物聯(lián)網(wǎng)加主要葉菜砂培技術(shù)初探

吳 菊，王呈陽，趙會(huì)娟

(1.舟山市農(nóng)林科學(xué)研究院，浙江 舟山 316000； 2.舟山市定海區(qū)農(nóng)技推廣中心站，浙江 舟山 316000)

物聯(lián)網(wǎng)加主要葉菜砂培技術(shù)初探

吳 菊1，王呈陽1，趙會(huì)娟2

(1.舟山市農(nóng)林科學(xué)研究院，浙江 舟山 316000； 2.舟山市定海區(qū)農(nóng)技推廣中心站，浙江 舟山 316000)

在物聯(lián)網(wǎng)對(duì)環(huán)境因子、肥水精確調(diào)控下，結(jié)合砂培技術(shù)，砂培基質(zhì)組成是下面用5 cm厚的細(xì)砂，上面用5 cm厚的粗砂，其中細(xì)砂的粒徑組成在0.5～0.2 mm，其中0.3～0.2 mm為50.9%；粗砂的粒徑組成為1.0～0.3 mm，為0.8～0.4 mm為67.2%；在這種栽培模式下，基質(zhì)的透氣性和保水保肥性達(dá)到一種較為理想的狀態(tài)，葉菜根系發(fā)達(dá)，生長勢(shì)強(qiáng)。本試驗(yàn)研究的15種葉菜包括小青菜、小白菜、生菜、油麥菜、莧菜、香菜、菠菜、茼蒿、空心菜等，出苗快，出苗率高，出苗整齊，生長速度快，產(chǎn)量高，品質(zhì)好且安全綠色。

物聯(lián)網(wǎng)； 葉菜； 砂培

隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，葉菜在城市人口的消費(fèi)量越來越大，但葉菜類蔬菜保鮮時(shí)間短，不耐貯運(yùn)，所以城市周邊的葉菜類蔬菜產(chǎn)業(yè)帶發(fā)展較快，但傳統(tǒng)的葉菜露天或小棚生產(chǎn)，生產(chǎn)力低、農(nóng)藥殘留嚴(yán)重、費(fèi)人工，造成菜價(jià)貴，市場供應(yīng)不穩(wěn)定，因此改變生產(chǎn)方式，增加農(nóng)業(yè)設(shè)施投入，利用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，探索葉菜優(yōu)質(zhì)高效栽培模式，對(duì)解決城市葉菜供應(yīng)緊張，保證葉菜高效、安全生產(chǎn)，滿足市場需要和穩(wěn)定菜農(nóng)收入有重要意義。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，近幾年國家大力推行“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各行各業(yè)相結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合，可以大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。砂培是利用砂石為基質(zhì)進(jìn)行的無土栽培方式，砂是無土栽培中應(yīng)用最早的一種基質(zhì)材料。砂培的葉菜具有產(chǎn)量高、生長速度快、潔凈、品質(zhì)好、省水省肥、省人工等特點(diǎn)，且取材廣泛，價(jià)格低廉。

本試驗(yàn)針對(duì)傳統(tǒng)的葉菜生產(chǎn)，產(chǎn)量低、農(nóng)藥殘留嚴(yán)重、費(fèi)人工，且菜價(jià)貴，市場供應(yīng)不穩(wěn)定等問題，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境控制技術(shù)和砂培技術(shù)，探討在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境控制、肥水一體化精確控制和砂培條件下考察15個(gè)品種葉菜的生育期、特性及產(chǎn)量表現(xiàn)，為葉菜的高效、綠色生產(chǎn)技術(shù)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試葉菜品種有：香菇菜、蘇州青、日本皇冠青菜、精選上海青、日本抗熱青菜王、抗熱605、優(yōu)選快菜369、德高快菜369、意大利生菜、抗熱油麥菜、花紅圓葉莧菜、泰國空心菜、耐熱大葉香菜、日本大葉菠菜、小葉茼蒿，共15個(gè)葉菜品種。

1.2 方法

1.2.1 栽培設(shè)施

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制溫室硬件設(shè)備，如根據(jù)天氣小氣候變化及時(shí)開關(guān)天窗、側(cè)窗、風(fēng)機(jī)、濕簾、水肥一體化系統(tǒng)，溫室環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；如溫室的溫度、空氣濕度、光照、CO2濃度、土壤濕度、土壤溫度等，并將環(huán)境因子的數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)記錄在電腦中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，自動(dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件或環(huán)境的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮堋⒖?、營”一體化。

1.2.2 栽培槽與栽培模式

原土壤性質(zhì)是黏土，把地面整平，適當(dāng)夯實(shí)，降低滲透性，然后再鋪一層園藝地布隔離，然后用水泥小磚做栽培槽，槽高10 cm(2層磚厚)，為了保水先鋪一層細(xì)砂，粒徑在0.4～0.8 mm，厚度為5 cm；為了透氣性好，然后再鋪1層粗砂0.2～0.5 mm，厚度為5 cm，栽培基質(zhì)厚10 cm，8 m寬的大棚，設(shè)5條栽培床，栽培床寬1.2 m，上面鋪5條滴灌帶，每條栽培床上面安裝一條噴灌帶，噴頭高度離栽培床面50 cm，為了使噴霧均勻，而對(duì)大棚的空氣濕度影響不大。

1.2.3 供水供肥系統(tǒng)

采用美國Huter公司的肥水一體化系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)將全溶性肥料20～30倍母液按100～200倍比例通過文丘里比例泵，在灌水的同時(shí)將肥料一起滴灌或噴施到葉菜上。供液主管直徑32 mm，支管直徑25 mm,滴灌直徑13 mm，水壓0.25 mpa，滴灌孔距20 cm，滴灌每孔滴水量是1.38 L·h-1，噴頭噴水量是40 L·h-1。

沙培的施肥方式除了施全溶性無土栽培肥料，還可以施尿素等全溶性氮肥?？梢栽谌~菜植株25 d后，直接撒施到栽培床上，注意量要少，一般667 m2施500～1 000 g，視葉色情況，少量多次施肥，每周1～2次，注意撒施尿素的時(shí)候，要在葉片沒有水珠時(shí)，以免葉片上粘上尿素，燒葉，撒完肥料再打開噴霧，噴5～10 min。葉菜播種后1周內(nèi)，設(shè)置噴霧2～3次，每次2 min，出齊苗后，停止噴霧，設(shè)置滴灌2～3次，每次2 min，當(dāng)然，根據(jù)季節(jié)、天氣、氣溫、土壤濕度狀況，葉菜的生長狀況，每1～2周及時(shí)調(diào)整灌溉軟件的參數(shù)，溫室環(huán)境控制參數(shù)，保證基質(zhì)濕度在60%～70%。

1.2.4 栽培基質(zhì)物理性質(zhì)

砂培是利用砂石為基質(zhì)進(jìn)行的無土栽培方式，砂是無土栽培中應(yīng)用最早的一種基質(zhì)材料。無土栽培的葉菜具有產(chǎn)量高、生長速度快、潔凈、品質(zhì)好、省水省肥、省人工等特點(diǎn)。砂，取材廣泛，價(jià)格低廉。但砂的不同粒徑組成，物理性質(zhì)存在很大的差異，決定了栽培效果，粗砂透氣性好而持水力弱，細(xì)砂及粉砂相反。砂作為基質(zhì)，不僅支持植物，持水，砂粒之間的孔隙能供給植物需要的氧氣，砂粒本身能供給植物微量元素等[1]。研究表明，粒徑1.0～1.5 mm砂粒，其保水力為26.8%，0.5～1.0 mm的為30.2%，0.32～0.50 mm的為32.4%，0.23～0.25 mm為37.6%[2]。關(guān)于砂培基質(zhì)的粒級(jí)以多大為宜，不同研究者的意見不一，一般用2.0～0.6 mm[3-4]，劉振[5]提出不能小于1 mm。Douglas[1]認(rèn)為，小于0.6 mm的顆粒應(yīng)占50%左右，其余應(yīng)為較大的顆粒。Suzuki等[4]指出，植物根不能在粗砂粒中吸收必要的微量元素，通過試驗(yàn)幾種砂，小于0.6 mm的顆粒達(dá)70%～100%，均獲得良好效果。本試驗(yàn)采用的砂培基質(zhì)組成是下面用5 cm厚的細(xì)砂，上面用5 cm厚度粗砂，基質(zhì)容重1.35 g·cm-3，總孔隙度50.6%，基質(zhì)持水量60%，空氣孔隙度7.8%。其粒徑組成如表1。

表1 粗砂和細(xì)砂的粒徑組成

粗砂細(xì)砂粒徑/mm占比/%粒徑/mm占比/%>100>05010～0816405～0415108～0623604～0318906～0443603～0250904～03127<02151<030

1.2.5 綠色防控設(shè)施

在大棚外路旁設(shè)太陽能誘蟲黑光燈，大棚天窗和側(cè)窗及門用防蟲網(wǎng)封閉，進(jìn)行物理防蟲，將蛾類、蝶類昆蟲完全隔離在大棚外；在種植基質(zhì)槽、砂、滴灌設(shè)備安裝完畢，試驗(yàn)開始前，除去大棚內(nèi)所有雜物、雜草，并進(jìn)行全面的殺菌殺蟲處理，然后再進(jìn)行試驗(yàn)播種，播種后，栽培床上插上黃板誘蟲。

在此基質(zhì)和設(shè)施設(shè)備條件下，8—11月分期播種，每個(gè)栽培品種的小區(qū)面積為10 m2，不設(shè)重復(fù)，考察幾種葉菜的生育期、植株特征特性、產(chǎn)量、病蟲害發(fā)生狀況。

2 結(jié)果與分析

從表2可以看出，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境因子自動(dòng)調(diào)控及肥水精確控制下，主要葉菜品種在砂培條件下，生長健壯，出苗整齊。8—9月，青菜類一般 5～7 d出苗，白菜類5 d左右，生菜7 d，油麥菜7 d，莧菜3 d左右，香菜在9月底播種時(shí)，出苗時(shí)間為10 d，菠菜在7～8 d出苗，茼蒿在8月11日播種，8 d出苗，出苗時(shí)間比正常的露地栽培基本要提早1～2 d；砂培的出苗率較高，試驗(yàn)的青菜、小白菜、莧菜、生菜、菠菜、茼蒿出苗率基本在85%左右，只有香菜在70%左右。試驗(yàn)的葉菜生長健壯，葉色正常，株高、開展度、葉片數(shù)與品種本身的性狀描述一致，30和60 d單株重等表現(xiàn)良好。

由表3可知，葉菜類蔬菜播種后需間苗1～2次，可以分批采收，小青菜在30 d左右就可以采收，一直采收超過100 d，產(chǎn)量會(huì)更高；快菜等白菜類葉菜，可以從20 d就開始間苗，采收雞毛菜、30 d采收小白菜，40 d采收中白菜，60～100 d連續(xù)采收結(jié)球白菜；生菜需要育苗，定植，60 d左右一次性采收；莧菜、空心菜、茼蒿根據(jù)品種特性，可以多次分批采收，1～2周采收1批，小區(qū)產(chǎn)量是60 d以前的總產(chǎn)量，產(chǎn)量表現(xiàn)較好，折合60 d以前的產(chǎn)量較高。

表2 葉菜砂培條件下的生育期及特征特性

品種播種期(月?日)667m2播量/kg出苗期(月?日)出苗率/%30d株高/cm30d開展度/(cm×cm)30d葉片數(shù)/片30d單株重/g60d單株重/g香菇菜08?1103008?1782218516×15952561024蘇州青08?2503009?0189325316×18102203905日本皇冠青菜09?2903010?0585520615×161052851106精選上海青09?2903010?0585221514×16112355984日本抗熱青菜王08?1703008?2382320513×141033821203抗熱60508?2503008?3189124317×17954051356優(yōu)選快菜36908?1104008?1691628530×311065083203德高快菜36909?0904009?1588328230×31955623506意大利生菜08?2500309?0281518920×201058081505抗熱油麥菜08?2500309?0283620510×1073205825花紅圓葉莧菜08?1100108?1590230526×281203081006泰國空心菜08?1106008?1886535030×301004521152耐熱大葉香菜09?2905010?0870515318×19105112255日本大葉菠菜11?2010011?288061069×1075905138小葉茼蒿08?1103008?1985925215×15206123154

表3 葉菜砂培條件下產(chǎn)量表現(xiàn)

品種30d60d單株重/g單株重/g小區(qū)產(chǎn)量/kg667m2產(chǎn)量/kg香菇菜256102432302155蘇州青20390527901865日本皇冠青菜285110633102209精選上海青35598429381960日本抗熱青菜王382120336162412抗熱605405135640632710優(yōu)選快菜369508320353013536德高快菜369562350657213816意大利生菜808150522801523抗熱油麥菜20582527871859花紅圓葉莧菜308100623331556泰國空心菜452115252853525耐熱大葉香菜112255688459日本大葉菠菜91138617412小葉茼蒿12315423351558

由表4可知，砂培的葉菜，播種前整個(gè)大棚全面噴一次殺菌殺蟲劑，環(huán)境整潔，無雜草，栽培期間基質(zhì)濕度控制在65%左右，透氣性和保水性達(dá)到較好的平衡狀態(tài)，根系發(fā)達(dá)，生長速度快。砂表面干燥，加上溫室有風(fēng)機(jī)，空氣濕度控制比較低，白粉病、灰霉病沒有發(fā)生，軟腐病在密度過高、地勢(shì)低、地下水位高、基質(zhì)濕度過大的地方偶有幾株發(fā)生，所以控制基質(zhì)濕度在65%左右，盡量降低空氣濕度是控制病害的關(guān)鍵。防蟲方面，裝上防蟲網(wǎng)，與外界隔離，基本沒有什么病蟲害，青菜和白菜里偶有發(fā)生菜青蟲，將蟲害控制在剛剛發(fā)生的時(shí)候，進(jìn)行拔除，局部殺蟲處理。白粉虱在秋季時(shí)在生菜和白菜上偶有發(fā)生，在剛發(fā)生時(shí)，進(jìn)行防蟲網(wǎng)隔離，棚內(nèi)利用黃板黏蟲，整個(gè)一季栽培過程可以做到基本不用農(nóng)藥，或局部用安全低毒農(nóng)藥，葉菜綠色安全。砂培蔬菜，肥水足，口感脆嫩，品質(zhì)好。

表4 各葉菜病蟲害發(fā)生情況

品種白粉病灰霉病軟腐病白粉虱菜青蟲斜紋夜蛾香菇菜無無無無無無蘇州青無無無無無無日本皇冠青菜無無無無無無精選上海青無無無無無無日本抗熱青菜王無無無無無無抗熱605無無無無無無優(yōu)選快菜369無無偶有偶有無無德高快菜369無無偶有偶有無無意大利生菜無無偶有偶有無無抗熱油麥菜無無無偶有無無花紅圓葉莧菜無無無無無無泰國空心菜無無無無無無耐熱大葉香菜無無無無無無日本大葉菠菜無無無無無無小葉茼蒿無偶有偶有無無無

3 小結(jié)

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境因子、肥水精確控制下，結(jié)合砂培技術(shù)，砂培基質(zhì)組成是下面用5 cm厚的細(xì)砂，上面用5 cm厚度粗砂，其中細(xì)砂的粒徑組成是0.5～0.4 mm為15.1%，0.4～0.3 mm為18.9%，0.3～0.2 mm為50.9%，小于0.2 mm為15.1%；粗砂的粒徑組成為1.0～0.8 mm為16.4%，0.8～0.6 mm為23.6%，0.6～0.4 mm為43.6%，0.4～0.3 mm為12.7%。在這種栽培模式下，基質(zhì)的透氣性和保水保肥性達(dá)到一種較為理想的狀態(tài)，葉菜根系發(fā)達(dá)，生長勢(shì)強(qiáng)。本試驗(yàn)研究的15種葉菜出苗快，出苗率高，出苗整齊，生長速度快，產(chǎn)量高，品質(zhì)好且安全綠色。一年多茬栽培，多茬采收，省人工，節(jié)水節(jié)肥，經(jīng)濟(jì)效益好，投資不大，適合發(fā)展規(guī)?；F(xiàn)代葉菜基地。

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(責(zé)任編輯：張瑞麟)

2017-01-12

舟山市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014C31056)

吳 菊(1979—)，高級(jí)農(nóng)藝師，本科，從事蔬菜無土栽培技術(shù)研究工作，E-mail：7032249@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170515

S63

B

0528-9017(2017)05-0771-03

文獻(xiàn)著錄格式：吳菊，王呈陽，趙會(huì)娟. 物聯(lián)網(wǎng)加主要葉菜砂培技術(shù)初探[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(5)：771-773，776.