设施蔬菜有机栽培的关键技术研究

    沙国栋
    Studies on key technology for organic production of vegetable in protected cultivation
    Sha Guodong
    摘要 针对设施蔬菜营养品质和风味品质下降，大量使用农药防病等突出问题，开展了有机栽培的关键技术研究。采用物理方法、耕作方式和增加有益微生物相结合的办法，建立合理有效的土壤处理配套技术，改善土壤环境，缓解设施栽培连作障碍的矛盾。从栽培环境系统着手，建立栽培环境技术抑制病害发生和蔓延,生产过程中不喷药防病。结合设施栽培的灌溉系统，开发了有机栽培保证作物正常生长和快速调节作物营养的配套施肥技术。把设施蔬菜有机栽培涉及到的每个环节有机连接起来，根据栽培作物及品种特性，制定具体的生产技术规程，同一连栋塑料大棚连续4年种植厚皮甜瓜和樱桃番茄，没有发生严重病害和生育障碍，产品质量好，味道纯正。
    关键词 设施蔬菜；有机栽培；关键技术
    
    Abstract: Studies on key technologies for organic production of vegetable was carried out, aiming at problems of degrading quality of nutrition and flavor, and abusing chemicals in greenhouse. Based on integrations of physiological measures, farming models, and increasing helpful microbes, effective technologies for soil processing were established to improve the soil environment and alleviate the growing obstacles of succession cultivation; moreover, rational technologies for environment controlling was set up to restrain occurrences and spread of diseases. In addition, optimal fertilizing technologies, based on the irrigation system, were developed, which would ensure a normal growth and rapidly regulate nutrition requirements of crop. Integrating each step involved in the organic production, we constituted concrete production criterion for different crops and cultivars in each crop in accordance with their characters, as a result, no severe disease and growth obstacles occurred on thick-flesh melon and cherry tomato in a joined plastichouse in four succession cropping years; further more, the quality and flavor of the two crops were even more desirable.
    Key words: Vegetable; Protected cultivation; Organic production; Key technology
    
    蔬菜设施栽培为我国的蔬菜供应发挥了巨大作用，不但缓解了生产季节性和消费均衡性之间的矛盾，还利用设施栽培生产高档蔬菜，增加了蔬菜的花色品种，名、特、优蔬菜、时令蔬菜、反季节蔬菜，基本满足了社会不同消费水平的需求。蔬菜设施栽培的突出问题是营养品质和风味品质下降，尤其是生育障碍严重，病害多发，大量使用农药，生产效益高而不稳。针对设施蔬菜生产上的实际问题，根据蔬菜设施栽培的技术发展趋势[1]，我们研究了改进蔬菜品质，改善土壤环境，促进持续高产稳产的有机栽培关键技术。
    1 研究经过
    用有机方法生产蔬菜，产品质量好、味道纯正、有益健康，有利于保护生态环境。设施蔬菜有机栽培是一项综合性技术，根据建立设施蔬菜有机栽培技术体系的需要，结合生产实际，研究有机栽培的关键技术，通过生产试验逐步完善。1999年开始以江苏常熟国家农业科技园区为主要试验示范基地，利用4个KSGP-1型4连栋的连栋塑料大棚，采用种植难度大的厚皮甜瓜和长收获期的樱桃番茄品种，从栽培环境系统着手，研究抑制病害发生和蔓延的栽培技术措施，抑制病害的环境控制技术不增加改善气流环境等抑制病害的设施装备，生产过程中不喷药防病。土传病害控制着重于采用合理有效的土壤处理配套技术改善土壤环境、提高有益微生物自控作用。结合设施栽培的灌溉系统，开发有机营养液追肥的配套技术，快速调节作物营养，克服有机肥料养分释放慢的矛盾。以常规技术为对照，单项技术应用研究和组装集成、综合技术应用研究相结合。
    2 主要结果
    2.1 土壤处理技术
    定植之前进行土壤处理，改善作物的根际环境，提高土壤免疫力，克服连作障碍，抑制病虫害，使土壤养分平衡、丰富、有效化。采用物理方法、耕作方式和生物技术相结合的办法，建立合理有效的土壤处理技术体系，主要包括增加土壤有机质、深耕30cm以上、宽行高畦、高温处理、增加有益微生物等技术措施。
    有机栽培要保证作物有丰富的营养和稳健生长，土壤培肥尤为重要。土壤培肥是以有机物为中心的土壤养分平衡、丰富、有效化；能供给作物根际充足的空气，供给作物生育必要的养分和水分。施用稻草等作物秸秆不仅能提高土壤的有机质含量及磷、钾养分量，对改善土壤物理性状和生物活性，控制硝酸盐聚集等方面有很好作用。从1999年开始使用稻草增加土壤有机质，截断后直接施用和堆制腐熟后施用相结合，每茬定植前截断后直接施用500kg.667M-2，堆制腐熟后施用500kg.667M-2,使土壤有机质保持在3%以上（表1），土壤养分基本平衡。有机质是土壤肥力的核心，即使有机质较高的土壤，有机栽培仍然需要增加有机质提供作物生长的营养成分，补充矿化损失，改善土壤水、气、热条件，可以结合生产实际，每年1次使用稻草增加土壤有机质。
    表1 栽培试验的连栋大棚土壤养分情况 （2001）
    测定时期 有机质
    （%） 全氮
    （%） 水解氮
    （PPM） 速效磷
    （PPM） 速效钾
    （PPM）
    定植前（2/1） 3.77 0.247 207.0 165.4 140.5
    收获后（7/11） 3.37 0.235 187.3 166.2 120.6
    土壤处理技术体系的各项措施必须有机结合，增加土壤有机质与施用有机肥和深耕技术相结合，确保肥料均匀，深耕形成较深的耕作层，增加土壤通气性和透水性，作物根系深扎，增强作物抗逆力。整地以后作成栽培畦，畦面覆盖黑色地膜，通过滴灌溉系统增加土壤水分至70%左右，密闭棚室提高温度，利用持续高温杀灭室内土表及架材的病菌，室内积蓄热量促使栽培畦温度升高，加速施用的稻草腐熟、有机质分解和土壤熟化，地膜覆盖的栽培畦在持续高温及高温作用下产生的强烈气体，对地下害虫及根际线虫有很好的杀灭作用，持续高温处理不少于15天。定植前配合使用EM及其制剂，增加有益微生物的自控作用抑制土传病害。
    2.2 施肥技术
    有机肥通过生物降解有机质，养分释放慢，有利于蔬菜对养分的吸收，同时，有机质促进了土壤反硝化过程，减少了土壤中硝态氮浓度。有机栽培同样要控制蔬菜中硝酸盐含量的过多积累，蔬菜积累硝酸盐根本原因在于吸收量超过同化量，应该根据作物生长的实际需要，适时适量供给作物营养。基肥施用量根据土壤养分及培肥的实际情况确定，施用量太大不利于作物稳长，容易导致超量施肥，作基肥的有机肥料种类很多，肥效差异很大，养分利用率也很复杂，利用猪粪通过生物发酵，脱水加工后的生物活性有机肥作基肥（氮磷钾含量7%左右），施用比较方便，养分利用率高，并有利于降低环境污染，种植厚皮甜瓜和樱桃番茄，施用量均为200kg.667m-2。
    多数蔬菜作物实际生产上必须要进行追肥，种植高档蔬菜品种，追肥对产量和品质的影响更大[2]，有机栽培保证作物正常生长，不但要适时适量追肥，而且要能够快速调节作物营养，克服有机肥料养分释放慢的矛盾。根据设施蔬菜有机栽培的实际需要，开发了有机营养液追肥系统，有机营养液以菜饼为主要原料，合理搭配氨基酸微肥等辅助材料（表2），通过生物发酵技术，过滤消毒技术等制成，通过滴灌系统进入作物根际及土壤。生物发酵技术包括发酵池构造，发酵菌的选择，发酵时间的设计，无臭味发酵等配套技术。过滤消毒技术使有机营养液能顺利通过滴灌系统进行追肥，避免病菌通过有机营养液进入棚室造成危害。利用有机营养液追肥，对土壤没有副作用，对降低土壤硝酸盐含量，增加土壤缓冲性能有明显效果，较好的改善土壤环境，使作物营养平衡，是提高蔬菜风味品质的技术关键。
    表2 有机营养液的养分情况
    样品 全氮
    （%） 全磷
    （%） 全钾
    （%）
    处理1 2.115 2.326 2.828
    处理2 2.536 2.265 2.998
    处理3 2.424 2.518 3.083
    2.3 病虫害控制技术
    设施蔬菜病害多发，控制病害发生的途径主要是降低病原菌基数及其活性；提高作物抗病性，包括抗病品种和抗病体质；创造病害不宜发生和蔓延的环境条件。在IPM技术基础上，围绕改善作物生长的环境条件，研究了不同栽培密度、栽培方式对病害的抑制作用，建立了抑制病害发生和蔓延的栽培环境技术，协调设施蔬菜促进生长和病害多发的矛盾。栽培环境技术是多项技术措施的有机结合，在土壤处理技术的基础上，除了培育洁净苗、净化设施环境、生长过程中的植株调整、控制病虫害发生中心等配套技术以外，高畦栽培和宽行稀植是改善环境的2项重要措施，高畦栽培有利于作物基部的空气流通，加上膜下滴灌的方式截断了土壤蒸发，使地面保持相对的低湿状况，在阴雨天气条件下，作物基部的环境条件也不利于病害发生和蔓延。有机栽培要控制适宜的栽培密度，保证后期大行间不封行，防止后期生长郁蔽，病害爆发不能控制，栽培方式上尽可能扩大行距，缩小株距，改善通风透光条件，并为生产过程中利用强制通风降湿措施抑制病害创造条件。种植厚皮甜瓜和无限生长的樱桃番茄，畦高40cm，畦顶宽50cm、畦间走道1.2m左右比较适宜，栽培密度不超过1500株.667m-2。生产过程中不喷药防病，发现病虫害时，选择国家允许使用的、农药成份和药理作用明确的高效生物农药，把病虫害控制在点片发生阶段。密度试验采用了2个长收获期的樱桃番茄品种（台湾农友公司育成，金珠品种果实高球型，果色橙黄，圣女品种果实椭圆型，果色鲜红），667m2定植1666株的单株产量显著下降（表3），后期生长郁蔽，不利于病害控制。
    表3 樱桃番茄不同密度与产量情况 （2002年秋茬试验）
    品种 密度
    (株/667m2） 单株坐果数 单株产量 （㎏） 单位面积产量
    （kg/㎡）
    金珠 1666.7 200.4 1.95 4.87
    金珠 1333.3 242.1 2.32 4.64
    金珠 1111.1 229.3 2.04 3.40
    金珠 952.4 243.3 2.39 3.41
    圣女 1666.7 170.0 1.61 4.02
    圣女 1333.3 219.2 2.16 4.32
    圣女 1111.1 247.2 2.54 4.23
    圣女 952.4 264.7 2.76 3.94
    备注：单株坐果数为1-10果穗
    2.4 有机栽培关键技术的应用
    设施蔬菜有机栽培技术不是片面地强调食品安全，而是规范、优化蔬菜品质，提高生产效益，促进设施蔬菜可持续发展。应用设施蔬菜有机栽培技术生产无公害蔬菜，绿色食品和有机食品蔬菜，在产地环境、产品质量、有机肥料和生物农药使用等方面，必须按相关标准和法规执行。生产上应用有机栽培技术，应该以关键技术为基础，集成蔬菜设施栽培方面的先进成果及原型技术，把设施蔬菜有机栽培涉及到的每个环节有机连接起来，建立设施蔬菜有机栽培规范化生产技术体系，根据栽培作物及品种特性，制定具体的生产技术规程。
    江苏常熟国家农业科技园区应用设施蔬菜有机栽培技术[3]，在1个基地上种植厚皮甜瓜和樱桃番茄2个主栽品种，厚皮甜瓜和樱桃番茄相互轮作，产量稳定达到常规技术种植的水平，避免了超量施肥，减少了农药投入，生产成本和常规技术基本相同，缓解了设施栽培连作障碍的矛盾。同一连栋大棚连续4年种植厚皮甜瓜和樱桃番茄，没有发生严重病害和生育障碍，圣女品种的樱桃番茄产量3.30～3.62kg/m2，可溶性固形物达到7.5～8.3%，玉姑品种的厚皮甜瓜产量3.01～3.05kg/m2，中心糖度16.7～17.9。应用有机栽培的关键技术，翠蜜品种的网纹甜瓜中心糖度最高达到19.5，珍珠品种的樱桃番茄品种可溶性固形物8.6～9.4%，口感极佳，产品深受消费者青睐。
    3 讨论
    江苏省有些地方开发了芦苇茉基质、食用菌废渣等基质栽培，中国农科院蔬菜花卉所研究开发了有机生态型无土栽培，上海孙桥设施蔬菜基地采用无土栽培技术生产清洁蔬菜，为设施蔬菜的持续发展提供了途径。设施蔬菜有机栽培的关键技术研究，遵循自然规律和生态学原理，结合现代化生产方式，采用一系列可持续发展的农业技术，维持持续稳定的设施蔬菜生产，贯穿了持续发展的环保思想。应用设施蔬菜有机栽培的关键技术，大幅度提高了蔬菜的内在品质，较好地解决了设施蔬菜营养品质和风味品质下降的矛盾，适合我国设施蔬菜的生产实际和设施栽培技术发展趋势。
    设施蔬菜有机栽培关键技术研究，侧重于关键技术措施的应用，单项技术措施的作用机理有待深入研究。设施蔬菜有机栽培强调改善栽培环境抑制病害发生和蔓延，必须控制适宜的栽培密度，提高产量的途径主要是发挥植株个体的增产潜力。
    应用设施蔬菜有机栽培的关键技术，生产全过程不使用任何化学合成投入品，不施用人粪尿，不施用未经发酵腐熟的畜禽粪，较好地解决了化学污染及有害微生物的污染问题。可以按照不同的技术标准和法规，生产高品质的无公害蔬菜、绿色食品蔬菜和有机食品的蔬菜。
    设施蔬菜往往是成片的规模化发展，种植较多的品种类型，或者每年改变种植品种，有利于合理轮作防止连作障碍，由于1个设施蔬菜基地的规模有限，菜园式的多品种不利于无公害蔬菜、绿色食品蔬菜等品牌认定，也不利于生产基地劳动管理人员的专业化。生产上可以应用有机栽培的关键技术，种植几个特色品种，相互轮作，缓解设施栽培连作障碍的矛盾。
    
    参考文献
    1 郑光华.发展有机蔬菜是我国蔬菜生产的必由之路.中国蔬菜，2000（增刊）：1-6
    2 沙国栋等.苏南地区设施蔬菜持续高效技术研究初报,《沈阳农业大学学报》,2000,（2）：127～129
    3 沙国栋等.连栋塑料温室蔬菜有机栽培技术.江苏农业科学，2003，（6）：70～72