研發(fā)有機(jī)基質(zhì)培無土栽培的配套技術(shù)
有機(jī)基質(zhì)培無土栽培技術(shù)具有操作簡單、節(jié)肥、節(jié)水、節(jié)藥、省力、產(chǎn)品清潔衛(wèi)生等優(yōu)點，已成為我國無土栽培的主流模式，在西班牙、希臘、意大利等國也廣泛采用。然而，這種無土栽培模式尚未形成技術(shù)體系，許多關(guān)鍵技術(shù)尚未突破。今后應(yīng)當(dāng)重點進(jìn)行以下幾個方面的研究。
(1)基質(zhì)結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝
基質(zhì)結(jié)構(gòu)不僅是基質(zhì)培營養(yǎng)管理的依據(jù)和基質(zhì)重復(fù)利用的前提，也是基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)。與土壤類似，結(jié)構(gòu)決定基質(zhì)水分和養(yǎng)分的供應(yīng)、吸收甚至運轉(zhuǎn)，與透氣性和養(yǎng)分吸附性能密切相關(guān)，直接影響植物根系的生長。然而，有關(guān)基質(zhì)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)研究還很缺乏?；|(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)該與土壤結(jié)構(gòu)一樣，是穩(wěn)定的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，不僅有利于水分的吸收、排放，而且有利于通氣、根系伸長。目前對基質(zhì)粒徑、比重、容重、總孔隙度、大小孔隙比等物理性狀參數(shù)的研究報道較多，有的甚至涉及水分養(yǎng)分運移等，但還沒有模擬出與土壤結(jié)構(gòu)完全一樣的基質(zhì)產(chǎn)品，也缺少針對特定作物的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物理性狀參數(shù)的研究。由于基質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究尚處于起步階段，因此，基質(zhì)生產(chǎn)工藝缺乏理論支撐，成為這一領(lǐng)域重要的技術(shù)瓶頸。同時，如何按標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)控制基質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成技術(shù)，以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、工廠化生產(chǎn)基質(zhì)的需要，即基質(zhì)生產(chǎn)工藝，就成為重點研發(fā)的內(nèi)容。
(2)功能性基質(zhì)產(chǎn)品的開發(fā)
Gerald將基質(zhì)研究分為4個階段：第1階段是指1950年之前，研發(fā)重點是有機(jī)物的混配；第2階段是指1950—1975年，研發(fā)的重點是基質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)；第3階段是指1975—2000年，重點是草炭替代品研發(fā)；第4階段是指2000—2020年，研究重點是將微生物特性與基質(zhì)的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性整合，即功能型基質(zhì)研發(fā)。傳統(tǒng)有機(jī)基質(zhì)養(yǎng)分難以有效釋放，對作物促生作用不理想，在增強(qiáng)作物抵抗病原菌侵染和提高不利環(huán)境抗性方面的作用甚微，功能型基質(zhì)可克服上述缺陷。因此，未來重點是將有益微生物有效導(dǎo)入基質(zhì)，研發(fā)功能性基質(zhì)，充分發(fā)揮微生物的作用。
(3)基質(zhì)重復(fù)利用和無害化處理技術(shù)
隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，同時為解決基質(zhì)成本過高的問題，基質(zhì)的重復(fù)利用和無害化處理成為研究重點?；|(zhì)在使用過程中，會殘留大量的根系、分泌物、鹽分和病原微生物，同時基質(zhì)結(jié)構(gòu)在灌溉和根系作用下會有所改變，重復(fù)利用會對下茬作物造成不利影響。因此，基質(zhì)在重復(fù)利用之前要進(jìn)行必要的消毒處理等，而蒸汽消毒、化學(xué)消毒和太陽能消毒等不同的消毒方式會對基質(zhì)的理化性質(zhì)產(chǎn)生不同影響，進(jìn)一步導(dǎo)致基質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。因此，研究合適的基質(zhì)消毒方式是基質(zhì)重復(fù)利用的前提。然而，目前國內(nèi)外尚無經(jīng)濟(jì)有效的基質(zhì)消毒方法，影響了基質(zhì)的重復(fù)利用。
(4)基質(zhì)培中根際營養(yǎng)與水肥供應(yīng)技術(shù)
與土壤栽培相比，基質(zhì)培的根際水分和養(yǎng)分充足，特別是鉀、鈣、鐵的含量可達(dá)到土壤的上百倍。但植物如何適應(yīng)根際高水分和養(yǎng)分？根際營養(yǎng)、微生物和根系分泌物如何調(diào)節(jié)植物養(yǎng)分？對這些問題的回答有助于解釋基質(zhì)栽培下植物吸收水分和養(yǎng)分的規(guī)律。根據(jù)基質(zhì)營養(yǎng)、水分特點進(jìn)行水肥供應(yīng)是基質(zhì)栽培成敗的關(guān)鍵。主要包括2個方面內(nèi)容：一方面，基質(zhì)對水分和養(yǎng)分的吸附、保持、釋放性能以及根系對營養(yǎng)和水分的吸收過程不同于土壤，因此水肥供應(yīng)技術(shù)應(yīng)該與土壤不同，但這方面的研究還不夠深入，還不清楚基質(zhì)水分和養(yǎng)分的需求、運移規(guī)律；另一方面，基質(zhì)栽培不同于營養(yǎng)液栽培，目前大多參照水培營養(yǎng)液配方、配制以及灌溉制度進(jìn)行基質(zhì)栽培的水肥管理，缺乏針對性研究，制約了基質(zhì)栽培的科學(xué)水肥供應(yīng)。因此，基質(zhì)培營養(yǎng)液配方及配制、灌溉頻率及灌溉量、營養(yǎng)液回收液的監(jiān)測調(diào)整、植株營養(yǎng)診斷、專用滴灌肥料研制等將是研究和應(yīng)用的重點。
(5)規(guī)范化管理技術(shù)
有機(jī)基質(zhì)中含有豐富的有機(jī)物質(zhì)和礦質(zhì)營養(yǎng)，對栽培過程中基質(zhì)根際環(huán)境的pH值具有較大的緩沖性，并為作物提供一些營養(yǎng)元素，其成本較低、栽培管理技術(shù)較為簡單，因此經(jīng)營失敗的風(fēng)險較低。由于有機(jī)基質(zhì)的來源不同、種類較多、理化性質(zhì)不統(tǒng)一且不穩(wěn)定、營養(yǎng)不定量，使用時需要合理的配比，而目前肥水和植株管理主要靠生育表象和經(jīng)驗判斷，因此難以實現(xiàn)基質(zhì)培管理的準(zhǔn)確控制和規(guī)范化生產(chǎn)。今后應(yīng)重點研究主要作物有機(jī)基質(zhì)培的基質(zhì)配方、營養(yǎng)特點、理化性狀，制定相應(yīng)的營養(yǎng)液和植株管理技術(shù)，實行規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。