽培是 20世纪 90年代 由我国首创的 1项农业新技术 ，它把有机农业导
入 无土栽培．突破 了无土栽培必颤使用营养疆 的传 统观念．为我国推广应用无土栽培开辟 了新途
径 ，10年间全国推广有机生志型无土栽培面积 已超过 I 63hm。。阐连了有机 生态墨无土栽培的发展
历史、特点．系统构造 ．目前 的研 究进展、推广状况及其应用发展前景
关键词 有机 生态 j己土栽培
Eco-organlc type soilless culture technique in China Jiang W e[jie，Liu W ei，Yu Hong】Un-Zheng
Guanghua(1nsfitute ofVegetab]es＆ Flowers-CAAS-Beijing100081)，EAR一2000，8(3)：17～21
Abstract Eco—organic type soilless culture，first developed by Institute of Vegetab]es＆ Flowers，
Chinese Academy of Agricultural Sciences in m id一9O S，introduces organic agriculture into soi]less
culture，directly use&tap water instead of nutrient so]ution to irrigate plant，and greatly reduces
initial investment and running cost．During the pe riod of less than 10 years t the area using eco
organic type soilless culture reached 163hm：．The research results in recent years showed that the
materials，such aS coal cinder，sand，coir，sunflowers stem ，maize stem ，Fflu8hroorJ wasr~ and
sawdust．can be used as substrates o}so1]less culture which greatly lowered the cost of soiless cul—
ture．The report introduces the history．characteristics，system structure，present development of
research and extension activity，and future prospect of eco—organic type of soilless culture．
K ey words O rganic．Ecology，Soiless c~lture
l 有机生态型无土栽培的由来
20世纪 80年代 中期我国农业部把无土栽培列为重点攻关课题 ，组织全国攻关 。“七五
(1 986～1990)期间我国无土栽培研究主要集中在引进和比较各种无土栽培系统的优劣，至“七
五 末期我国基本形成了北方以基质栽培为主，东南沿海地区以薄层营养液膜法 (NFT)栽培
为主，华南热带地区以深液流水栽培(DFT)为主的无土栽培发展格局 但无论是北方的基质
栽培 ，还是东南沿海的 NFT栽培和华南的 DFT栽培 ，均用营养液灌溉作物根系。植物需要的
16种元索除 c、H、O是从空气和水中获得外 ，其余 13种元索 N、P、K、Ca、Mg、S和微量元素
Fe、B、Mn、zn、Cu、Mo和 c1都是从化肥配制的营养液中吸收。营养液的配制和管理需要受过
专门训练的技术人员操作 ，一般生产者难以掌握。在我国一些配制营养液用的专用化肥，如硝
· 国家重大科技产业示范工程项目部分研究内容
收稿 日期 2000—05—3l
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18 生 态 农 业 研 究 第 8卷
酸钙 、硝酸钾 、硝酸镁及微量元素肥料不如普通化肥容易获得，且成本较高，以 1990年 的价格
计每年每 hm。地营养液的成本需 3万元 。另外营养液中硝态氮(NO —N)的含量占总 N量的
9o~2~，导致蔬菜产品器官中硝酸盐含量过高，不符合绿色食品的生产标准，所有这些因素
都限制了无土栽培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，是加速我国推广应用无土栽培技术的关键 。
要简化基质栽培施肥技术，首先要考虑采用施肥效果与用营养液相当、养分含量充分、不
带病菌虫卵、无污染、来源广泛和价格低廉的固体有机肥。按照这个思路 ，1 990年秋郑光华筹
对番茄、黄瓜、甜瓜 3种作物进行了消毒有机肥应用效果的试验，试验面积共 200m 。试验结果
表 明，与土壤栽培相 比，番茄施用消毒有机肥可增 产 78．95 ，与营养液栽培相 比则可增产
61．18 与 日本烟草公司 的营养 液栽培 自动控制系统相 比，黄 瓜施用消毒有 机肥可增产
63．04 ，并 比用蛭石复合肥的产量高 ；甜瓜施用消毒有机肥 比用蛭石复合肥增产 17．65 。在
此 试验基础上，1991年春季汪浩等进行了大面积的“卡鲁索”番茄生产试验 ，试验面积0．72
hm ，其中消毒鸡粪栽培面积为 0．44hm ，营养液栽培面积 o．28hm 。结果表明，与营养液栽培
相 比，用消毒鸡粪栽培的番茄前期产量每 hm。低 570kg，但中期、后期和总产量每 hm。分别高
10．Olt、18．54t和 27．96t，消毒鸡粪是 1种缓效肥料 ，它能使番茄高产。此后经过进一步的试验
研究和不断完善配套技术 ，至 八五”末期中国农业科学院蔬菜花卉研究所无土栽培组成功地
研究开发 出 1种以高温消毒鸡粪为主．添加适量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 。
2 有机生态型无土栽培技术的特点
有机生态型无土栽培技术是指不用天然土壤 ，而使用基质 ，不用传统的营养液灌溉植物根
系，而使用有机 固态肥并直接用清水灌溉作物的 1种无土栽培技术。有机生态型无土栽培技术
除具有一般无土栽培的特点外 ，如提高作物的产量与品质、减少农药用量、产品洁净卫生、节水
节肥省工、利用非可耕地生产蔬菜等 ，还具有如下特点：用有机固态肥取代传统的营养液，传统
无土栽培是以各种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 ，作
物整个生长期中可隔几天分若干次将固态肥直接追施于基质表面上 ，以保持养分的供应强度 ；
操作管理简单 ，传统无土栽培的营养液 ，既要维持作物生长所必需的 13种营养元素的一定浓
度，又要考虑 13种元素之间的平衡 ，尤其要注意微量元素的有效性。有机生态型无土栽培因采
用基质栽培及施用有机肥 ，各种营养元素齐全 ，其中微量元素供应有余 ，因此在管理上主要考
虑 N、P、K元素的供应总量及其平衡状况 ，大大地简化了操作管理过程 }大幅度降低了无土栽
培设施系统的 1次性投资 ，由于有机生态型无土栽培不使用营养液 ，从而可垒部取消配制营养
液所需的设备、测试系统、定时器、循环泵等设施}大量节省生产费用 ，有机生态型无土栽培主
要施用消毒有机肥，与使用营养液相 比，其肥料成本 降低 60 ～80 ；对环境无污染 ，无土栽
培灌溉过程中 20 左右的水或营养液排出系统外 ，因其排出液中盐浓度过高而污染环境。有
机生态型无土栽培系统排出液中硝酸盐含量仅有 l~4mg／L，对环境无污染 }而岩棉栽培系统
排出液 中硝酸盐含量高达 212mg／L，对地下水有严重污染 。而应用有机生态型无土栽培方法
生产蔬菜 ，产品洁净卫生 ，对环境无污染 ；可达“绿色食品”施肥标准 ，从栽培基质到所施用的肥
料均以有机物质为主，所用有机肥经过一定加工处理(如利用高温和嫌氧发酵等)后，在其分解
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第 3期 蒋卫燕等 ：我 国有机生态型无土栽培技术研究 19
释放养分过程中不会 出现过多的有害无机盐 ，使用的少量化肥中不包括 NO3一N，在栽培过程
中无其他有害化学物质的污染，达到“A级或 AA级绿色食品”的施肥标准 。总之有机生态型无
土栽培具有投资省、成本低、用工少、易操作和高产优质的显著特点 ．它把有机农业导入无土栽
培 ，是 1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 ，该技术 自推出以来深
受广大生产者的青睐。目前已在北京市和山西、山东 、河南、辽宁、甘肃 广东 、海南省和新疆维
吾尔 自治区等地获得较大面积的推广应用 ，获得了较好的经济和社会效益 。
3 有机生态型无土栽培的设施系统构造
有机生态型无土栽培系统采用基质槽培的形式 ，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、砖块 ，槽框能保持基质不散落到走道上即可 ，槽框建
好后在槽底部铺 1层 0．Imm 厚的聚氯乙烯塑料薄膜防止土壤病虫传染。槽边框高 15~20cm，
槽宽依不同栽培作物而定 ，黄瓜、甜瓜等蔓茎作物或植株高大需有支架的番茄等作物的栽培槽
标准宽度定为 48cm，可供栽培 2行作物 ，栽培槽距 0．6～lm。生菜、油菜、草莓等植株较矮小的
作物 ，栽培槽宽度可定为 72～96cm，栽培槽距 0．5～0．8m，槽长依保护地棚室建筑状况而定 ．
一 般为 5~30m。在有 自来水设施或水位差 Im以上储水池的条件下，单个棚室建成独立的供
水系统 。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
4 有机生态型无土栽培技术的研究进展
基质 与基质的重复使用 “九五”以来有机生态型无土栽培的番茄年单产 已由 16．5万
kg／hm 左右上升到 27～30万 kg／hm 。通过研究基质的理化性质、处理方法和种植试验 ，目前
用农产废弃物 (玉米秆、玉米蕊、向日葵秆、菇渣、锯末、花生壳 、椰子壳)替代草炭、蛭石和珍珠
岩等基质的无土栽培 已进入生产实用阶段 ，大大 降 表 1 不同基质的化学性质
低了无土栽培基质的成本。由表1可知．5种基质均 ! ：竺 !：!!：!! 竺! ： ： 竺
含 有大量营养元素和微量元素，向 日葵秆、玉米秆
和菇渣含有高水平的 N和 K；向日葵秆、玉米秆、菇
渣和锯末含有较高的有机质。因此这些基质在用作
无 土栽培基质之前必须进行前期处理 ，使其 C：N
降至 30：1为宜 。向日葵秆、玉米秆和菇渣作为基
质在栽培过程中逐步分解 ，其所含的营养元素也逐
步 释放 出来供给植株吸收 基质中不同 C／N 值与
番 茄产量的关系呈明显 负相关 。C／N值 为29．o5、
33．52、34．84、36．57、38．27、42．24、49．79、97．1 9
时 ，其番茄 产量分别 为 10．69kg／m 、9．39 kg／m 、
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8．56kg／m 、7．84kg／m。、7．30kg／m 、6．09kg／m 、3．25kg／m 、0．93kg／m ．即基质 C／N值越高，
番茄产量越低。在生产上一般应将混合基质的c：N调整到 3O：1左右 。1996年初挑选 2种
混合基质进行生产试验 ，观测基质重复使用对番茄生长和产量的影响，至 1998年末 已共种植
6茬作物·基质配比为草炭 ：炉渣一4：6，炉渣 ：玉米秆 ：锯末 ：葵花秆一2：5：2：1。选用
“卡鲁索”作为试验番茄品种，番茄产量见表 2。由表 2可知，只要育苗移栽时防止病虫传人并
在每年夏季利用太阳能高温消毒．在有机生态型无土栽培系统中基质连续使用 3～5年 ，蔬菜
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20 生 态 农 业 研 究 第 8卷
衰 2 基质重复使用吾茬番茄产量 产量不会 明显降低 。
Tab．2 YieId of咀cb stubble o1"tomato! !! ! s1竺 竺! !竺 灌溉系统与灌水量研究。调查比
盏 l。 袁基 kg~ I9。7=n ~ ‘ ； 群 l 较了几种常用的滴灌灌溉系统，从低
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竺 _lg 型咤_ 成本、实用性 、使用效果及与有机生态
．． 毒 点 -m 。a w一。-m 。- j 。·s 系磊 用性等 合因素分 §}I + }+{ 。
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+u叫 + 137050．j 83790．0 1275 o 153037 5 81970 5 析 ，确定在有机生态型无土栽培 系统
~tlLk+Itmllow~ italk
中以选择 薄壁 双翼软 管滴 灌 系统 为
宜。1 998年秋季有机生态型无土栽培番茄灌水量试验设 表3 不同灌木量对番茄产量的影响(1998)
3个处理 (见表 3)，分别 为 30oral／抹-d(I)、50Oml／株·d Tab·3 Tomato eId u~&r ditamirigation co~&tions
(Ⅱ)和 8OOml／~·d(Ⅲ)，栽培方式选用槽培 ，每条槽长 4m， n ：T ．T 。
宽 0+48m，高 15cm，填充基质 180L，每条槽使用 2条滴 一 6 6 1n 64∞25 62175
． 60
灌带，灌水量控制用水表计量。供试品种为“卡鲁索”，于 ， ， ，
7月 20 El育苗 ，8月 21 El定植 ，10月 1 2 El开始正式进 ? ⋯ ⋯ ⋯
行处理 ，1 999年 1月 19日拉秧 ，试验期 间测定产量、果
、蹙妻墨量 r页 。譬析结 表．明，除 灌 — 百 一 量对番茄单果质量影响明显
，处理 Ⅲ与处理 I间有显著 一
差异外 ，秋茬 (10月 12日～1月 16日共 3个月的处理时间)灌水量 3。。～80oral／株 -d，对番
茄产量、株高、果实膨大速率无明显差异 ，但这些指标均呈随灌水量的增加而增大的趋势。
有机生态型无土栽培专用肥的研制。为配合有机生态型无土栽培技术的推广，中国农业科
学院蔬菜花卉研究所研制生产了与有机生态型无土栽培技术配套的专用肥料 ，这样既减少了
用户配制肥料的不便 ，叉保证了肥料质量 ，为有机生态型无土栽培产业化开发提供了经验 。
5 有机生态型无土栽培技术的发展前景
目前有机生态型无土栽培技术 已在全国 l0多个省(区)、市进行了布点试验 ，推广面积共
163多 hm ，超过全国无土栽培总面积的 6o ，各地反馈信息均充分证明该技术具有简单 、实
用 、高教等特点 。广东省广州市明兴 电缆厂由 1993年有机生态型无土栽培面积不足0．067hm
发展到 目前 6．67多 hm ；山西省河津市农业局由 1996年有机生态型无土栽培面积0．067hm
迅速扩大到 目前的 66．67多 hm。，充分显示了有机生态型无土栽培的强大生命力 。目前全国有
机 生态型无土栽培推广面积北京市为 3．5hm。、广东省 12．Ohm 、辽宁省 40+Ohm 、吉林省
5．Ohm 、新疆维吾尔自治区 2．Ohm。、山西省 8O．Ohm。、山东省 2、Ohm 、河北省 6+5hm 、河南省
1+。hm 、甘肃省 1+Ohm 和其他省市 10．Ohm。。
2o世纪 90年代以来我国日光温室发展迅猛，目前已超过 2o万 hm。，成为我国北方地区农
村的支柱产业，通常温室使用 3～4年后都不同程度地出现蔬菜产量、品质和效益下降的现象，
为维持温室蔬菜一定的产量水平 ，目前国内普遍采用的措施是 不断增加化肥用量和不加节制
地大量使用农药，造成生产成本不断上升，蔬菜产量和品质却不断下降的恶性循环 ，而采用无
土栽培技术则是克服温室连作障碍最有效、最经济和最彻底的办法；随着农村产业结构调整，
1986年以来我国蔬菜面积约增加 666．67万 hm ，而蔬菜面积的增加是以牺牲粮 田为代价的，
粮菜争地和工业用地造成人地矛盾不断加剧。我国有大量的荒滩、荒沟、沙荒地 、废弃矿区 ，利
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第 3期 蒋卫杰等：我国有机生态型无土栽培技术研究
用无土栽培则可在这些传统农业无法耕作的地区和中低产地区、盐碱地 区等进行蔬菜生产，从
而可减轻粮菜争地的矛盾 ；我国是缺水大国，人均水资源占有量仅为世界人均水平的1／4．采用
无土栽培技术则可节水 50 ～70 ：无土栽培可减少化肥 、农药的使 用，减轻环境污染，提高
蔬菜的品质 ，降低生产成本 目前我国无土栽培面积只有 20Ohm ，仅占我国温室面积 的 1‰ ，
而 日本无土栽培面积则占温室面积的 2o ，荷兰等国则占温室面积的 90 以 上．无土栽培在
我国具有广阔的发展前景 ；有机生态型无土栽培技术突破了无土栽培必须使用营养液的传统
观念 ，以固态肥代替营养液 ，大大降低了无土栽培的一次性投资成本、运转成本 ，且大大简化了
无土栽培的操作管理规程 ，使无土栽培技术在广大农民一L-Et中由深不可测变得简单易学 ．有机
生态型无土栽培系统与深液流水栽培系统 、营养液膜栽培系统等水培系统相比 一次性投资节
省 6O 。与袋栽培、岩棉栽培系统相比，一抗性投资节省 40 。与槽培系统相比．一次性投资
节省 2o 与传统的营养液无土栽培相比．每年可节省肥料成本 60 (每 hmz年可节省 2．25
～ 3万元 )．充分利用农产废弃物 (如玉米秆、向日葵秆、磨菇渣等)作为基质的来源．混合基质
的成本较岩棉降低 50 ，且系统排出液对环境无污染，可达“绿色食品”的施肥标准，由于大量
旋用有机肥 ，大大提高了产品品质 ，有机生态型无土栽培在我国更具发展前景
参 考 文 献
1 《全 国庭 院经 济高 效致 富模 式 编 委 会．全 国庭 院 经济 高教 致富 模式 北 京 ：巾 同农 业 出版札 ，1997
_ T T T _ _ T T _ T T T T —_
欢 迎 订 阅 2001年 《生 物 多 样 性 》
s生物多样性 》是由中国科学院 生树多样性委员会 丰办 ．中国科学 随植物研究所、动物研究所和微 生物研究所承办的学
术期 刊。主要刊登生物多样性基础和应用研究，重大生卷工程对生物多样性保护 ，可持续利用理论分析厦评估 ，国家有美政
策法规等学术论支 ，简报、拉木方法和综述 本刊为季刊 ，每期定竹 12．0O元 ，全年 48．00元，邮笠代号 82 858，全国各地邮
局均可订阅 漏订者可汇款至本刊~bi,f．地址 ：(103093)北京香山南辛村 20 中国科学院植物研 究所《l牛物多样性硝；辑部。
欢 迎 订 阅 2001年 《中 国 农 垦 》
中国农量 》是由农业部农垦局王办的综音性 刊物，设有专题报道、农垦信息专递、西部大开发、企业星座、企业家风采、
书记场长论坛、实用生产拄术、法制天地等栏 目。奉 为月刊，每期定竹 3．75元．全年 45．()口觉．邮发代号：2-139，全国各地
邮局均可订阅。漏订者可汇款至本刊补订，地址 ：(10,3810)~京酉四砖塔胡同 56号《中国农垦》编辑部。
欢 迎 订 阅 2001年 《北 方 园 艺 》
《北方 园艺{是由黑龙江省园艺学台 、黑龙江省农业科学院园艺分院主办的综合性科拄期刊，主要报道蔬菜、果树、瓜粪 、
花卉 ，植保等研究内窖 适于科研人员、大专院校师 生、农拔推广人员等阅读。本刊为取月刊 ，全年定价 36 oo元 ，邮发代号：
14—150t全国各地邮局均可订阅。漏订者可{[款至率刊补订 ，地址 ：n5oO69)咯尔滨市咯平路艾发源《北方园艺 》编辑部。
欢 迎 订 阅 2001年 《农 业 现 代 化 研 究 》
《农业现代化研究 是 由中国科学院主管、中国科学院农业研究委员会和中国科学院长 农业现代化研究所主办
、 科学
版杜出版的农业综合性学术期刊 主要刊登农业发胜战略和农业基础科学厦其空 卫学辩的理 沦研究
、 基 础研 究 和应 用研
究方面的学术论文、苇 研报告 、研究简报和综述等 适于农业科技工作者 、 农业 院校 师 生和 农业 管理 于 部阅 读 本 刊 勾叔 月
刊 一每期 定 价 4·o0元 ，全 年 24,30元 ，邮 发代 号 ：42 46，垒 目并地 邮 局均 可订 阅 地 址 ：(410125)湖南 省长抄 市 马坡 岭 中国科
学院长抄农业现代化研究所s农业现代化研究》编辑部
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