90年代以来,我国设施农业发展迅猛,目前已超过260万公顷,成为我国农村的支柱产业。现代设施栽培的迅速发展使设施土壤有害生物积累、营养元素不平衡、连作障碍和土壤次生盐渍化等问题日益突出。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,因此在国外先进农业国得到了大力发展。荷兰至1994年,在其4000hm2温室作物中40%以上采用基质栽培技术,以色列温室蔬菜有约7%采用无土栽培,相比我国无土栽培规模较为落后。制约我国无土栽培发展的一个重要因素是其投入成本过高,其中基质成本也很大。为了解决这一问题,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研究开发出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置营养液的有机生态型无土栽培技术。有机质栽培以农产废弃物为基质主要原料,是一种新兴的高效无土栽培方式。有机废弃物的利用成为基质选材的一个主要发展方向,选用锯木屑、棉籽壳、食用菌基质废料、稻谷壳灰、秸秆和木糖渣作为无土育苗基质的研究报导较多。有机质弃物的利用,大幅度降低了栽培成本,而且减少了对环境的污染。
椰衣纤维又称
椰壳纤维或椰糠,是椰子加工业的副产品。与泥炭相比,椰衣纤维含有更多的木质素和纤维素,松泡多孔,保水和通气性能良好。pH为酸性,可用于调节pH过高的基质或土壤。P和K的含量较高,但N、Ca、Mg含量低,因此使用中必须额外补充N素,而K的施用量则可适当降低。
国外使用较多,已用于蔬菜和花卉如番茄和金鸡菊的栽培。我国也有相关研究,陈贵林采用椰壳粉和蛭石混合后,发现混合基质能明显促进黄瓜幼苗的生长。由于椰衣纤维制品的优点越来越受到人们的关注,在海南花卉产业中,已经出现了供不应求的局面。
不同的树种差异很大,作为基质最常用的树皮是松树皮和杉树皮。树皮含有
无机元素但保水性较差,并含有树脂、单宁、酚类等抑制物质,需充分发酵使之降解。刘虎俊发现松树皮基质对于凤梨草莓的营养器官的干物质积累和分蘖有利。范双喜研究表明腐化树皮:草炭为7∶3时对于生菜的生长最为有利。美国的Shbata等,研制的人造土壤就是以腐烂的树皮或泥炭为重要成分制作的,这类土壤具有良好的排水性、保水能力和保肥能力,不仅是花卉无土栽培的适宜基质,而且特别适合作高尔夫球场果岭区草坪土壤。
蔗渣是制糖业的副产品,最主要的成分是纤维素,其次是半纤维素和木质素。新鲜甘蔗渣由于CN比太高,不经处理植物根系难在其中正常生长,所以在使用前必须经过堆沤处理。在自然条件下其堆沤效果较差,需经过添加氮肥并堆沤处理后,方可成为与泥炭种植效果相当的良好无土栽培基质。
于文进研究表明,蔗渣中加入NH4NO3、膨化鸡粪和堆肥速效菌曲后进行堆沤处理,得到基质用于黄瓜、番茄和菜薹的栽培,均达到了无公害蔬菜产品的要求。龙明华等加入堆肥速效菌曲、尿素、鸡粪后堆沤,所产基质用于西瓜、甜瓜无土栽培的效果较好。我国两广一带蔗渣资源丰富,其作为基质运用的潜力巨大。
稻壳是水稻加工时的副产物,其通透性好,不易腐烂,持水能力一般,可与其它基质材料配合使用,一般用于花卉的扦插基质。通常使用方法是通过暗火闷烧将其炭化,形成炭化稻壳即砻糠。潘凯通过室内理化形状分析和温室内蔬菜作物栽培实验表明,以生稻壳作为有机生态型无土栽培基质的主要配方是可行的,能够满足番茄作物的正常生长发育需要。
以黄杉和铁杉的锯末为最好,有些侧柏的锯末有毒,不能使用。较粗锯末混以25%的稻壳,可提高基质的保水性和通气性。另外锯末含有大量杂菌及致病微生物,需经过适当处理和发酵腐熟才能应用。其碳素含量较高,经过发酵腐熟分解后还需加入一定量的氮源以利于碳素的降解。用于栽培番茄、辣椒等均取得良好效果。