与韩国和中国等其他亚洲国家不同，日本有机农业占据的面积近年来没有增加，这也与全球趋势不同。尽管日本有影响有机农业的不利因素，但应促进有机生产，以建立一个更加可持续的社会，以适应肥料资源的短缺，并减少化学农药的需求。

温室中的高效蔬菜生产可用于促进日本的有机生产。许多先进的技术可以引入温室。例如，可以安装灌溉施肥系统以改善肥料管理，将IPM（综合虫害管理）引入温室相对容易。物理控制，如土壤日晒，屏幕和紫外线照射;还可以使用农艺控制，例如选择品种和嫁接到抗病种群。可以引入基于天敌和微生物农药的生物控制方法，如果将这些技术纳入温室栽培制度，那么应该可以生产没有任何有害化学物质的作物。

最后，使用先进的肥料和害虫管理技术的综合温室管理（IGM）将获得与有机农业几乎相同的结果。管理层应基本遵循良好农业规范（GAP）的概念，该概念使用可持续的物理，化学和生物技术，并促进采用持续的卫生和无害虫管理做法。此外，今天使用的国际上复杂生产系统意味着需要立即建立食品可靠性，食品安全和安全的实用标准。以温室生产为中心的更有效的有机农业生产系统可能是在日本等发达国家和社会成熟国家促进有机农业发展的有效途径。

日本有机农业的特点

与韩国和中国等其他亚洲国家相比，近年来日本有机农业占据的面积没有增加。

这与全球趋势不同，因为欧洲国家和美国增加了有机认证产品的生产。

日本这种独特的情况可能是由农民，经销商和消费者造成的。

尽管在日本的每个县都建立了有机农业技术指南，但农民通常认为没有化学肥料和杀虫剂的有机生产很难。

多年来，日本的农业生产一直在稳步下降，并得到老年农民的支持（农民的平均年龄为65岁，而且还在增加）。

将传统的生产系统改为劳动密集型和复杂的有机农业系统也很困难。

分销商对有机产品持谨慎态度，因为供应量不如传统产品稳定。

最后，消费者通常不接受有机产品的优质品质，更高的价格或潜在的不便。

此外，自2001年以来，已批准其他类别的环保型农业专用栽培产品，并成为有机产品的流行竞争者。

基于温室的有机农业

日本耕地保护的特点

一般来说，适合农业的土地在日本受到限制，这意味着必须使用创新技术开发集约化蔬菜生产（图1）。例如，用塑料材料覆盖植物已投入实际使用，并且在20世纪60年代，被认为是稳定露地产量的普遍做法。温室栽培系统是一种创新技术，可用于提高生产效率，因为系统是封闭的，可以提高害虫管理，能源和资源利用效率。

温室栽培系统

日本受保护的种植面积近50,000公顷。覆盖着塑料薄膜和使用土壤生产的温室是日本的主要系统。在世界其他地方流行的先进的芬洛式温室水栽法在日本的保护种植面积中所占比例不到3％。几乎一半的蔬菜产量来自受保护的种植。然而，有机生产尝试创建和使用高效的生产系统也被认为是可持续的。

温室有机农业的管理

关键因素：氮和钙

根据日本农业、林业和渔业部（MAFF）制定的研究总体规划，2011 -2015年第三研究期的番茄生产成本要减少30％。

减少氮肥是一个重要的主题。然而，肥料成本仅占总成本的10％左右。

因此，即使肥料成本减少一半，也无法实现目标。

换句话说，如果要实现这一目标，任何战略都需要包括增加产量。

因此，对高产策略的研究是日本研究的一个重要领域。

生产水平与番茄的营养吸收之间存在密切的线性关系。

对于N，Y = 18.7X + 63.4（Y：N吸收，kg/ha-1; X：产率，kg/m-2; R = 0.90）。

为了获得更高的产量，在更长的时间内连续施肥是必不可少的。

日本的番茄产量略低于荷兰的水平，因为所有数据来自传统的施肥系统。

这表明该系统具有低N使用效率。然而，一个例外是Sun Farm Ohyama农场，它已经实现了高产量（32 kg m-2）。虽然这个农场没有采用水培系统，但其产量较高的原因在于土壤灌溉施肥和适当土壤条件的制备以及空气条件的控制。

在尝试实现番茄生产中的高质量和生产力水平时，要考虑植物营养的许多不同方面。

然而，N和Ca是两个最重要的组成部分。

关于氮的使用的信息很少，尤其是导致日本品种过度营养生长的原因。

这种不可控制的特性必须在遗传上得到改善。

目前，已经开发了定量管理系统以使日本品种能够水耕栽培。

N营养影响营养生长和生殖生长的机制，特别是在早期生长阶段的结果尚未得到证实。

然而，荷兰品种的番茄的叶和果实中的Ca浓度要高于日本品种。

从营养阶段到生殖阶段的氮营养转换以及与成熟植物激素有关的钙营养素使用应该是建立使用高品质日本品种的高产系统的主要目标。

有机灌溉施肥是可持续土壤管理的一部分

我们建立了有机灌溉施肥系统。这个概念有两个特点。

其中一个特点是用少量有机液体肥料连续顶部装饰植物，使应用与土壤微生物的分解能力相匹配。

第二个特征是事先加入缺乏元素的基底比如Ca。

日本有机灌溉图

我们尝试建立一个有机灌溉施肥系统，使用玉米浆（CSL）作为液体肥料，而不是通常的无机肥料。CSL（一些产品被认证为适合有机农业的肥料）和粪肥的组合通过有机灌溉施肥系统导致稳定的生产水平，即使在生产的第一年。

最近，液体玉米和鱼类肥料已被证明是使用灌溉施肥有机生产黑莓的良好选择。

不加肥料VS加了玉米浆肥料

温室有机害虫管理

多重技术的整合是有害生物综合治理（IPM）系统中有害生物抑制的基本方法。

IPM包括四个主要方面：物理控制，化学控制，生物控制和农艺控制。

这些技术在温室中的系统整合是成功的，因为它们可以很容易地控制。

温室害虫管理

01物理控制

物理控制是温室中的基本物理控制机制之一。

昆虫入侵受到网筛的限制。因此，在高温区域引入该技术时，应考虑对温室通风率的影响。

使用具有至少40目的防虫网作为银叶粉虱和番茄黄叶卷曲病毒的物理屏障。这种昆虫是一种载体的疾病。

02太阳能灭菌

通过太阳辐射加热土壤来控制土壤有害生物是一种传统方法，在有机露地和温室中都是有效和实用的。此外，在温室中，经过日晒作用的分离床可以控制由青枯病假单胞菌引起的番茄青枯病。

03环境控制

白粉病可能是温室中最常见和广泛分布的植物病害之一。

感染白粉病会显着减少番茄果实的产量。

在温室中，在当昼夜温度高于相对湿度的季节，比如春季和秋季，白粉病往往更成问题，但它可以在生产周期的任何时间发展。

然而，环境控制可以成功地控制这种疾病。

由Podosphaera pannosa引起的白粉病是温室玫瑰的主要疾病。

化学杀菌剂对于疾病控制是绝对必要的。

然而，紫外线（UV）辐射可以抑制温室中白粉病的进一步发展。

04微生物农药和更安全的疾病控制材料

一些枯草芽孢杆菌菌株对病原体灰葡萄孢具有拮抗活性。

最近，微生物农药作为环境无害控制技术变得越来越流行。

针对甘蓝粉虱（烟粉虱）开发的新型驱避剂乙酰化甘油酯就是一个例子。

它是一种食品添加剂，被认为是合成农用化学品的更安全的替代品。

而外源施用l-组氨酸而非d-组氨酸可抑制番茄的枯萎病。

这些结果表明，l-组氨酸可能是植物激活剂，因而可以增加对青枯雷尔氏菌的抗性。

天敌

臭椿是番茄作物中温室粉虱的捕食者。

在控制良好的温室条件下，天敌易于繁殖，因而可以有效地抑制了害虫的种群水平。

引入天敌可以降低喷洒的劳动力成本，从而生产出更安全的农产品。

05减少化学农药和人体健康的养分管理

平衡施肥是一个基本概念，可用于减少土壤传播疾病，因为土壤中过量磷（P）与根肿病发病率之间存在因果关系。

其他一些因素也可以提高对疾病的抵抗力较高的硅浓度会增加黄瓜的产量。

应用这种元素的另一个好处是提高了生产力和质量。在人类中，硅增加骨密度并降低血压。生活在世界某些地区的人们患有硒和/或碘缺乏症，这意味着需要植物补充产品。碘也是一种很好的潜在生物熏蒸剂。这些要素有助于实现更高的蔬菜作物产量和支持人类健康。

农产品的地理认证与生产安全

多元素分析，包括稳定同位素，可用作食品安全和安全的可能指标，包括有机产品安全性。

在证明地理来源时，分析方法可以以两种方式使用：

一种是使用多变量分析来确定各种元素的浓度，例如Al，Ca，Cl，Mg，Mn，Fe和Zn;

另一个侧重于特殊元素，如稳定的Sr，O和H同位素比。

在认证生产方法时，尤其是有机产品的生产方法，δ15N值可用作潜在指标，特别是在植物工厂等保护性栽培系统中。由于这些值的准确性受生产条件的影响，因此，在受控条件下，例如在植物温室中，通过使用δ15N评估的肥料，培养基和水，可以准确预测产品的δ15N值。

结论

日本应该促进有机生产，因为这样可以建立一个更加可持续的社会，能够适应化肥短缺，并且需要更少的化学农药。

温室中更有效的蔬菜生产可以促进日本的有机生产，因为许多先进的技术可以引入温室。

综合肥料管理（IFM）可以减少肥料的使用，综合虫害管理（IPM）可以限制有害农药的使用。这两种做法都可以引入温室的先进有机农业系统。

最后，使用先进的肥料和害虫管理技术的综合温室管理（IGM）将实现与有机农业几乎相同的目标。

管理层应基本遵循良好农业规范（GAP）的概念，该概念使用可持续的物理，化学和生物技术，并促进采用持续的卫生和无害虫管理技术。

此外，今天使用的国际上复杂生产系统意味着需要立即建立食品可靠性，食品安全和安全的实用标准。

以温室生产为中心的更有效的有机农业生产系统可能是在日本等发达国家和社会成熟国家促进有机农业发展的有效途径。